Байкал — возвратная ступень для ракет Ангара и пр…

В закладки
Аудио

Ось, знайшов на просторах YouTube.
Ніколи раніше не чув про «Байкал»…
Може хтось докине інфу про це чудо. Цікаво було б почути думку товариства АЦ наскільки серйозно цей апарат може вступити у гру з SpaceX чи BlueOrigin….

«Ангара-Байкал» http://alternathistory.com/angara-bajkal/
dragon.nur 07.01.2018

Владимир МАКСИМОВСКИЙ, Крылья Родины 2002-4

О разгонном ракетном модуле многоразового использования  

И с добавлением мелкоинженерной мыслИ в завершении поста – Э.К.

"Ангара-Байкал"

Полноразмерный макет «Байкала»

На авиационно-космическом салоне «МАКС-2001» ГКНПЦ имени М.В. Хруничева представил полноразмерный макет российского возвращаемого ускорителя первой ступени «Байкал» для многоразовых вариантов ракет-носителей семейства «Ангара», спроектированный по его заказу в НПО «Молния». «Байкал» рассчитан на 25 запусков. В дальнейшем их число предполагается увеличить до 200.

Насколько экономически выгодной окажется достаточно дорогая создаваемая система, будет зависеть от разных факторов, и среди них много нерешенных технических задач. Многое зависит от темпов и объемов финансирования, количества заказов на запуск. Поскольку рынок носителей легкого класса переполнен, программу может поддержать только использование «Байкала» в средних и тяжелых носителях.

В течение последнего десятилетия ведущие предприятия российской авиационно-космической промышленности на конкурсной основе исследовали перспективные космические транспортные системы. В августе 1994-го в этом соревновании победил ГКНПЦ имени М.В. Хруничева, предложивший систему средств выведения под названием «Ангара».

Семейство ракет-носителей (РН) «Ангара» включает средства выведения от легкого класса с доставкой грузов на опорную орбиту высотой 200 км (наклонение 63 град.) массой 2–3,6 т до тяжелого – грузоподъемностью до 28 т. Ключевым проектным решением при разработке семейства этих РН стало его создание на основе единого универсального ракетного модуля (УРМ).

Модуль будет оснащаться ЖРД РД-191 (номинальная тяга у земли до 196 тс), который создается в НПО «Энергомаш» и работает на жидком кислороде и керосине. Двигатель является модификацией однокамерного ЖРД РД-170/171, успешно прошедшего первое огневое испытание в июле 2001-го.

В последнее время особое внимание уделяется многоразовому использованию составных частей РН, как пути решения экономических и экологических проблем. Многоразовый универсальный крылатый ракетный блок «Байкал» может использоваться в составе средств выведения практически любого класса.

При этом «Байкал», в свою очередь, спроектирован на основе базовых конструктивных элементов УРМ.

Ряд РН семейства «Ангара» делится на два взаимоувязанных параллельных направления: традиционные одноразовые носители легкого, среднего и тяжелого классов на основе УРМ и ракеты, аналогичные по классам, но на основе «Байкала» в качестве блока первой ступени. Эти РН создаются с максимальным использованием имеющегося технологического задела и инфраструктуры космодрома Плесецк.

Ряд одноразовых носителей состоит из РН легкого класса «Ангара-1», среднего – «Ангара-3» и тяжелых – «Ангара-5». Концепция этого ряда идентична разрабатываемым в США семейств РН одноразового применения EELV (Evolved Expendable Launch Vehicle).

ГКНПЦ им.М.В. Хруничева в результате поиска внебюджетных источников финансирования подписал в 2000-м соглашение о сотрудничестве в использовании РН «Ангара» с американской корпорацией «Локхид-Мартин». Предполагается также модернизировать стартовый комплекс на космодроме «Плесецк», при этом «Локхид-Мартин» выделила на маркетинг «Ангары» 68 млн. долл.

"Ангара-Байкал"

«Байкал»

Основные средства на разработку самих ракет станут поступать от контрактов на будущие запуски от компании International Launch Services – ILS (совместное предприятие американской компании «Локхид-Мартин» и ГКНПЦ имени М.В. Хруничева для представления услуги по запускам РН «Протон» и «Атлас»).

Концепция перехода на частично многоразовые носители семейства «Ангара» предусматривает использование УРМ в качестве одноразового элемента и как конструктивной основы «Байкала». Так, для обеспечения многократного использования УРМ дооснащается [лёгкой тепловой защитой — прим. Э.К.] поворотным крылом, хвостовым оперением, воздушно-реактивной силовой установкой, шасси, автономной системой управления и другими подсистемами. В такой комплектации он представляет собой ускоритель «Байкал».

Основным партнером ГКНПЦ имени М.В. Хруничева по этому проекту является НПО «Молния». Отработка возвращаемого ускорителя будет происходить в составе РН «Ангара-1.2». Его первое летное испытание может состояться в 2004-м году.Ряд частично многоразовых РН легкого, среднего и тяжелого классов на основе «Байкала» состоит, соответственно, из носителей «Ангара-1-2М», «Ангара-М2-АЗ» и «Ангара-М4-А».

«Ангара-1.2М» предназначена для выведения на опорную орбиту грузов массой 2–3 т и разрабатывается на основе ускорителя «Байкал» и ступени с двигательной установкой блока «И». «Ангара-М2-АЗ» будет служить для доставки на опорную орбиту грузов массой до 9,3 т и до 1 т – на переходную к геостационарной орбиту, с применением кислородно-водородного разгонного блока (КВРБ). Она создается с использованием РН «Ангара-1.2М» за счет установки на УРМ двух изделий «Байкал».

«Ангару-М4-А» намечено применять для выведения на опорную орбиту нагрузок массой до 19,5 т, а на геостационарную орбиту (с использованием КВРБ) – до 2,8 т. Этот носитель формируется на базе «Ангары-1.2М» за счет установки на УРМ четырех блоков «Байкал».

Многоразовый ускоритель «Байкал» имеет стартовую массу 130,4 т, сухую – 17,8 т, длину около 27 м и диаметр центральной части 2,9 м. Ступень выполнена по схеме высокоплан с поворотным крылом размахом около 17 м, расположенным на фюзеляже. Узел крепления крыла находится на межбаковом отсеке, а поворот его происходит на внеатмосферном участке полета.

Управление полетом «Байкала» осуществляется с помощью ЖРД малой тяги и аэродинамических рулей, установленных на хвостовом отсеке ступени. В этом же отсеке размещен маршевый ЖРД РД-101М (многоразовый вариант РД-191), использующийся на активном участке полета РН. Головной разработчик НПО «Энергомаш» считает, что заложенные в конструкции двигателя решения с использованием новейших достижений в области технологии и материаловедения обеспечат требуемую надежность двигателя и 5-10-кратного его использования.

В носовой части «Байкала» предусмотрена двигательная установка с ТРД РД-33 (применяется на истребителе МиГ-29). Она служит для его посадки на аэродром, вблизи космодрома. Отдельные элементы опор шасси, системы выпуска шасси, систем торможения колес аналогичны соответствующим агрегатам самолета МиГ-23. Стойки шасси располагаются в хвостовом [по-моему, это ошибка — явно тот же межбаковый отсек, где и поворотный узел шасси, судя по рисункам и фотографиям — прим. Э.К.], носовом отсеках ускорителя. Верхняя и носовая части ступени покрыты теплозащитным слоем.

Вообще, в составе «Байкала» широко применяются заимствованные с других типов авиационно-космической техники комплектующие изделия, при необходимости доработанные под условия эксплуатации многоразового ускорителя. Помимо упомянутых, это серийные ЖРД малой тяги, аппаратура бортового комплекса управления, электрогенераторы и аккумуляторы, телеметрическая аппаратура, используемая в космической технике, парашютно-тормозная установка и многое другое.

Такой подход снижает технический риск, сроки и затраты на создание, обеспечивает высокие показатели надежности и безопасности. Тем не менее, основными проблемными вопросами многоразового использования ускорителя «Байкал» являются создание многоразового криогенного бака, многоресурсного двигателя и технологий наземного межполетного обслуживания.

В случае использования многоразовой ступени «Байкал» в составе носителя «Ангара-1.2М» при отделении первой ступени на высоте около 80 км при скорости, соответствующей числу М=5,6, разворачивается крыло и раскрывается оперение [больше похоже, что оперение раскрывается у части модулей «Ангары-М4-А» — прим. Э.К.]. После входа в плотные слои атмосферы запускается ТРД Р-33 и осуществляется крейсерский полет на расстояние до 400 км со скоростью около 500 км/ч. Посадка осуществляется на ВПП длиной до 2 км со скоростью 280 км/ч. По завершении послеполетного обслуживания и проверок ступень может использоваться повторно.

Все РН семейства «Ангара» будут стартовать с доработанного пускового устройства стартового комплекса ракеты «Зенит» на космодроме Плесецк. Поскольку в этих носителях используются нетоксичные пары: керосин–кислород и кислород–водород, то они будут отвечать всем требованиям современного рынка космических услуг. Кроме того, использование возвращаемого к месту старта «Байкала» не приведет к отчуждению больших территорий под поля, предназначенные для падения первых ступеней одноразовых ракет.

"Ангара-Байкал"

Семейство «Ангара»


Мысль первая, что просто напрашивается – замена оперения модуля на V-образное двупёрое. Заодно упрощается размещение боковух в четырёхблочной ракете.

Во-вторых, бѣзфорсажный ВРД РД-33Б из лобовой части в таком раскладе вполне меняется на 33МКУ в развал оперения с регулируемо-запираемым (?) ВЗ и работает своей тягой вплоть до 22–23 км и скорости порядка 2,5М. Лишними 9–10 тонн тяги в качестве компенсации массы крыла, шасси и хвоста явно не будут. Оригинальный «Байкал-Ангара» имеет массу пустого примерно в 1,7 раза больше УРМ-1 (17,8 тонн вместо 10,5), так что жечь на атмосферном участке на ЖРД, но с посильной помощью ВРД представляется довольно приятной идеей.

В последних по списку, но не по важности имеем с гуся шкварки: нынешняя авиация и даже ракетчики, КЯП (например, макеевское КБ) научились за относительно малую цену делать крупные детали из углепластиков.

Таким образом – меняем поворотное крыло, оперение, часть деталей шасси и бак керосина на угляху и снижаем тем самым массу пустого тонны на три. И вот как раз тогда размещение многоразовой ракетной требухи не на Свободном, а в районе порта Находка (одной из самых южных точек России) можно считать очень интересной штукой. Да и перегонять ступени можно, как обычный самолёт (правда, найдётся ли новый Амет-Хан Султан или эта, как там её, Ханна Райч, вот где собака капитализма не только порылась, но и нагадила). Хотя, в принципе, можно и беспилотно перегонять, для 20 тонн «почти пустого» с минимумом керосина и 9 тоннах тяги самым сложным будет управление на посадке.

Возвращение «Байкала». Когда полетит новое «Крыло-СВ»? Ракетостроение и космонавтика Роман Барский 10 июля 2019, 05:57

Источник контента: https://naukatehnika.com/vozvrashenie-bajkala-kogda-poletit-novoe-krylo-sv.html
naukatehnika.com

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

6
Войдите, чтобы видеть ещё 17 комментариев, участвовать в обсуждении и не видеть рекламу.
Дмитрий Олегович
Вечность назад

А еще есть у меня мысля такая на этот счет (ничем, само собой не подтвержденная и совршенно субъективная): весь движ вокруг многоразовых ракет заключается в попытках сделать их пуски дешевле. Роскосмос - организация государственная, деньги от этого гос - ва же получающая (да, места на Союзах и РД 180, но главным образом - все же). Делаем многоразовую ракету, снижаем цену за пуск, и вуаля, получаем от гос - ва меньше денег - вы же пуск удешевили, зачем вам столько денег? Вот Роскосмос и не хочет ковать топор, которым будут рубить сук, на котором этот самый Роскосмос сидит. Вот такая мысль.

Джон Инспракер
Вечность назад

Такі статті треба постити в розділі гумор :) Класика жанру: макет з картону + мультік в догонку. Вже б мали совість про фалкон у відосі мовчали. Посадкових смуг для Байкала по курсу багато а рівних площадок для вертикальної посадки Фалкона 4 штику і то всі у США, так виходить? Від відоса смердить ура-патріотизмом за кілометр. Ігор Каліш, критика направленна лише на сам відеоролик. Вам дякую за матеріал

Армстронг Н.
Вечность назад

Переусложнённая концепция частичной многоразовости - много движущихся частей и крепления, которые нужно перепроверять после каждого полёта, необходимость взлётно-посадочной полосы. Этот проект прямиком из 20 века.

Показать скрытые комментарии

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Отправить Отмена
[X]
Если не получается зайти отсюда, попробуйте по ссылке.