Son yıllarda, havacılık endüstrisinde faaliyet gösteren özel şirketlerin gelişimi, uzmanların ve genel kamuoyunun özel ilgisini çekmiştir. Bu türden bir dizi yabancı kuruluş, farklı özelliklere sahip farklı sınıflardan birkaç farklı tasarım sunmuştur. Ülkemizde de benzer kuruluşlar faaliyet göstermektedir. Bugüne kadar, bu alanda bazı yeni gelişmeler sunulmuştur. Böylece, Lin Industrial şirketi Vyuga havacılık sisteminin bir projesini sundu.
Vyuga havacılık sisteminin (AKS) projesi, isimsiz bir müşterinin talebi üzerine Skolkovo Vakfı'nın yardımıyla çalışan Moskova şirketi Lin Industrial tarafından geliştirildi. Projenin amacı, insanları ve çeşitli kargoları yörüngeye yerleştirmek için tasarlanmış yeniden kullanılabilir iki aşamalı bir sistemin görünümünü ortaya çıkarmaktı. Aynı zamanda sistemin sınırlı taşıma kapasitesi nedeniyle çeşitli bilimsel çalışmaların uygulanması vb. ana görev olarak görülmektedir. Ek olarak, sistemin keşif yapmak amacıyla veya yüksek hassasiyetli silahların taşıyıcısı olarak askeri kullanımı hariç tutulmamaktadır.
Önerilen formda, "Blizzard" sisteminin bir takım karakteristik avantajları vardır. Sistemin tüm bileşenlerinin tam olarak yeniden kullanılabilirliğini, mevcut taşıyıcı uçağın kullanımını, yükün çok çeşitli eğimlerde yörüngelere yerleştirilebilmesini ve çevre güvenliğini sağlar. Ek olarak, bir taşıyıcı uçağın kullanılması, müşteri ülkesinin topraklarından kalkanlar da dahil olmak üzere gezegenin çeşitli bölgelerinden yüklerin fırlatılmasını mümkün kılar.
Kalkıştan önce AKS "Blizzard" ın genel görünümü
Vyuga AKS projesi, üç ana bileşenden oluşan bir kompleksin kullanımını içerir. Geri kalanın performansını sağlayan ana unsur, ekipmanın geri kalanını taşımak için bir dizi bağlantıya sahip taşıyıcı uçaktır. Ayrıca, sözde hızlanmadan sorumlu olan roket motorlarıyla ilk aşamanın kullanılması da önerilmektedir. yörünge aşaması. İkincisi, hem atmosferde hem de ötesinde uçabilen bir aparattır. "Blizzard" kompleksinin tüm unsurları üsse geri dönebilmelidir.
Organizasyon geliştiricisine göre, Vyuga AKS'nin oluşturulması, mevcut yeteneklerin incelenmesi ve gerekli ekipmanın parametrelerinin belirlenmesi ile başladı. Böylece, kompleksin yükü, düşük dünyaya yakın yüke getirilen 450 kg seviyesinde belirlendi. "Foton" tipi teknolojik uyduların benzer taşıma kapasitesi parametrelerine sahip olduğu belirtilmektedir. Ayrıca, kompleksin çeşitli unsurları için hesaplamalar dikkate alınarak, sistemin potansiyel taşıyıcılarının aralığı belirlendi.
Aşırı taşıma kapasitesi nedeniyle An-124 "Ruslan" ve An-225 "Mriya" askeri nakliye uçaklarının terk edilmesine karar verildi. Tu-160 füze taşıyıcısı, bu türden az sayıda mevcut araç nedeniyle sığmadı. Sonuç olarak, sadece M-55X Geofizika, MiG-31 ve Il-76 uçakları dikkate alındı. Diğer hesaplamalar, Geofizika ve MiG-31'in havacılık sistemi için güçlendirici uçak olarak kullanılamayacağını gösterdi. Bu uçaklar yüksek bir pratik tavana sahiptir, ancak yetersiz yüke sahiptir. Kullanımları ile, "Blizzard" ın yükü, orijinal hesaplamalara uymayan 50-60 kg'ı aşamadı.
Montaj şeması
Böylece sistem için tek uygun taşıyıcı Il-76 askeri nakliye uçağı oldu. Bununla birlikte, bu durumda bile, tüm tasarım özellikleri, tekniği herhangi bir değişiklik yapmadan kullanmayı mümkün kılmadı. Hesaplamalar, güçlendirici ve yörünge aşamalarının taşınması ve başlatılması için uçağın yapısal güçlendirmeye ve bazı yeni ekipmanların kurulumuna ihtiyaç duyduğunu göstermiştir. Bu tür modifikasyonlar, yüksek taşıma kapasitesi şeklinde mevcut avantajları tam olarak gerçekleştirmeyi ve diğer potansiyel taşıyıcılara kıyasla mevcut irtifa kaybını telafi etmeyi mümkün kıldı.
Mevcut haliyle "Blizzard" projesi, bazı yeni birimlerin kullanılmasıyla Il-76 uçağının modernizasyonunu sağlıyor. Uçağın kargo bölümünün orta kısmında, füze sistemlerinin ağırlığını uçağın güç elemanlarına yeniden dağıtan özel bir destek kirişinin monte edilmesi önerilmiştir. Bu ürün, 12,9 m uzunluğunda, 3,3 m genişliğinde ve 2,7 m yüksekliğinde, üst kısmında gövdenin ötesine uzanan çıkıntılı elemanları olan bir delikli yapıdır. Başlangıçta, kafes kirişin karbon fiber takviyeli plastikten yapılması önerildi, ancak daha sonra mukavemet nedeniyle proje değiştirildi. Ürün artık 85 mm çapında titanyum elemanlardan oluşmalıdır. Bu durumda, kafes kirişin kütlesi 6, 2 tondur, kafes kirişin alt kısmının parçalarının kalınlığını azaltarak yapının biraz basitleştirilmesi mümkündür.
Kafesi uçağa taktıktan sonra, roket sisteminin ilk aşamasına kenetlenmek için gövdesinin üst yüzeyinde birkaç düğüm belirir. Onların yardımıyla, taşıyıcı uçağın kompleksin diğer unsurlarına bağlanması önerilmektedir. Binekler, gerekli anda füze sistemlerinin serbest bırakılmasına izin veren kontrol sistemlerine sahip olmalıdır.
Bilgisayar modellemesi kullanılarak yapılan ön tasarım çalışması ve araştırma sonuçlarına dayanarak, "Lin Industrial" tasarımcıları, AKS "Vyuga" nın ilk aşamasının genel görünümünü oluşturdu. Bu ürün, güçlendirici uçaktan ayrıldıktan sonra yörünge aşamasını hızlandırmak için tasarlanmış, nispeten büyük, roketle çalışan bir uçak olmalıdır. Bu tür uygulama yöntemleri, bazı tasarım özellikleri üzerinde çalışma ihtiyacına yol açmıştır. Özellikle, füze sistemini ayrıldıktan sonra taşıyıcı uçaktan geri çekmek için tasarlanmış bir kanat ve bir dengeleyici geliştirmek gerekiyordu.
Bir destek uçağına kurulum için önerilen kafes tasarımı
İlk aşamanın oldukça basit bir tasarımı önerilmiştir. Bu tekniğin tüm ana birimleri, yapının temeli olan uzun bir kafes kirişe monte edilmelidir. Kafesin üstüne, arkasına motorun yerleştirilmesi gereken yakıt ve oksitleyici tanklarının monte edilmesi önerilmektedir. Bu durumda, arka tank, ön tankın aksine, yörünge aşamasının doğru yerleştirilmesi için gerekli olan daha karmaşık bir şekle sahip olmalıdır. Kafesin alt kısmında, uçaklar için tespitler sağlanmıştır. Beklenen mekanik ve termal stresler nedeniyle, ilk aşama alt gövdeden termal koruma almalıdır.
Taşıyıcıdan ayrıldıktan hemen sonra ve iniş sırasında atmosferde uçuş için, "Blizzard" ın ilk aşaması bir dizi farklı uçak kullanmalıdır. Gövdenin orta kısmına alçak bir kanat monte edilmesi önerilmektedir. Nispeten küçük stabilizatörlere sahip iki kanatlı bir kuyruk ünitesi de geliştirilmiştir. İlk aşamayı gerekli havaalanına döndürmek için gerekli olan, uçak gövdesinin içine bir iniş takımı monte edilmesi önerilmektedir.
Şimdiye kadar, ilk aşamanın ana unsurlarından biri olan oksitleyici tankın şeklinin oluşturulduğu bildiriliyor. Bu ürüne, doldurulmuş sıvının maksimum üretimi ihtiyacına kadar, mukavemet, hacim, sızdırmazlık ve diğer parametreler açısından yüksek gereksinimler getirildi. Bu gereksinimler ve sıvı oksijenin özellikleri dikkate alınarak tankın genel tasarımı belirlendi. Tankın silindirik yan yüzeyi, epoksi bağlayıcılı karbon fiberden yapılmalı ve ayrıca bir PMF-352 film şeklinde bir iç kaplama almalıdır. İkincisi, düşük sıcaklıktaki oksitleyicinin kompozit parçalar üzerindeki olumsuz etkisini azaltmak için gereklidir. Kompozit parçaya yapıştırılan çerçeveler ve tabanların alüminyum-magnezyum alaşımından yapılması önerilmiştir. Tankın içine perdeler, boru hatları ve diğer gerekli parçalar monte edilmelidir.
İlk aşamanın genel görünümü
İlk aşamanın kuyruk bölümüne gerekli özelliklere sahip tek odacıklı bir sıvı yakıtlı roket motorunun monte edilmesi önerilmiştir. Gazyağı ve sıvı oksijen kullanan santral, gerekli itme parametrelerinin elde edilmesini sağlayacak olan gaz çıkış hızını 3.4 km / s seviyesinde göstermelidir. İlk etabın tasarım hızı yaklaşık 4720 m/s'dir.
Toplam uzunluğu 17,45 m olan Vyuga AKS'nin ilk aşamasının kuru ağırlığı 3,94 ton ve tam fırlatma ağırlığı 30.4 ton olmalıdır Başlangıç ağırlığının çoğu yakıttır: 7050 kg yakıt ve 19.210 kg oksitleyici.
İlk aşamanın kıç gövdesine sözde takılması önerilmektedir. yükü taşımak ve gerekli yörüngeye / yörüngeye fırlatmak için tasarlanmış bir yörünge aşaması. Bu tür ekipmanın çalışmasının karakteristik özellikleri, alışılmadık bir sahne tipinin oluşmasına yol açtı. "Blizzard" ın yörünge aşaması, burun kaplamasının ogival üst kısmı ve ovale yakın kuyruk bloğu bölümü ile uçak gövdesinin dış birimlerinin aerodinamik bir şekline sahip olmalıdır. Isı koruyucu kaplamalı alt kısım hafif kavisli bir şekle sahip olmalıdır.
Yörünge aşaması gövdesinin üst kısmına, bir paraşüt bölmesi, bir kontrol ekipmanı bölmesi yerleştirilmesi önerilmiştir, bunun arkasında, yükü barındırmak için büyük bir hacmin olması gerekir. Bu bölmelerin altında yakıt bileşenleri için küresel ve silindirik tankların montaj yerleri bulunmaktadır. Gövdenin kuyruk kısmı motorun altına yerleştirilmiştir. Gövdenin üst kısmına, yükü sahne mahfazasına monte etmek ve ayrıca çeşitli işler yaparken dışarı çıkarmak için tasarlanmış kapak kanatları takılabilir. Özellikle, böyle bir kapak, uzay aracı bir yörünge konfigürasyonunda kullanıldığında güneş panellerini yerleştirmek için kullanılabilir.
İlk aşamanın açıklaması
Mevcut haliyle, Vyuga projesi 5505 mm uzunluğunda, 2604 mm genişliğinde ve 1.5 m yüksekliğinde bir yörünge aşamasının inşasını içeriyor. Yörünge aşamasının kuru kütlesi 950 kg. Yük - 450 kg. Yakıt ve oksitleyici tedariği ile birlikte aparat 4,8 ton ağırlığında olmalıdır. Aynı zamanda, hesaplamalara göre kerosen payı 914 kg ve oksitleyici 2486 kg'dır. Ürünün hızı 4183 m/sn'ye kadar olmalıdır.
Vyuga havacılık sistemini kullanma ilkeleri oldukça basit görünüyor ve yükün gerekli yörüngeye veya minimum gerekli maliyetlerle düşük bir referans yörüngesine yerleştirilmesine izin veriyor. Göreve hazırlanırken, gerekli yük yörünge aşamasının kargo ambarına kurulmalıdır. Bu aparat daha sonra ilk aşamaya yerleştirilir ve tüm sistem, itici uçağın bağlantılarına monte edilir. Her iki aşamanın tanklarını gazyağı ve sıvı oksijen ile doldurduktan sonra Vyuga AKS çalışmaya başlayabilir.
Sistemin çalışmasının ilk aşaması, uçak gemisi mürettebatının doğru çalışmasını gerektirir. Gövde üzerinde "Blizzard" unsurları bulunan IL-76, 10 km yüksekliğe çıkmalı ve istenen rota ile füze sisteminin fırlatma alanına gitmelidir. Ayrıca, ayrılması önerilir, bundan sonra ilk aşama taşıyıcıdan uzaklaşmalı ve destekleyici sıvı motorunu açmalıdır. Taşıyıcı uçak, sırayla, havaalanına geri dönme fırsatı elde eder. Daha fazla uçuş, aşamalar halinde bağımsız olarak ve kendi kontrol sistemlerimizi kullanarak gerçekleştirilir.
İlk kademe, motoru 185 saniye boyunca çalıştırmak için gereken bir yakıt kaynağına sahiptir. Bu süre boyunca, yörünge aşaması belirli bir yüksekliğe çıkılarak hızlandırılır. İlk aşamanın yardımıyla, Vyuga AKS 96 km yüksekliğe çıkmalı ve yörünge aşamasını gerekli yörüngeye getirmelidir. Yakıt bittikten sonra yörünge aşaması düşürülür. Yörünge aşaması belirli bir yörünge boyunca hareket etmeye devam ederken, ilk aşama planlamaya girmeli ve iniş alanına doğru bir rota izlemelidir. Hızı azaltan ve yavaşlatan ilk aşama, nihayetinde "uçak" yöntemini kullanarak mevcut iniş takımlarıyla iniş yapmalıdır. İnişten sonra sahne gerekli bakımlardan geçirilerek tekrar kullanılmasına olanak sağlar.
Yörünge aşamasının genel görünümü
Ayrıldıktan sonra yörünge aşaması kendi motorunu içermeli ve belirli bir yörüngeye çıkış gerçekleştirmelidir. Tam yükte, motoru 200 km yükseklikte bir yörüngeye tırmanarak 334 saniye çalıştırmak mümkündür. Gerekli parametrelerle yörüngeye girdikten sonra, bilimsel ekipman veya diğer ekipman şeklindeki faydalı yük çalışmalarına başlayabilir. Atanan görevleri tamamladıktan sonra yörünge aşaması Dünya'ya dönebilir.
Yörüngeden çıkmak için, yörünge aşamasını iniş yörüngesine aktaran bir fren darbesinin kullanılması önerilmektedir. Termal koruma ve aerodinamik gövde yardımıyla sahne, atmosferin yoğun katmanlarına risksiz girer ve iniş alanına çıkar. Belirli bir yükseklikte, aparatın yumuşak inişinden sorumlu olan paraşütün açılması önerilmektedir. Teknik ve operasyonel nedenlerle "uçak benzeri" iniş sağlanmaz. İnişten sonra teknisyenler yük ile çalışmaya başlayabilir. Ek olarak, yörünge aşamasının bakımının ardından yeni bir uçuş için hazırlık yapılması planlanmaktadır.
Bilimsel kullanım için Vyuga AKS'yi kullanmak için benzer bir algoritma önerilmektedir. Ayrıca, bu teknolojinin silahlı kuvvetlerin çıkarları doğrultusunda kullanılması olasılığı da değerlendirilmektedir. Bu durumda, yörünge aşaması yerine havacılık sistemi, gerekli özelliklere sahip savaş ekipmanı alabilir. Bununla birlikte, kompleksin bu versiyonunun kesin parametreleri henüz belirlenmemiştir. Şu anda, sadece "Blizzard" ın savaş versiyonunu yaratma olasılığı düşünülüyor ve uygulamasının olası alanları belirleniyor.
Vyuga AKS'nin savaş versiyonu, bir grev sisteminin taşıyıcısı veya düşman uzay aracını engelleme aracı olabilir. İkinci durumda, savaş ekipmanının farklı parametrelere sahip yörüngelere oldukça basit bir şekilde yerleştirilmesi olasılığı ile sağlanan yüksek bir savaş çalışması verimliliği elde edilebilir. Ancak, bu tür fikirlerin uygulanması bazı zorluklarla ilişkilendirilebilir. Her şeyden önce, zorluklar, yükün kütlesindeki sınırlamalarla ilişkilendirilmelidir. Yörünge aşamasının özel bir savaş sistemi ile tamamen değiştirilmesi bile, birkaç tondan daha ağır bir ürün yaratmayı mümkün kılmaz.
Yörünge aşaması, alttan görünüm, alttan gösterilmemiştir. Beyaz gövde, mavi yakıt depoları, kırmızı motor, turuncu paraşüt bölmesi, gri yük bölmesi
Havacılık sisteminin önerilen mimarisi, benzer amaçlı diğer komplekslere göre bazı avantajlar elde edilmesini sağlar. Önemli bir olumlu ekonomik etki sağlayabilen Vyuga projesinin ana avantajları, mevcut taşıyıcı uçakların (yine de, gözle görülür değişikliklere ihtiyaç duyan) ve ayrıca geri dönüşlü roket aşamalarının kullanılmasıdır. İlk ve yörünge aşamalarının çoklu kullanım olasılığı, tasarımlarına, özellikle motorların özelliklerine ilişkin özel gereksinimler getirir, ancak bireysel fırlatma maliyetinde gözle görülür bir azalmaya yol açabilir.
Projenin ikinci karakteristik avantajı, mevcut uzay limanlarına bir "bağ" olmamasıdır. Vyuga AKS için fırlatma rampası, aslında Il-76 nakliye uçaklarını alabilen ve füze sistemleriyle çalışmak için belirli bir donanıma sahip olan herhangi bir hava alanı olabilir. Bu sayede, yükün yörüngeye fırlatılması, gezegenin hemen hemen her yerinden gerçekleştirilebilir. Sonuç olarak, gerekli eğim ile yükün yörüngeye nispeten basit bir şekilde fırlatılması sağlanır.
Mevcut verilere göre, şu anda Lin Industrial şirketinden Vyuga havacılık sisteminin projesi ön çalışmalar aşamasındadır. Projenin genel özellikleri belirlenmiş ancak teknik dokümantasyon henüz geliştirilmemiştir. Vyuga projesinin ön versiyonunun, gelişimini başlatan müşterinin onayını almadığı ve sonuç olarak finansmansız kaldığı bilgisi var. Geliştiricinin tahminlerine göre, araştırma çalışmasının ilk aşaması 3,2 milyon ruble tutarında finansman gerektiriyor. Daha fazla çalışma yeni yatırımlar gerektirecektir. Aynı zamanda, projeyi tamamlamak için gereken zaman ve finansal maliyetlere ilişkin tahminler henüz netlik kazanmamıştır.
Vyuga AKS projesinin, sınıfının bu tür ilk yerli gelişimi olmadığı belirtilmelidir. Ülkemizde bu yöndeki çalışmalar geçen yüzyılın altmışlı yıllarında başlamış ve OKB-155 başkanlığındaki çeşitli kuruluşlar tarafından yürütülmüştür. Spiral projesinin amacı, hipersonik bir güçlendirici uçak, bir güçlendirici blok vb. Kullanabilen bir kompleks oluşturmaktı. yörüngeye bir yük başlatmak için yörüngedeki uçak. Hazır kompleks "Spiral", başta askeri olmak üzere çeşitli amaçlar için kullanılabilir.
Vyuga havacılık sistemini kullanma şeması
Altmışlı yılların sonundan yetmişli yılların ortalarına kadar, çeşitli testlerde kullanılan umut verici teknolojinin birkaç prototipi yapıldı. Özellikle BOR serisi araçlar birkaç yörünge altı ve yörünge uçuşu yaptı. Atmosferdeki testler için bir MiG-105.11 uçağı kullanıldı. Testlerin tamamlanmasının ardından Spiral projesi üzerindeki çalışmalara son verildi. Müşteri, yeni Energia-Buran projesini daha umut verici buldu. Spiral programının bir parçası olarak inşa edilen bazı prototipler daha sonra müze sergileri haline geldi.
Seksenlerin başından beri NPO Molniya, Çok Amaçlı Havacılık Sistemi (MAKS) projesini geliştiriyor. Bu sisteme bir An-225 taşıyıcı uçağın ve ek bir yakıt deposuna sahip bir yörünge uçağının dahil edilmesi önerildi. Yapılandırmaya bağlı olarak, MAKS kompleksi yörüngeye 7 veya 18 ton yük taşıyabilir. Sistemin hem otomatik kargo hem de insanlı versiyonları düşünüldü.
Doksanların başındaki sorunlar nedeniyle MAKS projesi üzerindeki çalışmalar sonlandırıldı. Sadece 2012'de, olası bir çalışmaya yeniden başlama ve kompleksin modern bir versiyonunun yaratılması hakkında raporlar vardı. Ayrıca mevcut projenin başka taşıyıcı uçaklar vb. kullanılarak sonuçlandırılması olasılığından da bahsedildi. Bilindiği kadarıyla yenilenen MAKS projesi kapsamında o tarihten bu yana herhangi bir ilerleme kaydedilmedi.
Özel roket ve uzay şirketi "Lin Industrial" şu anda bilimsel ve diğer nitelikteki çeşitli sorunları çözebilen umut verici bir havacılık kompleksinin yeni bir versiyonunu yaratıyor. Şimdiye kadar sistemin genel görünümü çalışılmış ve ana özellikleri, özellikleri vb. belirlenmiştir. Ancak, finansman yetersizliği nedeniyle çalışma henüz daha fazla ilerleyememiştir. Geliştirici şirketin bir yatırımcı bulup bulamayacağını ve ilginç bir projeyi pratik uygulamaya getirip getiremeyeceğini zaman gösterecek. AKS "Vyuga" projesi, uzaya bir yörünge aşamasının başlatılmasıyla en azından testlere ulaşmayı başarırsa, hem kamu hem de özel tüm yerli uzay endüstrisi için büyük bir başarı olacaktır. Ancak, hala böyle bir başarıdan çok uzak: projenin hala uzun bir geliştirmeye ihtiyacı var.
