Путешествие в космос - Авиационно-космические системы США

Программа Х-33. Конкурсные проекты

Работы по проекту Х-33 начались с конкурсного отбора полученных от промышленных фирм предложений по новому экспериментальному аппарату. Контракты стоимостью по 8 млн долл. каждый на выполнение первого этапа программы NASA подписало в начале 1995 г. с тремя компаниями: «McDonnell Douglas Aerospace», «Rockwell International Space Systems» и «Lockheed Martin Advanced Development», иногда называемой «Lockheed Martin Skunk Works». Выбранные компании в течение 15 месяцев (с марта 1995 г. по май 1996 г.) занимались выработкой концепции перспективной МТКС и ее масштабной модели, а также составлением бизнес-плана реализации проекта.

Поскольку никаких конкретных требований по типу аппарата Х-33, равно как и системы RLV, NASA не выдвигало, то представленные на конкурс проекты существенно отличались друг от друга — воспользовавшись полученной свободой, компании постарались на новом технологическом уровне реализовать свои лучшие конструкторские наработки прошлых лет.

Компания «Lockheed Martin» подготовила проект аппарата вертикального взлета и горизонтальной посадки. В качестве аэродинамической схемы был выбран несущий корпус с двумя скошенными стабилизаторами. ВКС такой конфигурации под названием «Aeroballistic Rocket» просчитывался фирмой за несколько лет до этого для военных организаций. Кроме того, определенную роль сыграл и значительный опыт, приобретенный компанией в 1960-е годы при создании и летной отработке несущих корпусов по программам Х-23 и Х-24.

По форме в плане, близкой к треугольной, аппарат RLV имел высоту 37,8 м и ширину 39 м. При стартовой массе 725 т и запасе топлива 635 т такая МТКС позволяла бы доставлять на низкую орбиту грузы массой 18 т. Несмотря на некоторое увеличение затрат, компания «Lockheed Martin» приняла решение проектировать аппарат с крупногабаритным отсеком полезного груза длиной 13,5 м и диаметром 4,5 м. Основным элементом новой МТКС должна стать двигательная установка, укомплектованная кислородно-водородными ЖРД с центральным телом.

Кампанией «McDonnell Douglas» в качестве прототипа транспортной системы RLV был выбран уже созданный и испытанный аппарат DC-X, осуществляющий вертикальный взлет и посадку. Предполагалось, что по своим габаритам новая транспортная система будет примерно в четыре раза крупнее базового изделия. Характеристики аппарата Х-33 определялись следующими значениями: стартовая масса — 226 т, высота — 30,5 м и диаметр — 8,4 м.

Транспортная система Х-33 корпорации «Rockwell» пред^ ставляла собой крылатый аппарат вертикального взлета и горизонтальной посадки. По внешнему виду он был схож с орбитальным кораблем МТКС «Спейс Шаттл» и имел практически цилиндрический корпус, что, по мнению специалистов корпорации, обеспечивает более эффективное использование внутренних объемов, а также позволяет с наименьшими затратами создать аналогичную систему больших габаритов.

Высота аппарата Х-33 корпорации «Rockwell» составляла 30 м, размах крыла — 16,5 м, а стартовая масса — 159 т, тогда как характеристики созданной на его базе МТКС были бы таковы: высота — 56 м, размах крыла — 32 м, стартовая масса — 860 т, а масса конструкции — 84 т. Возможности по выведению грузов оценивались для разных орбит в пределах 6,8—18 т.

^{Рассматривавшиеся схемы одноступенчатой МТКС: аппарат с несущим корпусом вертикального старта и горизонтальной посадки (слева), крылатый аппарат вертикального старта и горизонтальной посадки (в центре), аппарат вертикального старта и вертикальной посадки}

Входе выполнения первого этапа программы компании провели детализацию своих проектов, в результате которой изменились не только некоторые технические показатели рассматривавшихся аппаратов, но и отчасти их внешний облик. Общие характеристики транспортных систем RLV, определенные после этапа эскизного проектирования аппаратов Х-33, приведены в таблице 2.3.

В оценке поданных компаниями предложений по аппарату Х-33 и в конечном счете системе RLV принимали участие около 100 экспертов из различных государственных организаций (NASA, Министерств обороны, энергетики и т.п.), а также частных аэрокосмических предприятий.

В качестве критериев выбора наилучшего проекта использовались:

— конструктивное совершенство («сухая» масса аппарата не должна превышать 10% от его стартовой массы);

— минимальный объем проектно-конструкторских доработок в части освоения новых технологий при создании системы RLV;

— оптимальный, согласованный с планами NASA график финансирования и выполнения работ по проекту. (Особо учитывалась величина собственных средств подрядчика, вкладываемых в реализацию программы.)

Таблица 2.3
Основные характеристики аппаратов, предложенных к разработке по программе RLV

По всем приведенным критериям аппарат, предложенный компанией «Lockheed Martin», оказался лучшим. Благодаря использованию принципиально новых маршевых двигателей, композиционных материалов, а также теплозащитных покрытий относительная масса конструкции изделия была снижена До 0,08—0,084.

Для продолжения работ по программе Х-33 NASA выделило 941 млн долл., из которых 837 млн долл. получила непосредственно компания «Lockheed Martin», а остальные были переданы подразделениям NASA, привлеченным к реализации проекта. Долю своего финансового участия в создании экспериментального аппарата компания «Lockheed Martin» определила в размере 220 млн долл. Кроме того, по условиям заключенного контракта она также принимала на себя все дополнительные расходы, которые могут потребоваться в будущем при доработке проблемных узлов модели.

Решение об использовании в программе Х-33 финансовых средств головного подрядчика качественно изменило отношения между NASA и компанией «Lockheed Martin», подняв статус последней до равноправного партнера федерального ведомства. Обычно при заключении контракта заказчик детально определяет основные характеристики, проектный облик и многие другие параметры разрабатываемого изделия, вплоть до технологических процессов изготовления его ключевых элементов.

В рамках же программы Х-33 было оформлено «Соглашение о совместной разработке» (Cooperative Agreement), по которому подрядчик получал самые широкие полномочия; причем в ходе обсуждения различных вопросов NASA могло высказывать свое мнение лишь в виде рекомендаций. Также в целях сокращения затрат на административное обеспечение программы был существенно уменьшен объем текущих проверок деятельности компании, а также упрощены нормативные требования к выполнению проектно-исследовательских и производственных работ.

Низкая эффективность принятого подхода к созданию такого уникального аппарата, как Х-33, проявилась уже в 1999 г., когда после аудиторской проверки программы специалисты Главного контрольно-финансового управления GAO (General Accounting Office) сделали заключение, что проектируемая модель «не будет соответствовать заданным техническим и стоимостным показателям».

Таким образом, попытки NASA оценить в ходе программы Х-33 новые, более простые и дешевые методы управления крупными техническими проектами не принесли желаемого результата.

Но это выяснилось позже. Гораздо раньше прозвучали сомнения в объективности проведенного конкурса.

Ряд обозревателей высказали соображения о политических предпосылках выбора проекта корпорации «Lockheed Martin». Так, например, аппарат компании «McDonnell Douglas» многими специалистами считался наиболее предпочтительным, поскольку уже имел успешно испытанный прототип DC-X. Но этот вариант был отклонен вследствие того, что его истоки были связаны со «Стратегической оборонной инициативой», выдвинутой республиканским президентом Р. Рейганом. Пришедшее же к власти в 1993 г. правительство от демократической партии рассматривало эту программу как политически некорректную. Некоторое предубеждение к предложениям компании «McDonnell Douglas» проявлялось и в NASA, но оно было связано в основном с межведомственными отношениями, ибо инициатором проекта DC-X все-таки было Министерство обороны. Аппарат корпорации «Rockwell» рассматривался прямым копированием корабля МТКС «Спейс Шаттл», причем с некоторым ухудшением эксплуатационных характеристик.

Новое и молодое правительство демократов, сделавшее ставку на интенсивное развитие наукоемких отраслей промышленности, нуждалось в более инновационном проекте. В наибольшей степени этому требованию соответствовал аппарат компании «Lockheed Martin».

<<<Назад Страница 59 Далее>>>