Разработка российской возвращаемой ступени ракеты с поворотным крылом


Разработка российской возвращаемой ступени ракеты с поворотным крылом

Фонд перспективных исследований недавно принял решение о начале работ по созданию первого уменьшенного летного демонстратора российской многоразовой ступени ракеты «Крыло-СВ».

Ступень после отделения от ракеты будет разворачивать крыло, включать турбореактивный двигатель и садиться на взлетно-посадочную полосу в режиме самолета.

Разработка российской возвращаемой ступени ракеты с поворотным крылом

Среди использующихся на сегодняшний день ракет только Falcon 9 и Crew Dragon имеют многоразовую первую ступень — после отделения она садится на баржу в море или космодром с помощью своих двигателей.

Благодаря повторному использованию ступеней себестоимость запусков существенно снижается. После того, как SpaceX показала применимость такого подхода (компания посадила уже почти 50 первых ступеней) и его преимущества, многие другие компании и государственные агентства заявили о разработке своих проектов частично многоразовых ракет.

Разработка российской возвращаемой ступени ракеты с поворотным крылом

Разработка российской возвращаемой ступени ракеты с поворотным крылом

Большая часть из них собирается повторить схему SpaceX с вертикальной посадкой исключительно за счет двигателей ступени, но российские разработчики решили вместо этого использовать схему с посадкой самолетного типа, которая применялась в закрытом проекте «Байкал». Она подразумевает, что первая ступень «Крыло-СВ» будет иметь жидкостный ракетный двигатель для ускорения ракеты, а также турбореактивный двигатель и крыло. После отделения от второй ступени первая ступень будет поворачивать крыло и включать турбореактивный двигатель, а затем садиться на аэродром. В качестве основного в ракете будет применяться метан-кислородный двигатель, который можно будет использовать для 50 полетов.

28 февраля Фонд перспективных исследований одобрил начало работ по созданию летного демонстратора ступени.

Он будет иметь уменьшенный размер (примерно треть от полноценного), а также будет испытываться не вместе с ракетой, а сбросом с самолета. Ожидается, что испытания уменьшенного прототипа могут начаться в 2020 году, а полноценный первый полет ракеты с многоразовой ступенью состоится в 2023 году. Она будет способна выводить на солнечно-синхронную орбиту до 600 килограммов.

Недавно от частично похожего проекта отказался Boeing. Компания по заказу DARPA разрабатывала связку из многоразового космоплана и небольшой относительно его размеров второй ступени. Планировалось, что после выхода на большую высоту вторая ступень отделялась бы и продолжала полет на орбиту, а космоплан возвращался в атмосферу и приземлялся на взлетно-посадочную полосу.

Помимо реактивной посадки и посадки в самолетном режиме есть также третья схема, которая подразумевает возврат части ракеты на парашюте, а затем захват парашюта в полете с помощью вертолета. Rocket Lab и ULA планируют использовать этот метод для своих перспективных ракет Electron и Vulcan, соответственно. Главное отличие заключается в том, что Rocket Lab планирует возвращать всю первую ступень, а ULA будет отделять от ступени двигательный блок и возвращать только его, потому что на него приходится большая часть себестоимости первой ступени.

Аванпроект возвращаемой ступени «Крыло-СВ» был подготовлен и защищен в Фонде перспективных исследований (ФПИ) 29 мая. Разработкой занималось КБ им. В. М. Мясищева. В журнале Объединенной авиастроительной корпорации «Горизонт» уточнялось, что проект предполагает после выхода ракеты на заданную высоту раскрытие крыла и включение реактивного двигателя. Это позволит вернуть первую ступень.

Ранее гендиректор ФПИ Андрей Григорьев сообщал в интервью ТАСС, что первый полет российской возвращаемой ступени ракеты-носителя «Крыло-СВ» запланирован на 2021-2022 годы.

Источник: pikabu.ru