Optimizado cohete concepto de lanzamiento de la aeronave.

Autor: Igor Makarov.

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El artículo está dedicada a la idea de crear un cosmodrome móvil de vuelo, teniendo en cuenta la posibilidad de establecer sobre la base del plano Un -225 y el cohete ucraniano Cyclone producción -4. El artículo aborda el refuerzo de la estrategia de lanzamiento de la aeronave y proporciona los cálculos y gráficos necesarios.

Pertinencia del artículo es proporcionar un lanzamiento de refuerzo de la aeronave, que incluye una combinación de dos enfoques diferentes para el lanzamiento de la dosis de refuerzo de la aeronave. La primera parte de su trayectoria el cohete vuela como un avión. La segunda parte de la trayectoria del cohete vence el uso de un paracaídas de frenado y gracias a él aparece a la posición de partida apropiado.

El estudio utilizó un método de construcción de un modelo matemático en el entorno de programación "Delphi-7» Pascal. Los autores construyeron un modelo matemático de la primera vuelo de la dosis de refuerzo a la banda después de su separación de la aeronave. El segundo modelo matemático se creó para describir el vuelo de la dosis de refuerzo después de los disparos de las superficies de apoyo y de frenado con una vuelta a la posición deseada para la posterior ejecución.

Palabras clave: Aire de inicio, de refuerzo, modelo matemático, superficies de apoyo, frenado aeronaves de ala ovalovidne paracaídas.

La historia de la aviación mundial está estrechamente relacionada con nuestro país. En el siglo pasado, el ingeniero 1910 Alexander Kudashev en Kiev, construyó el primer avión capaz de vuelo hacen algunas operaciones controlada (cuando el piloto controla la aeronave con la ayuda de la rueda).

También en Kiev comenzó su carrera en la aviación mundial famoso Igor Sikorsky. No menos famoso Oleg Antonov, quien creó los aviones de transporte más grande del mundo An y An -124 -225, que se conocen mucho más allá de las fronteras de la URSS, también trabajaron durante muchos años en Ucrania y creó el complejo de la aviación -Scientific técnica más desarrollada y moderna que lleva su nombre - la empresa estatal im.O.K.Antonova.

Nuestro país no existe una potencia espacial, ya que en nuestro país opera gigantes tales como la industria espacial CB "Sur" y "Pivdenmash", se dedican a la producción no sólo de refuerzos y los satélites, sino también para su producción en la planta de producción. Es a través de este tipo de empresas de Ucrania está involucrado en muchos proyectos internacionales, tales como el proyecto de un nuevo tipo de motor "Vega" (bajo los auspicios de la Agencia Espacial Europea), "Sea Launch" (lanzamiento del cohete portador desde la plataforma del mar en el Océano Pacífico), donde el cohete ucraniano Zenit - 3SL utilizado como el portador de satélites principal, el procesamiento de intercontinental misiles balísticos "Dnepr" para el lanzamiento de satélites pequeños; proyecto "Ciclón -4» junto con la Agencia Espacial Brasileña para su lanzamiento desde el cosmódromo 'Alcantara' y muchos otros proyectos.

En este trabajo, se propone un nuevo proyecto bajo el nombre de "Air Launch". El proyecto prevé iniciar lanzador "Ciclón -4» de la aeronave AN - 225 «Mriya».

El componente económico del proyecto

La idea de lanzar un cohete propulsor desde un avión no es nueva, porque incluso durante el siglo XX en países como la Unión Soviética y los Estados Unidos de América, los científicos desarrollaron proyectos basados ​​en varios aviones, pero a través de numerosos factores de riesgo, ninguno de los proyectos se implementó. Sin embargo, la idea de construir un cosmódromo móvil se implementó en el proyecto internacional "Sea Launch". Esta es una plataforma de producción de petróleo en alta mar restaurada, que se encuentra en las aguas neutrales del Océano Pacífico y puede moverse para estar lo más cerca posible del ecuador durante el lanzamiento de un propulsor, porque cada desviación de grado del ecuador produce un aumento de la velocidad de 100 m / s que afecta negativamente a las capacidades energéticas del vehículo de lanzamiento. 

La nave de mando (detrás de la plataforma) y la plataforma de lanzamiento del cosmódromo internacional Sea Launch. 

Gracias a este refuerzo de transporte, ahorro de refuerzo de inicio desde la aeronave aproximadamente 2-2,5 millones.

Estrategia de lanzamiento

Aire Lanzamiento - una manera de lanzar cohetes o aviones desde una altura de varios kilómetros, entrega de la máquina para correr. Los vehículos de reparto a menudo sirve como otro plano, pero también pueden servir un globo o dirigible

Con el lanzamiento del Aire debe destacar la "Air lanzamiento en órbita." Lanzamiento del aire en órbita - un método de lanzar Impulsores y / o nave en el aire de los aviones a reacción de despegue horizontal tanto subsónica y supersónica así. Cuando se utiliza este método para el lanzamiento de un extraordinarias ventajas sobre los misiles de lanzamiento verticales convencionales, en particular reduciendo el peso, la energía y el coste de la lucha contra misiles.

En el suelo, un cohete propulsor se carga con rodamientos adjuntos en un avión utilizando un mecanismo de elevación especial (similar en diseño con una plataforma elevadora para el vehículo orbital Buran utilizado para elevar carga (Buran) a medidores 25, bajándolo con grúas) a la altura necesaria para cargar y unir el barco a la aeronave). Existen esquemas de tales dispositivos, lo que facilita la implementación de este desarrollo en la vida. 

Después de estas operaciones, el avión se eleva y se envía a la zona de salida. En el borde de la aeronave de lanzamiento debe subir 10000 m y alcanzar la velocidad requerida (calculado) (860 km / h). Al llegar a ese producto de aviones del vuelo en el sistema de control automático se da salida a un ángulo de inclinación en grados 10. En este punto, el sistema realiza una separación automática de las cerraduras que sujetan el misil - medios de comunicación en el avión. El próximo paso será dejar el refuerzo y maniobrar el avión. Plane hace una maniobra de evitación para bajar y de refuerzo realiza una maniobra de "slide". Acerca de maniobra de refuerzo se describe a continuación. Por favor remítase a las aeronaves de maniobra misil aeronave después de la expulsión se inicia el frenado y la reducción con el rodillo simultánea de lado (rodillo lateral izquierda o hacia la derecha depende de la dirección del viento en el momento de la eyección de la dosis de refuerzo de la aeronave). Cohete después de alcanzar los máximos comienza a disminuir altitud de maniobra y la marcación rápida. El avión partió de la trayectoria del cohete de vuelta a la pista de aterrizaje. El cohete con los órganos de control (alerones, elevadores, timones) estabiliza y sigue una trayectoria predeterminada. Después de alcanzar la altura cuando el ángulo de ataque de misiles es pequeño (estimado - 9360m) celebrada tiro superficies de apoyo y soltar el paracaídas troncocónico. Después de abrir el embudo continúa la reducción de velocidad y el cohete reversión de refuerzo con su salida a una posición vertical con respecto al centro de gravedad. Después de realizar este tipo de acciones de refuerzo comienza los principales motores de la primera etapa, dispara paracaídas troncocónico y se inicia el modo de vuelo normal.

Una estrategia de desarrollo similar y el inicio del aire

El autor ha considerado solamente análogos que lanzan cohetes peso mínimo de toneladas 15, de hecho, este tipo de vehículos de lanzamiento tienen las características necesarias de energía para uso comercial. En los 1960-s y más tarde en los Estados Unidos fueron creados dichos refuerzos lanzados desde aviones, aviones de cohetes experimentales, incluyendo el primer avión supersónico - tripulada avión espacial suborbital de América del Norte X -15, como Bell X -1, Lockheed D - 21 Boeing X - 43 etc ... Sistemas similares (pero no suborbitales) fueron también en Francia (Leduc), y otros países. avión espacial de lanzamiento de aire se utilizó para probar la Empresa en un programa masivo de reutilizable sistema de transporte espacial del transbordador espacial. El primero de los proyectos que se detallan AKS sistema de aire de lanzamiento fue realizada "Espiral» 1960- x - 1970-s con los overclockers samoleta- hipersónicos, cohetes y el plano orbital. inicio del aire se utiliza para vuelo subsónico samoleta- analógica su plano orbital.

Proyectos americanos: en EEUU el sistema ha sido implementado hace mucho tiempo por Pegasus (RN) / L-1011 (avión). Desarrollado por Orbital Sciences Corporation. El lanzamiento se realiza con un avión L-1011 de Lockheed Corporation, especialmente equipado para ello. La separación del cohete del avión portador se produce a una altitud de 12 km. La masa del portaaviones: 18500 kg (Pegasus), 23130 kg (Pegasus XL) La masa de la carga útil lanzada a la órbita terrestre baja por el portaaviones Pegasus es de hasta 443 kg. Costo de lanzamiento (1994): 11 millones de dólares. De 1990 a 2008, solo se realizaron 40 lanzamientos del portaaviones Pegasus, con satélites artificiales en órbita, de los cuales 3 no tuvieron éxito. Se está desarrollando otro sistema y hay otros proyectos de ACC.

Aviones y Lockheed -1011 refuerzo "Pegasus"

Rusia - proyectos de Ucrania: en Rusia pidió a elaborar proyectos de partida de dólares y "Aire lanzamiento". El primer borrador del avión espacial con combustible externo se extiende desde el bordo de un avión súper pesado - 225 (325) «sueño". El elemento principal del segundo proyecto es una pesada Antonov especialmente modificado - 124- 100Vse "Ruslan", a bordo del cual a una altitud de alrededor de 10 km de desarrollado Rocket Center Estado "Design Bureau. Makeev "se lleva a cabo la llamada" mortero "refuerzo de lanzamiento que transmite la acción destructiva órbita calculada. También hay proyectos "Burlak" y otros en los que se puso en marcha el pH de un satélite a bordo de varios aviones Tu impulsores -160, Un -124, Tu - 22M.

proyectos de Ucrania: en Ucrania con el apoyo samoleta- Una proyectos -225 desarrollado AKC "Svitiaz" (LV Zenit) AKRK "Eagle" y "Lybid" (avión espacial con alas). Un refuerzo de avión -225 -100 desarrolló ASTC Oleg Antonov, y es una modificación de la base de la AN - 225 «Mriya». Plano instalado un equipo especial para la fijación del elevador en el fuselaje, situada en el interior de las cabinas presurizadas a bordo se requiere el equipo de arranque y los operadores para implementar el inicio de RN. Booster "Svitiaz" se crea sobre la base de componentes, ensamblajes y sistemas de vehículos de lanzamiento "Zenit". Se basa en un esquema de tres etapas. Se utiliza propelentes no tóxicos - oxígeno líquido y queroseno. En la derivación de la nave espacial en órbita geoestacionaria de refuerzo está equipado con grado apogeo de combustible sólido.

AKRK "Eagle" de dos etapas compleja -kosmichesky aviación. Como la primera etapa del plano complejo se Booster el desarrollo de la Aviación Kiev Científico - Técnica Complex. Antonov AN - 124 («Ruslan"). El segundo paso será un desarrollo de carga útil de refuerzo Dnepropetrovsk CB "Sur", que debe comenzar con el portador del fuselaje samoleta-.

En las primeras etapas de la AKRK de Ucrania "Eagle" es una nave espacial desechable. En el futuro, será enviado al espacio y regresar a la Tierra, y también múltiples naves espaciales. En contraste con el "traslado" y "Buran" lanzamiento de refuerzo se llevará a cabo con los medios de comunicación no la suspensión externa samoleta-, y desde la mitad, es decir, con el fuselaje. En el mundo no existía tal científicos - soluciones técnicas. Tal esquema se ejecuta en un cercanos a la Tierra cargas útiles en órbita tiene una serie de ventajas. Esta mejora de AKRK diseño aerodinámico en general, cuanto mayor sea la rama de seguridad de la segunda etapa de la dosis de refuerzo, más óptima tecno - el rendimiento económico, el ocultamiento de problemas AKRK mayor rendimiento de doble propósito (como puramente científico y comercial, así como especiales, para fines militares) .

 Proyecto kazajo-ruso: Kazajstán propone el proyecto AKS Ishim (MiG-31 + РН). Se crearon proyectos AKS con lanzamiento aéreo de aviones espaciales en Alemania (Senger-2), Japón (ASSTS), China (el prototipo Shenlong y AKC de la próxima generación), etc. y otros proyectos similares. En el proyecto ARCASPACE de Stabilo en Rumanía se prevé un lanzamiento aéreo desde un globo de un cohete suborbital tripulado.

El principal competidor de la estrategia de puesta en marcha, se propone en un ruso, con el AN - 124- 100Vse porque homólogo estadounidense tiene peso tiempos 10 inferior de la carga útil. El principal factor, que no permite darse cuenta de uso comercial y de la estrategia de lanzamiento espacial ruso es un "mortero" disparar misiles desde el avión. Ahora los expertos rusos están trabajando para resolver este problema. El primer lanzamiento está previsto para 2015 años.

Puesta en el PH de avión An-124 "Ruslan".

Aviones de transporte de uso pesado An - 225 «Mriya"

Desarrollo de la aeronave, para mover objetos voluminosos de los sistemas espaciales (en el Vol H videoconferencia "Energia - Buran".) Comenzó en 1985 años. Primer vuelo Un -225, construida en la fábrica de aviones de Kiev, se realizó en diciembre de 21 1988, 13 1989 y mayo -225 Una ya se trasladó "Buran" con Zhukovsky a Baikonur. Este avión ha encontrado récords mundiales 106.

El diseño del avión

Fuselaje. Cuenta con dos cubiertas: la parte superior es la tripulación de cabina y el personal auxiliar de vuelo, cuartos de servicio (cocina, aseo, aseo), por debajo de - la cabina de carga. Es posible colocar una carga de hasta 250 toneladas. Para asegurar el uso de la carga y rampa de descarga y gruzolyuk frente.

Wing. El ala está hecha de objetos largos (hasta 30 metros) pulsa paneles. Los paneles están interconectados de fijación de titanio, sellado y proporciona un alto nivel de resistencia.

El plumaje de la aeronave. Dvuhkilevoe. El estabilizador tiene una vida 30 metros, tiene un cajón hecha de paneles moldeados laminados y placas de aleaciones de aluminio. El ascensor tiene seis secciones, tres a cada consola. ASCENSOR - dos secciones en cada aleta.

Chasis. Consta de un tren de aterrizaje principal de dos postes y un tren de aterrizaje principal de catorce postes. Todos los Struts tienen una capacidad de liberación dividida para evitar aterrizar sin tren de aterrizaje. También en el chasis hay un sistema de control de masa y centrado. Los frenos son de carbono.

Motores. El An-225 está equipado con motores D-18T (el empuje de arranque de un motor es de 23,06 toneladas). El motor es un turboventilador de tres ejes con un consumo de combustible de 0,57 kg de empuje por año en modo crucero.

Sistemas Todos los sistemas de aeronaves están altamente automatizados y requieren una atención mínima de la tripulación durante el vuelo. Su rendimiento es soportado por las computadoras a bordo 34. Vuelo: los complejos de navegación y radio-técnicos proporcionan el control de la aeronave en modo automático y manual en todas las etapas del vuelo, así como el procesamiento y la emisión a los sistemas a bordo de la aeronave y las luces indicadoras en la cabina, toda la información necesaria sobre la navegación. El sistema de control incluye un sistema de control de dirección electrohidráulico con redundancia cuádruple y un sistema de control remoto eléctrico para la mecanización del ala con redundancia doble. El complejo hidráulico consta de cuatro sistemas hidráulicos principales y dos de respaldo que garantizan el funcionamiento de las superficies de la dirección, la mecanización de las alas, la elevación y liberación del chasis, la apertura y el cierre de las escotillas y las puertas. 

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