Программа SLI. Разработка двигательных установок (Часть 2)

В отличие от криогенных ЖРД, проектирование которых было прекращено по истечении сроков первых контрактов, работы по кислородно-керосиновым двигателям продолжаются. Наряду с различными проектами по созданию новых конструкционных и теплозащитных материалов, а также инновационными разработками по СПВРД и комбинированным двигателям эти силовые установки стали основным компонентом программы NGLT, ставшей составным элементом «Национальной аэрокосмической инициативы» NAI.

Многообразие работ поддерживается за счет финансирования их военными организациями, заинтересованными в создании двигателей на дешевом и нетоксичном углеводородном горючем. Согласно бюджетным планам, на такие НИОКР в 2005 и 2006 ф.гг. будет запрошено около 1 млрд долл.

Компания «Rocketdyne» занимается проектированием кис-лородно-керосинового ЖРД RS-84 тягой 453 т (стоимость первоначального контракта составила 34 млн долл.). Важной особенн ... Читать дальше »

Программа SLI. Разработка двигательных установок

Одной из важнейших проблем создания новой МТКС является разработка высокоэффективной силовой установки. Поэтому значительная часть бюджета программы SLI была отведена на эти цели. -К концу 2002 г., то есть за два года реализации программы, расходы NASA на НИОКР по перспективным двигателям составили около 220 млн долл. Дополнительные ассигнования на данную тематику были выделены после решения о детальной проработке вариантов использования в составе будущей МТКС ракетных блоков на углеводородном горючем.

Несмотря на то что NASA практически прекратило работы по криогенным ЖРД, подготовленные в рамках программы SLI проекты могут представлять не только чисто исторический интерес. Если для обеспечения лунной экспедиции новая ракета-носитель будет проектироваться на базе МТКС «Спейс Шаттл», то в ее составе, вероятнее всего, найдут применение либо сами двигатели SSME, либо их модификации.

При подготовке задания на раз ... Читать дальше »

Программа SLI. Изучавшиеся схемы (Часть 2)

Важной особенностью технического задания на проект стало отсутствие требований по многоразовому использованию изделия, наличию несущих поверхностей и самолетной посадки. Таким образом, NASA предоставило своим подрядчикам возможность проработки кораблей любой схемы, включая баллистическую капсулу.


Среди конкретных требований к аппарату OSP, опубликованных уже после катастрофы «Колумбии», были следующие: — минимальные затраты на разработку и эксплуатацию до 2020 г.;

— стартовая масса около 16 т;

— вместительность 4 человека (без скафандров);

— высокая маневренность на орбите (запас характеристической скорости 450 м/с);

— длительность автономного орбитального полета 3 суток;

— длитель ... Читать дальше »

Программа SLI. Изучавшиеся схемы

Приступая к реализации программы SLI, NASA предполагало комплектовать новую МТКС только криогенными ступенями. Ожидалось, что применение одинаковых компонентов позволит снизить затраты на проведение стартов системы.

Однако в ходе последующих исследований была выявлена эффективность использования на первой ступени кислородно-керосинового ракетного блока. Меньшие габариты ступени упростят работы по предстартовому обслуживанию МТКС и, соответственно, снизят затраты на ее эксплуатацию. Кроме того, при меньшей размерности ступени преимущества композитных баков перед металлическими станут незначительными, и это дает основание к применению дешевых баков из традиционных алюминиевых сплавов. И, наконец, остатки бортового запаса керосина можно использовать для ВРД, которые существенно расширят возможности по возвращению разгонных ступеней к месту старта.

Основными исполнителями работ по выработке концепции будущей МТКС стали ... Читать дальше »

Программа SLI. Тематика работ первого этапа

После непродолжительного подготовительного периода, в течение которого NASA рассматривало общие предложения компаний по перспективной МТКС и вспомогательным орбитальным средствам, первые контракты на конкретные разработки по программе SLI были заключены с 22 подрядчиками в мае и декабре 2001 г. Стоимость всех подписанных контрактов достигла 890 млн долл. Срок действия большинства из них был определен 10 месяцами с возможным продлением работ еще примерно на год.

Работы по программе SLI велись по десяти тематическим направлениям: системные исследования (определение номенклатуры, интегрирование, предварительное проектирование), конструкция, бортовые системы, эксплуатация, единая система диагностики и контроля за состоянием аппарата IVHM (Integrated Vehicle Health Management), верхние ступени, механика полета, двигательные установки, специальные задачи NASA и демонстрационные испытания экспериментальных изделий. Ниж ... Читать дальше »

Программа SLI. Основные задачи программы

Неудача с проектом X-33/«VentureStar» вынудила NASA «радикально пересмотреть всю стратегию работ по созданию МТКС второго поколения, название которой стало несколько иным — SGRLV («Second Generation Reusable Launch Vehicle»). Во-первых, была существенно снижена техническая сложность нового проекта — транспортная система SGRLV должна быть двухступенчатой. Во-вторых, при реализации программы SLI наряду с системными исследованиями значительно большее внимание стали уделять разработке ключевых технологий, которые могут быть применимы в многоразовых транспортных системах различных типов. Кроме того, для поддержания высокого уровня соревновательности работы по многим направлениям стали вестись одновременно с несколькими подрядчиками. Таким образом, принимая дополнительные расходы, NASA решило снизить риск при разработке нового средства выведения.

Согласно выбранным приоритетам: эскизное проектирование будущей транспортной системы ... Читать дальше »

Программа SLI

Серьезные проблемы, постоянно возникавшие в ходе разработки аппарата Х-33, довольно быстро поставили под сомнение успешное выполнение программы создания МТКС второго поколения не только в установленные сроки (к 2005 г.), но и по достижении требуемых технико-экономических показателей транспортной системы «VentureStar».

В 1998—-1999 гг. NASA, озабоченное складывающейся ситуацией, провело исследование «Архитектура транспортных космических систем» — Space Transportation Architecture (STA) с общей задачей определения номенклатуры ТКС, которую необходимо создать к 2030 г. для обеспечения национальной космической программы. Кроме того, в рамках исследования привлеченным к работам компаниям также было предложено сравнить экономическую эффективность эксплуатации МТКС «Спейс Шаттл» до 2020 г. с вариантом ее замены новой транспортной системой в самые ближайшие (по возможности) сроки.

Анализ представленных компаниями материалов показал, что промышленность ... Читать дальше »

Проект Х-37

Проект Х-37 стал третьей составляющей работ, иницииро-Ванных NASA во второй половине 1990-х годов с целью созда-ния МТКС второго поколения. Если в ходе реализации про-гРаммы Х-33 проводилась оценка общей концепции новой транспортной системы и отрабатывались ее основные элементы, а программа Х-34 была направлена на изучение вопросов текущей эксплуатации высокоскоростных аппаратов, то проект Х-37 имеет своей целью создание и проведение натурных испытаний ключевых технологий перспективных ВКС в условиях реального орбитального полета, схода с орбиты и гиперзвукового полета со скоростью от М=25.

Общее число инновационных технологий, готовящихся к испытаниям в рамках программы Х-37, достигает 40 наименований. Среди них называются:

— теплозащитные покрытия различных типов (керамические с термостойкостью до 1650 °С, композитные материалы на базе углерода и карбида кремния для передних кромок и другие);

— двигатели системы управления, работающ ... Читать дальше »

Проект Х-34

Сначала в рамках проекта Х-34 NASA планировало разработать частично многоразовую двухступенчатую транспортную систему воздушного старта для выведения в космос спутников массой 0,54—1,13 т. Предполагалось, что запуск этой ТКС будет производиться с" борта самолета-носителя. После выхода первой крылатой ступени на суборбитальную траекторию от нее должна отделиться сборка полезного груза с разгонным блоком, который обеспечит его доставку на рабочую орбиту. Полет же первой ступени завершится планирующим спуском в атмосфере с посадкой самолетного типа. Однако из-за разногласий, возникших между разработчиками системы — корпорациями «Orbital Sciences» и «Rockwell», а также увеличения стоимости работ, что не позволило бы обеспечить расчетную стоимость запуска в 4 млн долл., проект был закрыт.

Летом 1996 г. NASA приняло решение о создании в рамках программы Х-34 многоразового экспериментального аппарата для испытаний перспективных технологий в реальных Условиях г ... Читать дальше »

Стартовый комплекс

Запуски аппарата Х-33 планировалось проводить с территории технической зоны Хейстак Бьют (Haystack Butte), расположенной в восточной части базы Эдвардз. Стартовый комплекс, головным разработчиком которого стала корпорация «Sverdrup», разместился на площади 10 га. Его строительство, начавшееся в ноябре 1997 г., длилось пятнадцать месяцев.

Согласно заключенному с заказчиками контракту стоимостью 32 млн долл., корпорацией «Sverdrup» были построены следующие сооружения:

— передвижной ангар с полезной площадью 850 м2 для предстартовой подготовки аппарата Х-33 (обслуживание изделия должно было проводиться на расстоянии 121 м от стартовой площадки, после чего в ангаре доставляться к месту запуска);

— подъемно-монтажное оборудование для установки аппарата на пусковое устройство; эта операция производится за 15 мин после отката ангара;

— стартовая площадка с пламеотводным каналом размерами 10,5 х 9 м (для снижения шумовых нагрузок и о ... Читать дальше »