Станислав Зигуненко - Я познаю мир. Военная техника

"Челнок" проигрывает ракете и в другом. Судите сами: максимальный полезный груз "Шаттла" – от 14,5 до 29,4 т, а масса всей системы на старте около 2.000 т, то есть полезная нагрузка составляет 0,8–1,5% (в обычной ракете 2–4%).

Цифрами обозначены: 1 – французская система "Ариан"; 2 – английский космический самолет "Хотол"; 3 – немецкая авиационно–космическая система "Зенгер"

Но все это мелочь по сравнению с главным – низкой надежностью. У многих еще на памяти трагедия с "Челленджером" в январе 1986 года. Корабль взорвался через несколько секунд после старта из–за неполадок в стартовом ускорителе. Семь астронавтов погибли.

Так какими же путями пойдет развитие аэрокосмической техники? Варианты уже наметились. Конструкторы разных стран, в том числе и у нас, работают сегодня над модифицированным видом космического самолета. И можно выделить три направления в этих поисках.

Французские специалисты, разрабатывающие "Гермес", остались верны традиционной схеме. Они взяли за основу ракету–носитель "Ариан", модернизировали ее и оснастили вместо обычной капсулы космическим самолетом. Старт, как и полагается в такой схеме, будет происходить вертикально, а, завершив полет, "Гермес" спланирует на собственных крыльях и приземлится на бетонную полосу.

На случай аварии на старте предусмотрено, что капсула с тремя космонавтами будет отстреливаться от корабля и транспортироваться специальной двигательной установкой на безопасную высоту, после чего вступит в действие парашютная система.

Немецкие инженеры разрабатывают иную систему под названием "Зенгер". Их двухступенчатый корабль рассчитан на самолетный старт с обычного аэродрома. Первая ступень оснащена турбореактивными двигателями и поднимается на высоту 30 км, разгоняясь до скорости, в 6 раз превышающей звуковую. После чего со "спины" первой ступени стартует сам космический корабль, оснащенный водородно–кислородными ракетными двигателями. Управляет кораблем экипаж из двух человек, а кроме того, он может поднять еще 10 астронавтов и другой полезный груз.

Двухступенчатый корабль "Зенгер"

Посадку обе ступени совершают по–самолетному на аэродром, с которого стартовали.

Расчеты показывают, что стоимость доставки на орбиту в таком варианте будет в пять раз меньше, чем кораблем "Гермес". А еще практичные немцы полагают, что не составит большого труда со временем переоборудовать первую ступень и использовать ее в качестве гиперзвукового авиалайнера. Попутно с запуском космического корабля он смог бы перевозить до 200 пассажиров на расстояния свыше 12.000 км за два с небольшим часа.

А инженеры Великобритании вот уже несколько лет работают над созданием космического самолета "Хотол". Это будет одноступенчатый космический аппарат горизонтального взлета и посадки. Длина его около 55 м, а масса – 195 т.

В воздух такой летательный аппарат будет подниматься с помощью специальной тележки, что позволит уменьшить вес шасси, которое надо было бы делать весьма массивным для перегруженного топливом самолета. На первой стадии полета авиалайнер поднимут двигатели, работающие в обычном режиме – с использованием гиперзвуковой скорости, на высоте 30–35 км они переключатся на ракетный режим, для чего предусмотрены баки с жидким водородом и кислородом.

Ну а сотрудники научно–производственного предприятия гиперзвуковых систем "Нева" в Санкт–Петербурге предлагают и совсем новаторский проект. Он дерзки необычен хотя бы тем, что, опрокидывая привычные каноны, решает задачу создания гиперзвукового летательного аппарата "отпротивного". Судите сами. Стремительно мчащийся самолет в результате трения о воздух может нагреваться до сотен, а то и тысяч градусов. Чтобы избежать разрушения конструкции из–за потери раскаленным материалом прочности, обычно прибегают к соответствующим мерам – применяют жаропрочные сплавы, защитные покрытия и системы термозащиты. Петербуржцы же решили реализовать принцип активного энергетического взаимодействия конструкции с внешней средой. Тепло пропустят внутрь летательного аппарата, причем зло при этом обратится во благо!

"Аякс" в полете

Разрабатываемый ими самолет "Аякс" будет состоять как бы из двух вложенных друг в друга корпусов. Между ними располагается специальная система активного охлаждения, использующая реакторы химической регенерации топлива. В них поступают для исходного энергоносителя – традиционный авиакеросин и вода. И когда аппарат летит на гиперзвуке, часть кинетической энергии воздушного потока утилизируется для термохимического разложения жидкости...

Иными словами, между слоями обшивки помещают нечто вроде губки из термостойких материалов. Ее пропитывают водой, которая под действием наружного тепла и некоторых реагентов нагревается и разлагается на кислород и водород. Последний смешивают с керосином, получая топливо повышенной энергоемкости. Кислород же активно поддерживает горение. В итоге комбинированное топливо горит в пять раз лучше, чем, например, чистый водород, что позволяет придать воздушно–реактивному двигателю лучшую энергетику – большую мощность при меньших габаритах. Заодно сам летательный аппарат охлаждается столь интенсивно, что температура его поверхности, по расчетам, не превысит 800–850°С.

Схема многоцелевого высотно–космического самолета, созданного в Петербурге

И это не все. Часть обтекающего аппарат воздушного потока поступает в тракт уникальной двигательной установки. Она магнитоплазмодинамическая. Проще говоря, к прямоточному воздушно–реактивному двигателю добавлены магнитно–гидродинамический (МГД) генератор и такой же ускоритель. Гиперзвуковой воздушный поток сначала резко тормозится в искусственно созданном магнитном поле, тратя часть энергии на наведение электродвижущей силы. При этом выделяется около 100 МВт (электростанция такой мощности обеспечивает энергией город средней величины). Затем заторможенный и ионизированный воздушный поток поступает в камеру сгорания, где полыхает обогащенный водородом и кислородом керосин. Продукты сгорания устремляются через сопло наружу, создавая реактивную тягу. Если ее для режима полета окажется недостаточно, подключится питаемые от бортовой электростанции МГД–ускоритель. Он ускорит истечение продуктов сгорания, доведет скорость аппарата до 25 М, то есть до 25 скоростей звука, или первой космической скорости. Значит, при желании "Аякс" можно вывести и на околоземную орбиту.