Ottimizzato razzo concetto lancio dall'aereo.

Autore: Igor Makarov.

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L'articolo è dedicato all'idea di creare un cosmodromo cellulare volante, considerando la possibilità di stabilire sulla base del piano un -225 e rucola ucraino produzione ciclone -4. L'articolo si occupa della strategia di richiamo lancio dall'aereo e fornisce i calcoli e grafici necessari.

Importanza dell'articolo è quello di fornire un lancio richiamo dall'aeromobile, che include una combinazione di due diversi approcci al lancio del servofreno dal velivolo. La prima parte della sua traiettoria razzo vola come un aereo. La seconda parte della traiettoria del razzo supera utilizzando un paracadute frenatura e grazie a lui sembra corretta posizione di partenza.

Lo studio ha utilizzato un metodo di costruzione di un modello matematico per l'ambiente di programmazione "Delphi-7» Pascal. Gli autori hanno costruito un modello matematico del primo volo del booster all'ala dopo la sua separazione dal velivolo. Il secondo modello matematico è stato creato per descrivere il volo del booster dopo la sparatoria di superfici di supporto e di frenata con un giro nella posizione desiderata per la successiva esecuzione.

Parole chiave: inizio aria, di richiamo, modello matematico, superfici di supporto, frenata velivoli ad ala paracadute ovalovidne.

La storia dell'aviazione mondiale è strettamente legato con il nostro paese. Già nel secolo scorso, l'ingegnere Alessandro 1910 Kudashev a Kiev, ha costruito il primo aereo in grado di volare realmente compiere un controllo (quando il pilota controlla il velivolo, con l'aiuto della ruota).

Anche a Kiev ha iniziato la sua carriera mondiale dell'aviazione famoso Igor Sikorsky. Non meno famoso Oleg Antonov, che ha creato aereo da trasporto più grande del mondo An e An -124 -225, che sono conosciuti ben oltre i confini dell'Unione Sovietica, anche lavorato per molti anni in Ucraina e ha creato il complesso aviazione-scientifico tecnica più evoluta e moderna che porta il suo nome - lo Stato Enterprise im.O.K.Antonova.

Il nostro paese v'è una potenza spaziale, perché nel nostro paese opera giganti come l'industria spaziale CB "Sud" e "Pivdenmash", sono impegnati in non solo booster di produzione e satelliti, ma anche per la loro produzione presso lo stabilimento di produzione. E 'attraverso tali imprese di Ucraina è coinvolta in molti progetti internazionali, come ad esempio il progetto di un nuovo tipo di motore "Vega" (sotto gli auspici dell'Agenzia spaziale europea), "Sea Launch" (lancio del razzo vettore dalla piattaforma mare nell'Oceano Pacifico), in cui il razzo ucraino ZENIT - 3SL utilizzato come il vettore satellite principale, l'elaborazione di missili balistici intercontinentali "Dnepr" per il lancio di piccoli satelliti; progetto "Cyclone -4» insieme con l'Agenzia Spaziale Brasiliana per il lancio dal cosmodromo 'Alcantara' e molti altri progetti.

In questo lavoro, vi proponiamo un nuovo progetto sotto il nome "Air Launch". Il progetto prevede iniziare launcher "Cyclone -4» da un aereo - 225 «Mriya».

La componente economica del progetto

L'idea di lanciare un razzo di lancio da un aereo non è nuova, perché anche durante il XX secolo in paesi come l'Unione Sovietica e gli Stati Uniti d'America, gli scienziati hanno sviluppato progetti basati su vari velivoli, ma attraverso numerosi fattori di rischio, nessuno dei progetti è stato implementato. Tuttavia, l'idea di costruire un cosmodromo mobile è stata implementata nel progetto internazionale "Sea Launch". Questa è una piattaforma di produzione petrolifera offshore rinnovata, che si trova nelle acque neutrali dell'Oceano Pacifico ed è in grado di muoversi per essere il più vicino possibile all'equatore durante il lancio di un booster, perché ogni deviazione dall'equatore si traduce in un aumento della velocità di 100 m / s che influisce negativamente sulle capacità energetiche del veicolo di lancio. 

Nave di comando (dietro la piattaforma) e piattaforma di lancio del cosmodromo internazionale Sea Launch. 

Grazie a questo ripetitore di trasporto, risparmio di avvio di richiamo dal velivolo circa 2-2,5 milioni.

Strategia di lancio

Air Launch - un modo per lanciare razzi o aerei da un'altezza di diversi chilometri, ha consegnato la macchina a correre. Veicoli di consegna serve spesso come un altro aereo, ma possono anche servire un pallone o dirigibile

Con il lancio di Air dovrebbe evidenziare il "Air lancio in orbita." Lancio Air in orbita - un metodo di lanciare booster e / o veicoli spaziali in aria da aerei a reazione decollo orizzontale sia così subsonica e supersonica. Quando si utilizza questo metodo per il lancio di una straordinaria vantaggi rispetto convenzionali missili di lancio verticali, anche riducendo il peso, potenza e costi di contrastare missili.

Sul terreno, un razzo di richiamo viene caricato con le superfici di supporto attaccate su un aeromobile utilizzando un meccanismo di sollevamento speciale (simile nel design con una piattaforma di sollevamento per il veicolo orbitale Buran utilizzato per sollevare il carico (Buran) a metri 25, abbassandolo con le gru all'altezza necessaria per caricare e unire la nave all'aereo). Esistono schemi di tali dispositivi, che facilitano l'attuazione di questo sviluppo nella vita. 

Dopo queste operazioni, l'aereo vola e inviato alla zona di partenza. Sul bordo del velivolo di lancio deve salire 10000 m e raggiungere la velocità desiderata (calcolato) (860 km / h). Una volta raggiunta tale prodotto aeromobili prestazioni volo per il sistema di controllo automatico è uscita ad un angolo di beccheggio in gradi 10. A questo punto, il sistema esegue una separazione automatica delle serrature che tengono il missile - supporto sul piano. Il passo successivo sarà lasciare il booster e manovrare l'aereo. Aereo fa una manovra evitare per abbassare e ripetitore esegue una manovra "slitta". A proposito di manovra di richiamo descritto di seguito. Consultare aeromobili manovra aircraft missile dopo l'espulsione inizia la frenata e riduzione con rullo simultanea lateralmente (rotolo sinistro o destro dipende dalla direzione del vento al momento dell'espulsione dal ripetitore aereo). Rocket dopo aver raggiunto i massimi inizia a diminuire le manovre altitudine e la selezione veloce. L'aereo partì dalla traiettoria del razzo di nuovo al campo d'aviazione. Il razzo con gli organi di comando (alettoni, elevatori, timone) stabilizza e segue una traiettoria prestabilita. Dopo aver raggiunto l'altezza quando l'angolo di beccheggio missile è piccola (previsto - 9360m) tenuto superfici portanti tiro e rilasciare il paracadute frenante. Dopo l'apertura della frenante continua riduzione della velocità e inversione razzo con la sua uscita in posizione verticale rispetto al centro di gravità. Dopo aver eseguito queste azioni di richiamo avvia i principali motori del primo stadio, spara paracadute frenante e avvia la modalità di volo normale.

Una strategia di sviluppo simile e lo Start dell'aria

L'autore ha preso in considerazione solo gli analoghi che lanciano razzi di peso non inferiore a tonnellate 15, infatti tali veicoli di lancio hanno le caratteristiche energetiche necessarie per uso commerciale. Nei 1960-zioni e poi negli Stati Uniti sono stati creati tali richiami lanciati dagli aerei, aerei razzi sperimentali, tra cui il primo aereo supersonico - equipaggio spaceplane suborbitale nordamericana X -15, come Bell X -1, Lockheed D - 21 Boeing X - 43 ecc ... Simili (ma non suborbitali) sistemi erano anche in Francia (Leduc), e in altri paesi. Lancio Air spaceplane è stato utilizzato per testare l'Enterprise in un massiccio programma di riutilizzabile sistema di trasporto spaziale Space Shuttle. Il primo dei progetti dettagliati sistema di aria-lancio AKS era non realizzate "a spirale» 1960- x - 1970-zioni con overclocker samoleta- ipersonici, rucola e il piano orbitale. inizio Air è stato utilizzato per il volo subsonico samoleta- analogico suo piano orbitale.

Progetti americani: negli Stati Uniti il ​​sistema è da tempo implementato da Pegasus (RN) / L-1011 (aereo). Sviluppato da Orbital Sciences Corporation. Il lancio viene effettuato utilizzando l'aereo L-1011 della Lockheed Corporation, appositamente attrezzato per questo. La separazione del razzo dall'aereo da trasporto avviene a un'altitudine di 12 km. La massa del vettore - 18500 kg (Pegasus), 23130 kg (Pegasus XL) La massa del carico utile lanciato nell'orbita terrestre bassa dal vettore Pegasus è fino a 443 kg. Costo di lancio (dal 1994): 11 milioni di dollari. Dal 1990 al 2008 sono stati effettuati solo 40 lanci del vettore Pegasus, con satelliti artificiali in orbita, di cui 3 non riusciti. Un altro sistema è in fase di sviluppo e ci sono altri progetti ACC.

Aerei e Lockheed -1011 booster "Pegasus"

Russo - progetti ucraini: in Russia ha chiesto di elaborare progetti di gioco di dollari e "Air Launch". La prima bozza del spaceplane con carburante esterno viene eseguito dalla scheda di super-pesante di un aereo - 225 (325) «Dream". L'elemento principale del secondo progetto è una appositamente modificata pesante Antonov - 124- 100Vse "Ruslan", a bordo della quale, ad un'altitudine di circa 10 km di Stato sviluppato Rocket Center "Design Bureau. Makeev, "è condotta la cosiddetta" malta "booster lancio che trasporta la carica orbita calcolata. Ci sono anche progetti "Burlak" e altri in cui il pH di un satellite è lanciato a bordo di vari velivoli Tu booster -160, An -124, Tu - 22M.

progetti ucraini: in Ucraina con il supporto samoleta- Un -225 sviluppato progetti AKC "Svityaz" (LV Zenit) AKRK "Eagle" e "Rus" (spaceplane alato). Un aereo di richiamo -225 -100 sviluppato ASTC Oleg Antonov, ed è una modifica della base di An - 225 «Mriya». Aereo installato attrezzature speciali per il fissaggio del ripetitore sulla fusoliera, situato all'interno delle cabine pressurizzate a bordo le attrezzature di partenza e gli operatori devono applicare l'inizio RN. Booster "Svityaz" viene creata sulla base di componenti, assiemi e veicoli sistemi "Zenit" lancio. E 'costruito su uno schema a tre stadi. Esso utilizza propellenti non tossici - ossigeno liquido e kerosene. Nella derivazione del veicolo spaziale nel geostazionaria richiamo orbita è dotato di propellente solido gradi apice.

AKRK "Eagle" a due stadi complesso -kosmichesky dell'aviazione. Come la prima fase del piano complesso si BOOSTER lo sviluppo di Kiev Aviation scientifico - Complesso tecnico. Antonov AN - 124 («Ruslan"). Il secondo passo sarà uno sviluppo di richiamo payload Dnepropetrovsk CB "Sud", che dovrebbe iniziare con l'elemento portante della fusoliera samoleta-.

Nelle prime fasi della AKRK ucraina "Eagle" è un veicolo spaziale usa e getta. In futuro, saranno inviati nello spazio e tornare sulla Terra, e anche veicoli spaziali multiple. In contrasto con il lancio e booster "Shuttle" "Buran" sarà effettuato non con i media la sospensione esterna samoleta-, e dalla metà, vale a dire, con la fusoliera. Nel mondo non vi era tale scientifiche - soluzioni tecniche. Tale schema è eseguito su un vicino terrosi payload orbita presenta una serie di vantaggi. Questo miglioramento AKRK design aerodinamico, in generale, più alto è il ramo di sicurezza della seconda fase del booster, più ottimale tecno - performance economica, più elevati di occultamento dei problemi delle prestazioni AKRK a doppia destinazione (come puramente scientifico e commerciale, così come speciale, per scopi militari) .

 Progetto kazako-russo: il Kazakistan propone il progetto AKS Ishim (MiG-31 + РН). I progetti AKS con lancio aereo di aeroplani spaziali sono stati creati in Germania (Senger -2), Giappone (ASST), Cina (il prototipo Shenlong e AKC della prossima generazione), ecc. Con l'aiuto di un lancio aereo, vengono lanciati space spaziali sub-orbitali SpaceShipOne, SpaceShipTwo, M -55 e altri progetti simili. Un lancio d'aria da un pallone di un razzo con suborbitale umano è previsto nel progetto Stabilo ARCASPACE in Romania.

Il principale concorrente della strategia di lancio, ha proposto in un russo, con l'AN - 124- 100Vse perché controparte americana ha tempi 10 basso peso del carico utile. Il fattore principale, che non consente di realizzare e uso commerciale di strategia di lancio spaziale russo è un "cemento" tiro missili dal velivolo. Ora gli esperti russi stanno lavorando per risolvere questo problema. Il primo lancio è previsto per 2015 anno.

Immissione sul piano PH An-124 "Ruslan".

Aereo da trasporto pesante scopo An - 225 «Mriya"

Sviluppo del velivolo, per lo spostamento di oggetti ingombranti dei sistemi spaziali (in Vol H videoconferenza "Energia - Buran".) Ha avuto inizio nel 1985 anno. Primo volo Un -225, costruita nello stabilimento aereo di Kiev, è stato realizzato nel mese di dicembre 21 1988, 13 e 1989 maggio -225 Un già mosso "Buran", con Zhukovsky di Baikonur. Questo aereo è stato trovato record del mondo 106.

Il disegno del velivolo

Fusoliera. Ha due ponti: la parte superiore è l'equipaggio di cabina e la cabina del personale addetto, locali di servizio (cucina, guardaroba, WC), al di sotto - la cabina di carico. È possibile posizionare carichi fino a 250 tonnellate. Per garantire l'uso di carico e scarico e rampa gruzolyuk anteriore.

Ala. L'ala è fatto di oggetti lunghi (fino a 30 metri) premuto pannelli. I pannelli sono interconnessi fissaggio titanio, sigillatura e fornisce un elevato livello di resistenza.

Il piumaggio del velivolo. Dvuhkilevoe. Lo stabilizzatore ha un'apertura 30 metri, ha un cassone fatta di pannelli sagomati e lastre laminati di lega di alluminio. L'ascensore ha sei sezioni, tre su ogni console. ASCENSORE - due sezioni su ogni pinna.

Telaio. Consiste in un carrello di atterraggio principale a due montanti anteriori e quattordici post. Tutti gli Strut hanno la capacità di rilasciare in due per evitare l'atterraggio senza carrello di atterraggio. Anche sul telaio è presente un sistema di controllo della massa e del centraggio. I freni sono in carbonio.

Motori. L'An-225 è equipaggiato con motori D-18T (la spinta di avviamento di un motore è di 23,06 tonnellate). Il motore è un turbofan a tre alberi con un consumo di carburante di 0,57 kg di spinta all'anno in modalità crociera.

Sistema. Tutti i sistemi di aeromobili sono altamente automatizzati e richiedono la minima attenzione dell'equipaggio durante il volo. Le loro prestazioni sono supportate dai computer di bordo 34. Volo: i complessi di navigazione e radio tecnici forniscono il controllo dell'aeromobile in modalità automatica e manuale in tutte le fasi del volo, nonché l'elaborazione e l'emissione ai sistemi di bordo dell'aeromobile e le luci di segnalazione nel cockpit di tutte le informazioni di navigazione necessarie. Il sistema di controllo comprende un sistema di controllo dello sterzo elettroidraulico con ridondanza quadrupla e un sistema di controllo remoto elettrico per la meccanizzazione dell'ala con doppia ridondanza. Il complesso idraulico è costituito da quattro sistemi idraulici principali e due di riserva che assicurano il funzionamento delle superfici dello sterzo, la meccanizzazione delle ali, il sollevamento e il rilascio del telaio, l'apertura e la chiusura dei portelli e delle porte. 

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