Проект маневрирующего аппарата MRRV (США)

Боковым ответвлением программки АНК (Аппарат с несущим корпусом) можно считать исследования экспериментального маневрирующего аппарата для входа в атмосферу MRRV (Maneuvering Reentry Research Vehicle), проводившиеся с 1971 г. Лабораторией динамики полета ВВС США. 1-ые договоры на таковой аппарат в 1972-1973 гг. получили конторы Lockheed и McDonnell Douglas. Существенно позднее, в 1979-1980 гг., два договора получили Rockwell и North American. В 1984 г. спецы Центра Лэнгли проводили тесты модели аппарата MRRV в аэродинамической трубе. Предполагалось, что аппарат длиной 25 футов (7,6 м) должен, зависимо от программки испытаний, выводиться на околоземную орбиту в грузовом отсеке орбитальной ступени системы Space Shuttle либо без помощи других запускаться с подкрыльного пилона самолета B-52. Беспилотный MRRV, использовавшийся в первых испытаниях, можно было доработать в пилотируемый вариант. Предназначение системы состояло в исследовательских работах аэродинамики маневрирующих объектов, входящих в атмосферу, которая может обеспечить многообещающему аппарату возможность заслуги посадки в хоть какой точке зоны площадью приблизительно 62000 км2 при фиксированной точке схода с орбиты. Это позволяло в дальнейшем производить вход в атмосферу по команде, иметь больший выбор мест посадки, чем у системы Space Shuttle, и для обеспечения резвой подготовки к следующему запуску завершать собственный полет неподалеку от стартового комплекса. По воззрению американских профессионалов, программка MRRV являлась промежной меж системой Space Shuttle и аппаратами последующего поколения (к примеру, NASP). При входе в атмосферу АНК имеет сравнимо большой угол атаки (> 30°) и сохраняет это значение до скорости, соответственной числу М=8. Исследуемый по программке NASP аппарат должен производить полеты с относительно маленьким углом атаки (о 5°) для обеспечения действенной работы ВРД при скорости, соответственной числу М> 18,0. Расчеты демонстрировали, что возможный коридор линии движения полета исследовательского аппарата MRRV после пуска с борта «шаттла» имел бы эксклюзивные характеристики. Один из режимов (штатный) соответствовал орбите аппарата. 2-ой предугадывал выполнение полета по разным траекториям, к примеру, спуска в атмосфере по линии движения сбалансированного планирования с возвращением на штатную либо на более низкую орбиты. В 3-ем режиме АНК летел с работающей ДУ и заходил в атмосферу, в четвертом имелись два варианта штатного входа в атмосферу по планирующей и баллистической траекториям. 5-ый режим включал выход на более высшую орбиту зависимо от припаса горючего на борту. Для определения способностей разных концепций аппарата MRRV и уточнения его летно-технических черт, проводились параметрические исследования. При анализе учитывались: варианты аппарата (пилотируемый либо беспилотный), габариты, конечная масса (на орбите), место старта, наклонение орбиты, аэродинамическое качество, типы аэродинамических маневров по изменению плоскости орбиты и величина ее конфигурации, приращение характеристической скорости и связанное с ней повышение массы аппарата, спектр высот орбиты, относительная масса горючего, время наличия на орбите, последовательность отделения от носителя, типы орбит, возможность прямого выведения на орбиту и его другие варианты, достижимая зона посадки, динамика входа в атмосферу, трасса спуска в атмосфере, изменение курса, дальность спуска, заход на посадку и приземление. Габариты АНК зависели от выбора пилотируемого либо беспилотного вариантов, аэродинамики и требуемых черт. Малые габариты беспилотного варианта (длина 1,8 м, гиперзвуковое аэродинамическое качество К=1,4) разрешали расположить в грузовом отсеке корабля системы Space Shuttle несколько аппаратов и уменьшить цена пуска. Для заслуги более больших черт планировалось использовать беспилотные АНК длиной 6,5-8,5 м, гиперзвуковое аэродинамическое качество которых достигало 2,5. Зависимо от сборки гиперзвуковое аэродинамическое качество пилотируемого варианта составляло К=2,7-3,0 при длине аппарата 11,5-12,0 м. Применение складывающихся гребней обеспечивало повышение габаритов перевозимого на шаттле аппарата на 35% и переход на пилотируемый вариант. Для выполнения широких маневров в космосе MRRV мог оснащаться сбрасываемыми наружными топливными баками (ВТБ). Принципиальным достоинством MRRV числилась возможность изменение плоскости орбиты с наименьшими затратами энергии (синергическое маневрирование) за счет использования аэродинамического свойства. Кстати, не исключено, что конкретно эти исследования, результаты которых публиковались на страничках научных сборников, послужили основой узнаваемых опасений русского управления относительно способности нанесения ядерного удара по Москве с внедрением маневрирующей в верхних слоях атмосферы орбитальной ступени шаттла. При оценке необходимости проведения программки MRRV южноамериканские спецы проводили ее сопоставление с проектами Space Shuttle и NHFRF. В прошлые годы NASA и ВВС изучали широкий круг заморочек, связанных со входом в атмосферу и выполнением в ней крейсерского гиперзвукового полета. В итоге этих исследовательских работ было решено большая часть заморочек для аппаратов с умеренным аэродинамическим качеством. Числилось целесообразным расширить исследования необычных компоновок ЛА, созданных для длительного гиперзвукового полета при маленьких углах атаки на огромных высотах. Они имели бы корпус с огромным удлинением, несущие поверхности высочайшей стреловидности и малого удлинения. Так как при таком режиме полета увеличивается сопротивление, создаваемое верхней поверхностью аппарата, требовалась проверка разных концепций теплозаш,иты и конструкции. Одним из более многообещающих направлений доп исследовательских работ числилось исследование комбинированного ракето-аэродинамического маневрирования. Среднее соотношение аэродинамических и ракетодинамических сил могло значительно повысить продуктивность аппарата MRRV. Работа ДУ в импульсном режиме либо с дросселированием тяги на достаточно большой высоте, где еще действуют аэродинамические силы, позволяло обеспечить более действенный режим полета. Подверглись рассмотрению варианты аппарата MRRV с разным количеством горючего как во внутрифюзеляжных баках, так и в ВТБ. Сборка последних в грузовом отсеке корабля системы Space Shuttle могла быть различной, включая v-образные и тандемные варианты размещения. Анализировалась возможность возвращения MRRV на шаттл для дозаправки и обслуживания после выполнения синергических маневров либо гиперзвукового крейсерского полета в атмосфере. После десятилетий забвения вдруг выплыл и рикошетирующий вход в атмосферу, который стал еще одним многообещающим направлением в исследовательских работах, к которым можно было подключить MRRV. В связи с высочайшим повторяющимся нагревом исследования рикошетирующего спуска ЛА с традиционной теплозащитой были прекращены, но с возникновением новых усовершенствованных систем, включая активную теплозащиту, выполнение таких маневров могло очутиться действенным для конфигурации высоты полета и оценки ее воздействия на свойства аппарата. Невзирая на тривиальные плюсы АНК и определенные успехи в теоретических и экспериментальных исследовательских работах в этом направлении, ни один из проектов таких аппаратов в США так и не был реализован в полном объеме. Главными причинами этого, видимо, являлась концентрация главных усилий и ресурсов на разработке системы Space Shuttle. Ее разработка востребовала 9 лет напряженной работы (от начала полномасштабной разработки в 1972 г. до 12 апреля 1981 г, когда челнок «Колумбия» сделал 1-ый испытательный полет) и значимых трат - приблизительно 10 миллиардов баксов. Но мысль АНК не погибла. Проекты таких аппаратов рассматривались и прорабатывались в США и Западной Европе фактически безпрерывно и в 1980-е и в 1990-е годы. Ну и сначала XXI века эта мысль все еще представляется симпатичной.

Источник: dogswar.ru