перейти в меню сайта

Птица Рух взлетит в космос

Самый большой в мире самолет не будет перевозить сотни пассажиров через океан, он разработан для гораздо более амбициозной задачи-стать летающим космодромом, способным запускать ракеты в космос с высоты 9 км.

Пока это всего лишь закладка строительной зоны, но не пройдет и двух лет, и здесь появится пара гигантских зданий-производственный цех для строительства самого большого в мире самолета и ангар, в котором этот самолет поселится.

Название, выбранное для циклопического самолета,- Model 351. Есть у него и неофициальное имя – Pyx (Roc), напоминающее о мифической птице из восточных сказок, которая завтракала слонами, унося их в свое гнездо.

У самолета, которому суждено побить все рекорды, будет шесть двигателей и два фюзеляжа. Между ними подвешивается ракета, которую он должен поднять на 9-километровую высоту. Там она отделится от самолета-носителя и отправится в самостоятельный космический полет.

Сначала самолет будет поднимать в небо обычные спутники и прочий стандартный космический груз, но придет время, и на нем полетят пассажиры. «Птица Рух» должна стать летающей стартовой площадкой, обслуживающей как государственных, так и частных заказчиков.

Звучит невероятно, но работа над этим проектом идет в обстановке полной секретности уже восемь лет. Только в прошлом декабре на пресс-конференции в Сиэтле миллиардер Пол Аллен поведал миру о своем проекте Stratolaunch.

В 2011 году «Шаттлы» были выведены из эксплуатации, и США лишились единственного технического средства, позволявшего самостоятельно выводить в космос астронавтов. Частный сектор ринулся восполнить этот прорыв, и Stratolaunch-самая свежая из этих попыток. «Впервые с эпохи Джона Гленна Америка оказалась неспособна самостоятельно отправлять своих астронавтов в космос, сказал Аллен в Сиэтле. Программа Stratolaunch нацелена на строительство такой системы вывода кораблей на орбиту, которая обеспечит для грузовых и пилотируемых полетов большую безопасность, гибкость и экономическую выгоду».

Создатели Stratolaunch намерены практически заново построить американскую индустрию космических полетов. На кон поставлены не только государственные контракты-при снижении себестоимости запусков можно будет выводить на орбиту все больше коммерческих спутников, туристических кораблей и научных экспедиций. Космос наконец станет действительно доступен для широкой публики.

Ради этой величественной цели Аллен собрал команду талантливых энтузиастов, поставив перед ними задачу превратить Model 351 в реально летающее железо. Компания Scaled Composites, основанная конструктором Бертом Рутаном, займется собственно самолетом. «Если мы хотим сделать орбитальные полеты доступными для широкой публики, необходимо в сто раз повысить их безопасность, говорит Рутан, член совета директоров в проекте Stratolaunch. Полагаю, что в борьбе за безопасность существенную роль сыграет наша идея запуска ракет с самолета-носителя».

Строительство самой ракеты тоже будет делегировано подрядчику. С этой целью Аллен обратился к Элону Маску, одному из создателей системы PayPal, учредившему затем компанию Space Exploration Technologies (SpaceX). Дерзкое предложение построить двухступенчатую ракету, предназначенную для запуска прямо с борта самолета, в компании SpaceX не отвергли с порога, хотя технические задачи-такие, как требования к массе аппарата, расположению центра масс и т. п. невероятно сложны.

Воздушный космодром:

В 2015 году откроются ворота ангара, более широкие, чем футбольное поле. 600-тонный самолет-носитель Stratolaunch выкатится на взлетную полосу № 30 космопорта Мохаве. Она тянется на 3,75 км через поросшую кустарником пустыню до самого подножия хребта Техачапи, где лениво крутятся шеренги ветряков. Поблескивающие белые крылья «птицы Рух», раскинувшиеся на ширину 116м, будут отбрасывать узкие длинные тени, когда самолет покатится вдаль под ярким калифорнийским солнцем.

В чем преимущества запуска с воздуха?

Запуск космического аппарата с борта самолета-идея не новая. Ее преимущества над запуском с наземной стартовой площадки давно известны. Запускаемая в воздухе ракета будет легче, так как ей понадобится меньше горючего, чтобы выйти на орбиту. Кроме того, ей не требуется экранирование для защиты от акустической энергии, которая излучается двигателями и отражается от земли.

Двигатель Pratt & Whitney пока еще стоит на самолете Boeing 747-400, недавно принадлежавшем компании United Airlines. В начале февраля он приземлился в аэрокосмическом порту Мохаве. Шесть таких двигателей будут установлены на самолете-носителе Stratolaunch. В новой конструкции также будут использованы и шасси от старых самолетов.

И вот диспетчеры дают добро на взлет «птицы Рух», экипаж выводит на полную мощность все шесть турбовентиляторных двигателей Pratt & Whitney 4056 тягой 27 ООО кгс каждый. Уровень шума при взлете «Боинга-747» равен 140 дБ, что примерно на 20 дБ выше болевого порога. А у гиганта Stratolaunch двигателей шесть, так что «крик птицы Рух» при взлете будет слышен очень далеко (это еще один веский аргумент в пользу размещения космопорта в безлюдной пустыне Мохаве).

При разгоне по взлетной полосе вертикальная аэродинамическая нагрузка на крыло будет расти, так что при отрыве от земли самолет как бы взмахнет упругим, эластичным крылом.

В Мохаве пройдут только испытательные полеты-коммерческие запуски, которые должны начаться с 2020 года, будут производиться во Флориде с мыса Канаверал. Именно там, во Флориде, между фюзеляжами на этом самолете подвесят ракету длиной 36 м. Это должна быть внушительная картина: самолет с размахом крыльев более 100 м, а под брюхом у него ракета, из которой с шипением выбивается пар (это работают стравливающие клапаны криогенных баков с жидким кислородом).

Аллен пророчит, что когда-нибудь эта система будет выводить в космос сразу по шесть человек. Пассажиры будут сидеть пристегнутыми в креслах в капсуле в носовой части ракеты. Если в капсуле будут предусмотрены иллюминаторы, то пассажиры смогут наблюдать внизу удаляющееся побережье Флориды, а потом, после крутого подъема, они отчетливо увидят кривизну земного шара.

Тут-то и начнется самое интересное. На высоте 9 км экипаж «птицы Рух» начнет обратный отсчет и, дойдя до нуля, освободит ракету. Тут же пилоты «птицы Рух» заложат крутой вираж, чтобы уклониться от факела, который вырвется из сопел ракеты, и не пересечь ее траекторию.
Сразу после сброса стабилизаторы ракеты развернут корабль под крутым углом к горизонту-именно так как надо, чтобы вырваться в космос.

На какой-то миг пассажиры капсулы почувствуют себя не слишком удобно-представьте себе, что ваше кресло опрокинулось на спинку, и вы испытываете ощущение свободного падения. И в ту же секунду последует сильный удар в спину-запустятся двигатели, создав сразу тягу в 250 000 кгс. Практически уже в открытом космосе, на высоте примерно 90 км над точкой начала автономного полета, ракета сбросит первую ступень.

Запустится двигатель второй ступени-именно он должен теперь довезти пассажирскую капсулу (или просто б т полезного груза) до заданной орбиты. И только там пассажиры наконец расслабятся, оказавшись в невесомости.
Запуск ракеты с летящего самолета

Идея пускать ракеты с самолетов так же стара, как и сама мечта о выходе в космос. Еще в начале 1960-х годов многие пилоты (включая будущего члена экспедиции Apollo 11 Нила Армстронга) вылетали к самой границе атмосферы на реактивных самолетах Х-15, сброшенных с бомбардировщиков В-52.

В конце 1990-х Пентагон начал финансовую поддержку таких разработок, поставив им конкретные цели: быстрый запуск новых спутников-шпионов для наблюдения над горячими точками или хотя бы возможность оперативной замены спутников, вышедших из строя. Частные аэрокосмические компании провели запуски небольших ракет с борта специально переоборудованных гражданских авиалайнеров или из грузовых отсеков военных транспортников, однако никто еще не пробовал реализовать эту концепцию в масштабах «птицы Рух».

Давнее сотрудничество Рутана и Аллена в аэрокосмической области сейчас можно рассматривать как репетицию перед запуском проекта Stratolaunch-и в плане стратегии, и в отношении конструктивных решений.

В 2004 году самолет-носитель WhiteKnight поднял в воздух пилотируемый космический корабль SpaceShipOne, чтобы отправить его в свободный полет на заданной высоте. Из точки запуска SpaceShipOne поднялся до высоты 1 00 км, а затем совершил самостоятельную посадку.

Не выйдя за рамки 14-дневного срока, компания Scaled смогла повторить эту акцию. Таким образом она выполнила требования конкурсной комиссии и получила 10-миллионную премию Ansari X Prize. Подобно «птице Рух», самолет WhiteKnight нес свою нагрузку между двумя фюзеляжами. Компоновка самолета Stratolaunch отличается только тем, что в нем пилотская кабина размещается в передней части одного из фюзеляжей.

Аллен не назвал планируемую стоимость аппарата Stratolaunch, хотя и намекнул, что «в этот проект придется вложить на порядок больше, чем было израсходовано на SpaceShipOne ($28 млн)». Но Аллен и его компаньоны, похоже, верят, что гибкость нового проекта с его возможностью запускать «что угодно, куда угодно и когда угодно» должна окупить и капиталовложения в сотни миллионов долларов, и технические сложности, которые стоят на его пути. Когда мы запускаем космический корабль в какую-то конкретную точку на заданной орбите-скажем, по направлению к космическому отелю, космический грузоперевозчик вынужден либо дожидаться благоприятного времени старта, когда нужный объект появится прямо над головой, либо запускать корабль когда вздумается, но потом тратить многие дни на погоню за пунктом назначения по его орбите. «Птица Рух» сможет взлететь практически с любой достаточно длинной полосы, пролететь 2000 км и запустить ракету, оказавшись прямо под объектом назначения.

История в общих чертах :

В начале февраля из Викторвилля, штат Калифорния, в Мохаве прибыли два самолета Boeing 747 компании United Airlines. Улететь в прежнем виде обратно им уже не суждено. Здесь их порежут на куски, из которых соберут прототип самолета Stratolaunch. Шесть двигателей подвесят на крыло «птицы Рух». Столь же безжалостно инженеры обойдутся и с посадочными механизмами разрезанных самолетов.

Несущие конструкции для самолета сделают заново из углеволоконных композитов. Сейчас инженеры дорабатывают их в Мохаве в знаменитом «ангаре 78», где размещается конструкторское бюро компании Scaled Composites. «Мы все-таки привыкли работать с самолетами таких размеров, чтобы можно было собрать около него десяток приятелей и сказать: «Давайте-ка по-быстрому прилепим к нему вот это крыло», объясняет Кевин Микки, исполнительный вице-президент Scaled Composites,а когда строишь самолет такого размера, как этот, ситуация больше напоминает работу на верфи, где на первый план выступают проблемы логистики».

Темой дня становятся подъемные краны и крупногабаритные сборочные леса.
«Птицу Рух» не назовешь красавицей. «Мы же все тут авиастроители, и нам больше нравятся стремительные обводы, говорит Джозеф Радди, руководитель программы в Scaled Composites,но к этому крокодилу такие требования не применить. Все, что от него требуется, это поднять ракету повыше и потом выпустить ее на свободу».

Инженер и летчик-испытатель Дуг Шейн, преемник Рутана на посту главы компании Scaled Composites, говорит, что форма фюзеляжа проектировалась так, чтобы ее можно было собирать из как можно большего количества идентичных деталей углепластиковой обшивки. «Посмотрите на другие изделия нашей фирмы. В них не найдешь ни одного листа, по форме повторяющего соседний», говорит Шейн. Зато у «птицы Рух» бока фюзеляжа просто плоские, так что можно наштамповать видимо-невидимо панелей и размещать их в любом месте самолета.

Зная тягу Рутана к любым новшествам в области авиации (самолеты, построенные по его чертежам, установили множество мировых рекордов), можно предположить, что он примкнул к проекту Stratolaunch, увидев в нем шанс для достойного увенчания своего славного творческого пути. Сам Рутан категорически не согласен с этим: «Было бы по-настоящему красиво, если бы мы смогли решить задачу, поставленную перед проектом Stratolaunch, обойдясь без строительства самого большого в мире самолета».

Почему для подъема ракет в воздух придется строить новый самолет? «Специализированный самолет, предназначенный для запуска ракет, рассчитывается конкретно под эту задачу, отвечает Берт Рутан. Если мы просто состыкуем два «Боинга-747», то с полученного агрегата не сможем запустить проектируемую ракету Stratolaunch».
Ракетчики по найму

В Мохаве сейчас никто не занимается созданием ракет под параметры проекта Stratolaunch, так что Аллен обратился к Элону Маску. В его мастерских SpaceX дерзко переписывают все правила космических полетов, делая новые ракеты быстро и дешево. Маек уже успел вывести на орбиту свою космическую капсулу Dragon и облетать ракету Falcon 9 («девятка» в названии означает, что в ней установлено девять маршевых двигателей). Сейчас компания готовится наладить грузовые перевозки на МКС. Как утверждает Маек, людей он начнет отправлять в космос уже в 2014 году.

Ракета для проекта Stratolaunch будет иметь тот же диаметр, что и Falcon 9 (3,6 м), но по длине ее придется урезать примерно на 18 м. «Мы прозвали ее Falcon 9 Shorty («Коротышка»), говорит Шортвелл, президент компании SpaceX. Ракету укоротят, просто вынув из середины стандартной Falcon 9 несколько цилиндрических секций.

По многим элементам конструкции согласие еще не достигнуто. Неизвестно даже, сколько у ракеты будет двигателей-девять или меньше.
Консенсус нужно искать как можно скорее-график поджимает. Согласно расписанию, испытательные полеты «птицы Рух» должны начаться в 201 5 году, а полеты коммерческих ракет запланированы во Флориде на 2020 год.

Для того чтобы обеспечить проект Stratolaunch достойными кадрами, компания Scaled должна переманить в Мохаве достаточное количество талантливых инженеров-конструкторов. «Главная проблема состоит в том, чтобы найти людей с правильным складом ума, способных брать на себя ответственность за свой участок работы,говорит Радди. Новичков необходимо воспитывать в духе наших корпоративных установок. Изрядная доля аэрокосмического бизнеса нацелена на массовое производство. Наш мир, мир прототипов, живет по другим законам».

В глазах Уитта Мохаве как раз и является центром этого мира экспериментальных разработок, площадкой, где могут свободно развернуться самые передовые аэрокосмические компании, и проект Stratolaunch отлично вписывается в его каноны. «Почему в свое время братья Райт переехали в Китти Хок? Потому что там не докучала пресса, не угрожал промышленный шпионаж, а еще потому, что там всегда дул постоянный ровный бриз, объясняет Уитт. Мы смогли работать под покровом тайны почти девять лет, и это подтверждает, что мотивы, которыми руководствовались Орвил и Уилбур, не утратили силу до сих пор».

Источник: Популярная механика

Статьи на похожую тему:


Комментарии »»

1. Сигизмунд 08/10/2012

Вот почему космоплан во всех существовавших проектов нужно запускать именно со спины самолета? А почему бы не поднимать в воздух космоплан на тросах, буксируя его самолетами по типу разгона планера? Самолетов для разгона можно использовать несколько. Тогда на нужной высоте необходимо будет отстрелить у космоплана лишние большие крылья, оставив маленькие (Ну или сложить их как у современных самолетов с изменяемой геометрией крыла) и включить космические двигатели.
http://astlab.do.am/blog/kommercheskij_kosmos/2012-09-12-27


Подтвердите, что Вы не бот — выберите человечка с поднятой рукой: