Sedan mitten av förra seklet har konceptet med ett flyg- och rymdsystem med en luftuppskjutning utarbetats i olika länder. Den tillhandahåller utmatning av lasten i omloppsbana med hjälp av ett uppskjutningsfordon som lanserades från ett flygplan eller ett annat flygplan. Denna lanseringsmetod innebär begränsningar för nyttolastmassan, men är ekonomisk och lätt att förbereda. Vid olika tidpunkter föreslogs många luftstartsprojekt, och vissa nådde till och med full drift.
Air "Pegasus"
Det hittills mest framgångsrika projektet Air-Space Aerospace System (AKS) lanserades i slutet av åttiotalet. Det amerikanska företaget Orbital Sciense (nu en del av Northrop Grumman) har med deltagande av Scaled Composites utvecklat Pegasus -systemet baserat på lanseringsfordonet med samma namn.
Trestegs Pegasus-raketen har en längd på 16,9 m och en lanseringsvikt på 18,5 ton. Alla etapper är utrustade med fastdrivna motorer. Den första etappen, som är ansvarig för atmosfärisk flygning, är utrustad med en deltavinge. För att rymma nyttolasten finns det ett fack med en längd av 2, 1 m och en diameter på 1, 18 m. Lastens vikt är 443 kg.
År 1994 presenterades Pegasus XL -raketen med en längd på 17,6 m och en massa på 23,13 ton. På grund av en ökning av storlek och vikt introducerades nya motorer. XL -produkten kännetecknas av sin ökade energi och flygegenskaper, vilket gör att den kan nå högre banor eller bära en tyngre last.
En modifierad B-52H-bombplan användes ursprungligen som bärare för Pegasus-raketen. Sedan byggdes Lockheed L-1011-fodret om till bäraren. Flygplanet med sitt eget namn Stargazer fick en extern fjädring för en raket och diverse utrustning för uppskjutningskontroll.
AKC Pegasus -lanseringar utförs från flera platser i USA och därefter. Lanseringstekniken är ganska enkel. Bärarflygplanet kommer in i det angivna området och upptar en höjd av 12 tusen meter, varefter raketen tappas. Pegasus -produkten planerar i några sekunder och startar sedan den första etappen. Den totala drifttiden för de tre motorerna är 220 sekunder. Detta är tillräckligt för att få belastningen till låga jordbanor.
Den första uppskjutningen av Pegasus-raketen från B-52H ägde rum i april 1990. 1994 togs ett nytt flygplan i drift. Sedan början av nittiotalet har flera lanseringar genomförts årligen i syfte att sätta i omloppsbana för vissa kompakta och lätta fordon. Fram till hösten 2019 utförde AKS Pegas 44 flygningar, varav endast 5 slutade i en olycka eller delvis framgång. Lanseringskostnaden varierar från 40 miljoner dollar till 56 miljoner dollar, beroende på typ av raket och andra faktorer.
Nyaste LauncherOne
Sedan slutet av 2000 -talet har det amerikanska företaget Virgin Galactic arbetat med projektet AKC LauncherOne. Under lång tid genomfördes utvecklingsarbete och sökandet efter potentiella kunder. Under andra halvan av tionde hade utvecklarföretaget problem, på grund av vilka projektschemat måste revideras.
LauncherOne -systemet är byggt runt raketen med samma namn. Detta är en tvåstegsprodukt med en längd på mer än 21 m och en vikt på ca. 30 ton. Raketen drivs av N3- och N4 -motorer som använder fotogen och flytande syre. Motorernas totala drifttid är 540 sek. LauncherEn raket kan lyfta 500 kg last till en bana med en höjd av 230 km. En trestegs modifiering av raketen med förbättrade egenskaper utvecklas.
Ursprungligen var lanseringsfordonet planerat att sjösättas med ett speciellt White Knight Two -flygplan, men 2015 övergavs det. Den nya transportören var ett omdesignat Boeing 747-400 passagerarflygplan med sitt eget namn Cosmic Girl. LauncherOne -pylonen är installerad under den vänstra sidan av mittdelen.
Utvecklingsföretaget hävdar att AKS LauncherOne kan drivas på vilket lämpligt flygfält som helst. Rakets startplats väljs i enlighet med de nödvändiga parametrarna för omloppet. När det gäller lanserings- och flygprinciper skiljer Virgin Galactics utveckling sig inte från andra luftstartsystem. Kostnaden för en sådan operation är 12 miljoner dollar.
Den första lanseringen av LauncherOne ägde rum den 25 maj 2020. Efter avkoppling från bäraren startade raketen motorn och började flyga. Kort därefter kollapsade den första etappens oxidationslinje och fick N3 -motorn att stanna. Raketen föll i havet.
Virgin Orbit gjorde sin första framgångsrika lansering den 17 januari 2017. Den modifierade raketen tog fart över Stilla havet och skickade 10 CubeSat -satelliter till en låg bana. Det finns kontrakt för ytterligare tre lanseringar. Tidigare fanns det en order från kommunikationsföretaget OneWeb, men dessa lanseringar skjuts upp på obestämd tid eller kan ställas in.
Potentiella konkurrenter
Nya AKS-luftlanserade projekt skapas nu i flera länder. Samtidigt föreslås det största antalet projekt i USA, där proaktiva utvecklare kan få seriöst stöd från NASA. I andra länder ser situationen annorlunda ut - och har hittills inte lett till märkbar framgång.
Sedan slutet av 2000 -talet har Frankrike, representerat av Dassault och Astrium, utvecklat AKS Aldebaran. Inledningsvis övervägdes flera missilkoncept med olika uppskjutningsmetoder, och endast MLA (Micro Launcher Airborne) fick vidareutveckling - en kompakt raket med en belastning på tiotals kilogram, lämplig för användning med Rafale -jaktplanet.
Utformningen av Aldebaran MLA har pågått i flera år, men testning har ännu inte påbörjats. Dessutom är både tidpunkten för testerna och själva projektets framtid ifrågasatt.
Ett intressant AKC -koncept föreslogs av det amerikanska företaget Generation Orbit. Dess projekt GOLauncher-1 / X-60A föreskriver konstruktion av en enstegs vätskedrivande raket som är lämplig för fjädring under ett Learjet 35-flygplan. Den måste utveckla överljudshastighet och utföra suborbitalflygningar. I framtiden är det möjligt att få orbitalfunktioner. X-60A ses som en plattform för en mängd olika forskningsprojekt.
I början av det senaste decenniet fick Generation Orbit stöd för Pentagon. År 2014 gjorde en prototyp X-60A-raket sin första exportflygning under en standardbärare. Sedan dess har det inte rapporterats om testflygningar. Förmodligen fortsätter militära avdelningen och entreprenören att utvecklas, men än så länge kan de inte påbörja fullvärdiga flygprov av en eller annan anledning.
Flera AKC -projekt av olika slag utvecklades i vårt land; deras material har upprepade gånger visats på olika utställningar. Till exempel föreslog MAKS-projektet att man använder ett An-225-flygplan och ett rymdplan med en extern bränsletank. Air Launch-projektet utvecklades också på grundval av flygplanet An-124. Han skulle bära en droppbehållare med en Polet -missil. Båda projekten kunde inte slutföras av flera skäl.
Riktningsutsikter
Som du kan se har begreppet luftlansering för flygning i omloppsbana under de senaste decennierna väckt uppmärksamhet, vilket leder till att nya projekt regelbundet dyker upp. Samtidigt når inte alla sådana utvecklingar åtminstone tester, för att inte tala om fullvärdig operation. Hittills har endast AKS Pegasus kunnat ta upp reguljära flygningar, och snart kan LauncherOne visa en sådan framgång.
Ett sådant misslyckande vid en flygstart är förknippat med flera objektiva begränsningar. Bärförmågan för sådan AKS överstiger hittills inte flera hundra kilo och står i direkt proportion till raketens uppskjutningsvikt, som i sin tur bestäms i enlighet med bärarflygplanets egenskaper. Bränsleekonomi på grund av luftlansering löser i allmänhet inte detta problem.
Luftlanserade system har dock sina fördelar. De visar sig vara ett bekvämt sätt att injicera små laster i låga banor. Den lägre lyftkapaciteten möjliggör snabbare insamling av hela lasten och kortare väntetider för kunderna. Samtidigt blir det möjligt att dela upp den relativt låga lanseringskostnaden i ett större antal kunder. Utvecklare och tillverkare av miniatyrutrymme -teknik har dock ännu inte visat vederbörligt intresse för den befintliga AKS.
Utländsk erfarenhet visar att flyg- och rymdsystem med luftuppskjutning har vissa fördelar jämfört med annan raket- och rymdteknik och mer effektivt kan lösa enskilda problem. Det kan antas att denna klass av teknik i framtiden inte kommer att försvinna och till och med utvecklas. Som ett resultat kommer äntligen en ny nisch att bildas på rymdlanseringsmarknaden, som kommer att vara av intresse för rakettillverkare och potentiella kunder.
