Полеты многоразовых первых ступеней ракеты Falcon от SpaceX вызвали всплеск интереса к многоразовым ракетам.
А если, например, китайская компания LinkSpace демонстрирует рендеры подобной системы с посадкой на двигателях на откидных опорах, то другие конструкторы предлагают системы на других принципах, с использованием крыльев или эрлифта.
Некоторые проекты уже закрылись, но есть и недавно анонсированные.
Аделина Демонстратор технологий
Аделины больше нет
В 2015 году появились новости о том, что Airbus Defence and Space разрабатывает многоразовый модуль Adeline, который представляет собой крылатую установку с ракетным двигателем первой ступени, а также воздушными двигателями и пропеллерами для посадки на взлетно-посадочную полосу.Наиболее наглядно концепцию иллюстрирует видеоролик, которого больше нет на официальном канале, но сохранили обычные пользователи.
Идея сохранить только хвостовую часть ракеты имеет свои преимущества – двигатели, авионика и оборудование хвостовой части составляют, по словам разработчиков Adeline, 80% стоимости ступени, и их гораздо проще спасти, чем вся большая сцена.
Также экономится топливо, и не возникает перегрузок ступени при посадке на двигатели.
Но, конечно, у всего есть цена – выигрыш в экономии топлива будет частично съеден потерями за счет дополнительной массы от крыльев.
Хвостовая часть Adeline предлагалась для использования на Ariane 6, хотя теоретически она могла быть модифицирована для других носителей.
Когда проект был официально анонсирован, выяснилось, что работы ведутся с 2010 года и уже проведены успешные испытания масштабных моделей.
После громкого анонса новостей по проекту не было — приоритетом Airbus Defence and Space является новая ракета-носитель Ariane 6. И в 2018 году появился информация о том, что проект не вызвал интереса по финансовым причинам.
ФАЛКон, но не Фалькон
Немецкий авиационно-космический центр, входящий в ЕКА, 20 марта с.г.
объявлено о начале работ над концепцией ступени крылатой ракеты, которая будет захватываться и буксироваться самолетом-носителем.
Проект назывался FALCon (Полет строем для демонстрации первой ступени ракеты-носителя In-Air Launcher 1-й ступени, «Полет строем для демонстрации первой ступени ракеты-носителя»), за исключением случая букв, совпадающего с названием запуска Falcon SpaceX. транспортное средство.
Из-за совпадения названий руководителю проекта Мартину Сиппелу пришлось уточнить, что инженеров вдохновил сокол, пикирующий вниз, чтобы схватить свою добычу, а не ракета SpaceX. 
Схема работы FALCon, иллюстрация DLR
Посадка ступени ракеты на двигатели имеет серьезный недостаток - отделять ступень приходится тогда, когда в ней еще остается много топлива, которое затем расходуется на посадку.
Хуже того, из-за эффекта Оберта это топливо наиболее ценно для ускорения полезной нагрузки.
В случае с FALCon планирующий спуск позволит израсходовать все топливо из баков — вплоть до приземления ступень будет тянуть самолет-буксировщик.
Но, конечно, этот выигрыш, как и у Аделины, будет съеден возросшей массой сцены за счет добавленных крыльев.
Важным элементом системы станет конструкция для подъема и буксировки подножки.
Инженеры отмечают управляемую конструкцию стыковочного/буксировочного конуса.
Управляемый стыковочно-буксировочный конус
Привычные нам конусы самолетов-заправщиков неуправляемы - пилоты самолетов-заправщиков ловят их сами, маневрируя своими аппаратами.
Это медленная и сложная задача, поэтому для планирующего этапа с выключенными двигателями управляемый конус должен значительно облегчить задачу.
Но кроме этого, для самолета-буксировщика практически не требуется доработок, и в этом качестве можно будет использовать как обычные пассажирские самолеты, так и бывшие в употреблении в целях дополнительной экономии средств.
Работа над FALCon находится в самом начале, и, как и в случае с Adeline, первоначально испытания будут проводиться с использованием беспилотных крылатых летательных аппаратов, а не ракет. Пока на проект выделено 2,6 миллиона евро, это немного, но достаточно для первых экспериментов.
Сроки реализации проекта довольно длительные – система должна достичь летной годности примерно в 2028 году, чтобы ее можно было использовать на этапе нового поколения, который может появиться примерно в 2035 году.
Различные парашюты от ULA
Ступень Falcon 9 выполняет три включения двигателя при приземлении - разгонный режим, при котором ступень нацелена на зону приземления, входной режим, который замедляет ступень, чтобы она не перегревалась, и финальный приземляющийся режим.Все три расходуют драгоценное топливо, и хотя парашюты не могут обеспечить точное приземление, они будут весить меньше, чем запас топлива, необходимый для этих маневров.
Идею использования парашютов и вертолетного подъемника собирается реализовать провайдер пусковых услуг ULA в своей разрабатываемой ракете-носителе Vulcan. Хвостовую часть первой ступени придется сбрасывать, разворачивать сверхзвуковой парашют для торможения в плотных слоях атмосферы, сбрасывать его, раскрывать парашют управляемого крыла, подбирать вертолетом, доставлять на землю, испытывать и повторно использовать .
Схема ULA
В видео:
Последние новости о проекте относятся к началу августа 2018 года, когда ULA полученный от НАСА — 1,9 миллиона долларов на демонстрацию технологии захвата с воздуха объекта, возвращающегося с орбиты.
Прометей и Каллисто
Французский национальный центр космических исследований (CNES) также экспериментирует с возможностью повторного использования.Callisto — это демонстратор технологий суборбитальной многоразовой ступени ракеты, сравнимой с Grasshopper компании SpaceX, но отличающейся кислородно-водородной силовой установкой.
Рамка презентации CNES
В будущем это может перерасти в полноценную ракету-носитель, но не скоро – приоритетом CNES является сначала снижение стоимости разрабатываемых ракет-носителей, а затем возврат ступеней.
Подход очень разумный; Напомню, что Маск сначала предложил конкурентоспособную одноразовую ракету Falcon 9, начал получать заказы и только потом начал превращать ее в многоразовую ракету.
Еще одно направление работы CNES — метановый двигатель «Прометей».
Используя новые технологии, в том числе 3D-печать, его планируют сделать в 10 раз дешевле основного двигателя (второй ступени) Ariane 5. Если все пойдет хорошо, двигатель будет использоваться в новой модификации Ariane 6 или следующей ракете ЕКА.
.
Двигатель Прометей, изображение CNES
Заключение
«Эксперименты с разными многоразовыми ракетами можно только приветствовать фразой китайского императора Цинь Шихуанди (которую затем повторно использовал Мао Цзэдун): «Пусть цветут сто цветов, пусть соревнуются сто школ».У каждого технического решения есть свои плюсы и минусы, и пусть практика покажет, какой вариант лучше.
Теги: #Научно-популярная #Космонавтика #многоразовые ракеты-носители #ОДОК
-
Gtx 980Ti — Убийца Титанов
19 Oct, 24 -
Теория «R-Групп»
19 Oct, 24 -
Абсолютный Минимум Для Новой Жизни
19 Oct, 24 -
Ноутбук Без Аккумулятора?
19 Oct, 24 -
Как Запустить Интернет-Радио Прямо На Сайте?
19 Oct, 24
