РАССМОТРЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ БАЗИРОВАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ АВИАЦИОННО-КОСМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
© В.В.Балашов, Б.Х.Давидсон, А.В.Смирнов
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Проблемы ракетной и космической техники"
1999 г.
Предложение К.Э. Циолковского о воздушном старте космических ракет в последние годы привлекает все большее внимание специалистов в области авиации и ракетной техники. Вначале в работе "Исследование мировых пространств реактивными приборами" (1911-1912 гг.) ученый предложил осуществлять старт ракеты с дирижабля, затем в 1918 г. — использовать для этой цели самолет, оснащенный воздушно-реактивными двигателями, и, наконец, в 1933 г. предложил осуществлять подъем и разгон "звездолета" — крылатой ракеты с жидкостным ракетным двигателем — с помощью самолета — буксировщика. Идею воздушного старта разделял и Ф.А.Цандер. Им был разработан проект "межпланетного корабля", который "поднимается с земли... как обыкновенный аэроплан", достигает определенной высоты и скорости полета, после чего следует "привести в действие ракету". В дальнейшем проекты авиационно-космических систем (АКС) отошли на второй план, уступив ведущие позиции проектам космических транспортных систем на базе баллистических ракет. Однако современные тенденции развития спутниковых систем, сформировавшиеся в последнее десятилетие, побудили специалистов обратиться к авиационно-космическим системам на базе современных самолетов различных классов.
В настоящее время создаются многоспутниковые коммерческие системы на основе малых ИСЗ (в диапазоне масс 50...500 кг). Парк носителей для индивидуального запуска малых ИСЗ ограничен. Эксплуатируется ракета-носитель воздушного базирования "Пегас" (США), предлагается к разработке близкая по характеристикам АКС "Бурлак" (РФ), включающая ракету-носитель и самолет Ту-160. По массе выводимой нагрузки эти системы близки к верхней границе условного диапазона малых ИСЗ (450...600 кг). В то же время для запуска спутников с массой до 100 кг может быть разработана авиационно-космическая система (АКС) на базе более легкого самолета-перехватчика МиГ-31.
Анализ энергетических возможностей самолета МиГ-31 показывает, что на его базе возможно создание АКС, позволяющей доставлять на низкие орбиты ИСЗ полезную нагрузку массой 50...100 кг. Истребитель-перехватчик МиГ-31 имеет уникальное сочетание высотно-скоростных характеристик, маневренности, полезной нагрузки и взлетно-посадочные характеристик, которым не обладает ни один зарубежный самолет. Создание на его основе авиационно-космической системы выведения малых ИСЗ обеспечит долгосрочную перспективу завоевания важного сегмента рынка космических операций. АКС включает в свой состав: самолет-носитель (СН) МиГ-31, ракету-носитель (РН) и самолет обеспечения (СО) В функции самолета обеспечения входят: доставка с аэродрома базирования на аэродром старта АКС ракеты-носителя и комплекта оборудования предстартовой подготовки и контроля, обеспечение функций связи с СН и функций управления полетом РН с момента ее отделения от СН. В качестве самолета обеспечения планируется использовать специально оборудованный транспортный самолет.
Рассмотрение рациональных вариантов базирования и эксплуатации АКС предполагает: формирование сети аэродромов базирования СН и СО, а также формирование сети аэродромов, с которых может быть осуществлен старт АКС. При определении возможных аэродромов базирования и старта должны учитываться ограничения на движение летательных аппаратов, входящих в состав АКС, над определенными странами, ограничения на районы падения отработавших ступеней РН и другие ограничения. Сформированная сеть аэродромов базирования и старта должна обеспечить возможность решения задач выведения малых ИСЗ на орбиты с определенными углами наклонения при минимальных затратах. Эта задача решается методами математического моделирования всей операции в целом — от моментов вылета СН и СО с аэродрома (аэродромов) базирования до момента выхода РН в заданную точку орбиты ИСЗ.