"Baykal-Angara" Projesi: beklentiler ve sorunlar

Falcon 9'a rakip olması gereken yeniden kullanılabilir bir fırlatma aracının (LV) Rusya'da tasarımının başlangıcına ilişkin ilk bilgi 2015'in başında ortaya çıktı (kavramın kendisi daha önce önerilmişti - MAKS-2001 havası sırasında) göstermek). Esasen Angara'nın ilk aşamasının bir parçası olan yeniden kullanılabilir bir hızlandırıcı (MRU) olan Baykal sisteminden bahsediyorduk.


Aynı yıl Fransa'daki bir sergide uzay teknolojisinin bir modeli sergilendi. An-124'e teslim edildi ve adını taşıyan köşkün yanına kuruldu. Khrunicheva. MRU halkın ilgisini çekti: Rusya'nın yeniden kullanılabilir sistemi nedir?


2019 yılından bu yana Krylo-SV projesi kapsamında geliştirilmektedir. Her şey basit bir şekilde açıklanırsa Baykal'ın özünü anlamak zor değildir. Okuyucuların çoğu muhtemelen fırlatma araçlarının fırlatılışını televizyonda görmüştü; bazıları ise bu gösteriyi kendi gözleriyle hayranlıkla izleyecek kadar şanslıydı. Lütfen dikkat: PH'nin yanlarındaki alt kısma uzun "silindirler" takılmıştır (genellikle bunlardan 4 tane vardır, bazen daha fazla veya daha az vardır). Bunlar, rokete ilave itici güç vererek yükünü başarılı bir şekilde yörüngeye fırlatmasını sağlayan ilk aşama hızlandırıcılardır.


Baykal sistemi, MRU'ların kanatlarla donatılacağını, yani bir dereceye kadar dronlara benzeyeceğini ima ediyor. Bu, onların ilk aşamadaki gövdeden ayrıldıktan sonra geri dönüp yere inmelerine olanak tanıyacak. Fırlatma aracı fırlatıldığında destek kanatları katlanır. 40-50 km yükseklikte, kenetlenme meydana gelir, düzelirler ve MRU belirtilen noktaya uçar. Teorik olarak işler o kadar da kötü görünmüyor. Peki pratikte ne olacak?

Baykal'ın sorunları

Yeniden kullanılabilir bir sistemin sorunsuz çalışması için bir takım koşulların karşılanması gerekir. Bunlardan ilki roketin fırlatma aşamasındaki aşamayı test etmek. Burada her şey açık: Fırlatma gerçekleşti ve belirli bir yükseklikte güçlendirici fırlatma aracından ayrıldı. Bu konuda herhangi bir sorun yok. Diğer koşullar altında durum farklı olacaktır.

Belirlenmiş bir konuma hassas bir iniş gerçekleştirin

Günümüzün tek kullanımlık sahneleri, işlevini yerine getirdikten sonra hiçbir şekilde kontrol edilmemekte ve düşecekleri yer son derece yaklaşık olarak belirlenmektedir. Aynı şey MRU'da da olabilir. Başarılı bir şekilde inse bile, iticinin daha sonra alabora olmayacağının garantisi yoktur; iniş sırasında fren motorları muhtemelen bir delik açacaktır. Bir sonraki nokta: Tayga'da yeniden kullanılabilir bir hızlandırıcı aramak ve onu tahliye etmek ucuz olmayacak. Musk bu sorunu nasıl çözdü?


Roketi, apojide, yani uçuş yolunun tepesinde bulunarak iniş alanını "hedeflemeye" başlar. Bu, sonuçta sahneye doğru bir şekilde inmenizi sağlar. Musk başlangıç ​​noktasına dönmeyi bile gösterdi. Gerçekte bu ekonomik açıdan karlı olmasa da: Ek yakıt gerektiren ve yörüngeye konulan kargo kütlesini azaltacak motorları kullanmanız gerekecek.

hava koşulları

Tek kullanımlık basamaklar her türlü havada düşebilir: umursamıyorlar. Yalnızca başlangıçta bazı kısıtlamalar vardır. MRU ile bu bakımdan daha zordur: Başarılı bir iniş için belirli hava koşulları gereklidir. Sahada 30 m/s'lik bir “rüzgar”, yağmur, karla karışık yağmur veya buz varsa, başarılı bir iniş için neredeyse hiç umut yoktur. Unutmayın: Ekipman büyük olmasına rağmen boştur, yakıt tükenmiştir. Bu da kocaman bir yelkene dönüşüyor. Motorlar frenleme modunda doğru açılsa bile inişten sonra gaz pedalı düşebilir ve yüksekliği oldukça büyüktür ve devin daha sonra onarılıp onarılamayacağı büyük bir sorudur.



Ve yine Musk'a dönelim: Hava koşulları açısından ne yapıyor? Ancak havanın iyi olmasını beklemiyor: Roketleri (bireysel iticiler değil) deniz platformlarına iniyor. Bir girişimci lansman gününde sadece hava tahminlerine bakar. Hava koşullarının uygun olduğu bir alan bulduğunda platformu oraya yönlendirir. O halde ilk aşama burasıdır: Yani Falcons için iniş alanı, geminin ulaşabileceği her yönde yüzlerce kilometrelik okyanustur. Bunun tersi de geçerli: doğru yeri hedefleyen roket değil, ona doğru süzülüyor. Bunu karada yapmak imkansızdır ve Rusya Federasyonu'nun deniz çıkarma platformları yoktur. Ancak seçenekler var, aşağıda bunlardan biri var.

Paraşüt fırlatma

Böyle bir sistem Rusya Federasyonu'nda zaten iyi gelişmiştir. Örneğin uzay ekibi bulunan Soyuz uzay aracı bu şekilde Dünya'ya iniyor. Paraşüt 10 bin metre yükseklikte açılıyor, 3 bin metreye ulaştığında ise yumuşak bir iniş başlıyor. Bu, az çok rahat bir uyum için yapılır. “Ruhsuz” rokete gelince, paraşütü 5-6 km ve hatta daha alçak bir rakımda konuşlandırılabiliyor. O zaman yan rüzgarın istenilen noktada sıçramaya çok fazla müdahale etme zamanı olmayacaktır.


Fırlatma aracı Vostochny kozmodromundan gerçekleştiyse, harcanan aşama veya güçlendiriciler (yükselticiler), lojistik gemisinin seyir halinde olduğu bölgedeki Okhotsk Denizi'ne inebilir. Bir platform inşa etmek muhtemelen taygada bir yerde altyapı, yollar vb. ile birlikte birkaç iniş alanı inşa etmekten daha az maliyetli olacaktır.


Elbette sahneyi buna göre hazırlamanız gerekecek. Öncelikle paraşütlerin roketi motorları yukarı bakacak şekilde ters çevirmesi gerekiyor. Pruvası en yüksek yüklere dayanacak şekilde tasarlanmıştır. Ayrıca bu su sıçraması yöntemi motorların kuru kalmasını sağlayabilir. Basamağın devrilmesini önlemek ve istenilen pozisyonda yüzer halde kalmasını sağlamak için bunlara şişirilebilir silindirler takılmıştır. Ayrıca tüm yapının tuzlu deniz suyuna dayanıklı olması gerekmektedir. Peki ama yine de Musk'ın yaptığı gibi hızlandırıcıları sağlam bir zemine indirirseniz? Daha sonra inişten önce inişin dengelenmesi sorunu ortaya çıkar.

Reddet

Falcon'da bu, aerodinamik dümenler aracılığıyla yapılır. Onlar sayesinde roket takla atmıyor ve doğru nişan alarak istenilen saldırı açısını yaratıyor. Ve ancak o zaman fren motorları açılır.


Bir şüphe var: Bu sistemin tamamı JDAM hava bombasından kopyalanmış. Ayrıca bu türden çok iyi ve isabetli mühimmatımız var! Son aşamayı düşünmeye devam ediyor.

iniş

Aynı Falcon 9, hassas nişan almanın ardından belirli bir irtifa ve hıza ulaştığında motorları fren moduna geçirir. Bu arada, kuvvetleri sahnenin ağırlığından daha büyük ve ivme 1G'yi aşıyor. Bu, roketin doğru bir iniş yapması için itme kuvvetini değiştirmeyi mümkün kılar. Ve bunun koşulları inişten çok önce üst atmosferik katmanlarda oluşuyor.


Üstelik bu sırada tüm motorlar değil, yalnızca bazıları açılır. Starship hakkında konuşan Musk, bu roketin özel iniş motorlarına sahip olacağını, ana motorların kullanılmayacağını söyledi. Ama Baykal'a dönelim.

Proje durumu

Resmi olarak geliştirme aşamasındadır: Mevcut model hakkında yayınlanmış bir veri bulunmamaktadır. MRU'nun Angara fırlatma aracında kullanılacağı varsayılmaktadır. Gaz pedalının uzunluğu 28,5 m, katlanır kanatların açıklığı 17,1 m, motor RD-191M'dir. Sahneden ayrıldıktan sonra MRU Mach 5,64'e hızlanır. İniş yarıçapı - 400 km'ye kadar. Hızlandırıcının 10 ila 25 kez kullanılabilmesi bekleniyor. Angara, modele bağlı olarak 37 tona kadar kargo teslim edebilecek. MRU kullanılması halinde fırlatma maliyeti %22-37 oranında azalacaktır.


Bugün şunu söyleyebiliriz: Baykal-Angara kompleksinin yaratılması sorunu hala açık. Rus tasarımcıların yeniden kullanılabilir roket aşamaları veya güçlendiricilerle ilgili başka bir projeyi üstlenmeleri mümkün. Örneğin “Aşk Tanrısı” üzerinde çalışmalar zaten devam ediyor. Ancak acele etmelisiniz...