АВИАЦИОННО-РАКЕТНЫЕ КОМПЛЕКСЫ КОСМИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ — СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ

АВИАЦИОННО-РАКЕТНЫЕ КОМПЛЕКСЫ КОСМИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ — СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ

© В.В.Балашов, В.М.Бузулуков, Б.Х.Давидсон, А.В.Смирнов
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Проблемы ракетной и космической техники"
2001 г.

Авиационно-космические системы (АКС) являются перспективным направлением развития средств доставки полезных нагрузок на орбиты ИСЗ. Первой ступенью АКС является горизонтально стартующий самолет-носитель (СН) — дозвуковой, сверхзвуковой или гиперзвуковой. Стартующая с самолета ракета-носитель (РН) может быть как одноразовой, так и частично или полностью многоразовой. АКС, в состав которой входят СН и одноразовая РН (баллистическая или крылатая), в современных проектах определяется как авиационно-ракетный комплекс космического назначения (АРК КН). Приоритет на идею создания такого комплекса принадлежит отечественному ученому. Ф.А.Цандер в патентной заявке 1924 г. предложил первый проект АРК КН: аэроплан особой конструкции должен был доставить космическую ракету на высоту 25...30 км, разогнав ее до скорости 350...450 м/с. К.Э. Циолковский в 1933 г. предложил проект АКС, в состав которой входил самолет-буксировщик, оснащенный ВРД, и соединенный с ним тросовой связью орбитальный самолет с ЖРД.

Использование самолета в качестве первой ступени системы запуска ИСЗ рассматривалось в 50-60-е гг. Первая попытка была предпринята в США в 1958 г. В качестве СН использовался палубный истребитель F-4. С него стартовала трехступенчатая твердотопливная ракета, которая должна была вывести ИСЗ массой 1 кг. В последней из серии испытаний (26 июля 1962 г.) все ступени отработали нормально и, возможно, спутник вышел на орбиту, но объективных данных об этом нет. В СССР (ОКБ А.И.Микояна) в 60-е гг. разрабатывался проект «Спираль»: первая ступень — гиперзвуковой самолет-разгоншик, вторая ступень — одноразовая РН с пилотируемым многоразовым орбитальным самолетом в качестве полезной нагрузки. Опыт работы по данной программе впоследствии был использован при создании планера орбитального корабля «Буран» и при разработке проекта многоцелевой авиационно-космической системы — МАКС.

Первым реализованным АРК КН является комплекс в составе дозвукового СН L-1011 и трехступенчатой твердотопливной РН «Pegasus». Комплекс, разработанный в США фирмой Orbital Sciences Corp., ориентирован на выведение малых ИСЗ массой до 450 кг. В течение 1990...2000 гг. проведено 30 запусков. География точек пуска: акватории вблизи западного и восточного побережья США, Канарские острова, приэкваториальная зона. Можно сделать вывод о том, что в США создается принципиально новая космическая транспортная система, отличительными свойствами которой являются оперативность запуска и мобильность старта. Успешный опыт эксплуатации РН воздушного старта «Pegasus» стимулировал предложения по другим АРК КН. В России предлагаются следующие проекты: «Бурлак» (МКБ «Радуга» и АНТК им. А.Н.Туполева) — на базе сверхзвукового бомбардировщика Ту-160 и двухступенчатой жидкостной ракеты массой 24 т; «Аэрокосмос» — на базе транспортного самолета Ил-76 ТД и жидкостной ракеты «Штиль-2А» массой 40 т; «Воздушный старт» — на базе транспортного самолета Ан-124 и двухступенчатой жидкостной ракеты массой 100 т. Данные проекты технически вполне реализуемы, однако на рынке пусковых услуг им необходимо доказать свое преимущество перед современными носителями легкого класса, использующими традиционный стационарный старт.

В последнее десятилетие сформировался и интенсивно развивается рынок пусковых услуг. Важным сегментом этого рынка является рынок запуска малых, массой до 300 кг, низкоорбитальных ИСЗ. В настоящее время сложились следующие направления использования малых ИСЗ (без военных применений): научные исследования, проводимые, в основном, государственными научными центрами и университетами; технологические разработки, в рамках которых аэрокосмическими фирмами создаются ИСЗ-демонстраторы (на собственные средства или по государственным программам); коммерческие системы связи и дистанционного зондирования Земли. Для обеспечения этой деятельности, а также для восполнения орбитальных группировок малых ИСЗ необходимы системы индивидуального выведения малых полезных нагрузок, в частности - малоразмерные АРК КН. Задачами таких комплексов могут также стать: оперативное обеспечение пилотируемых орбитальных станций материалами и инструментом для проведения незапланированных ремонтных работ; замена на орбите неработоспособных модулей КА и восполнение расходуемых материалов, в первую очередь — топлива; инспекция космических аппаратов с целью определения соответствия международным договорам о космической деятельности.

Перспективным средством выведения малых полезных нагрузок является комплекс на базе истребителя-перехватчика МиГ-31. Этот самолет может проводить пуск РН при скоростях порядка 2500 м/с. Под фюзеляжем самолета размещается двух- или трехступенчатая ракета массой 5...9 т. В зависимости от характеристик РН комплекс может выводить на низкие орбиты полезные нагрузки массой от 30 до 200 кг. Этот диапазон соответствует быстро развивающемуся сегменту рынка космических пусков.