Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен с воздушного запуска на орбиту )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Stargazer компании Orbital запускает Pegasus с тремя спутниками Space Technology 5 в небе над Калифорнией , 2006 г.

Воздушный запуск на орбиту - это метод запуска ракет на высоте с обычного самолета с горизонтальным взлетом для вывода спутников на низкую околоземную орбиту . Это является продолжением на развитие воздушных запусков в экспериментальных самолетов , которые начались в конце 1940 - х годов. Этот метод, когда он используется для ввода полезной нагрузки на орбиту, дает значительные преимущества по сравнению с обычными вертикальными запусками ракет, в частности из-за уменьшения массы, тяги и стоимости ракеты.

Также разрабатываются возможности запуска в воздух для суборбитальных космических полетов . В 2004 году Ансари X Prize $ 10 миллионов кошелек был выигран командой во главе с Берт Рутан «s Scaled Composites , запуск SpaceShipOne из специально построенном White Knight самолета - носителя.

Преимущества [ править ]

Основное преимущество ракеты, запускаемой высоко летящим самолетом, заключается в том, что ей не нужно лететь через низкую плотную атмосферу, сопротивление которой требует значительного [1] количества дополнительной работы и, следовательно, массы топлива . Более высокая плотность на меньших высотах приводит к большим силам сопротивления, действующим на транспортное средство. Вдобавок тяга теряется из-за чрезмерного расширения выхлопа при высоком давлении окружающей среды и недостаточного расширения при низком давлении окружающей среды; Фиксированная геометрия сопла не может обеспечить оптимального расширения выхлопных газов во всем диапазоне давления окружающей среды и представляет собой компромиссное решение. Ракеты, запускаемые с большой высоты, могут быть оптимизированы для более низкого давления окружающей среды, что позволяет достичь большей тяги во всем рабочем режиме.

Горючее сохраняется, потому что летательный аппарат -носитель поднимает ракету на высоту намного эффективнее. Двигатели самолетов не требуют хранения окислителя на борту, и они могут использовать окружающий воздух для создания тяги, например, в турбовентиляторном двигателе . Это позволяет системе запуска сохранить значительное количество массы, которая в противном случае была бы зарезервирована для топлива, уменьшая общий размер. В этом случае большая часть массы ракеты может включать полезную нагрузку, что снижает затраты на запуск полезной нагрузки. Также можно использовать топливо с более высоким импульсом, которое не допускается при запусках с поверхности из-за их токсичности, например, топливо, содержащее бериллий или фтор.

Воздушный запуск на орбиту дает возможность выполнять операции, подобные самолетам, например запуск по запросу, а также в меньшей степени зависит от погодных условий, ограничивающих запуск . Это позволяет летательному аппарату облетать погодные условия, а также летать к лучшим точкам запуска и в любое время запускать полезную нагрузку с любым орбитальным наклоном. Затраты на страхование также снижаются, поскольку запуски происходят вдали от земли, и нет необходимости в стартовой площадке или блок-хаусе. [ необходима цитата ]

Воздушный запуск на орбиту также хорошо работает в составе комбинированной системы запуска, такой как многоразовая одноступенчатая ракета-носитель с воздушным запуском, приводимая в движение ракетой или ракетным / ПВРД / ГПВРД.

Дополнительным преимуществом воздушного запуска на орбиту является уменьшение дельты V, необходимой для выхода на орбиту. Это приводит к большему соотношению полезной нагрузки к топливу, что снижает затраты на единицу массы на орбите. Для дальнейшего использования преимущества Delta V был предложен сверхзвуковой запуск с воздуха на орбиту. [2]

Критика [ править ]

По данным Aviation Week и Space Technology , запуск в воздух на орбиту ограничен размером самолета. Кроме того, самолеты могут создавать большие боковые силы, которые могут повредить полезную нагрузку. [3]

Генеральный директор SpaceX Илон Маск заявил в ходе сеанса вопросов и ответов, что повышение производительности не стоит дополнительных сложностей и ограничений (абзацы добавлены):

"... похоже ... ты там высоко, и, конечно, это хорошо, и ты едешь ... 0,7 или 0,8 Маха, и у тебя есть скорость и высота, ты можешь использовать более высокий коэффициент расширения на сопло , не все , что добавить до значимого улучшения полезной нагрузки на орбиту?

"Ответ - нет, к сожалению, нет. Это довольно небольшое улучшение. Это может быть 5% -ное улучшение полезной нагрузки на орбиту ... и тогда у вас есть этот огромный самолет, с которым нужно иметь дело. этап . с SpaceX точки зрения «s, будет ли это иметь больше смысла иметь гигантский самолет или увеличить размер первого этапа на пять процентов? Гм, я возьму второй вариант.

«А затем, как только вы выйдете за пределы определенного масштаба, вы просто не сможете сделать самолет достаточно большим. Когда вы бросаете ... ракету, у вас возникает небольшая проблема, заключающаяся в том, что вы идете не в правильном направлении. Если вы посмотрите в том, что Orbital Sciences сделала с Pegasus , у них есть треугольное крыло для маневра поворота, но затем у вас есть это большое крыло, которое добавляет кучу массы, и вы можете в основном, но не полностью, преобразовать горизонтальную скорость в вертикальная скорость, или в основном вертикальная скорость, и сеть действительно невелика ". [4]

Системы воздушного запуска [ править ]

Оперативный:

  • Northrop Grumman Innovation Systems (первоначально Orbital Sciences , затем Orbital ATK , с 2018 года Northrop) Pegasus
  • Пусковая установка Virgin Orbit LauncherOne

На пенсии:

  • НОЦ-ЭВ-1 Пилот

В разработке:

  • Stratolaunch (активы выставлены на продажу с июня 2019 года, статья CNBC на archive.org )
  • CubeCab [5]
  • АРКАСПЕЙС [6]
  • Generation Orbit Launch Services [7] - контракт на NASA NEXT [8]
  • Система запуска буксируемого планера NASA Armstrong Flight Research Center
  • CDTI , CNES , DLR Альдебаран (ракета)
  • Антонов , Корпорация аэрокосмической промышленности Китая Антонов Ан-225 Мрия [9]

Предложил:

  • Космический самолет Dream Chaser в масштабе 75% от Vulcan Aerospace с ракетой от Orbital Sciences [10]
  • OREL  [ uk ] (предложено Украиной )
  • Сура  [ uk ] (предложено Украиной )

Заброшенные проекты:

  • DARPA ALASA
  • AirLaunch LLC
  • МАКС
  • Ишим [11]
  • Свитязь  [ uk ] [11]
  • Orbital Sciences Pegasus II - проект / сборка по контракту для Stratolaunch Systems [12]
  • Швейцарские космические системы SOAR
  • XCOR Aerospace Lynx Mark III
  • Falcon 9 Air разработан в 2011-2012 годах в партнерстве между SpaceX и Stratolaunch systems

См. Также [ править ]

  • НОЦ-ЭВ-1 Пилот
  • NOTS-EV-2 Калеб
  • Плавучий космодром
  • Rockoon
  • Типы ракет-носителей по стартовой платформе

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Механика полета пилотируемых суборбитальных многоразовых ракет-носителей с рекомендациями по запуску и восстановлению" .
  2. ^ «Концептуальный проект сверхзвуковой системы запуска с воздуха» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 10 февраля 2015 года . Проверено 3 декабря 2014 .
  3. ↑ Норрис, Гай (15 февраля 2015 г.). «Пространство дизайна». Неделя авиации и космической техники (том 177, номер 2).
  4. ^ «Стенограмма - лекция Илона Маска в Королевском авиационном обществе» . Говорит Илон . Архивировано из оригинального 11 -го марта 2016 года . Проверено 11 марта +2016 .
  5. ^ «Технологии» . Архивировано 8 декабря 2015 года . Проверено 1 декабря 2015 .
  6. ^ ARCA Space, Haas Orbital Rocket Launcher архивации 2012-07-22 в Вайбак машины листке, 2 декабря 2008 года (22 сентября 2014)
  7. Перейти ↑ Leone, Dan (26 ноября 2013 г.). «Служба запуска на орбите Startup Generation делает большие ставки на« маленькое пространство » » .
  8. ↑ Диллер, Джордж (30 сентября 2013 г.). «НАСА заключает первый контракт на услуги запуска класса CubeSat» . Архивировано 30 сентября 2013 года.
  9. ↑ Борис, Кристиан (7 мая 2017 г.). «У самого большого самолета в мире может быть новая миссия» . BBC. Архивировано 20 октября 2017 года . Проверено 20 октября 2017 года .
  10. ^ Джебхардт, Крис (2014-11-26). «SNC, Stratolaunch расширяют предлагаемые полеты Dream Chaser» . NASASpaceFlight.com . Архивировано 28 ноября 2014 года . Проверено 27 ноября 2014 .
  11. ^ a b Россия и Казахстан разработают уникальную космическую систему. Архивировано 9 февраля 2013 г. на Wayback Machine : «Украинские специалисты приступили к разработке системы« Свитязь »на базе казачьего транспортного самолета Ан-225« Мрия »и Зенит-2. ракета »,« В комплекс «Ишим» войдут два самолета МиГ-31 И, трехступенчатая ракета-носитель на обтекаемом магазине между гондолами двигателей, а также самолет-разведчик Ил-76МД Мидас ».
  12. ^ Бергин, Крис (25 мая 2013 г.). «Стратоланч и орбиталь - высота запуска в воздух» . NASASpaceFlight.com . Архивировано 8 июня 2013 года . Проверено 24 мая 2013 .

Внешние ссылки [ править ]

СМИ, связанные с запуском в воздух на орбиту, на Викискладе?

  • Исследование методов запуска с воздуха для RLV (AIAA 2001-4619)
  • Недорогой запуск полезных нагрузок на низкую околоземную орбиту
  • Иллини Космический Джет