9 10 2018

№9-10/2018
сентябрь-октябрь

• Вертолеты «Камов» над морем
• Гидросамолетостроение-2018
• Евроистребитель будущего
• МиГ-31 в Казахстане
• Премьеры Farnborough 2018

 

В продаже с 24 сентября

где купить?

Первый старт тяжелого «Фалькона». Об очередном успехе Илона Маска

Первый запуск тяжелой ракеты-носителя Falcon Heavy частной американской компании SpaceX. Космический центр им. Кенннеди, Флорида, 6 февраля 2018 г. Фото: SpaceX Первый запуск тяжелой ракеты-носителя Falcon Heavy частной американской компании SpaceX. Космический центр им. Кенннеди, Флорида, 6 февраля 2018 г. Фото: SpaceX

26 февраля 2018

6 февраля 2018 г. в 15.45 по местному времени окрестности площадки LC‑39A стартового комплекса Космического центра им. Кеннеди во Флориде – того самого, с которой в июле 1969 г. первые земляне отправились на Луну, – содрогнулись от грохота: 27 мощных двигателей, развивая суммарную тягу свыше 2300 тс, подняли из клубов дыма новую ракету Илона Маска – Falcon Heavy. Благодаря организованной онлайн-трансляции в интернете за стартом, а затем за уникальной синхронной посадкой на землю возвращаемых многоразовых боковых блоков первой ступени ракеты наблюдали миллионы людей по всему миру. Маск в очередной раз подтвердил, что частной американской компании под силу решение сложнейших технических задач, и сделал очередной важный шаг к еще более амбициозным целям, среди которых возобновление в США пилотируемых космических полетов, а в перспективе – и первые миссии к Луне и Марсу с человеком на борту. Для реализации этих проектов нужен новый тяжелый носитель – и вот теперь он у него есть. Этого момента основатель и главный конструктор компании SpaceX ждал долгих 14 лет…

На пути к сверхтяжелому носителю

Отправной точкой начала разработки компанией SpaceX сверхтяжелой ракеты-носителя (по американской классификации к таковым относятся средства выведения, способные поднять на низкую орбиту груз массой более 50 т, по отечественной – свыше 100 т) можно считать выступление Илона Маска перед сенатским комитетом по коммерции, науке и транспорту в мае 2004 г., в ходе которого он заявил: «Долговременные планы требуют создания тяжелого и, в случае наличия спроса покупателей, даже сверхтяжелого носителя». Последний поначалу виделся как простое присоединение к проектируемой базовой ракете (на тот момент – Falcon 5, чуть позже – Falcon 9) двух боковых ускорителей на базе блоков ее же первой ступени – это стандартный модульный подход, по которому делались и российская «Ангара-А5», и американская Delta IV Heavy. По расчетам, полученное средство выведения могло бы доставить на низкую околоземную орбиту 24,75 т грузов, а на геопереходную – 9,6 т.

По мере разработки ракеты Falcon эволюционировал и планировавшийся как ее развитие сверхтяжелый носитель: выводя по проекту на низкую орбиту уже до 32 т, он мог бы претендовать не только на значительную долю рынка коммерческих запусков тяжелых геостационарных спутников, но и рассчитывать на участие в гораздо более «денежных» федеральных запусках в интересах американских правительственных ведомств – как гражданских, так и военных.

В апреле 2011 г., выступая в Национальном пресс-клубе в Вашингтоне, руководитель SpaceX впервые публично представил будущий Falcon Heavy: при стартовой массе около 1400 т он мог бы выводить на низкую орбиту уже до 53 т грузов, а на геопереходную (ГПО) – до 21,2 т, причем по невиданно низкой цене – стоимость запуска оценивалась им в 77 и 135 млн долл. соответственно. По словам Маска, с помощью этого носителя удельные затраты на выведение можно будет снизить в разы – до 2000 долл. за килограмм груза. Для сравнения: даже самая мощная модификация ракеты Atlas V выводит на геопереходную орбиту грузы массой не более 8,9 т, а тяжеловес Delta IV Heavy – 14,22 т, при этом их пуск стоит не менее 153 и 350 млн долл. соответственно.

Ошарашенную публику озадачил вопрос: к чему такая огромная энергетика? В обозримом будущем ни коммерческий, ни федеральный рынок не планировали оперировать с подобными нагрузками. Казалось, Маск идет по неверному пути, проектируя ракету без задач и реальных полезных грузов. Однако эксперты понимали, откуда берутся такие цифры.

Во-первых, революционный скачок грузоподъемности объективно вытекал из развития концепции Falcon Heavy, базирующейся на максимальном заимствовании матчасти исходного Falcon 9.

С момента образования компания SpaceX декларировала своей целью создание многоразовых средств выведения, способных кардинально снизить стоимость космических запусков. Несколько лет экспериментируя с парашютной системой спасения первой ступени, инженеры пришли к варианту Falcon 9 v1.1, который принципиально отличался от предшественников реактивной системой вертикальной посадки. Последняя предполагала наличие в первой ступени больших излишков топлива, не используемых при выведении и расходуемых на предпосадочное маневрирование и мягкое приземление. Они снижали энергетические возможности, определяемые общим запасом топлива в баках носителя. Для того, чтобы соответствовать требованиям рынка запусков и компенсировать потери, разработчики пошли на удлинение баков. Однако наращивание стартовой массы тянуло за собой необходимость форсирования тяги двигателей. Заложенное (с опережением) в Falcon 9 v1.1 полуторакратное увеличение длины привело в результате и к полуторному скачку в заявленных характеристиках Falcon Heavy. 

Во-вторых, в силу объективных причин – относительно низкого удельного импульса кислородно-керосиновых двигателей и наличия всего двух ступеней – характеристики Falcon 9 быстро деградировали при выведении космических аппаратов на высокоэнергетические (в т.ч. геопереходные) орбиты и отлетные траектории, интересные федеральным заказчикам. Недаром Тори Бруно, президент и генеральный директор компании-конкурента ULA (United Launch Alliance), подчеркивал, что его ракеты Atlas V и Delta IV «обладают уникальной способностью формировать сложные орбиты и траектории». Это правда – они оснащены верхними ступенями с кислородно-водородными двигателями, и спад их характеристик гораздо плавнее. Для того, чтобы превзойти соперников, оставаясь в рамках находящейся в распоряжении производственной базы, у Маска оставался единственный путь – наращивать энергетику за счет увеличения массы и габаритов.

В-третьих, установка боковых ускорителей автоматически приводила к тому, что удельные характеристики носителя росли, поскольку чисто двухступенчатая схема деления уступала место «2,5‑ступенчатой»: со старта ракета уходит на номинальной тяге всех блоков первой ступени, затем двигатели «центра» дросселируются для экономии топлива. Два боковых блока отделяются примерно на 160‑й секунде полета, а центральный продолжает работать еще 30–40 секунд, увеличивая тем самым массу полезной нагрузки примерно на 10–15% по сравнению с вариантом, когда все три блока первой ступени функционируют одинаковое время.

Наконец, рост энергетических возможностей открывал для тяжелой ракеты SpaceX в перспективе возможность участия в федеральных лунных и марсианских проектах, в т.ч. пилотируемых. Первым сигналом здесь стали предложения по проекту Red Dragon, который был подготовлен в 2013 г. в рамках программы NASA Discovery и предусматривал отправку на Марс начиная с 2018 г. каждые два года беспилотных кораблей Dragon с целью отработки технологий посадки на другие планеты и сбора научной информации. Заявкой на участие в межпланетных программах является и декларация на сайте SpaceX возможности отправки к Плутону зондов массой до 3,5 т. Подчеркивая возможности своего «тяжеловеса», Маск обещает полеты по «быстрым» траекториям – без использования гравитационных маневров, увеличивающих продолжительность экспедиции на долгие годы, если не на десятилетия!

Печатная версия материала опубликована в журнале "Взлёт" № 3-4/2018

Галерея изображений

cover 1 2 2020 4site

№1-2/2020
январь-февраль

• Главные события минувшего года
• Российское самолетостроение:
  итоги года
• НИИП им. В.В. Тихомирова – 65
• «1.44»: первый в 5-м поколении
• Gripen E пошел в серию
• Boeing 777X – в воздухе
• Аэропорты России
• Очередной космический год

 
В продаже с 25 февраля

где купить?


separator

Интервью

27 августа 2019

Холдинг РКС: технологии решают все

На международном авиакосмическом салоне МАКС‑2019 одно из предприятий «Роскосмоса», холдинг «Российские космические системы» (РКС), представляет концепцию современного цифрового производства, которая должна решить три задачи – исключить брак при создании…
27 августа 2019

Валерий Кроль: российский авиационный рынок…

Одним из традиционных зарубежных участников всех авиасалонов МАКС является французская группа компаний Safran. Предприятия Safran участвуют в разработке и производстве двигателей SaM146 для российских самолетов Sukhoi Superjet 100, поставляют…
09 ноября 2018

Максим Литвинов: «CR929 – проект…

Презентация полноразмерного макета кабины экипажа и отсека салона перспективного российско-китайского дальнемагистрального пассажирского самолета CR929 стала одним из главных событий авиасалона Airshow China 2018 в Чжухае. Корреспондент «Взлёта» Михаил…
20 августа 2018

Аэросила: капитализация интеллектуального…

Одним из направлений реализуемой в настоящее время программы импортозамещения части бортовых систем современного российского пассажирского самолета Superjet 100 является замена зарубежной вспомогательной силовой установки на отечественную, создаваемую…
20 июля 2018

«Аэроприбор-Восход» – для военной авиации

Почти три четверти века входящее в состав КРЭТ акционерное общество «Аэроприбор-Восход» работает в интересах аэрокосмической отрасли. Многофункциональные аэрометрические системы, разработанные и производимые АО «АП Восход», устанавливаются практически на…


separator

Обзоры

В 2019 г. на летные испытания поступило два очередных опытных экземпляра новейшего пассажирского лайнера МС-21-300 – третий и четвертый летные образцы. На снимке: четвертая летная машина на окончательной сборке в цеху Иркутского авиационного завода корпорации «Иркут», февраль 2019 г. Фото: «Иркут»
17 февраля 2020

В ожидании МС‑21. Производство и поставки…

14-й ежегодный обзор «Взлёта» об итогах работы российского гражданского самолетостроения приходится начинать на невеселой ноте. В силу ряда объективных и субъективных причин объемы серийного выпуска и, особенно, поставок в авиакомпании отечественных…
На перроне нового саратовского аэропорта Гагарин, открывшегося в августе 2019 г. Фото: Пресс-служба аэропорта Гагарин
14 февраля 2020

Аэропорты России – 2020: достижения и…

Минувший год стал завершающим для нескольких наиболее ожидаемых проектов в аэропортовой отрасли России. В августе состоялся запуск нового саратовского аэропорта Гагарин, осенью началась эксплуатация третьей ВПП в московском Шереметьево, а к концу года…
Изображение по умолчанию
16 января 2020

2019 космический год: главные события

1. Пролет близ астероида Ультима Туле (Аррокот) Спустя всего несколько часов после наступления 2019 г. американская межпланетная станция New Horizons («Новые горизонты»), миссия которой продолжается уже более 14 лет (ее запуск состоялся в январе 2006…
фото: Вадим Савицкий / предоставлено Компанией «Сухой»
12 августа 2019

Марке «Су» – 80

В июле этого года знаменитому ОКБ Сухого исполнилось 80 лет. Самолеты марки «Су» сегодня без преувеличения имеют широчайшую мировую известность – они являются основой фронтовой авиации Воздушно-космических сил России и ВВС многих зарубежных государств,…
Существенный вклад в прошлогодний рост региональных авиаперевозок в стране внесла активно развивающаяся молодая авиакомпания «Азимут», эксплуатирующая в настоящее время девять SSJ100 (вверху на снимке взлетает девятый самолет компании, полученный ею нынешней весной). Фото: Эрик Романенко
09 августа 2019

«Регионалы» в российском небе – 2019

Коммерческие пассажирские авиаперевозки на региональных самолетах в России продолжают свой рост и развитие. В значительной степени этому способствует увеличение количества эксплуатируемых самолетов SSJ100 отечественного производства, которым уже…


separator

Репортажи

Фото: Ростех
09 декабря 2019

Рыбинские лопатки. Репортаж с «ОДК-Сатурн»

6 декабря 2019 г. в рыбинском ПАО «ОДК-Сатурн», дочернем предприятии входящей в госкорпорацию «Ростех» Объединенной двигателестроительной корпорации, торжественно открылось новое литейное производство, которое должно стать крупнейшим в России центром по…
Фото: Марина Лысцева
11 марта 2019

Як‑130 теперь и в Лаосе

20 января 2019 г. в столице Лаоса Вьентьяне состоялся масштабный военный парад в честь 70‑летия со дня создания Народной армии Лаосской Народно-Демократической Республики. Главной его сенсацией стало участие в воздушной части парада новейших…
Фото: Григорий Беденко
11 января 2019

В Талдыкоргане встретили новые Су‑30СМ: в…

В канун Нового года казахстанские военные авиаторы получили прекрасный подарок. На авиабазу Сил воздушной обороны Республики Казахстан в Талдыкоргане (до 1993 г. – г. Талды-Курган) поступили очередные четыре новых двухместных сверхманевренных…
Истребители пятого поколения J-20 станут участниками Airshow China уже во второй раз, но в этом году их летный показ обещает стать более продолжительным и эффектным. Фото: Алексей Михеев
02 ноября 2018

Чжухайские зарисовки

6 ноября в Чжухае, в провинции Гуандун на юго-востоке Китая, начнет работу очередной, уже по 12-й по счету международный авиасалон Airshow China 2018. И хотя до официального открытия выставки еще остается несколько дней, сюда уже слетелось немало…
Пара китайских истребителей Shenyang J-11 (Су-27СК) – дебютанты учений «Мирная миссия». Фото: Илья Соловьёв
14 сентября 2018

Мирная миссия 2018

В течение шести дней в конце нынешнего лета – с 24 по 29 августа 2018 г. – на базе межвидового полигона войск Центрального военного округа неподалёку от г. Чебаркуль Челябинской области прошли очередные антитеррористические учения вооружённых сил…


separator