در سالهای اخیر ، توسعه شرکتهای خصوصی فعال در صنعت هوافضا مورد توجه متخصصان و عموم مردم قرار گرفته است. تعدادی از سازمانهای خارجی از این دست قبلاً چندین طرح متفاوت از کلاسهای مختلف با ویژگیهای متفاوت ارائه کرده اند. سازمانهای مشابهی در کشور ما نیز فعالیت می کنند. تا به امروز ، برخی از تحولات جدید در این زمینه ارائه شده است. بنابراین ، شرکت صنعتی لین پروژه ای از سیستم هوافضا Vyuga را ارائه کرد.
پروژه سیستم هوافضا Vyuga (AKS) توسط شرکت مس صنعتی Lin Industrial و با همکاری بنیاد Skolkovo ، به درخواست مشتری نامعلوم توسعه یافت. هدف این پروژه ایجاد یک سیستم دو مرحله ای قابل استفاده مجدد بود که برای قرار دادن افراد و محموله های مختلف در مدار طراحی شده بود. در عین حال ، به دلیل محدودیت ظرفیت حمل سیستم ، انجام مطالعات مختلف علمی و … به عنوان وظیفه اصلی در نظر گرفته می شود. علاوه بر این ، استفاده نظامی از این سیستم به منظور انجام عملیات شناسایی یا به عنوان حامل سلاح های با دقت بالا مستثنی نیست.
در شکل پیشنهادی ، سیستم "بلیزارد" تعدادی مزیت مشخصه دارد. این قابلیت استفاده مجدد از تمام اجزای سیستم ، استفاده از هواپیماهای حامل موجود ، امکان قرار دادن بار در مدارها در طیف وسیعی از گرایش ها و همچنین ایمنی محیط زیست را فراهم می کند. علاوه بر این ، استفاده از یک هواپیمای حامل امکان پرتاب محموله از مناطق مختلف کره زمین ، از جمله هواپیماهایی که از خاک کشور مشتری بلند می شوند را ممکن می سازد.
نمای کلی AKS "Blizzard" قبل از بلند شدن
پروژه Vyuga AKS شامل استفاده از مجموعه ای است که از سه جزء اصلی تشکیل شده است. عنصر اصلی که عملکرد بقیه را تضمین می کند ، هواپیمای حامل با مجموعه ای از پایه برای حمل بقیه تجهیزات است. همچنین پیشنهاد می شود از اولین مرحله با موتورهای موشک استفاده کنید ، که مسئول شتاب گیری به اصطلاح است. مرحله مداری دومی دستگاهی است که می تواند در جو و فراتر از آن پرواز کند. همه عناصر مجموعه "بلیزارد" باید بتوانند به پایگاه بازگردند.
به گفته توسعه دهنده سازمان ، ایجاد Vyuga AKS با مطالعه قابلیت های موجود و تعیین پارامترهای تجهیزات مورد نیاز آغاز شد. بنابراین ، بار مجتمع در سطح 450 کیلوگرم تعیین شد ، که به بار نزدیک نزدیک زمین کم می شود. ذکر شده است که ماهواره های تکنولوژیکی از نوع "فوتون" دارای پارامترهای مشابهی برای ظرفیت حمل هستند. علاوه بر این ، با در نظر گرفتن محاسبات برای عناصر مختلف مجموعه ، محدوده حامل های بالقوه سیستم تعیین شد.
تصمیم گرفته شد هواپیماهای ترابری نظامی An-124 "Ruslan" و An-225 "Mriya" را به دلیل ظرفیت حمل بیش از حد رها کند. ناو موشکی Tu-160 به دلیل تعداد کم وسایل نقلیه موجود از این نوع مناسب نبود. در نتیجه ، تنها هواپیماهای M-55X Geofizika ، MiG-31 و Il-76 در نظر گرفته شدند. محاسبات بیشتر نشان داد که Geofizika و MiG-31 نمی توانند به عنوان هواپیمای تقویت کننده برای سیستم هوافضا مورد استفاده قرار گیرند. این هواپیماها سقف عملی بالایی دارند اما بار کافی ندارند.با استفاده از آنها ، بار "Blizzard" نمی تواند از 50-60 کیلوگرم تجاوز کند ، که با محاسبات اصلی مطابقت نداشت.
طرح مونتاژ
بنابراین ، تنها حامل مناسب برای این سیستم هواپیماهای ترابری نظامی Il-76 بود. با این حال ، حتی در این مورد ، همه ویژگی های طراحی امکان استفاده از این تکنیک را بدون هیچ گونه تغییری ایجاد نکرد. محاسبات نشان داده است که برای انتقال و راه اندازی مراحل تقویت کننده و مداری ، هواپیما نیاز به تقویت سازه ای و نصب برخی تجهیزات جدید دارد. چنین تغییراتی امکان درک کامل مزایای موجود در قالب ظرفیت حمل بالا و همچنین جبران افت موجود در ارتفاع را در مقایسه با دیگر حامل های بالقوه ممکن می سازد.
پروژه "بلیزارد" در شکل فعلی مدرن سازی هواپیمای Il-76 را با استفاده از برخی واحدهای جدید فراهم می کند. در قسمت مرکزی محفظه بار هواپیما ، پیشنهاد شده است که یک خرپای پشتیبانی ویژه نصب شود که وزن سیستم های موشکی را مجدداً به عناصر قدرت هواپیما تقسیم می کند. این محصول سازه ای روباز با طول 12.9 متر ، عرض 3.3 متر و ارتفاع 2.7 متر با عناصر بیرون زده در قسمت فوقانی است که فراتر از بدنه امتداد دارد. در ابتدا ، پیشنهاد می شد که خرپا از پلاستیک تقویت شده با الیاف کربن ساخته شود ، اما بعداً ، به دلیل استحکام ، پروژه تغییر کرد. این محصول اکنون باید از عناصر تیتانیوم با قطر 85 میلی متر تشکیل شده باشد. در این حالت ، جرم خرپا 6 ، 2 تن است ، برخی از ساده سازی سازه ها با کاهش ضخامت قسمتهای قسمت زیرین خرپا امکان پذیر است.
پس از نصب خرپا روی هواپیما ، چندین گره در سطح بالایی بدنه آن ظاهر می شود تا در مرحله اول سیستم موشک متصل شوند. با کمک آنها پیشنهاد می شود هواپیمای حامل را با سایر عناصر مجتمع متصل کنید. کوه ها باید دارای سیستم های کنترلی باشند که امکان رهاسازی سیستم های موشکی در لحظه مورد نیاز را فراهم می کند.
بر اساس نتایج کار طراحی اولیه و تحقیقات با استفاده از مدل سازی کامپیوتری ، طراحان "Lin Industrial" ظاهر کلی اولین مرحله از AKS "Vyuga" را تشکیل دادند. این محصول باید یک هواپیمای موشکی نسبتاً بزرگ باشد که برای تسریع مرحله مداری پس از جدایی از هواپیمای تقویت کننده طراحی شده است. چنین روشهای کاربردی منجر به نیاز به بررسی برخی از ویژگیهای طراحی شده است. به ویژه ، توسعه یک بال و یک تثبیت کننده که برای عقب کشیدن سیستم موشکی از هواپیمای حامل پس از جداسازی طراحی شده بود ، ضروری بود.
طرح خرپایی برای نصب روی هواپیمای تقویت کننده پیشنهاد شده است
یک طرح نسبتاً ساده از مرحله اول پیشنهاد شده است. تمام واحدهای اصلی این تکنیک باید بر روی خرپایی کشیده نصب شوند که اساس ساختار است. در بالای خرپا ، پیشنهاد شده است که مخازن سوخت و اکسید کننده را نصب کنید ، که موتور باید در پشت آنها قرار گیرد. در این حالت ، مخزن عقب ، برخلاف قسمت جلو ، باید شکل پیچیده تری داشته باشد ، که برای قرار دادن صحیح مرحله مداری ضروری است. در قسمت زیرین خرپا ، بست هایی برای هواپیماها ارائه شده است. با توجه به تنش های مکانیکی و حرارتی مورد انتظار ، مرحله اول باید از بدنه پایینی محافظت حرارتی دریافت کند.
برای پرواز در جو بلافاصله پس از جدایی از حامل و هنگام فرود ، در اولین مرحله "کولاک" باید از مجموعه ای از هواپیماهای مختلف استفاده شود. پیشنهاد شده است که یک بال پایین در قسمت مرکزی بدنه نصب شود. یک واحد دم دو پره با تثبیت کننده های نسبتاً کوچک نیز توسعه یافته است. پیشنهاد می شود که یک چرخ دنده فرود در داخل قاب هوا نصب شود ، که برای بازگشت اولین مرحله به فرودگاه مورد نیاز ضروری است.
در حال حاضر ، گزارش شده است که شکل یکی از عناصر اصلی مرحله اول ، مخزن اکسید کننده ، شکل گرفته است.الزامات بالایی از نظر استحکام ، حجم ، سفت شدن و سایر پارامترها تا زمان نیاز به حداکثر تولید مایع پر شده به این محصول تحمیل شد. با در نظر گرفتن این الزامات و ویژگیهای اکسیژن مایع ، طراحی کلی مخزن تعیین شد. سطح جانبی استوانه ای مخزن باید از فیبر کربن با چسب اپوکسی ساخته شود و همچنین یک پوشش داخلی به شکل یک فیلم PMF-352 دریافت کند. دومی برای کاهش تأثیر منفی یک اکسید کننده درجه حرارت پایین بر روی قطعات کامپوزیت ضروری است. چارچوب و ته چسبیده به قسمت کامپوزیت پیشنهاد شده است که از آلیاژ آلومینیوم-منیزیم ساخته شود. بافل ها ، خطوط لوله و سایر قطعات ضروری باید در داخل مخزن نصب شوند.
نمای کلی مرحله اول
پیشنهاد شده است که یک موتور موشک تک محفظه ای با پیشرانه مایع با مشخصات لازم در قسمت دم مرحله اول نصب شود. نیروگاه ، با استفاده از نفت سفید و اکسیژن مایع ، باید سرعت خروج گاز را در سطح 3.4 کیلومتر بر ثانیه نشان دهد ، که به شما امکان می دهد پارامترهای رانش مورد نیاز را بدست آورید. سرعت طراحی مرحله اول حدود 4720 متر بر ثانیه است.
با طول کلی 17.45 متر ، اولین مرحله Vyuga AKS باید دارای وزن خشک 3.94 تن و وزن کامل پرتاب 30.4 تن باشد. بیشتر وزن اولیه سوخت است: 7050 کیلوگرم سوخت و 19.210 کیلوگرم اکسید کننده به
به بدنه عقب مرحله اول ، پیشنهاد می شود به اصطلاح وصل شود. یک مرحله مداری که برای حمل بار و پرتاب آن به مسیر مورد نیاز طراحی شده است. ویژگی های بارز عملکرد چنین تجهیزاتی منجر به شکل گیری نوع غیر عادی مرحله شد. مرحله مداری "کولاک" باید دارای شکل ساده ای از واحدهای بیرونی بدنه هوا باشد که قسمت فوقانی فیرینگ بینی و بخش بلوک دم نزدیک به بیضی شکل است. قسمت پایینی با روکش محافظ حرارتی باید کمی خمیده باشد.
در قسمت فوقانی بدنه مرحله مداری ، پیشنهاد شده است که یک محفظه چتر نجات ، یک محفظه تجهیزات کنترل قرار دهید ، که در پشت آن باید حجم زیادی برای جابجایی بار وجود داشته باشد. در زیر این محفظه ها محل نصب مخازن کروی و استوانه ای برای اجزای سوخت فراهم شده است. قسمت دم بدنه در زیر موتور قرار می گیرد. در قسمت بالایی بدنه می توان فلپ دریچه ای نصب کرد که برای نصب بار در محفظه مرحله و همچنین برای خارج کردن آن در هنگام انجام کارهای مختلف طراحی شده است. به طور خاص ، از چنین دریچه ای می توان برای استقرار صفحات خورشیدی هنگام استفاده از فضاپیما در پیکربندی مداری استفاده کرد.
شرح مرحله اول
در پروژه فعلی ، پروژه ویوگا شامل ساخت مرحله مداری به طول 5505 میلی متر ، عرض 2604 میلی متر و ارتفاع 1.5 متر است. جرم خشک مرحله مداری 950 کیلوگرم است. بار - 450 کیلوگرم همراه با سوخت و اکسید کننده ، دستگاه باید 4.8 تن وزن داشته باشد. در عین حال ، طبق محاسبات ، سهم نفت سفید 914 کیلوگرم و اکسید کننده 2486 کیلوگرم است. سرعت محصول باید تا 4183 متر بر ثانیه باشد.
اصول استفاده از سیستم هوافضا Vyuga بسیار ساده به نظر می رسد و اجازه می دهد تا محموله بار در مسیر مورد نیاز یا در مدار مرجع کم با حداقل هزینه های لازم قرار گیرد. برای آماده سازی کار ، بار مورد نیاز باید در محل نگهداری محموله در مرحله مداری نصب شود. سپس این دستگاه در مرحله اول قرار می گیرد و سیستم کامل بر روی پایه های هواپیمای تقویت کننده نصب می شود. پس از پر کردن مخازن هر دو مرحله با نفت سفید و اکسیژن مایع ، Vyuga AKS می تواند شروع به کار کند.
مرحله اول عملیات سیستم مستلزم عملکرد صحیح خدمه هواپیمای حامل است. IL-76 با عناصر "بلیزارد" روی بدنه باید به ارتفاع 10 کیلومتری برسد و با مسیر مورد نظر به منطقه پرتاب سیستم موشکی برود.علاوه بر این ، پیشنهاد می شود که جدا شود ، پس از آن مرحله اول باید از حامل دور شده و موتور مایع نگهدارنده را روشن کند. هواپیمای حامل به نوبه خود فرصت بازگشت به فرودگاه خود را پیدا می کند. پروازهای بیشتر به صورت مستقل و با استفاده از سیستم های کنترلی خود ما به صورت مرحله ای انجام می شود.
مرحله اول دارای سوخت مورد نیاز برای کارکرد موتور به مدت 185 ثانیه است. در این مدت ، مرحله مداری با صعود به ارتفاع معین شتاب می گیرد. با کمک مرحله اول ، Vyuga AKS باید به ارتفاع 96 کیلومتری برسد و مرحله مداری را به مسیر مورد نیاز برساند. پس از اتمام سوخت ، مرحله مداری کاهش می یابد. مرحله مداری به حرکت در امتداد یک مسیر مشخص ادامه می دهد ، در حالی که مرحله اول باید برنامه ریزی کند و دوره ای را به محل فرود بگذارد. با كاهش و كاهش سرعت ، مرحله اول سرانجام با استفاده از روش "هواپیما" باید با تجهیزات فرود موجود فرود آید. پس از فرود ، مرحله می تواند تعمیرات لازم را انجام دهد ، که به شما امکان می دهد دوباره از آن استفاده کنید.
نمای کلی مرحله مداری
پس از جداسازی ، مرحله مداری باید شامل موتور خود باشد و خروجی را از مدار معین انجام دهد. با بار کامل ، می توان موتور را به مدت 334 ثانیه با صعود به مدار با ارتفاع 200 کیلومتر کار کرد. پس از ورود به مدار با پارامترهای مورد نیاز ، بار قابل حمل در قالب تجهیزات علمی یا سایر تجهیزات می تواند کار خود را آغاز کند. با انجام وظایف محوله ، مرحله مداری می تواند به زمین بازگردد.
برای دور زدن ، پیشنهاد می شود از یک ضربه ترمز استفاده شود ، که مرحله مداری را به مسیر فرود منتقل می کند. با کمک حفاظت حرارتی و بدنه ساده ، مرحله بدون خطرات وارد لایه های متراکم جو می شود و به منطقه فرود می آید. در ارتفاع مشخص ، پیشنهاد می شود چتر نجات را باز کنید ، که مسئول فرود نرم دستگاه است. فرود "شبیه هواپیما" به دلایل فنی و عملیاتی ارائه نمی شود. پس از فرود ، تکنسین ها می توانند کار را با محموله بار شروع کنند. علاوه بر این ، برنامه ریزی شده است که مرحله مداری را با آمادگی بعدی برای پرواز جدید انجام دهد.
الگوریتم مشابهی برای استفاده از Vyuga AKS برای استفاده علمی پیشنهاد شده است. علاوه بر این ، امکان استفاده از چنین فناوری به نفع نیروهای مسلح در حال بررسی است. در این حالت ، سیستم هوافضا به جای مرحله مداری ، می تواند تجهیزات رزمی با ویژگی های مورد نیاز را دریافت کند. با این حال ، پارامترهای دقیق این نسخه از مجموعه هنوز مشخص نشده است. در حال حاضر ، تنها امکان ایجاد نسخه رزمی "Blizzard" در حال بررسی است و مناطق احتمالی کاربرد آن در حال تعیین است.
نسخه رزمی Vyuga AKS می تواند حامل یک سیستم ضربتی یا وسیله ای برای رهگیری فضاپیماهای دشمن باشد. در حالت دوم ، می توان کارآیی بالایی از کارهای رزمی را به دست آورد ، زیرا امکان استقرار نسبتاً ساده تجهیزات جنگی در مدارهایی با پارامترهای مختلف فراهم شده است. با این حال ، اجرای چنین ایده هایی می تواند با برخی مشکلات همراه باشد. اول از همه ، مشکلات باید با محدودیت جرم بار همراه باشد. حتی جایگزینی کامل مرحله مداری با یک سیستم رزمی ویژه ایجاد محصول با وزن بیش از چند تن را ممکن نمی سازد.
مرحله مداری ، نمای پایین ، پایین نشان داده نشده است. سفید بدنه ، آبی مخازن سوخت ، قرمز موتور ، نارنجی محفظه چتر نجات ، خاکستری محفظه بار است
معماری پیشنهادی سیستم هوافضا امکان دستیابی به برخی مزایا را نسبت به سایر مجتمع های مشابه دارد.مزایای اصلی پروژه ویوگا ، که می تواند تأثیر مثبت اقتصادی قابل توجهی را به همراه داشته باشد ، استفاده از هواپیماهای حامل موجود (با این وجود ، به تغییرات قابل توجه) و همچنین مراحل موشکی برگشت پذیر است. امکان استفاده چندگانه از مراحل اول و مداری ، الزامات خاصی را در طراحی آنها ، در درجه اول بر ویژگی های موتورها تحمیل می کند ، اما می تواند منجر به کاهش چشمگیر هزینه پرتاب های فردی شود.
دومین مزیت مشخصه پروژه عدم وجود "کراوات" با فضانوردان موجود است. سکوی پرتاب Vyuga AKS در واقع می تواند هر میدان هوایی باشد که بتواند هواپیماهای ترابری Il-76 را دریافت کند و دارای تجهیزات خاصی برای کار با سیستم های موشکی باشد. با تشکر از این ، پرتاب محموله به مدار را می توان تقریباً از هر نقطه روی کره زمین انجام داد. در نتیجه ، پرتاب نسبتاً ساده ای از محموله به مدار با شیب مورد نیاز ارائه می شود.
طبق داده های موجود ، در حال حاضر پروژه سیستم هوافضا Vyuga از شرکت Lin Lin در مرحله مطالعات اولیه است. ویژگی های کلی پروژه تعیین شده است ، اما مستندات فنی هنوز توسعه نیافته است. اطلاعاتی وجود دارد که بر اساس آن نسخه اولیه پروژه Vyuga تأیید مشتری را که توسعه آن را آغاز کرده است دریافت نکرده است ، و در نتیجه بدون بودجه باقی مانده است. با توجه به برآوردهای توسعه دهنده ، اولین مرحله از کار تحقیقاتی به مبلغ 3.2 میلیون روبل نیازمند بودجه است. کارهای بیشتر مستلزم سرمایه گذاری های جدید است. در عین حال ، برآورد زمان و هزینه های مالی مورد نیاز برای تکمیل پروژه هنوز روشن نشده است.
لازم به ذکر است که پروژه Vyuga AKS اولین چنین توسعه داخلی در کلاس خود نیست. کار در این جهت در کشور ما در دهه شصت قرن گذشته آغاز شد و توسط چندین سازمان به رهبری OKB-155 انجام شد. هدف پروژه Spiral ایجاد مجتمع با قابلیت استفاده از هواپیمای تقویت کننده مافوق صوت ، بلوک تقویت کننده و غیره بود. مدار هواپیما برای پرتاب محموله به مدار مجموعه آماده "مارپیچ" می تواند برای اهداف مختلف ، عمدتا در ارتش استفاده شود.
طرح استفاده از سیستم هوافضا Vyuga
از اواخر دهه شصت تا اواسط دهه هفتاد ، چندین نمونه اولیه از فناوری امیدوار کننده ساخته شد که در آزمایش های مختلف مورد استفاده قرار گرفت. به طور خاص ، وسایل نقلیه سری BOR چندین پرواز زیر مداری و مداری انجام دادند. برای آزمایش در جو ، از هواپیمای MiG-105.11 استفاده شد. پس از اتمام آزمایشات ، کار روی پروژه Spiral به پایان رسید. مشتری پروژه جدید Energia-Buran را امیدوار کننده تر دانست. برخی از نمونه های اولیه ساخته شده به عنوان بخشی از برنامه مارپیچ بعداً به نمایشگاه موزه تبدیل شدند.
از ابتدای دهه هشتاد ، NPO Molniya پروژه سیستم هوایی چند منظوره (MAKS) را توسعه داده است. پیشنهاد شد که یک هواپیمای حامل An-225 و یک هواپیمای مداری با یک مخزن سوخت اضافی در این سیستم قرار گیرد. بسته به پیکربندی ، مجتمع MAKS می تواند 7 یا 18 تن بار را به مدار برساند. هر دو نسخه بار اتوماتیک و سرنشین دار سیستم مورد توجه قرار گرفت.
به دلیل مشکلات اوایل دهه نود ، کار بر روی پروژه MAKS به پایان رسید. فقط در سال 2012 ، گزارش هایی از از سرگیری احتمالی کار و ایجاد نسخه مدرن این مجموعه منتشر شد. علاوه بر این ، امکان نهایی شدن پروژه موجود با استفاده از سایر هواپیماهای حامل و … ذکر شد. تا آنجا که معلوم است ، از آن زمان تاکنون هیچ پیشرفت خاصی در پروژه تجدید شده MAKS حاصل نشده است.
شرکت خصوصی موشکی و فضایی "لین ایندریال" در حال حاضر نسخه جدیدی از یک مجتمع هوافضای نویدبخش ایجاد می کند که قادر به حل مشکلات مختلف از نظر علمی و دیگر موارد است. در حال حاضر ، ظاهر کلی سیستم کار شده است و ویژگی های اصلی ، ویژگی ها و غیره مشخص شده است. با این حال ، این کار هنوز به دلیل کمبود بودجه نتوانسته پیشرفت بیشتری داشته باشد. زمان نشان می دهد که آیا شرکت توسعه دهنده سرمایه گذار پیدا می کند یا خیر و آیا می تواند پروژه جالبی را به اجرای عملی برساند یا خیر. اگر پروژه AKS "Vyuga" با راه اندازی مرحله مداری به فضا بتواند حداقل به آزمایش برسد ، این موفقیت بزرگی برای کل صنعت فضایی داخلی اعم از دولتی و خصوصی خواهد بود. با این حال ، هنوز از چنین موفقیتی دور است: پروژه هنوز به توسعه طولانی مدت نیاز دارد.
