Г.17 акс мигакс

Концепция МИГАКС (Рисунок Г. 23 – Общий вид АКС МИГАКС с гиперзвуковым самолетом - разгонщиком) представляет собой двухступенчатую систему выведения, состоящую из гиперзвукового самолета - разгонщика (ГСР) и воздушно-космического самолета с ЖРД. Стартовая масса АКС составляет 420 т, стартовая тяговооруженность 0,57. Разделение ступеней осуществляется при числе М  6. Обе ступени – крылатые, посадка – горизонтальная на аэродром.

Рисунок Г. 23 – Общий вид АКС МИГАКС с гиперзвуковым самолетом -разгонщиком

ГСР имеет комбинированную силовую установку (КСУ), состоящую из восьми двигателей. На первом участке разгона до числа М = 3,5 используются двухконтурные ТРД с форсажем (ТРДДФ) и частично ПВРД. На втором участке разгона (М = 3,5 – 6,0) используются только ПВРД (вход в ТРДДФ при этом закрыт). ТРДДФ со стартовой тягой 30 тс каждый используют в качестве топлива керосин (в основной камере сгорания) и водород (в форсажной камере). Топливом ПВРД является водород.

Применение на ГСР двух типов топлива придает дополнительные возможности АКС:

• автономность перебазирования и использование существующих аэродромов;

• обеспечение дозаправки в воздухе для выведения ПГ на приэкваториальные орбиты.

Аэродинамическая компоновка ГСР является интегральной с нижним расположением КСУ. Носовая часть фюзеляжа используется для поджатия входной струи воздуха, хвостовая часть – в качестве реактивного сопла КСУ. Двухконтурный плоский воздухозаборник с внутренней створкой, разделяющей в области горла поток по контурам ТРД и ПВРД, отработан экспериментально в аэродинамических трубах ЦАГИ. Прогнозируемый уровень коэффициента полного давления воздухозаборника по числу М полета определен на основе полученных в эксперименте данных с учетом влияния реальных свойств газа и аэродинамической компоновки аппарата.

Система МИГАКС обеспечивает выполнение экологических требований по минимальному воздействию на окружающую среду:

• в двигательных установках обеих ступеней применяются «экологически чистые» компоненты топлива: керосин, Н₂ и О₂;

• вследствие полной многоразовости системы не требуются отчужденные земли;

• уменьшается акустическое воздействие на поверхности Земли при запуске ЖРД на высоте свыше 30 км.

Масса топлива ГСР определена из условия максимума выводимого на орбиту ПГ с учетом последующего возвращения на стартовый аэродром. При такой схеме полета параллакс выведения составляет ~ 620 км.

ВКС выводится на орбиту при помощи 3-х кислородно - водородных ЖРД с общей тягой 200 тс.

Основные характеристики МИГАКС приведены в таблице Г. 11 [91], [92].

Таблица Г. 11 - Основные характеристики МИГАКС

Стартовая масса АКС, т в том числе – ГСР – ВКС	420 255 165
Масса ПГ на опорной орбите (Н = 200 км; i = 51) при полете с минимальным параллаксом, т	12,7
Масса возвращаемого ПГ, т	12,7
Параллакс при выведении без дозаправки ГСР, км	620
Параллакс с дозаправками керосином, км	до 5000
Боковая дальность спуска с орбиты ВКС, км	2500 – 4000
Стоимость разработки, млрд. долл.	7,0
Удельная стоимость выведения ПГ, долл./кг	1600

Располагаемый параллакс, равный 620 км, может быть существенно увеличен (без уменьшения массы ПГ) за счет использования дозаправок керосином в дозвуковом полете. Так использование 5 дозаправок от дозвукового самолета-заправщика (3 – в полете до разделения и 2 – на обратном пути) увеличивает располагаемый параллакс до 5000 км, что при взлете с территории России дает возможность прямого выведения на орбиты всех наклонений, включая экваториальные.

Проведенное исследование влияния числа М разделения ступеней (в диапазоне от 3 до 13) на облик двухступенчатой АКС показало [15], что результаты расчетов определяются, главным образом, характером зависимости весовых характеристик конструкции от температуры. Для рассматриваемых в настоящее время материалов характерен высокий градиент увеличения массы конструкции по температуре. С учетом этого оптимальное число М разделения ступеней составляет не более 6 – 7.

Проведенный риск - анализ базовых АКС МАКС-ОС и МИГАКС показал, что диапазон неопределенности массы ПГ и «сухой» массы системы МИГАКС существенно больше, чем у ракетной ступени МАКС. Таким образом, имеющиеся знания по весовым и экономическим характеристикам не дают достаточных оснований для утверждения об экономической эффективности двухступенчатой АКС с гиперзвуковым самолетом - разгонщиком. Окончательный вывод о целесообразности создания АКС с ГСР может быть сделан только с учетом всех полезных свойств АКС и решаемых задач, включая целевые. Вследствие этого для создания системы МИГАКС необходимы дополнительные исследования в области разработки ПВРД, многоразовой конструкции, работающей в условиях гиперзвукового полета, а также в области аэротермодинамики, динамики полета и др.

Г.19 АКС - спасатель

В настоящее время по-прежнему остается актуальной проблема создания малоразмерного орбитального корабля для доставки экспедиции (4 – 6 чел.) на Международную космическую станцию (МКС) и быстрого ее возращения на Землю.

В ЦАГИ предложена концепция АКС [96], [97], которая в отличие от МАКС основана на использовании самолета-носителя Ан-124-100 с грузоподъемностью до 150 т (Рисунок Г. 25 - Общий вид АКС - спасатель).

При этом обеспечивается аналогия с МАКС-ОС по аэродинамической компоновке ВТБ+ОС и энерго - массовым характеристикам. В двигательной установке ракетной ступени используется один двигатель РД-701. Затупления носка фюзеляжа и передних кромок крыла и оперения остаются неизменными. Для компенсации влияния масштабного фактора при переходе от МАКС к АКС‑С используется часть массы полезного груза ОС. Характеристики АКС‑С приведены в таблице Г. 12.

Таблица Г. 12 - Характеристики АКС‑С

Наименование	Значение
Стартовая масса системы, т	407
Масса снаряженного ДСН, т	175
Топливо ДСН, т	87
в т. ч. расходуемое	78,3
Масса РКС	150
Радиус полета, км	1900

Один из возможных вариантов компоновки ОС приведен на рисунке Г 25 в. Кабина пилотов (экипаж – 2 человека) установлена в передней части единого гермоотсека. Возвращение экипажа космической станции может быть осуществлено как в штатном положении «сидя» в креслах гермоотсека, так и в положении «лежа» (в аварийном режиме при необходимости срочной эвакуации).

Посадка экипажа в гермоотсек и выход из него могут осуществляться либо через передний и задний выходы при наличии сервисного модуля, либо через вертикальную шлюзовую камеру. Основные весовые характеристики ОС- спасателя приведены в таблице Г. 13.

Рисунок Г. 25 – Общий вид АКС - спасатель

Таблица Г. 13 - Основные весовые характеристики ОС - спасателя

Наименование	Значение в тоннах
«Сухая» масса ОС	11–12
Масса топлива	1,5–2,7
Масса экипажа	0,6
Масса полезного груза, т	0,7
Стартовая масса ОС	14,4–16,0