Dalam beberapa tahun terakhir, perkembangan perusahaan swasta yang beroperasi di industri kedirgantaraan telah menarik minat khusus para spesialis dan masyarakat umum. Sejumlah organisasi asing semacam ini telah menghadirkan beberapa desain yang berbeda dari kelas yang berbeda dengan karakteristik yang berbeda. Organisasi serupa juga beroperasi di negara kita. Sampai saat ini, beberapa perkembangan baru di bidang ini telah disajikan. Dengan demikian, perusahaan Lin Industrial mempresentasikan proyek sistem kedirgantaraan Vyuga.
Proyek sistem kedirgantaraan Vyuga (AKS) dikembangkan oleh perusahaan Moskow Lin Industrial, bekerja dengan bantuan Yayasan Skolkovo, atas permintaan pelanggan yang tidak disebutkan namanya. Tujuan dari proyek ini adalah untuk membuat tampilan sistem dua tahap yang dapat digunakan kembali yang dirancang untuk menempatkan orang dan berbagai kargo ke orbit. Sementara itu, karena daya dukung sistem yang terbatas, pelaksanaan berbagai kajian ilmiah, dll. dianggap sebagai tugas utama. Selain itu, penggunaan sistem militer untuk tujuan melakukan pengintaian atau sebagai pembawa senjata presisi tinggi tidak dikecualikan.
Dalam bentuk yang diusulkan, sistem "Blizzard" memiliki sejumlah keunggulan karakteristik. Ini menyediakan penggunaan kembali penuh dari semua komponen sistem, penggunaan pesawat pengangkut yang ada, kemungkinan menempatkan beban ke orbit dalam berbagai kemiringan, serta keamanan lingkungan. Selain itu, penggunaan pesawat pengangkut memungkinkan untuk meluncurkan muatan dari berbagai wilayah di planet ini, termasuk yang lepas landas dari wilayah negara pelanggan.
Pemandangan umum AKS "Blizzard" sebelum lepas landas
Proyek Vyuga AKS melibatkan penggunaan kompleks yang terdiri dari tiga komponen utama. Elemen utama yang menjamin kinerja sisanya adalah pesawat pengangkut dengan satu set dudukan untuk mengangkut sisa peralatan. Diusulkan juga untuk menggunakan tahap pertama dengan mesin roket, yang bertanggung jawab atas percepatan yang disebut. tahap orbit. Yang terakhir adalah alat yang mampu terbang baik di atmosfer maupun di luar. Semua elemen kompleks "Blizzard" harus dapat kembali ke pangkalan.
Menurut pengembang organisasi, pembuatan Vyuga AKS dimulai dengan mempelajari kemampuan yang tersedia dan menentukan parameter peralatan yang diperlukan. Dengan demikian, muatan kompleks ditentukan pada level 450 kg, dibawa ke beban dekat bumi yang rendah. Perlu dicatat bahwa satelit teknologi tipe "Foton" memiliki parameter daya dukung yang serupa. Selanjutnya, dengan mempertimbangkan perhitungan untuk berbagai elemen kompleks, kisaran pembawa potensial sistem ditentukan.
Diputuskan untuk meninggalkan pesawat angkut militer An-124 "Ruslan" dan An-225 "Mriya" karena daya dukung yang berlebihan. Pengangkut rudal Tu-160 tidak cocok karena jumlah kecil kendaraan jenis ini yang ada. Akibatnya, hanya pesawat M-55X Geofizika, MiG-31 dan Il-76 yang dipertimbangkan. Perhitungan lebih lanjut menunjukkan bahwa Geofizika dan MiG-31 tidak dapat digunakan sebagai pesawat pendorong untuk sistem dirgantara. Pesawat ini memiliki langit-langit praktis yang tinggi, tetapi memiliki muatan yang tidak mencukupi. Dengan penggunaannya, muatan "Blizzard" tidak dapat melebihi 50-60 kg, yang tidak sesuai dengan perhitungan aslinya.
Diagram kompleks yang dirakit
Dengan demikian, satu-satunya kapal induk yang cocok untuk sistem tersebut adalah pesawat angkut militer Il-76. Namun, bahkan dalam kasus ini, tidak semua fitur desain memungkinkan penggunaan teknik tanpa modifikasi apa pun. Perhitungan menunjukkan bahwa untuk transportasi dan peluncuran booster dan tahap orbital, pesawat membutuhkan penguatan struktural dan pemasangan beberapa peralatan baru. Modifikasi tersebut memungkinkan untuk sepenuhnya mewujudkan keunggulan yang ada dalam bentuk daya dukung yang tinggi, serta mengkompensasi kehilangan ketinggian yang ada dibandingkan dengan operator potensial lainnya.
Proyek "Blizzard" dalam bentuknya saat ini menyediakan modernisasi pesawat Il-76 dengan penggunaan beberapa unit baru. Di bagian tengah kompartemen kargo pesawat, diusulkan untuk memasang rangka penopang khusus yang mendistribusikan kembali berat sistem rudal ke elemen daya pesawat. Produk ini adalah struktur kerawang dengan panjang 12,9 m, lebar 3,3 m dan tinggi 2,7 m dengan elemen menonjol di bagian atas yang melampaui badan pesawat. Awalnya, rangka diusulkan untuk dibuat dari plastik yang diperkuat serat karbon, tetapi kemudian, karena alasan kekuatan, proyek itu diubah. Produk sekarang harus terdiri dari elemen titanium dengan diameter 85 mm. Dalam hal ini, massa rangka adalah 6, 2 ton Beberapa penyederhanaan struktur dimungkinkan dengan mengurangi ketebalan bagian-bagian bagian bawah rangka.
Setelah memasang rangka di pesawat, beberapa simpul muncul di permukaan atas badan pesawat untuk berlabuh dengan tahap pertama sistem roket. Dengan bantuan mereka, diusulkan untuk menghubungkan pesawat pengangkut dengan elemen kompleks lainnya. Mount harus memiliki sistem kontrol yang memungkinkan pelepasan sistem rudal pada saat yang diperlukan.
Berdasarkan hasil pekerjaan desain awal dan penelitian dengan menggunakan pemodelan komputer, para desainer "Lin Industrial" membentuk penampilan umum tahap pertama dari AKS "Vyuga". Produk ini harus berupa pesawat bertenaga roket yang relatif besar yang dirancang untuk mempercepat tahap orbit setelah pemisahan dari pesawat pendorong. Metode aplikasi seperti itu telah menyebabkan kebutuhan untuk mengerjakan beberapa fitur desain. Secara khusus, perlu untuk mengembangkan sayap dan stabilizer yang dirancang untuk menarik kembali sistem rudal dari pesawat pengangkut setelah pemisahan.
Desain rangka yang diusulkan untuk dipasang pada pesawat booster
Sebuah desain yang cukup sederhana dari tahap pertama diusulkan. Semua unit utama dari teknik ini harus dipasang pada rangka memanjang, yang merupakan dasar dari struktur. Di bagian atas rangka, diusulkan untuk memasang tangki bahan bakar dan pengoksidasi, di mana mesin harus ditempatkan. Dalam hal ini, tangki belakang, berbeda dengan tangki depan, harus memiliki bentuk yang lebih kompleks, yang diperlukan untuk penempatan tahap orbital yang benar. Di bagian bawah rangka, pengencang untuk pesawat disediakan. Karena tekanan mekanis dan termal yang diharapkan, tahap pertama harus menerima perlindungan termal dari badan pesawat bagian bawah.
Untuk penerbangan di atmosfer segera setelah pemisahan dari kapal induk dan selama pendaratan, tahap pertama "Blizzard" harus menggunakan satu set pesawat yang berbeda. Diusulkan untuk memasang sayap rendah di bagian tengah badan pesawat. Unit ekor dua sirip dengan stabilisator yang relatif kecil juga telah dikembangkan. Diusulkan untuk memasang roda pendarat di dalam badan pesawat, yang diperlukan untuk mengembalikan tahap pertama ke lapangan terbang yang diperlukan.
Sekarang, dilaporkan bahwa bentuk salah satu elemen utama dari tahap pertama, tangki pengoksidasi, telah terbentuk. Persyaratan tinggi dikenakan pada produk ini dalam hal kekuatan, volume, kekencangan dan parameter lainnya, hingga kebutuhan untuk produksi maksimum cairan yang diisi. Dengan mempertimbangkan persyaratan ini dan karakteristik oksigen cair, desain umum tangki ditentukan. Permukaan sisi silinder tangki harus terbuat dari serat karbon dengan pengikat epoksi, dan juga menerima lapisan dalam dalam bentuk film PMF-352. Yang terakhir diperlukan untuk mengurangi dampak negatif dari pengoksidasi suhu rendah pada bagian komposit. Bingkai dan bagian bawah yang direkatkan ke bagian komposit diusulkan dibuat dari paduan aluminium-magnesium. Penyekat, saluran pipa, dan bagian lain yang diperlukan harus dipasang di dalam tangki.
Pandangan umum dari tahap pertama
Diusulkan untuk memasang mesin roket propelan cair bilik tunggal dengan karakteristik yang diperlukan di bagian ekor tahap pertama. Pembangkit listrik, menggunakan minyak tanah dan oksigen cair, harus menunjukkan kecepatan aliran gas pada level 3,4 km / s, yang akan memungkinkan pencapaian parameter dorong yang diperlukan. Kecepatan desain tahap pertama adalah sekitar 4720 m / s.
Dengan panjang total 17,45 m, tahap pertama Vyuga AKS harus memiliki berat kering 3,94 ton, berat peluncuran penuh 30,4 ton. Sebagian besar berat awal adalah bahan bakar: 7050 kg bahan bakar dan 19.210 kg oksidator.
Ke belakang pesawat tahap pertama, diusulkan untuk memasang apa yang disebut. tahap orbit yang dirancang untuk mengangkut muatan dan meluncurkannya ke lintasan / orbit yang diperlukan. Fitur karakteristik pengoperasian peralatan tersebut mengarah pada pembentukan jenis panggung yang tidak biasa. Tahap orbit "Blizzard" harus memiliki bentuk ramping dari unit eksternal badan pesawat dengan bagian atas ogival dari fairing hidung dan bagian dari blok ekor dekat dengan oval. Bagian bawah dengan lapisan pelindung panas harus memiliki bentuk yang sedikit melengkung.
Di bagian atas lambung tahap orbital, diusulkan untuk menempatkan kompartemen parasut, kompartemen peralatan kontrol, di belakangnya harus ada volume besar untuk menampung muatan. Tempat untuk memasang tangki bulat dan silinder untuk komponen bahan bakar disediakan di bawah kompartemen ini. Bagian ekor lambung ditempatkan di bawah mesin. Di bagian atas badan pesawat, tutup palka dapat dipasang, dirancang untuk memasang muatan di rumah panggung, serta untuk melepasnya di luar selama berbagai pekerjaan. Secara khusus, palka seperti itu dapat digunakan untuk memasang panel surya saat menggunakan pesawat ruang angkasa dalam konfigurasi orbital.
Deskripsi tahap pertama
Dalam bentuknya saat ini, proyek Vyuga melibatkan pembangunan tahap orbital dengan panjang 5505 mm, lebar 2604 mm, dan tinggi 1,5 m, dengan massa kering tahap orbital adalah 950 kg. Muatan - 450 kg. Bersama dengan pasokan bahan bakar dan oksidator, peralatan harus berbobot 4,8 ton, sedangkan menurut perhitungan, ada 914 kg minyak tanah, dan 2.486 kg oksidator. Kecepatan produk harus hingga 4183 m / s.
Prinsip penggunaan sistem kedirgantaraan Vyuga terlihat cukup sederhana dan memungkinkan muatan ditempatkan pada lintasan yang diinginkan atau ke orbit referensi rendah dengan biaya minimum yang diperlukan. Dalam persiapan untuk tugas tersebut, muatan yang diperlukan harus dipasang di ruang kargo tahap orbit. Peralatan ini kemudian ditempatkan pada tahap pertama dan sistem lengkap dipasang pada tunggangan pesawat booster. Setelah mengisi tangki kedua tahap dengan minyak tanah dan oksigen cair, Vyuga AKS dapat mulai bekerja.
Tahap pertama dari sistem operasi membutuhkan operasi yang benar dari awak pesawat pengangkut. IL-76 dengan elemen "Blizzard" di badan pesawat harus naik ke ketinggian 10 km dan dengan arah yang diinginkan pergi ke area peluncuran sistem rudal. Selanjutnya, diusulkan untuk uncouple, setelah tahap pertama harus menjauh dari carrier dan menyalakan mesin cair penopang. Pesawat pengangkut, pada gilirannya, mendapat kesempatan untuk kembali ke lapangan terbangnya. Penerbangan selanjutnya dilakukan secara bertahap secara mandiri dan menggunakan sistem kontrol kami sendiri.
Tahap pertama memiliki pasokan bahan bakar yang dibutuhkan untuk mengoperasikan mesin selama 185 detik. Selama waktu ini, tahap orbit dipercepat dengan pendakian ke ketinggian tertentu. Dengan bantuan tahap pertama, Vyuga AKS harus naik ke ketinggian 96 km dan membawa tahap orbit ke lintasan yang diperlukan. Setelah kehabisan bahan bakar, tahap orbital dijatuhkan. Tahap orbital terus bergerak di sepanjang lintasan yang diberikan, sedangkan yang pertama harus masuk ke perencanaan dan mengambil kursus ke lokasi pendaratan. Menurunkan dan memperlambat kecepatan, tahap pertama akhirnya harus mendarat dengan roda pendarat yang ada, menggunakan metode "pesawat". Setelah mendarat, panggung dapat menjalani perawatan yang diperlukan, yang memungkinkannya untuk digunakan kembali.
Pandangan umum dari tahap orbital
Setelah pemisahan, tahap orbital harus mencakup mesinnya sendiri dan melakukan jalan keluar ke orbit tertentu. Pada muatan penuh, dimungkinkan untuk mengoperasikan mesin selama 334 detik dengan pendakian ke orbit dengan ketinggian 200 km. Setelah memasuki orbit dengan parameter yang diperlukan, muatan berupa peralatan ilmiah atau peralatan lain dapat memulai pekerjaannya. Setelah menyelesaikan tugas yang diberikan, tahap orbit dapat kembali ke Bumi.
Untuk deorbiting, diusulkan untuk menggunakan impuls pengereman, yang mentransfer tahap orbital ke lintasan pendaratan. Dengan bantuan perlindungan termal dan lambung yang ramping, panggung memasuki lapisan atmosfer yang padat tanpa risiko dan keluar ke area pendaratan. Pada ketinggian tertentu, diusulkan untuk membuka parasut, yang bertanggung jawab atas pendaratan lunak peralatan. Pendaratan "seperti pesawat" tidak disediakan karena alasan teknis dan operasional. Setelah mendarat, teknisi dapat mulai bekerja dengan muatan. Selain itu, direncanakan akan dilakukan pemeliharaan tahap orbit dengan persiapan lanjutan untuk penerbangan baru.
Algoritma serupa untuk menggunakan Vyuga AKS diusulkan untuk penggunaan ilmiah. Selain itu, kemungkinan penggunaan teknologi tersebut untuk kepentingan angkatan bersenjata sedang dipertimbangkan. Dalam hal ini, sistem kedirgantaraan, alih-alih tahap orbital, dapat menerima peralatan tempur dengan karakteristik yang diperlukan. Namun, parameter pasti dari versi kompleks ini belum ditentukan. Saat ini, hanya kemungkinan membuat versi tempur "Blizzard" yang sedang dipertimbangkan dan kemungkinan area penerapannya sedang ditentukan.
Versi tempur Vyuga AKS dapat menjadi pembawa sistem serangan atau sarana untuk mencegat pesawat ruang angkasa musuh. Dalam kasus terakhir, efisiensi kerja pertempuran yang tinggi dapat diperoleh, disediakan oleh kemungkinan penyebaran peralatan tempur yang cukup sederhana ke orbit dengan parameter yang berbeda. Namun, implementasi ide-ide tersebut dapat dikaitkan dengan beberapa kesulitan. Pertama-tama, kesulitan harus dikaitkan dengan keterbatasan massa muatan. Bahkan penggantian lengkap tahap orbital dengan sistem tempur khusus tidak akan memungkinkan untuk membuat produk dengan berat lebih dari beberapa ton.
Tahap orbital, tampilan bawah, bawah tidak ditampilkan. Putih menunjukkan lambung, biru - tangki bahan bakar, merah - mesin, oranye - kompartemen parasut, abu-abu - kompartemen muatan
Arsitektur sistem kedirgantaraan yang diusulkan memungkinkan memperoleh beberapa keunggulan dibandingkan kompleks lain dengan tujuan yang sama. Keuntungan utama dari proyek Vyuga, yang dapat memberikan efek ekonomi positif yang signifikan, adalah penggunaan pesawat pengangkut yang ada (namun, membutuhkan modifikasi yang nyata), serta tahap roket yang dapat dikembalikan. Kemungkinan penggunaan beberapa tahap pertama dan orbital membebankan persyaratan khusus pada desainnya, terutama pada karakteristik mesin, tetapi dapat menyebabkan pengurangan nyata dalam biaya peluncuran individu.
Keuntungan karakteristik kedua dari proyek ini adalah tidak adanya "ikatan" dengan kosmodrom yang ada. Landasan peluncuran untuk Vyuga AKS sebenarnya dapat berupa lapangan terbang apa pun yang mampu menerima pesawat angkut Il-76 dan memiliki seperangkat peralatan tertentu untuk bekerja dengan sistem rudal. Berkat ini, peluncuran muatan ke orbit dapat dilakukan dari hampir semua tempat di planet ini. Akibatnya, peluncuran muatan yang relatif sederhana ke orbit dengan kemiringan yang diperlukan disediakan.
Menurut data yang tersedia, saat ini proyek sistem kedirgantaraan Vyuga dari perusahaan Lin Industrial masih dalam tahap studi pendahuluan. Fitur umum proyek telah ditentukan, tetapi dokumentasi teknis belum dikembangkan. Ada informasi yang menurutnya versi awal proyek Vyuga tidak menerima persetujuan pelanggan, yang memulai pengembangannya, dan, sebagai akibatnya, dibiarkan tanpa dana. Menurut perkiraan pengembang, tahap pertama pekerjaan penelitian membutuhkan dana sebesar 3,2 juta rubel. Pekerjaan lebih lanjut akan membutuhkan investasi baru. Pada saat yang sama, perkiraan waktu dan biaya keuangan yang dibutuhkan untuk menyelesaikan proyek belum diklarifikasi.
Perlu dicatat bahwa proyek Vyuga AKS bukanlah pengembangan domestik pertama di kelasnya. Pekerjaan ke arah ini di negara kita dimulai pada tahun enam puluhan abad terakhir dan dilakukan oleh beberapa organisasi yang dipimpin oleh OKB-155. Tujuan dari proyek "Spiral" adalah untuk membuat kompleks yang mampu menggunakan pesawat booster hipersonik, blok booster, dll. mengorbit pesawat untuk meluncurkan muatan ke orbit. Kompleks Spiral yang sudah jadi dapat digunakan untuk berbagai keperluan, terutama di militer.
Skema penggunaan sistem kedirgantaraan Vyuga
Dari akhir tahun enam puluhan hingga pertengahan tujuh puluhan, beberapa prototipe teknologi yang menjanjikan dibangun, yang digunakan dalam berbagai pengujian. Secara khusus, kendaraan seri BOR melakukan beberapa penerbangan suborbital dan orbital. Untuk tes di atmosfer, pesawat MiG-105.11 digunakan. Setelah pengujian selesai, pekerjaan pada proyek Spiral dihentikan. Pelanggan menilai proyek Energia-Buran baru lebih menjanjikan. Beberapa prototipe yang dibangun sebagai bagian dari program Spiral kemudian menjadi pameran museum.
Sejak awal tahun delapan puluhan, NPO Molniya telah mengembangkan proyek Multipurpose Aerospace System (MAKS). Diusulkan untuk memasukkan pesawat pengangkut An-225 dan pesawat orbital dengan tangki bahan bakar tambahan dalam sistem ini. Tergantung pada konfigurasinya, kompleks MAKS dapat mengirimkan 7 atau 18 ton muatan ke orbit. Kedua versi kargo otomatis dan berawak dari sistem dipertimbangkan.
Karena masalah awal tahun sembilan puluhan, pengerjaan proyek MAKS dihentikan. Hanya pada 2012, ada laporan tentang kemungkinan dimulainya kembali pekerjaan dan pembuatan versi modern kompleks. Selain itu, kemungkinan menyelesaikan proyek yang ada dengan menggunakan pesawat pengangkut lain, dll juga disebutkan. Sejauh yang diketahui, tidak ada kemajuan khusus dalam perjalanan proyek MAKS yang diperbarui sejak saat itu.
Perusahaan roket dan ruang angkasa swasta "Lin Industrial" saat ini sedang menciptakan versi baru dari kompleks kedirgantaraan yang menjanjikan yang mampu memecahkan berbagai masalah yang bersifat ilmiah dan lainnya. Saat ini, tampilan umum sistem telah diselesaikan dan fitur utama, karakteristik, dll. telah ditentukan. Namun, pekerjaan tersebut belum dapat berkembang lebih jauh karena kurangnya dana. Waktu akan memberi tahu apakah perusahaan pengembang akan menemukan investor dan apakah akan dapat membawa proyek yang menarik ke implementasi praktis. Jika proyek AKS "Vyuga" berhasil mencapai setidaknya tes dengan peluncuran tahap orbital ke luar angkasa, itu akan menjadi sukses besar bagi seluruh industri luar angkasa domestik, baik publik maupun swasta. Namun, itu masih jauh dari keberhasilan: proyek ini masih membutuhkan kelanjutan pembangunan yang panjang.
