• РЕГИСТРАЦИЯ
Коронавирус. Последние новости

Многоразовая ракета-носитель «Корона»

12 4604

Сегодня многие из нас знают или хотя бы слышали о семействе американских частично многоразовых ракет-носителей частной компании SpaceX. Благодаря успехам компании, а также личности основателя Илона Маска, который сам часто становится героем инфоповодов, ракеты Falcon 9, компания SpaceX и космические полеты в целом не сходят со страниц международной прессы. При этом у России были и остаются собственные разработки и не менее интересные проекты многоразовых ракет, о которых известно гораздо меньше. Ответ на вопрос, почему так происходит, очевиден. Ракеты Илона Маска регулярно летают в космос, а многоразовые и частично многоразовые российские ракеты – это пока лишь проекты, чертежи и красивые картинки в презентациях.

Космические запуски сегодня

В наши дни можно смело говорить о том, что «Роскосмос» в какой-то момент проморгал тему многоразовых ракет, имея на руках разработки и проекты, которые опережали другие страны на несколько лет. Все проекты российских многоразовых ракет так и не были доведены до конца, не реализованы в металле. К примеру, разрабатываемая с 1992 по 2012 год многоразовая одноступенчатая ракета-носитель «Корона» так и не была доведена до логического завершения. Результат этого просчета в развитии мы наблюдаем уже сегодня. Россия серьезно сдала позиции на рынке коммерческих космических запусков с появлением американской ракеты Falcon 9 и ее разновидностей, а также серьезно уступает по количеству совершенных в год космических запусков. По итогам 2018 года «Роскосмос» отчитался о 20 космических запусках (один неудачный), при этом еще в апреле 2018 года в интервью ТАСС глава Роскосмоса Игорь Комаров рассказывал о том, что до конца года планируется выполнить 30 космических запусков. Лидером по итогам прошлого года стал Китай, осуществивший 39 космических запусков (один неудачный), на втором месте расположились США с 31 космическим запуском (неудачных нет).

Говоря о современных космических полетах необходимо понимать, что в общей цене запуска современной ракеты-носителя (РН) основная статья расходов – это сама ракета. Ее корпус, топливные баки, двигатели – все это улетает навсегда, сгорает в плотных слоях атмосферы, понятно, что такие безвозвратные траты превращают любой запуск РН в очень дорогое удовольствие. Не обслуживание космодромов, не топливо, не монтажные работы перед запуском, а именно цена самой ракеты-носителя – это главная статья расходов. Очень сложный технологичный продукт инженерной мысли используется считанные минуты, после чего полностью уничтожается. Естественно, это справедливо для одноразовых ракет. Идея использования возвращаемых РН напрашивается здесь сама собой, как реальный шанс снизить расходы на каждый космический запуск. В этом случае даже возвращение только первой ступени делает стоимость каждого запуска ниже.

Посадка возвращаемой первой ступени ракеты-носителя Falcon 9

Именно подобную схему и реализовал американский миллиардер Илон Маск, сделав возвращаемую первую ступень тяжелой ракеты-носителя Falcon 9. Пока первая ступень данных ракет частично возвращаемая, некоторые попытки посадки заканчиваются провалом, но количество неудачных посадок снизилось практически до нуля в 2017 и 2018 годах. К примеру, в прошлом году на 10 успешных приземлений первой ступени пришлась всего одна неудача. При этом новый год компания SpaceX также открыла успешным приземлением первой ступени. 11 января 2019 года первая ступень ракеты Falcon 9 успешно приземлилась на плавучую платформу, более того она была использована повторно, ранее она же вывела на орбиту спутник связи Telestar 18V в сентябре 2018 года. В настоящее время подобные возвращаемые первые ступени уже свершившийся факт. Но когда представители американской частной космической компании лишь говорили о своем проекте, многие специалисты сомневались в возможности его успешной реализации.

В реалиях сегодняшнего дня первая ступень ракеты Falcon 9 тяжелого класса в некоторых запусках может быть использована в возвращаемом варианте. Выводя вторую ступень ракеты на достаточную высоту, она отделяется от нее на высоте порядка 70 километров, отстыковка происходит примерно через 2,5 минуты после старта ракеты-носителя (время зависит от конкретных задач запуска). После отделения от РН первая ступень при помощи установленной системы ориентации осуществляет небольшой маневр, уходя от пламени работающих двигателей второй ступени, и производит разворот двигателями вперед в процессе подготовки к трем основным маневрам торможения. При посадке для торможения первая ступень использует собственные двигатели. Стоит отметить, что возвращаемая ступень накладывает на запуск свои ограничения. К примеру, максимальная полезная нагрузка ракеты Falcon 9 снижается на 30-40 процентов. Это связано с необходимостью резервирования топлива для торможения и последующей посадки, а также дополнительной массой установленного посадочного оборудования (решетчатые рули, посадочные опоры, элементы системы управления и т.д.).

Успехи американцев и большие серии удачных запусков не остались незамеченными в мире, что спровоцировало череду заявлений о начале проектов с использованием частичной многоразовости ракет, в том числе возвращении обратно на Землю боковых ускорителей и первой ступени. Представители «Роскосмоса» также высказались на этот счет. В Компании заговорили о возобновлении в России работ по созданию многоразовых ракет уже в начале 2017 года.

Многоразовая ракета-носитель «Корона»

Многоразовая ракета «Корона» и более ранние проекты

Стоит отметить, что идеей многоразового использования ракет занимались еще в Советском Союзе. После развала страны данная тема не исчезла, работы в этом направлении продолжались. Они начались гораздо раньше, чем об этом только заговорил Илон Маск. К примеру, возвращаемыми должны были быть еще блоки первой ступени сверхтяжелой советской ракеты «Энергия», это было необходимо по экономическим причинам и для реализации ресурса двигателей РД-170, рассчитанных как минимум на 10 полетов.

Менее известным является проект ракеты-носителя «Россиянка», который был разработан специалистами ОАО «Государственный ракетный центр имени академика В. П. Макеева». Главным образом данное предприятие известно своими военными разработками. К примеру, именно здесь создали большинство отечественных баллистических ракет, предназначенных для вооружения подводных лодок, включая стоящие сегодня на вооружении подводного флота России баллистические ракеты Р-29РМУ «Синева».

Согласно проекту, «Россиянка» представляла собой двухступенчатую ракету-носитель, первая ступень которой была многоразовой. По сути та же идея, что и у инженеров SpaceX, но на несколько лет раньше. Ракета должна была выводить на низкую опорную орбиту 21,5 тонны груза – близкие к ракете Falcon 9 показатели. Возвращение первой ступени должно было происходить по баллистической траектории за счет повторного включения штатных двигателей ступени. При необходимости грузоподъемность ракеты можно было довести до 35 тонн. 12 декабря ГРЦ имени Макеева представила свою новую ракету на конкурсе «Роскосмоса» по разработке многоразовых ракет-носителей, но заказ на создание подобных аппаратов ушел конкурентам ГКНПЦ имени Хруничева с проектом «Байкал-Ангара». Скорее всего, у специалистов ГРЦ Макеева хватило бы компетенции реализовать свой проект, однако без достаточно внимания и финансирования это было невозможно.

Проект «Байкал-Ангара» был еще более амбициозным, он представлял собой самолетный вариант возвращения на Землю первой ступени. Планировалось, что после выхода на установленную высоту отделения у первой ступени будет раскрываться специальное крыло и дальше она будет осуществлять полет по самолетному с посадкой на обычном аэродроме с выпуском шасси. Однако такая система сама по себе не только очень сложная, но и дорогая. К ее неоспоримым достоинствам можно было отнести то, что она могла вернуться с большего расстояния. К сожалению, проект так и не был реализован, его еще иногда вспоминают, но не более того.

Сейчас в мире думают уже о полностью возвращаемых ракетах-носителях. Илон Маск анонсировал проект Big Falcon Rocket. Такая ракета должна получить нехарактерную для современной космонавтики двухступенчатую архитектуру, ее вторая ступень является единым целым с космическим кораблем, который может быть как грузовым, так и пассажирским. Планируется, что первая ступень Superheavy будет возвращаться назад на Землю, выполняя вертикальную посадку на космодром за счет использования своих двигателей, данная технология уже отлично отработана инженерами компании SpaceX. Вторая ступень ракеты вместе с космическим кораблем (по сути это и есть космический корабль разного назначения), который получил название Starship, будет выходить на орбиту Земли. У второй ступени также будет оставаться достаточно топлива, чтобы после выполнения космической миссии совершить торможение в плотных слоях атмосферы и совершить посадку на морскую платформу.

Стоит отметить, что в подобной идее у SpaceX также нет пальмы первенства. В России проект многоразовой ракеты-носителя разрабатывался еще с 1990-х годов. И опять над проектом работали в Государственном ракетном центре имени академика В. П. Макеева. Проект многоразовой российской ракеты имеет красивое название «Корона». «Роскосмос» вспомнил о данном проекте в 2017 году, после чего последовали различные комментарии о возобновлении данного проекта. К примеру, в январе 2018 году в «Российской газете» появилась новость о том, что в России возобновлены работы над многоразовой космической ракетой. Речь в ней шла как раз о ракете-носителе «Корона».

В отличие от американской ракеты Falcon-9, российская «Корона» не имеет отделяемых ступеней, по сути, она представляет собой единый космический корабль мягкого взлета и посадки. По словам генерального конструктора ГРЦ имени Макеева Владимира Дегтяря, данный проект должен открыть дорогу к реализации дальних межпланетных пилотируемых полетов. Планируется, что основным конструкционным материалом новой российской ракеты будет углепластик. При этом «Корона» предназначена для выведения космических аппаратов на низкие околоземные орбиты высотой от 200 до 500 километров. Стартовая масса РН составляет порядка 300 тонн. Масса выводимой полезной нагрузки от 7 до 12 тонн. Взлет и посадка «Короны» должны происходить с использованием упрощенных стартовых сооружений, помимо этого прорабатывается вариант запусков многоразовой ракеты с морских платформ. Для взлета и посадки новая РН сможет использовать одну и ту же площадку. Время подготовки ракеты к очередному запуску составляет всего около суток.

Следует отметить, что углепластиковые материалы, необходимые для создания одноступенчатых и многоразовых ракет, применяются в аэрокосмической технике еще с 90-х годов прошлого века. С начала 1990-х годов проект «Корона» прошел долгий путь развития и значительно эволюционировал, надо ли говорить, что изначально речь шла об одноразовой ракете. При этом в процессе эволюции конструкция будущей ракеты становилась одновременно проще и совершеннее. Постепенно разработчики ракеты отказались от использования крыльев и внешних топливных баков, придя к пониманию того, что главным материалом корпуса многоразовой ракеты будет именно углепластик.

В последней на сегодняшний день версии многоразовой ракеты «Корона» ее масса приближается к отметке в 280-290 тонн. Столь большая одноступенчатая ракета-носитель требует наличия высокоэффективного жидкостного ракетного двигателя, который работал бы на водороде и кислороде. В отличие от ракетных двигателей, которые ставятся на отдельных ступенях, подобный ЖРД должен эффективно работать в различных условиях и на различной высоте, включая взлет и совершение полета за пределами атмосферы Земли. «Обыкновенный ЖРД с соплами Лаваля эффективен только на определенных диапазонах высот, – говорят макеевские конструкторы, – по этой причине мы пришли к необходимости использовать на ракете клиновоздушный жидкостный двигатель». Газовая струя в подобных ракетных двигателях сама подстраивается под давление «за бортом», к тому же они сохраняют свою эффективность как у поверхности Земли, так и достаточно высоко в стратосфере.

РН «Корона» в орбитальном полёте с закрытым отсеком полезной нагрузки, рендер

Однако пока что в мире просто не существует рабочего двигателя подобного типа, хотя их разработкой активно занимались еще в СССР и в США. Специалисты считают, что многоразовая ракета-носитель «Корона» должна оснащаться модульным вариантом двигателя, в котором клиновоздушное сопло – это единственный элемент, который в настоящее время не имеет прототипа и не был отработан на практике. В то же время свои технологи в производстве современных композитных материалов и деталей из них в России есть. Их разработкой и применением достаточно успешно занимаются, к примеру, в ОАО «Композит» и Всероссийском институте авиационных материалов (ВИАМ).

Для безопасного полета в атмосфере Земли углепластиковая силовая конструкция «Короны» будет защищена теплозащитной плиткой, которая ранее была разработана в ВИАМ еще для космического корабля «Буран» и с тех пор прошла существенный путь развития. «Главная тепловая нагрузка на «Корону» будет концентрироваться на ее носовой части, где применяются высокотемпературные элементы теплозащиты, – отмечают конструкторы. – В то же время расширяющиеся борта ракеты-носителя имеют больший диаметр и расположены под острым углом к потоку воздуха. Температурная нагрузка на эти элементы меньше, а это, в свою очередь, позволяет нам применять более легкие материалы. В результате достигается экономия порядка 1,5 тонн веса. Масса высокотемпературной части ракеты не превышает у «Короны» 6 процентов от общей массы теплозащиты. Для сравнения, у космических челноков «Шаттл» на нее приходилось более 20 процентов».

Изящная конусообразная форма многоразовой ракеты стала результатом огромного количества проб и ошибок. По словам разработчиков, работая над проектом, они рассмотрели и оценили сотни различных вариантов. «От крыльев, как у Space Shuttle или на корабле «Буран», мы решили полностью отказаться, – говорят разработчики. – По большому счету, при нахождении в верхних слоях атмосферы космическим кораблям крылья лишь мешают. В атмосферу на гиперзвуковой скорости такие космические корабли входят не лучше «утюга», и лишь на сверхзвуковой скорости они переходят к горизонтальному полету, после чего и могут в полной мере опереться на аэродинамику крыльев».

Конусообразная осесимметричная форма ракеты позволяет не только облегчить теплозащиту, но и обеспечить ей хорошие аэродинамические качества при движении на больших скоростях полета. Уже находясь в верхних слоях атмосферы, «Корона» получает подъемную силу, которая позволяет ракете не только тормозить, но и совершать маневры. Это позволяет РН маневрировать на большой высоте при полете к месту посадки, в дальнейшем ей остается только завершить процесс торможения, скорректировать свой курс, развернуться кормой вниз, используя небольшие маневровые двигатели, и сесть на Землю.

Проблемой проекта является то, что «Корону» до сих пор разрабатывают в условиях недостаточного финансирования или его полного отсутствия. В настоящее время в ГРЦ имени Макеева удалось завершить лишь эскизный проект по данной теме. По данным, озвученным в ходе XLII Академических чтений по космонавтике в 2018 году, по проекту создания РН «Корона» проведены технико-экономические исследования и составлен эффективный график разработки ракеты. Исследованы необходимые условия создания новой ракеты-носителя и проанализированы перспективы и результаты как процесса разработки, так и будущей эксплуатации новой ракеты.

После всплеска новостей о проекте «Корона» в 2017 и 2018 годах вновь следует тишина… Перспективы проекта и его реализация по-прежнему неясны. Между тем компания SpaceX уже летом 2019 года собирается представить тестовый образец своей новой многоразовой ракеты Big Falcon Rocket (BFR). От создания тестового образца до полноценной ракеты, которая подтвердит свою надежность и работоспособность, может пройти еще много лет, но пока можно констатировать: Илон Маск и его компания делают вещи, которые можно увидеть и пощупать руками. В то же время «Роскосмосу», по словам премьер-министра Дмитрия Медведева, следует заканчивать с прожектёрством и болтать о том, куда мы полетим в будущем. Необходимо меньше говорить и больше делать.

Автор:

Юферев Сергей

Источник: https://topwar.ru/153264-mnogo...

Просто неравнодушный человек.

    Трамп предан. Что дальше?

    Вы не поверите, но некоторые люди до сих пор рассматривают события в США как «народ вышел на протест». Как и «революцию роз» в Грузии, и Болотную в России, и провалившуюся &laq...

    Ваш комментарий сохранен и будет опубликован сразу после вашей авторизации.

    0 новых комментариев

      Эта Америка сломалась, несите новую

      Эта Америка сломалась, несите новую. Make America Great Again. США политических свобод и борьбы за гражданские права превратились в карикатуру на революционную Украину. Что случилось, осмыслить сложно. Кажется, и там никто ничего не понимает, но в век интернета мы все – свидетели того, что происходит в любом конце земного шара.Я, конечно, и на этот раз ...
      1169

      В США творится большевистский обман

      В Америке творится какая-то чертовщина. Страну стало лихорадить после убийства чернокожего преступника белым полицейским во время задержания. Такие происшествия, увы, случаются в США достаточно часто. Обычно они приводят к массовым протестам и иногда к локальным погромам. После этого государство наказывает виновников смерти чернокожего гражданина, родст...
      931

      «А вас, Crew Dragon, я попрошу остаться»: космический корабль от SpaceX задерживается на орбите

      Моё предисловие. А непридётся ли нашему Росскоссмосу спасать сих американцев, снимая их с орбиты нашими "старичками "Союзами"?--------------------------------------------------------------------------------Дорогие друзья, на дворе пятница! А это значит, что настало время поговорить о самых серьёзнейших темах, будоражащих умы всего человечества. «Военное...
      3489

      У нас завелись «зеленые человечки»: СМИ США о неопознанных военных в стране

      Беспорядки в Соединенных Штатах, спровоцированные вопиющим убийством чернокожего мужчины, приобрели небывалый размах. Даже волнения в американском городе Фергусон в 2014 году теперь кажутся каплей в море в сравнении с тем, что мы видим сегодня.Однако поражает не только размах протестов и беспорядков, но также и реакция властей США, которые идут на беспр...
      1173

      Китай готовит убийцу для биткойна и проблему для доллара

      Иван ДаниловАмериканские аналитики внезапно осознали, что Китай готовит технологию, которая станет убийцей для биткойна и угрозой для американского доллара. И если по поводу конкуренции для основной мировой криптовалюты стоит переживать разве что инвесторам в этот экзотический цифровой актив, то вопрос о перспективах доллара США в качестве главной валют...
      107

      Партнер, а не халявщик.

      Свобода лучше несвободы наличием свободы. Космические корабли Илона Маска бороздят просторы океанов. Майнинг криптовалюты становится нефтью нового времени, а самой трендовой профессией – бариста или барбер. 3D-принтер приходит на смену устаревшим массивным производствам периода плановой экономики. Стартапы, придуманные крафтовыми микроблогггерами и тиктокерами в лофта...
      72

      Догорает мой Нью-Йорк.

      Молния! Третьего дня произошло беспрецедентное событие. В Миннеаполисе случился мелкий казус – вежливый американский полицейский с блестящей белозубой улыбкой тихо и застенчиво попросил предъявить прописку у агрессивно выглядящего афроамериканца, чтобы просто выписать ему штраф за нарушение самоизоляции. В процессе проверки прописки афроамериканец прилег на уютную тра...
      185

      Новая ядерная доктрина России: еще одно «последнее предупреждение»?

      Президентом России Владимиром Путиным одобрен и утвержден важнейший не только для нашей страны, но и для всей планеты документ: Основы государственной политики Российской Федерации в области ядерного сдерживания. Отечественные СМИ достаточно широко отражают данное событие, при этом зачастую не заостряя внимание на самом главном: новая доктрина не только...
      530

      Президентский тупик Лукашенко: какие неприятные сюрпризы ждут «батьку»

      Приближение выборов главы государства, назначенных в соседней Белоруссии на 9 августа, все больше дает о себе знать возрастанием накала политических страстей в этой стране. Пожалуй, еще никогда за все время пребывания у власти Александра Лукашенко предстоящее народное волеизъявление не обещало быть настолько «горячим» и таящим в себе потенциально неприя...
      986

      Россия выдвинула запрет США на посещение Черного моря военным флотом - сообщает "MaxPark"

      О запрете, который выдвинут по так называемым "закрытым каналам" Министерством обороны Российской Федерации в адрес военного руководства Соединенных Штатов (речь идет о посещении ВМС США акватории Черного моря) сообщают ряд изданий, включая "ПолитРоссию" и "MaxPark". Разберемся в ситуации. Ультиматум РоссииПо сообщениям ряда СМИ (их список куда шире того...
      6186

      Почему Навальный провоцирует власть на его аресты и как с этим связана поправка в Конституцию.

      Недавно наткнулся я на известие, что Европейский суд по правам человека присудил оппозиционному политику Алексею Навальному более 225 тысяч евро компенсаций за пять лет. По текущему курсу это около 16,5 миллионов рублей или около трёх миллионов рублей в год.Об этом известии сообщило издание "Радио Свобода" - ссылка.Наверное, человек был незаконно осуждён и отбыл огром...
      439

      Старт века? А что, собственно, произошло?

      Нет, Илон Маск, безусловно, гений. Не столько технический, как гений пиара. Не понял, а из за чего вдруг ажиотаж поднялся? После одиннадцати лет "простоя" американцы в космос полетели? На своей, собственной, ракете? Ура! Достижение! Достижение? Ой ли! Мы вот у себя, в России, все эти годы летали, выводя на орбиту тех же американских астронавтов вкупе со ...
      976

      Путин! Верни Крым!!!

      При всём моём уважении к Владимиру Владимировичу, я просто не понимаю, как он может вернуть то, чего не брал?! А теперь, начнём по порядку. Написать эту статью меня сподвигнула масса статей, в том числе тут, на Дзене, объединённая одной мыслью — Путин, верни Крым! Статьи особым изыском не отличаются. Наверное это новая методичка, а может действительно, ...
      1456

      Главная беда России не "дураки и дороги", а революционеры и бунтари.

      Часто можно услышать горькие сетования борцов с "Путинским режимом" на то, что у нас и наука-то отсталая и технологии устаревшие, и с нефтяной-то иглы Путин никак Россию не снимет. А мне так и хочется их спросить: "А не такие ли как вы - вековые борцуны за вселенскую справедливость и "народное счастье", как вы его понимаете, приводите к власти крикливых...
      461

      А чего, "долларподвести" снова отменяется? Всепропальщики как всегда попали пальцем в небо.

      Сегодня выяснилось, что пессимистичный сценарий развития событий для нашей страны снова не подтвердился. Можно спокойно перевести дух и разжать кулаки. 21 марта я написал статью: "Так ли страшен для нас рост курса доллара, как об этом кричат паникёры?" Там я вкратце описывал, надо ли опасаться сильного роста цен в связи с повышением курса доллара до 80 рублей и рассмо...
      438

      Россия назвала новую причину для ядерного возмездия

      Россия может нанести ответный ядерный удар в случае, если в направлении нашей страны будет запущена баллистическая ракета. При этом не важно, какая на ней установлена боеголовка – ядерная или обычная. Такие нормы содержатся в новых Основах государственной политики в области ядерного сдерживания. Они стали ответом на ухищрения США в сфере вооружений.Во в...
      1094

      Трамп признал ФБК Навального террористической организацией.

      В 2020 году в США происходят очень интересные события. Начался год с падения американской экономики, который усугубился пандемией коронавируса и падением цен на нефть. Эти события вызвали в мире глобальное изменение взглядов на многие вещи.Митинги в Москве, которые пытались раскачать ФБК Навального летом 2019 года имели ряд характерных запоминающихся картинок в СМИ, к...
      2532

      Рубль опять опозорил прогнозистов, пророчавших ему крах

      Как начался обвал на рынке нефти, все, кто только мог, предрекали крах рублю. Очередной и при этом неповторимый, ибо в этот раз прогнозисты заявляли, что рубль - в этот раз точно - обвалится ниже 100 рублей за доллар.Впервые в истории страны. Но нет. Не хотел он всё никак обваливаться. В самый худший день в этом году он "ушёл" чуть за 80 рублей, когда и...
      1708

      Штаты в огне: о необходимости извлечения уроков

      «Это то, чего никто из нас никогда в жизни не видел». Так реагирует очевидец на горящее здание полицейского управления американского Миннеаполиса. Здание объято пламенем, толпа крушит полицейские автомобили. Эти кадры облетели весь мир. Эксперты и обычные граждане реагируют как на действия толпы, так и на то, с чего всё начиналось. Свою реакцию представ...
      712

      "Причины серьезные": зачем Россия перебрасывает на Север новейшее оружие

      Атомные стратегические и многоцелевые подводные лодки, тяжелые крейсеры и крылатые ракеты — главной военной силой России в Арктическом регионе был и остается Северный флот. Моряки-североморцы несут службу в сложнейших климатических условиях и осваивают самое совершенное оружие, а их корабли действуют по всему миру. В день Северного флота РИА Новости рас...
      1805
      Служба поддержи

      Яндекс.Метрика