Путешествие в космос - Авиационно-космические системы США - Проект компании «Scaled Composites» (Часть 4)

Проект компании «Scaled Composites» (Часть 4)

21 июня 2004 г. стал днем подлинного триумфа компании «Scaled Composites». Входе осуществленного запуска, проводившегося при массовом скоплении публики (до 27 тысяч человек) — представителях прессы, общественных деятелей и простых зрителях, ракетоплан «SpaceShipOne» преодолел высоту 100 км.

Ранним утром в 6 ч 46 мин самолет «White Knight» с ракетопланом «SpaceShipOne» поднялся в воздух с 30-й полосы аэродрома в Мохаве. Подъем на высоту отцепки длился более часа.

В 7 ч 50 мин (Т=0) аппарат был отделен от самолета-носи-теля. Через 10 с пилот включил силовую установку ракетоплана и сразу же начал быстрый и крутой набор высоты: запуск двигателя производился практически при горизонтальном полете, через минуту угол тангажа составлял уже 83°, скорость же звука была преодолена в Т+20 с.

Разгон аппарата был осложнен нерасчетными колебаниями в поперечной плоскости, при этом угол крена достигал 45— 90° (позднее причиной этого сочли плохую центровку маршевого двигателя с продольной осью аппарата). Стабилизировать ракетоплан летчику удалось лишь к 29 с полета при приближении участка максимальных аэродинамических нагрузок.

Нерасчетные возмущения аппарата вызвали перегрев и автоматическое отключение электромотора поворота левого стабилизатора. Однако к этому времени ракетоплан уже вышел за пределы атмосферы и его стабилизация осуществлялась реактивными соплами.

Останов двигателя также был произведен автоматически после выработки бортового запаса топлива в момент Т+86 с. Хотя первоначально предполагалось, что это сделает пилот после выдачи системой наведения сигнала о достижении в конце баллистического участка высоты 110 км. Но энергетические потери, связанные со стабилизацией аппарата по крену и отклонением от расчетной траектории, уменьшили высоту апогея до 100,18 км.

Тем не менее цель полета была достигнута и ракетоплан «SpaceShipOne» с поднятым «оперением» начал снижение. Вход в плотные слои атмосферы производился с углом атаки 60°, при этом нос аппарата был несколько ниже линии горизонта. Максимальная скорость при спуске составила М=2,9, а перегрузка — 5 g.

После торможения до скорости звука на 6 мин автономного полета угол атаки возрос до 70°. На высоте 17,4 км пилот опустил «оперение» и начал планирование на базовый аэродром. Несмотря на то что вследствие ухода с расчетной траектории ракетоплан оказался в 34 км от зоны подхода к аэродрому (вместо ожидавшихся 8 км), пилот без проблем посадил аппарат на ту же полосу.

Послеполетный осмотр ракетоплана «SpaceShipOne» в целом дал положительные результаты, в том числе и по состоянию теплозащитного покрытия. Однако была выявлена небольшая деформация хвостовой части фюзеляжа. По мнению специалистов, это произошло вследствие нагрева обшивки работающим двигателем. Для устранения подобного явления было предложено усилить хвостовую часть несколькими дополнительными слоями ткани и покрасить ее внутреннюю поверхность белой краской.

После выполненного полета летчику-испытателю фирмы «Scaled Composites» шестидесятитрехлетнему Майклу Мел виллу, который стал 433 человеком, побывавшем в космосе, был вручен первый знак «Коммерческого астронавта», учрежденного Управлением FAA за профессиональные лицензированные полеты на высотах свыше 80 км (данные о достигнутой ракетопланом «SpaceShipOne» высоте 100 км были подтверждены не только бортовыми приборами, но и радиолокационными и оптическими средствами слежения баз ВВС и ВМС, расположенных вблизи от Мохаве).

Победителем конкурса «Х-Prize» компания «Scaled Composites» была признана после двух квалификационных запусков аппарата «SpaceShipOne», состоявшихся 29 сентября и 4 октября 2004 г. При этих стартах на корабле размещался балласт массой 180 кг, соответствующей двум пассажирам.

Для выполнения зачетных полетов силовая установка корабля подверглась некоторым доработкам. В частности, двигатель, как и при предшествовавшем старте, оснащался соплом с улучшенными высотными характеристиками (степень его расширения была увеличена с 10:1 до 25:1); при этом тяга возросла до 6,8—8,2 т. Кроме того, предусматривалась максимальная заправка топливом для продления активного участка до 89 с. В результате общая масса аппарата составила около 3 т.

Первый полет, как и июньский, был осложнен интенсивным и длительным вращением аппарата «SpaceShipOne» вокруг продольной оси, возникшем на скорости М=2,7. Это вращение с частотой до 0,5 об/с М. Мелвиллу удалось погасить толькоvза пределами атмосферы с помощью реактивной системы управления. Тем не менее после 77-секундного активного участка была достигнута высота 103 км. На участке же спуска никаких отклонений от штатного режима не произошло.

Для получения приза требовалось повторить полет до 13 октября. К этому времени необходимо было не только провести восстановительные работы с аппаратом, но и определить причины его аномального вращения.

Техники компании «Scaled Composites» продемонстрировали высокую оборачиваемость своей системы. Сразу же после посадки ракетоплана они произвели демонтаж камеры сгорания, новая же была установлена на следующий день (для квалификационных запусков было подготовлено три снаряженных горючим рабочих камеры). Второго октября аппарат был подвешен к самолету-носителю, а за день до старта заправлен.

Сложнее дело обстояло с причинами вращения изделия. Но и здесь проблема была решена за короткий срок. Было установлено, что аппарат теряет путевую устойчивость, достигая скорости М=2,7с малым или отрицательным углом атаки, а при отклонениях по тангажу возникает сильный вращающий момент. Исходя из этого было предложено производить набор высоты с меньшим наклоном траектории, не допуская отрицательных углов атаки.

Научные соображения были полностью подтверждены практикой и отмечены мировым рекордом. 4 октября без всяких аэродинамических возмущений и энергетических потерь второй испытатель компании — Брайан Бинни — достиг высоты 112 км, на 4 км превысив мировой рекорд высоты, установленный в 1963 г. на ракетоплане Х-15.

До того как аппарат «SpaceShipOne», по желанию главного конструктора, займет свое место в Национальном музее авиации и космонавтики, он может совершить еще несколько стартов. Незадолго до первого квалификационного полета к Б. Рутану обратился миллиардер сэр Ричард Брансон (1950 г.р.) с предложением финансировать постройки семи-девятимест-ного аналога корабля «SpaceShipOne» для выполнения туристических суборбитальных полетов.

Подобный аппарат будет примерно вдвое тяжелее предшественника и потребует создания более мощного самолета-носителя. Кроме того, исходя из оценок перспектив развития космического туризма предлагается изготовить несколько ракетопланов. Поэтому на реализацию этого проекта до 2008 г. сэр Ричард выделяет 100 млн долл.

Под впечатлением успеха компании «Scaled Composites» и филантропической деятельности Анушеха Ансари, сыгравшего основную роль в формировании призового фонда конкурса, с некоторых пор переименованного в «Ansari Х-Prize», другой миллионер-энтузиаст Роберт Бигелоу решил пойти дальше, точнее выше. Он объявил об организации нового соревнования — «America's Space Prize» («Космический приз Америки»), предполагающего выплату 50 млн долл. частновладельческой фирме за создание транспортной системы, которая могла бы обеспечивать доставку на околоземную орбиту космического корабля с 5—7 пассажирами.

Однако ц отличие от конкурса «Х-Prize», этот проект имеет более практический характер: основанная учредителем нового турнира компания Bigelow Aerospace занимается проектированием орбитальных обитаемых модулей, которые можно будет использовать в различных целях: для проведения научных исследований и экспериментов и даже в качестве космической гостиницы. Отличительной особенностью проектируемой станции является то, что ее отсеки представляют собой надувные конструкции, и это позволит существенно снизить стоимость изготовления и развертывания модулей.

Успешная реализация проекта «SpaceShipOne» и названные частные инициативы могут оказать значительное влияние на всю аэрокосмическую промышленность США. В создание новых транспортных систем 26 участниками конкурса «Х-Prize», являющимися в основном малыми фирмами, было вложено около 400 млн долл. Но большая часть из этих средств, вероятнее всего, окажется потраченной впустую, поскольку мало кто из этих фирм сможет закрепиться на аэрокосмическом рынке и хотя бы частично восполнить свои (или спонсорские) расходы.

Тем не менее конкурс «Х-Prize» показал большие возможности частного бизнеса, которые сжаты и строгими федеральными законами, и более чем жесткой конкуренцией со стороны крупных корпораций, тесно связанных с правительственными структурами. Объединенный финансовый и творческий потенциал, продемонстрированный в состязании небольшими компаниями, может побудить правительство к пересмотру своей контрактной политики.

<<<Назад Страница 147 Далее>>>

WalkInSpace.Ru

Правила:

«Путешествие в космос» © 2024

Использование материалов допускается при условии указания авторства WalkInSpace.ru и активной ссылки на www.WalkInSpace.ru.

Используются технологии uCoz