СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ Вход или Регистрация	ПОМОЩЬ В ПАТЕНТОВАНИИ	НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ФОРУМ	Научно-техническая библиотека

Аэрокосмическая корпорация (АКК) "Воздушный старт" образована на базе созданной в мае 1997 года совместной рабочей группы (АК) "Полет" и КБ Химавтоматики для исследования возможности создания системы выведения космических аппаратов (КА) на низкие орбиты, предусматривающей запуск ракеты-носителя десантированием ее с самолета ан-124 "Руслан".

Используя богатый опыт участников проекта в сфере разработки аэрокосмических систем, наличие высоконадежных российских ракетных двигателей в сочетании с уникальными возможностями тяжелого транспортного самолета Ан-124, АКК "Воздушный старт" реализует проект, позволяющий сделать выведение спутника на орбиту более быстрым, эффективным и менее дорогостоящим. Основными преимуществами авиационно-ракетного комплекса космического назначения (АРК КН) "Воздушный старт", обеспечивающими его конкурентоспособность, являются:

• сниженная стоимость пусковых услуг;
• всеазимутальность наклонений орбит выводимых КА;
• большая операционная гибкость;
• значительная экономия времени;
• высокая надежность;
• экологическая безопасность;
• высокие энергетические возможности.

Основными сегментами рынка пусковых услуг для комплекса "Воздушный старт" будут: развертывание группировок телекоммуникационных спутников, выведение навигационных космических систем, спутников дистанционного зондирования, изучения космического пространства.

Спутники связи, которые планируется вывести на орбиту в течение ближайших 10 лет, имеют сравнительно короткий срок эксплуатации (в среднем 5 лет), поэтому замена вышедших из строя спутников будет представлять собой большой потенциальный рынок для комплекса "Воздушный старт".

Так как АРК КН "Воздушный старт" является вполне самодостаточной системой, ее использование может быть запланировано на самых разных стадиях создания и интеграции спутниковых систем.

Комплекс "Воздушный старт" обеспечит коммерческую альтернативу выведению спутников весом до 4 тонн с государственных космодромов. Предоставление пусковых услуг частными компаниями отвечает интересам национальной безопасности РФ и соответствует целям российской внешней политики.

Для обеспечения эффективной работы на мировом рынке пусковых услуг предусматривается создание международной компании совместно с иностранными инвесторами и партнерами.

• возможность осуществления коммерческих запусков легких космических аппаратов массой до 3-4 т;
• выведение на круговые орбиты в широком диапазоне высот (от 200 до 10000 км) и наклонений (от экваториальных орбит до 115 град., включая полярные и синхронно-солнечные), выведение на высокоэллиптические орбиты, включая геопереходную и отлетные траектории к Луне и планетам;
• возможность подготовки комплекса и космического аппарата к пуску как на территории России, так и на территории страны заказчика пуска;
• высокую надежность применения и низкую стоимость затрат на пуск (2-2,5 тыс. долларов за 1 кг выводимого полезного груза);
• значительные габариты зоны полезного груза под головным обтекателем (диаметр 2,9 м, длина 7,0 м) и низкую плотность компоновки грузов в этой зоне (70-100 кг/м³);
• экологическую безопасность при производстве, подготовке и пусках.

области применения

Исходя из положений концепции, определены области применения авиационно-ракетного комплекса космического назначения (АРК КН) "Воздушный старт":

• развертывание и восполнение низкоорбитальных группировок глобальных спутниковых систем связи;
• выведение спутников мониторинга Земли (дистанционного зондирования ее поверхности и атмосферы, оперативный контроль чрезвычайных ситуаций);
• развертывание и поддержание низкоорбитальных спутниковых систем навигации;
• выведение легких КА на низкие, средневысокие орбиты, на высокоэллиптические и отлетные траектории для научных исследований Земли, Луны и планет Солнечной системы.

основные участники проекта

Разработка проекта АРК КН "Воздушный старт" проводится ведущими российскими предприятиями авиационно-космической отрасли при участии украинского Авиационного научно-технического комплекса (АНТК) им. О. К. Антонова и базируется на созданных высокосовершенных технологиях:

• тяжелом самолете ан-124-100 "Руслан", используемом в качестве воздушной стартовой платформы;
• кислородно-керосиновых ЖРД НК-43, а также 11Д58М, разгонном блоке (РБ) "ДМ", эксплуатируемом на РН "Протон" и РН "Зенит-3" в проекте "Морской старт";
• высокоточных системах управления на базе БЦВМ серии "Биссер" и гироплатформе серии ПЯ-300, созданных и эксплуатируемых в составе блоков "ДМ" и "ДМ-SL" (РН "Зенит-SL");
• на достижениях российской науки и промышленности в области криогеники, управления подготовкой к пуску и полетам, современных конструкционных и теплозащитных материалов.

• самолет-носитель (СН) ан-124ВС "Руслан", являющийся воздушной стартовой платформой;
• двухступенчатая ракета-носитель (РН) "Полет" с модифицированными кислородно-керосиновыми двигателями НК-43М на первой ступени и 11Д58МФД на второй ступени;
• наземный комплекс подготовки пуска на базовом и промежуточных аэродромах;
• комплекс автоматизированных систем управления подготовкой, пуском и полетом.

Для управления и передачи телеметрических измерений потребителям предусматривается арендовать каналы спутниковой связи (TDRSS, Инмарсат).

Самолет-носитель ан-124ВС "Руслан" на базе тяжелого самолета ан- 124-100, эксплуатируемого с 1982 года, может стартовать практически из любой точки земного шара, где есть ВПП длиной не менее 3 км. Возможность старта из максимально приближенного к заказчику места обеспечивает оперативность выполнения и гибкость графика выведения спутников. Самолет-носитель является возвращаемой и многократно используемой первой ступенью системы выведения.

• загрузку РН с полезным грузом (ПГ) в транспортно-пусковом контейнере (ТПК) в грузовую кабину;
• заправку ракеты топливными компонентами и газами;
• десантирование РН в район запуска;
• управление и контроль РН, ПГ в полете;
• передачу необходимой информации в Центр управления полетом ЩУП) и другим потребителям.

Двухступенчатая РН "Полет" размещается в ТПК внутри СН Ан-124ВС "Руслан" и доставляется в любую точку над океаном, либо сушей, где происходит ее десантирование, а затем свободное падение до запуска двигателя первой ступени.

Ракета-носитель в ТПК на специальных опорах (обтюраторах) транспортируется в грузовой кабине самолета на всех этапах ее эксплуатации и при достижении зоны запуска в заданный момент десантируется из СН за счет пневматической системы выталкивания, размещаемой на ТПК, обеспечивающей выход РН из самолета со скоростью 20 м/с (относительно самолета-носителя) и отставание РН на безопасное расстояние от самолета при запуске маршевого двигателя первой ступени.

Вторая ступень РН допускает многократное включение двигателя в условиях космического полета для доставки полезного груза на его рабочую орбиту.

особенности проекта "воздушный старт"

Для реализации преимуществ авиационно-ракетного комплекса при предоставлении стартовых услуг на мировом рынке необходимо было решить ряд научно-технических проблем, основными из которых являются:

• десантирование РН массой 100 т из грузовой кабины самолета-носителя;
• безопасность экипажа СН;
• технология эксплуатации комплекса на базовом аэродроме и на аэродромах Заказчиков пусков.

Исследование проблемы десантирования ракеты-носителя значительной массы на основе анализа различных вариантов десантирования показало, что использование традиционной схемы с вытяжными парашютами требует создания парашютных систем с эффективной площадью куполов во много раз превосходящей самые большие созданные в России вытяжные парашюты ВПС-14, а использование же связок из 4-5 таких парашютов существенно снижает надежность операции десантирования, а также безопасность СН и его экипажа. По результатам исследований была принята идея использования в этих целях ТПК. Многочисленное моделирование процесса десантирования РН с помощью пускового контейнера с учетом реальных возмущений атмосферы и движения СН показало его надежную реализуемость.

• время от начала движения РН в контейнере до выхода РН из СН не превышает 2 с;
• максимальные реакции в опорах обтюраторов не превышают 30-40 т, что находится в пределах допустимого нагружения РН;
• поперечное перемещение РН относительно контейнера в процессе выхода не превышает 3-5 см, что компенсируется соответствующими конструктивными зазорами.

Принятая технология десантирования РН и ТПК позволила отказаться от дорогостоящего создания новых вытяжных парашютов.

Безопасность комплекса обеспечивается высокой надежностью всех его элементов, в особенности маршевых двигателей ракеты-носителя. Одной из наиболее опасных ситуаций является возможность взрыва ракеты-носителя вблизи самолета при запуске маршевого двигателя первой ступени после десантирования. Параметры взрыва ракеты-носителя оценивались исходя из массы тротилового эквивалента при взрыве РН, которая на высоте десантирования 10-11 км (плотность воздуха составляет 0,25 от земной) не превысила 800-1000 кг. Давление во фронте ударной волны при взрыве с таким тротиловым эквивалентом на данной высоте становится безопасным для самолета-носителя на удалении 200-300 м. Исходя из этого было определено минимальное время расхождения РН и СЕ, которое составляет 7-10 с до запуска маршевых двигателей.

• максимальный объем работ по подготовке ракеты космического назначения (РКН), включая космический аппарат (КА), к запуску осуществляется на заводе-изготовителе и на арендуемых у завода площадях для технических позиций КА, космических головных частей (КГЧ) и других элементов;
• полностью собранная и прошедшая полный цикл контрольных испытаний РКН с КА в ТПК поступает на базовый аэродром ЛИИ им. М.М. Громова;
• на базовом аэродроме осуществляется загрузка в СН ТПК с РКН, заправка РН и ракетных систем на СН компонентами топлива, газами и другими рабочими телами и заправка керосином самолета-носителя.

• отдельно на территории заказчика пуска подготовить КА, собрать космическую головную часть и разместить ее в ТПК;
• по прибытии СН с ракетой в контейнере на аэродром заказчика осуществить стыковку ракеты с головной частью и их транспортно-пусковых контейнеров непосредственно в грузовой кабине самолета-носителя.

• районы запуска РН должны располагаться в пределах от 40° ю.ш. до 60° с.ш.;
• должны обеспечиваться наклонения орбит выведения в диапазонах 0-115°;
• трассы полета и районы падения отделяемых элементов РН должны располагаться в акватории Мирового океана;
• наличия вблизи районов запусков РН аэродромов для посадки СН после пуска (не дальше 1500-2000 км).

Эти предпосылки определили возможность использования аэродрома ЛИИ им. М.М. Громова (г. Жуковский, Московской области) в качестве базового аэродрома.

При этом запуски могут осуществляться либо в Индийском океане (Аравийское море), либо в Тихом океане (Охотское море) с использованием промежуточных аэродромов на Аравийском полуострове (ОАЭ) или на Дальнем Востоке России (Хороль), а также в других удобных районах Земли (о. Рождества, Австралия; мыс Игольный, ЮАР).

экономические показатели

Стоимость создания комплекса "Воздушный старт" составляет 120-130 млн. $ США. Это связано с использованием в проекте уже созданных и отработанных до высокой надежности компонентов: самолета, маршевых ЖРД, командных приборов управления, наземных средств подготовки. А стоимость проекта отражает лишь финальный этап реализации проекта - интеграцию уже созданных и тщательным образом испытанных технологий.

Анализ стоимости затрат на пуск и стоимости продаж на мировом рынке свидетельствует о высокой конкурентоспособности проекта и привлекательных инвестиционных показателях.

Концепция проекта "Воздушный старт" предусматривает его интеграцию с перспективными российскими средствами выведения, которые в настоящее время создаются на базе технологий РН "Союз", блока "ДМ" и созданных по проекту Н1-ЛЗ маршевых двигателей НК-33 и НК-43:

• вторая ступень РН "Полет" и космические разгонные блоки перспективных РН "Ямал" являются унифицированной разработкой;
• использование блока первой ступени РН "Полет" в качестве модульного ракетного блока первых пакетных ступеней РН "Ямал" позволяет достичь на этих ракетах-носителях грузоподъемности РН "Зенит" (два модульных блока), РН "Протон" (четыре модульных блока) и даже достичь грузоподъемности 25-29 т (шесть модульных блоков), что дает новые возможности перспективным российским средствам выведения.

• * дальность падения 1-й ступени 1300 км;
• ** выведение с геопереходной на геостационарную орбиту (ГСО) средствами КА;
• *** при использовании разгонного блока (РБ) на кислородно-водородном топливе.

КОНТАКТНЫЕ КООРДИНАТЫ РАЗРАБОТЧИКА

Данная информация доступна по паролю (тестовый доступ по логину: guest паролю: guest).

Назад