новации в облике многоразовых модулей транспортных ракетно

НОВАЦИИ В ОБЛИКЕ МНОГОРАЗОВЫХ
МОДУЛЕЙ ТРАНСПОРТНЫХ РАКЕТНОКОСМИЧЕСКИХ СИСТЕМ ВТОРОГО ПОКОЛЕНИЯ:
ЗАДАЧИ И ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ЛЁТНЫХ
ИСПЫТАНИЙ
ЛЕТАВШИЕ МНОГОРАЗОВЫЕ ТРАНСПОРТНЫЕ КОСМИЧЕСКИЕ
СИСТЕМЫ (МТКС) ПЕРВОГО ПОКОЛЕНИЯ
«SPACE SHUTTLE»
«ЭНЕРГИЯ – БУРАН»
2
СОПОСТАВЛЕНИЕ ЗАЯВЛЕННЫХ И ПОЛУЧЕННЫХ
ХАРАКТЕРИСТИК МТКС «SPACE SHUTTLE»
ЗАЯВЛЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ
ФАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
• Снижение в несколько раз по
сравнению с одноразовыми
ракетоносителями удельной
стоимости доступа в космос
• Доставка на Землю из космоса
существенного объёма
полезных грузов
• Ресурс многоразовой ступени
100 полётов
• Средняя частота полётов 1 раз в
месяц
• Удельная стоимость доступа в
космос оказалась в примерно в
три раза больше по сравнению
с одноразовыми ракетами
• Грузопоток из космоса на
Землю оказался
незначительным
• Реальный ресурс конструкции
оказался втрое меньшим
• Средняя частота полётов 1 раз в
квартал
У системы «Space Shuttle» модернизационный потенциал оказался невысоким
3
КЛЮЧЕВЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ В ПРОЕКТАХ МТКС
ПЕРВОГО ПОКОЛЕНИЯ
• Создание лёгких теплозащитных материалов, обеспечивающих
приемлемые эксплуатационные характеристики конструкции
летательного аппарата в диапазоне скоростей полёта вплоть до
первой космической;
• Освоение технологии планерной посадки на повышенной скорости
(порядка 320 км/час) летательного аппарата с невысоким
максимальным аэродинамическим качеством (Ка≈4.5 ÷ 5) в
дозвуковом диапазоне скоростей;
• Создание и накопление опыта эксплуатации многоразовых
кислородно-водородных маршевых ЖРД большой мощности
4
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ПРОЕКТОВ МТКС
МАКС
«Энергия – 2» (ГК-175)
5
ПРОЕКТ «КЛИПЕР» РКК «Энергия» им. С. П. Королёва
Полномасштабный макет
на МАКС-2005
6
ПРОЕКТЫ МНОГОРАЗОВЫХ ВОЗДУШНО-КОСМИЧЕСКИХ
АППАРАТОВ В США
• NASP (X-30)
• Осознан масштаб технологического барьера в
создании многоразовых
одноступенчатых
аппаратов
• Venture Star (X-33)
• Space Launch Initiative
7
ПРОЕКТЫ МНОГОРАЗОВЫХ ВОЗДУШНО-КОСМИЧЕСКИХ
АППАРАТОВ В США
Возврат к предшествующим концепциям ракетно-космических
систем, формирование конкурентной среды
X-37B
• HL-20, X-38,
• Dream Chaser
8
ОБЕСПЕЧЕНИЕ АВИАЦИОННЫХ ЛЁТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И
ИСПЫТАНИЙ ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЕКТА «БУРАН»
• Состав летающих лабораторий на базе самолётов (3 Ту-154, 3 МиГ-25,
2 Су-7Б)
• Крупномасштабные летающие модели «Бор-4» и «Бор-5»
• Аналог «Бурана» для ГЛИ
(БТС-002)
9
АКТУАЛЬНОСТЬ СОЗДАНИЯ В РОССИИ
МТКС ВТОРОГО ПОКОЛЕНИЯ
• Обострение конкуренции на рынке пусковых услуг
• Рост требований к уровню надёжности запусков в космос
спутников и пилотируемых кораблей
• Потребность избавления от полей падения первых
ступеней ракет
• Продвижение в разработке многоразовых маршевых
ЖРД (например, метаново-кислородного РД 0162)
• Перспективность новых ракет-носителей тяжёлого и
сверхтяжёлого классов
10
ПРОЕКТ МРКС-1 ГКНПЦ им. М. В. Хруничева
Оснащение возвращаемых ракетных блоков
(ВРБ) в стартовой конфигурации авиационными двигателями для
полёта на аэродром
космодрома
 Имеются резервы
для
совершенствования аэродинамики
ВРБ
Ограниченные возможности по формированию многоблочной компоновки РН
из ВРБ
11
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ОБЛИКА МРКС
• Структура МРКС должна быть дополнена многоразовыми
двигателно-приборными модулями (МДПМ) второй
ступени
• После операций разделения при проведении запуска
ракеты-носителя
многоразовые модули должны
производить посадку на аэродромах по-планерному
• Необходимо оптимизировать аэродинамику многоразовых модулей
• Необходимо внедрить оптимальные законы управления
траекторией выведения ракеты-носителя с использованием несущих свойств её корпуса
• За счёт улучшения компактности модулей первой ступени
кратно расширить возможности по формированию многоблочных конфигураций тяжёлых и сверхтяжёлых ракет
12
ТРАНСФОРМАЦИИ МНОГОРАЗОВОГО РАКЕТНОАВИАЦИОННОГО МОДУЛЯ (МРАМ)
Спуск на
гиперзвуковой
скорости
Конфигурация для
полёта на дозвуковой
скорости
Компоновка
сверхтяжёлого РН
Стартовая
конфигурация
Конфигурация для перелёта
на аэродром космодрома
13
ТРАНСФОРМАЦИИ МНОГОРАЗОВОГО ДВИГАТЕЛЬНОПРИБОРНОГО МОДУЛЯ
Стартовая
конфигурация
Промежуточная
конфигурация
Вторая
ступень
Посадочная конфигурация
Конфигурация при
входе в атмосферу
14
МНОГОРАЗОВЫЙ КРЫЛАТЫЙ МОДУЛЬ ТРАНСПОРТНОГО
КОСМИЧЕСКОГО КОРАБЛЯ (КМТКК)
Орбитальная конфигурация
Конфигурация при
входе в атмосферу
15
ПЕРВООЧЕРЕДНЫЕ ЗАДАЧИ ПО ПОДГОТОВКЕ К ЛЁТНЫМ
ИСПЫТАНИЯМ МНОГОРАЗОВЫХ МОДУЛЕЙ МРКС
• Возродить с учётом опыта работ по «Бурану», но на современном
научно-техническом уровне, инфраструктуру для проведения лётных
исследований и испытаний авиационно-космических объектов
• Сформировать команду специалистов, включающую экипажи
лётчиков-испытателей, научный и инженерно-технический персонал,
и поэтапно повысить профессиональный потенциал этого коллектива
до требуемого уровня за счёт проведения в необходимых объёмах
опережающих исследований в интересах оптимизации конструкции
многоразовых модулей и программ специальной лётной подготовки
к испытаниям крылатых модулей МРКС
16