Yenidən istifadə edilə bilən raket və kosmik sistem, buraxılış yerində. Yüksək İstilik Araşdırma İnstitutu Qrafika
Müasir rus kosmonavtikasının əsasını ötən əsrin ortalarında yaradılan Soyuz və Proton raketləri təşkil edir. Rus kosmodromlarından kosmosa çıxan demək olar ki, hər şey bu etibarlı, lakin olduqca köhnəlmiş maşınlar tərəfindən orbitə çıxarılır. Raket donanmasını yeniləmək və Rusiyanın kosmik fəaliyyətin bütün seqmentlərinə qeyd -şərtsiz çıxışını təmin etmək üçün ən yeni Angara raket kompleksi uçuş sınaq mərhələsinə qədəm qoyur. Bu, bəlkə də dünyada 4 ilə 26 ton arasında kosmik gəmilərin kosmosa çatdırılması üçün geniş imkanlara malik olan yeganə kosmik raket kompleksidir.
Çox ağır prinsiplər
Yaxın gələcəkdə kosmik vasitələrə olan ehtiyac Soyuz və Angara raketləri ilə qarşılanacaq, lakin onların daşıma qabiliyyəti Ayı, Marsı və Günəş sisteminin digər planetlərini araşdırmaq problemlərini həll etmək üçün yetərli deyil. Əlavə olaraq, Amur Bölgəsindəki ekoloji vəziyyəti çətinləşdirirlər, çünki keçirdikləri mərhələlər ya Amur tayqasına, ya da Oxotsk dənizinin su sahəsinə düşəcək. Aydındır ki, bu vəziyyət məcburdur, bu, Rusiyanın kosmik suverenliyini təmin etmək üçün bir ödənişdir. Aya insanlı uçuşlar üçün super ağır raketlərin yaradılmasına qərar verilsə bu ödəniş nə olacaq?
Artıq tariximizdə belə raketlər olub: Energia və N-1. Çox ağır bir raketin əsas prinsipləri 50 ildən çox əvvəl qoyuldu və tətbiq edildi, buna görə də onu yaratmaq üçün yalnız pul lazımdır. Üçüncü dəfə super ağır bir raket yaradılsa, Amur bölgəsində hər il yanacaq qalıqları olan əlavə 320 ton tullantı metal yığılacaq.
Raketləri ətraf mühitə uyğun və qənaətcil etmək arzusu, raketlərin ilk mərhələlərini buraxılış sahəsinə qaytarmaq və yenidən istifadə etmək fikrinə səbəb oldu. Ayrılan vaxtı hazırladıqdan sonra, addımlar atmosferə enməli və təyyarə buraxılış sahəsinə qayıtdıqda. Bu prinsipə görə, təkrar istifadə edilə bilən raket və kosmik sistem (MRKS) idarə olunacaq.
MRKS olduğu kimi
Yenidən istifadə edilə bilən raket və kosmik sistem 2011 -ci ildə Moskva Aerokosmik Sərgisində mütəxəssislərə və ictimaiyyətə təqdim edildi. Sistem, təkrar istifadə edilə bilən raket qurğuları (VRB) olan dörd təkrar istifadə edilə bilən raket qurğusundan (MRN) ibarətdir. 25-70 ton daşıma qabiliyyətinə malik MRN -lərin bütün çeşidi iki əsas modulun müxtəlif birləşmələri ilə tamamlana bilər: birinci modul təkrar istifadə edilə bilən raket qurğusudur (birinci mərhələ), ikinci modul ikinci dəfə birdəfəlik raket mərhələsidir.
25 tona qədər daşıma qabiliyyətinə malik bir konfiqurasiyada (bir VRB və 2 -ci mərhələnin bir modulu), təkrar istifadə edilə bilən raket bütün müasir və perspektivli insanlı və pilotsuz kosmik gəmiləri buraxa bilər. 35 tonluq ölçüdə (iki VRB və 2 -ci mərhələnin bir modulu) MRN, hər bir orbitə iki telekommunikasiya peykinin orbitə çıxarılmasına, perspektivli orbital stansiyaların modullarının kosmosa çatdırılmasına və kosmosda istifadə ediləcək ağır avtomatik stansiyaların buraxılmasına imkan verir. Ayın araşdırılması və Marsın kəşf edilməsinin birinci mərhələsi.
MRN -in əhəmiyyətli bir üstünlüyü, qoşalaşdırılmış buraxılışları yerinə yetirmək qabiliyyətidir. Angara raketindən istifadə edərək iki müasir telekommunikasiya peyki buraxmaq üçün hər biri 240 milyon rubl olan on raket mühərriki almaq lazımdır. hər biri MRN -dən istifadə edərək eyni peyklərdən ikisini işə saldıqda, dəyəri 400 milyon rubl olan bir mühərrik istehlak ediləcək. Yalnız mühərriklər üçün qənaət 600%-dir!
Bərpa edilə bilən raket qurğusunun ilk tədqiqatları əsrin əvvəllərində aparılmış və Baykalın yenidən giriş mərhələsinin maketi şəklində Le Bourget aerokosmik sərgisində təqdim edilmişdir.
Daha sonra, ilkin dizayn mərhələsində, yanacaq komponentlərinin seçilməsi, termal isitmə, avtomatik enmə və bir çox digər problemlərin həlli üzərində iş aparıldı. VRB -nin onlarla variantı ətraflı təhlil edilmiş, yerli kosmonavtikanın inkişafı üçün müxtəlif ssenarilər nəzərə alınmaqla hərtərəfli texniki və iqtisadi təhlil aparılmışdır. Nəticədə, bütün müasir və perspektivli vəzifələri ən çox təmin edən MRKS -in bir variantı müəyyən edildi.
Yenidən istifadə edilə bilən raket qurğuları olan yenidən istifadə edilə bilən bir raketin enişi. Yüksək İstilik Araşdırma İnstitutu Qrafika
Mavi qazın üstündə
Yanacaq olaraq mayeləşdirilmiş təbii qazdan (LNG) istifadə edərək təkrar istifadə edilə bilən mühərrik problemini həll etmək təklif edildi. Təbii qaz, təkrar istifadə edilə bilən mühərriklərdə istifadə üçün ən uyğun olan ucuz, ətraf mühitə uyğun bir yanacaqdır. Bunu A. M. adına Khimmash Dizayn Bürosu təsdiqlədi. İsaev 2011-ci ilin sentyabrında, dünyada ilk maye yanacaqlı təbii qaz raket mühərriki sınaqdan keçirildi. Mühərrik 3000 saniyədən çox işləyib ki, bu da 20 işə düşür. Söküb qurğuların vəziyyətini araşdırdıqdan sonra bütün yeni texniki fikirlər təsdiqləndi.
İstilik axınının strukturun sıx istiləşməsini istisna etdiyi optimal traektoriyalar seçilərək quruluşun istiləşmə problemini həll etmək təklif edilmişdir. Bu, bahalı istilik qorunması ehtiyacını aradan qaldırır.
GLONASS naviqasiya sistemini və raketdə istifadə edilməyən avtomatik asılı müşahidə sistemini idarəetmə döngəsinə daxil etməklə iki VRB -nin avtomatik enməsi və Rusiya hava məkanına inteqrasiya edilməsi problemini həll etmək təklif edildi.
Yaradılan avadanlığın texniki mürəkkəbliyi və yeniliyi nəzərə alınmaqla, yerli və xarici təcrübəyə əsaslanaraq, VRB -nin kiçildilmiş nüsxəsi olan uçuş nümayişi yaratmağın zəruriliyi əsaslandırılır. Göstərici istehsal üçün xüsusi hazırlıq olmadan bütün standart bort sistemləri ilə istehsal oluna və təchiz edilə bilər. Belə bir təyyarə, tam ölçülü bir məhsula daxil olan bütün əsas texniki həlləri real uçuş şəraitində sınaqdan keçirməyə imkan verəcək, standart bir məhsul yaratarkən texniki və maliyyə risklərini azaldır.
Nümayişçinin dəyəri, 10 tondan çox olan cisimləri ballistik trayektoriya boyunca 80 km yüksəkliyə atmaq, səs sürətini 7 dəfə üstələyən bir sürətə qədər sürətləndirmək və geri qayıtmaq qabiliyyətinə görə əsaslandırıla bilər. ikinci bir uçuş üçün aerodrom. Onun əsasında yaradılan təkrar istifadə edilə bilən bir məhsul təkcə hipersəsli təyyarələrin inkişaf etdiriciləri üçün böyük əhəmiyyət kəsb edə bilməz.
Elastiklik fəlsəfəsi
Birinci mərhələ raketin ən böyük və ən bahalı hissəsidir. Bu mərhələlərin təkrar istifadəsi səbəbindən istehsalını azaltmaqla, federal agentliklərin kosmik gəmilərin buraxılış xərclərini əhəmiyyətli dərəcədə azaltmaq mümkündür. İlkin hesablamalar göstərir ki, Aya və Marsa pilotsuz stansiyaların çatdırılması da daxil olmaqla bütün mövcud və perspektivli kosmik proqramların uğurla həyata keçirilməsi üçün cəmi 7-9 reentry raket bloklarından ibarət bir donanmanın olması kifayətdir.
MRCS, kosmik proqramın konyukturası ilə əlaqədar olaraq, elastiklik fəlsəfəsinə malikdir. 25 ilə 35 ton daşıma qabiliyyətinə malik bir MRN quran Roskosmos, bugünkü və yaxın gələcəkdəki problemləri təsirli şəkildə həll edəcək bir sistem alacaq. Aya və ya Marsa uçuşlar üçün daha ağır nəqliyyat vasitələrinin yerləşdirilməsinə ehtiyac olarsa, müştəri 70 tona qədər daşıma qabiliyyətinə malik MRN -ə malik olacaq və bunun yaradılması ciddi xərc tələb etmir.
MRKS -in uyğun olmadığı yeganə proqram, Marsa insanlı uçuşlar proqramıdır. Ancaq bu uçuşlar yaxın gələcəkdə texniki cəhətdən mümkün deyil.
Bu gün raketlərin inkişaf perspektivləri ilə bağlı əsaslı bir sual var. Nə yaratmaq lazımdır: yalnız Aysal və Mars proqramlarında istifadə ediləcək və sonlandırılsa xərclər yenidən silinəcək birdəfəlik super ağır raket; yoxsa MRCS yaratmaq, nəinki indiki buraxılış proqramlarının indikindən bir buçuk dəfə aşağı qiymətə həyata keçirilməsinə imkan verəcək, həm də Aysal proqramında və Mars kəşfiyyat proqramında minimal dəyişikliklərlə istifadə oluna bilərmi?
