9 10 2018

№9-10/2018
сентябрь-октябрь

• Вертолеты «Камов» над морем
• Гидросамолетостроение-2018
• Евроистребитель будущего
• МиГ-31 в Казахстане
• Премьеры Farnborough 2018

 

В продаже с 24 сентября

где купить?

Первый старт тяжелого «Фалькона». Об очередном успехе Илона Маска

Первый запуск тяжелой ракеты-носителя Falcon Heavy частной американской компании SpaceX. Космический центр им. Кенннеди, Флорида, 6 февраля 2018 г. Фото: SpaceX Первый запуск тяжелой ракеты-носителя Falcon Heavy частной американской компании SpaceX. Космический центр им. Кенннеди, Флорида, 6 февраля 2018 г. Фото: SpaceX

26 февраля 2018

6 февраля 2018 г. в 15.45 по местному времени окрестности площадки LC‑39A стартового комплекса Космического центра им. Кеннеди во Флориде – того самого, с которой в июле 1969 г. первые земляне отправились на Луну, – содрогнулись от грохота: 27 мощных двигателей, развивая суммарную тягу свыше 2300 тс, подняли из клубов дыма новую ракету Илона Маска – Falcon Heavy. Благодаря организованной онлайн-трансляции в интернете за стартом, а затем за уникальной синхронной посадкой на землю возвращаемых многоразовых боковых блоков первой ступени ракеты наблюдали миллионы людей по всему миру. Маск в очередной раз подтвердил, что частной американской компании под силу решение сложнейших технических задач, и сделал очередной важный шаг к еще более амбициозным целям, среди которых возобновление в США пилотируемых космических полетов, а в перспективе – и первые миссии к Луне и Марсу с человеком на борту. Для реализации этих проектов нужен новый тяжелый носитель – и вот теперь он у него есть. Этого момента основатель и главный конструктор компании SpaceX ждал долгих 14 лет…

На пути к сверхтяжелому носителю

Отправной точкой начала разработки компанией SpaceX сверхтяжелой ракеты-носителя (по американской классификации к таковым относятся средства выведения, способные поднять на низкую орбиту груз массой более 50 т, по отечественной – свыше 100 т) можно считать выступление Илона Маска перед сенатским комитетом по коммерции, науке и транспорту в мае 2004 г., в ходе которого он заявил: «Долговременные планы требуют создания тяжелого и, в случае наличия спроса покупателей, даже сверхтяжелого носителя». Последний поначалу виделся как простое присоединение к проектируемой базовой ракете (на тот момент – Falcon 5, чуть позже – Falcon 9) двух боковых ускорителей на базе блоков ее же первой ступени – это стандартный модульный подход, по которому делались и российская «Ангара-А5», и американская Delta IV Heavy. По расчетам, полученное средство выведения могло бы доставить на низкую околоземную орбиту 24,75 т грузов, а на геопереходную – 9,6 т.

По мере разработки ракеты Falcon эволюционировал и планировавшийся как ее развитие сверхтяжелый носитель: выводя по проекту на низкую орбиту уже до 32 т, он мог бы претендовать не только на значительную долю рынка коммерческих запусков тяжелых геостационарных спутников, но и рассчитывать на участие в гораздо более «денежных» федеральных запусках в интересах американских правительственных ведомств – как гражданских, так и военных.

В апреле 2011 г., выступая в Национальном пресс-клубе в Вашингтоне, руководитель SpaceX впервые публично представил будущий Falcon Heavy: при стартовой массе около 1400 т он мог бы выводить на низкую орбиту уже до 53 т грузов, а на геопереходную (ГПО) – до 21,2 т, причем по невиданно низкой цене – стоимость запуска оценивалась им в 77 и 135 млн долл. соответственно. По словам Маска, с помощью этого носителя удельные затраты на выведение можно будет снизить в разы – до 2000 долл. за килограмм груза. Для сравнения: даже самая мощная модификация ракеты Atlas V выводит на геопереходную орбиту грузы массой не более 8,9 т, а тяжеловес Delta IV Heavy – 14,22 т, при этом их пуск стоит не менее 153 и 350 млн долл. соответственно.

Ошарашенную публику озадачил вопрос: к чему такая огромная энергетика? В обозримом будущем ни коммерческий, ни федеральный рынок не планировали оперировать с подобными нагрузками. Казалось, Маск идет по неверному пути, проектируя ракету без задач и реальных полезных грузов. Однако эксперты понимали, откуда берутся такие цифры.

Во-первых, революционный скачок грузоподъемности объективно вытекал из развития концепции Falcon Heavy, базирующейся на максимальном заимствовании матчасти исходного Falcon 9.

С момента образования компания SpaceX декларировала своей целью создание многоразовых средств выведения, способных кардинально снизить стоимость космических запусков. Несколько лет экспериментируя с парашютной системой спасения первой ступени, инженеры пришли к варианту Falcon 9 v1.1, который принципиально отличался от предшественников реактивной системой вертикальной посадки. Последняя предполагала наличие в первой ступени больших излишков топлива, не используемых при выведении и расходуемых на предпосадочное маневрирование и мягкое приземление. Они снижали энергетические возможности, определяемые общим запасом топлива в баках носителя. Для того, чтобы соответствовать требованиям рынка запусков и компенсировать потери, разработчики пошли на удлинение баков. Однако наращивание стартовой массы тянуло за собой необходимость форсирования тяги двигателей. Заложенное (с опережением) в Falcon 9 v1.1 полуторакратное увеличение длины привело в результате и к полуторному скачку в заявленных характеристиках Falcon Heavy. 

Во-вторых, в силу объективных причин – относительно низкого удельного импульса кислородно-керосиновых двигателей и наличия всего двух ступеней – характеристики Falcon 9 быстро деградировали при выведении космических аппаратов на высокоэнергетические (в т.ч. геопереходные) орбиты и отлетные траектории, интересные федеральным заказчикам. Недаром Тори Бруно, президент и генеральный директор компании-конкурента ULA (United Launch Alliance), подчеркивал, что его ракеты Atlas V и Delta IV «обладают уникальной способностью формировать сложные орбиты и траектории». Это правда – они оснащены верхними ступенями с кислородно-водородными двигателями, и спад их характеристик гораздо плавнее. Для того, чтобы превзойти соперников, оставаясь в рамках находящейся в распоряжении производственной базы, у Маска оставался единственный путь – наращивать энергетику за счет увеличения массы и габаритов.

В-третьих, установка боковых ускорителей автоматически приводила к тому, что удельные характеристики носителя росли, поскольку чисто двухступенчатая схема деления уступала место «2,5‑ступенчатой»: со старта ракета уходит на номинальной тяге всех блоков первой ступени, затем двигатели «центра» дросселируются для экономии топлива. Два боковых блока отделяются примерно на 160‑й секунде полета, а центральный продолжает работать еще 30–40 секунд, увеличивая тем самым массу полезной нагрузки примерно на 10–15% по сравнению с вариантом, когда все три блока первой ступени функционируют одинаковое время.

Наконец, рост энергетических возможностей открывал для тяжелой ракеты SpaceX в перспективе возможность участия в федеральных лунных и марсианских проектах, в т.ч. пилотируемых. Первым сигналом здесь стали предложения по проекту Red Dragon, который был подготовлен в 2013 г. в рамках программы NASA Discovery и предусматривал отправку на Марс начиная с 2018 г. каждые два года беспилотных кораблей Dragon с целью отработки технологий посадки на другие планеты и сбора научной информации. Заявкой на участие в межпланетных программах является и декларация на сайте SpaceX возможности отправки к Плутону зондов массой до 3,5 т. Подчеркивая возможности своего «тяжеловеса», Маск обещает полеты по «быстрым» траекториям – без использования гравитационных маневров, увеличивающих продолжительность экспедиции на долгие годы, если не на десятилетия!

Печатная версия материала опубликована в журнале "Взлёт" № 3-4/2018

Галерея изображений

cover 11 12 2023 445x600

№11-12/2023

• Ил-96-400Т возобновил
  грузовые перевозки
• "Азимут" получил
  еще один SSJ-100
• Dubai Airshow 2023:
  заметки с выставки
• Ил-96 вернулся на Кубу
• B-21 поднялся в воздух
• Взлетел 10-й С919
• Страницы истории
  Су-34 и Су-17М2
• SpaceX Starship:
  вторая попытка
  выйти на орбиту 
• Календарь выставок 2024


 


separator

Интервью

25 октября 2022

Александр Иноземцев: «Такого количества…

Завтра в Москве, в павильоне №57 ВДНХ, открывается очередной Международный форум двигателестроения – МФД-2022. Одним из центральных его событий станет презентация нового отечественного турбовентиляторного двигателя ПД-14 представителям авиакомпаний,…
фото: Олег Пантелеев
26 апреля 2021

ТВРС-44: в серию – через четыре года

В феврале 2021 г. отмечавшая свое 15-летие авиакомпания «Сибирская Легкая Авиация» («СиЛА») организовала на байкальском острове Ольхон конференцию «Развитие региональной и местной авиации в труднодоступных районах на воздушных судах российского…
фото: Андрей Блудов
15 ноября 2020

Максим Миронов: «СР-10 успешно завершил…

Во время сентябрьских «Русских авиационных гонок» на аэродроме Орешково, в которых впервые принял участие реактивный учебно-тренировочный и спортивно-пилотажный самолет СР-10, корреспондент «Взлёта» встретился с инициатором создания этой машины, одним из…
27 августа 2019

Холдинг РКС: технологии решают все

На международном авиакосмическом салоне МАКС‑2019 одно из предприятий «Роскосмоса», холдинг «Российские космические системы» (РКС), представляет концепцию современного цифрового производства, которая должна решить три задачи – исключить брак при создании…
27 августа 2019

Валерий Кроль: российский авиационный рынок…

Одним из традиционных зарубежных участников всех авиасалонов МАКС является французская группа компаний Safran. Предприятия Safran участвуют в разработке и производстве двигателей SaM146 для российских самолетов Sukhoi Superjet 100, поставляют…


separator

Обзоры

Изображение по умолчанию
12 января 2024

Airbus продолжает опережать Boeing по…

Следом за своим заокеанским конкурентом опубликовала статистику по результатам 2023 года и западноевропейская компания Airbus. В течение минувшего года она передала заказчикам 735 гражданских самолетов – на 11% больше, чем в 2022-м (тогда их было 661, а…
Изображение по умолчанию
11 января 2024

Boeing: результаты 2023 года

Компания Boeing, не сходящая в эти дни с первых полос газет в связи с резонансным инцидентом с самолетом Alaska Airlines модели 737МАХ9, опубликовала итоговые данные по поставкам своих авиалайнеров в 2023 году. Всего их оказалось 528, что на 10% больше,…
Самолеты SJ-100 на сборке в производственном центра ПАО «Яковлев» в Комсомольске-на-Амуре. Фото: ОАК
03 января 2024

О производстве новых отечественных…

По объективным причинам ожидать каких-то прорывов в поставках новых российских пассажирских самолетов в 2023-м не приходилось. Серийный выпуск реактивных региональных (ближнемагистральных) лайнеров SSJ-100 (RRJ-95) в исходной версии с зарубежными…
Изображение по умолчанию
20 января 2023

Boeing сохраняет паритет c Airbus по…

Две ведущие самолетостроительные компании мира, Airbus и Boeing, подвели на прошлой неделе итоги минувшего года. Европейцы смогли нарастить поставки за год на 8% (до 661 самолета), американцы – на 41% (до 480). Здесь, конечно, сказывается так называемый…
Первые серийные самолеты МС-21 на сборке в цехе Иркутского авиационного завода. Фото: ОАК
08 января 2023

Производство и поставки российских…

Начало нового года – традиционное время для подведения итогов года минувшего. Начнем с производства новых российских пассажирских самолетов.В течение 2022 года были построены и взлетели 10 серийных региональных авиалайнеров SSJ100 – это на два меньше,…


separator

Репортажи

фото: Алексей Филатов
01 ноября 2020

«Трещат пожары сухо, и воздух как слюда…»…

Лето 2010 г. до сих пор помнится жителям Воронежской области: охватившие тогда регион лесные пожары были беспрецедентными по масштабам и причиненному ущербу – погибли люди, сгорели десятки домов и сотни гектаров леса. Однако и нынешний 2020-й, едва…
фото: Надежда Смирнова
15 октября 2020

РУССКИЕ АВИАГОНКИ – 2020: СР-10 против L-29…

19 сентября 2020 г. на аэродроме Орешково близ г. Воротынск Калужской области прошел Кубок России по самолетному спорту в дисциплине «Авиагонки – Формула-1» на реактивных самолетах. Задачей соревнования стало максимально быстрое преодоление замкнутой…
Фото: Виктор Друшляков
10 сентября 2020

Новые беспилотники «Кронштадта»

Репортаж с форума «Армия-2020» Одной из наиболее посещаемых экспозиций прошедшего в конце августа в Подмосковье Международного военно-технического форума «Армия-2020» в конгрессно-выставочном центре «Патриот» стала стоянка беспилотных летательных…
Фото: Артём Аникеев / AviaPressPhoto
04 августа 2020

В НЕБЕ НАД НЕВОЙ. Репортаж с Главного…

26 июля 2020 г. в С.-Петербурге уже в четвертый раз состоялся Главный военно-морской парад. Демонстрация мощи отечественного флота и Морской авиации ВМФ, приуроченная к традиционно отмечаемому в последнее воскресенье июля Дню Военно-морского флота,…
Фото: Алексей Михеев
12 июля 2020

«АВИАДАРТС-2020». Репортаж с финального…

На полигоне Дубровичи в Рязанской области в период с 30 июня по 11 июля этого года прошел финальный (всероссийский) этап всеармейского конкурса летного мастерства экипажей Воздушно-космических сил России «Авиадартс-2020». Для проведения соревнований…


separator