![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/def/316/1d3/def3161d3b12e497efe1bc672743741e.jpg)
ВВС США в 2001 году оформили MNS-заявку *(здесь и далее звёздочкой отмечены термины и сокращения, расшифровка, которых приведена в конце статьи) с изложением требований к «Оперативно адаптивной системе космического запуска» (ORS*).
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/51b/69f/7ce/51b69f7ceaed1b07dc1aa58fedf4f022.png)
Требованиям MNS включали в себя следующие основные базовые задачи:
— быстрое время отклика миссии (запуска);
— возможность старта( запуска КА*) с любой широты территории США и их союзников;
— доступность (себестоимость вывода 1 кг ПН* на НОО* ) как на основе каждого миссии, так и общая низкая стоимость программы (НИОКР).
В ответ на MNS, а также с учётом предполагаемых коммерческих потребностей рынка космических запусков, было предложено несколько концепций отвечающие этим требованиям.
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/2d8/c3a/ee1/2d8c3aee19daf4458acfa6e8675eede5.png)
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/950/a2a/c8d/950a2ac8d289ed3e36117205f96c9ff0.png)
Наиболее реалистичным оказался проект основанный на принципе «воздушного» старта. Rascal-Responsive Access Small Cargo Affordable Launch.
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/630/c9a/96b/630c9a96bda37d534df3834e17f9db81.png)
Воздушный старт (ВС) — способ запуска ракет или самолётов с высоты нескольких километров, куда доставляется запускаемый аппарат. Средством доставки чаще всего служит другой самолёт, но может выступать и воздушный шар или дирижабль.
Основные преимущества ВС:
— Как правило эта система(или часть её) является многоразовой с низкой себестоимостью вывода ПН* на НОО. Это обусловлено тем, что самая сложная технически первая ступень является и самой дорогой;
— Используется то, что на «халяву» дано нам мирозданием, а конкретно атмосферу. Вернее свойства атмосферы при движении или нахождении в ней физических тел: подъемная сила и/или архимедова сила, т.е. те факторы, которые для обычных РН вертикального старта является помехой;
— Система ВС не привязана к стартовому комплексу (СК) или стартовой позиции(СП), грубо говоря к дорогостоящему космодрому со всей инфраструктурой. И соответственно нет привязки к широте пуска (головная боль СССР и теперь уже России).
Фактически могут использоваться любые ВПП, как военные, так и гражданские необходимой категории;
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/f87/4ec/f0d/f874ecf0d7ef1f2b3fb3d8e31fce3271.jpg)
— Логистика (все элементы, в т.ч. и ЛА носитель-аэротранспортабельны), топливные компоненты- обычные топливные компоненты для летательных аппаратов нашего времени;
— Оперативность;
— Дешевизна компонентов системы и налаженное их коммерческое производство;
— Экологический аспект (зоны отчуждения под падающие ступени РН);
и т.д.
Существуют и недостатки:
— Малая масса выводимой ПН и ограничения на габарит КА;
— Практически( из-за массогабаритных ограничений носителя) достижимы лишь НОО или более высокие орбиты, с существенным уменьшением массы ПН;
— Сложности как расчетов, так и исполнения носителя, способного выдерживать около — и гиперзвуковые скорости (нагрев, теплозащита, аэродинамика и т.п.)
— Постоянно возимый балласт (запас топлива для возвращения и посадки первой ступени);
— Прочее
Начатый в марте 2002 года проект RASCAL представляет собой попытку, при поддержке и под эгидой ТТО* DARPA, разработки частично многоразовой системы космических запусков воздушного базирования, способной быстро и регулярно доставлять полезную нагрузку на НОО по очень экономичной цене.
Фаза II — 18-месячный этап разработки программы началась в марте 2003 года с выбором космической ракетной корпорации SLC (г.Ирвин, штат Калифорния), в качестве генерального подрядчика и системного интегратора.
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/ca4/220/f18/ca4220f18e580f99de086f5c5cba31b8.png)
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/011/18e/243/01118e243b8fae66f08b05e98299be75.png)
RASCAL опирается на архитектуру Spacelift воздушного базирования (ВКС*), состоящей из многоразового летательного аппарата
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/38d/e81/cbf/38de81cbf03af4f42d9d2a45741f61d5.png)
И ракету (разгонный блок) одноразового использования (ELV*), который в данном случае называется ERV*.
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/cc0/a90/98f/cc0a9098f3b13f907017f0363148e4b3.png)
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/927/ef0/a83/927ef0a83a20d8906d41ce4d5d363f7d.jpg)
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/1f1/ddf/787/1f1ddf78772da280cb47928eb866d905.jpg)
Турбореактивные двигатели многоразового транспортного средства исполнены в форсированном варианте, известном с 50-х годов -как MIPCC*.
Технология MIPCC прекрасно подходит для достижения высоких чисел Mach при полёте в атмосфере.
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/36a/98c/bd9/36a98cbd9be0c8a97060d6be3723935e.png)
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/386/4d3/8f7/3864d38f7cdcf27da6ec58a12c00cf43.jpg)
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/2f5/e6b/942/2f5e6b942c2a8ede1f40697a3fdc2e7b.png)
После достижения около гиперзвуковых скоростей(или гиперзвуковых с М>5) в горизонтальном полёте носитель делает аэродинамический маневр типа «динамическая горка» (Zoom Maneuver) и производит экзо-атмосферный (с высот более 50 км) пуск одноразовой ракеты(разгонной ступени).
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/757/7ef/0ac/7577ef0ac712fe4fa38534857cda6b85.png)
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/db9/498/754/db94987549e1299f3f4936f85937532d.png)
Высокая энерговооружённость ТРДД с технологией MIPCC не только допускает упрощенную двухступенчатую конструкцию ERV, но и значительно снижает структурные требования к ERV, который при таком профиле вывода не испытывает никаких существенных аэродинамических нагрузок.
Последующий повторный запуск по затратам, согласно прогнозам, будет ниже $ 750 000 на доставку 75 кг полезной нагрузки на НОО.
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/011/18e/243/01118e243b8fae66f08b05e98299be75.png)
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/1c6/87d/d38/1c687dd38f3e6dc4f23ca13a09770328.png)
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/11a/3a9/37e/11a3a937ea8ce9d7b5271fd47e0228dd.png)
Архитектура RASCAL также поддерживает цикл запусков между миссиями длительностью менее чем 24 часа.
В дальнейшем предполагается использовать и вариант с многоразовой второй ступенью системы.
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/ff8/b15/b8a/ff8b15b8a9bdb8ce326d00ab8890138e.png)
В 2002 году президент компании Destiny Aerospace г-н Tony Materna, воодушевлённый деньгами и перспективами DARPA, загорелся идеёй использовать для этой системы имеющийся в наличии и списанный американский одноместный, одномоторный сверхзвуковой истребитель-перехватчик с дельтовидным крылом Convair F-106 Delta Dart.
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/73e/041/a42/73e041a42232b50e534b5a072dee597b.jpg)
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/e48/83c/50d/e4883c50d1c0eb82e94af444fee7b264.jpg)
На самом деле на модификации Convair F-106B в 60-х годах уже испытывалась и применялась технология MIPCC.Если я не ошибаюсь на нём она и была разработана.
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/fc7/d14/685/fc7d146850dc7576e2e640c8a66ca662.jpg)
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/0a1/251/d35/0a1251d357e06223362832b04337e22f.jpg)
Очень жаль, что дешёвый и быстро реализуемый проект RASCAL на базе F-106 так и не сдвинулся с мертвой точки после почти двух лет исследований.
Небольшой флот из семи оставшихся летабельных F-106 доступных на базе Davis Monthan AFB AZ сначала был сокращен до 4-х единиц (три F-106 были переданы для музейных экспозиций в Castle CA, Hill AFB, UT & Edwards AFB, CA), а Tony Matern так и не дождался заинтересованности и инвестирования.
→ Read the Final Draft of that proposal below
Примечание. Аналогичный по принципу и со схожими параметрами проект разработани ведётся в России в ОАО «НПО «Молния» по тематике НИР«Молот». Подробности можно прочитать здесь и здесь.
Термины и сокращения помеченные «*»
MNS — Mission Need Statement= Официальное требование (заявка)
![image](https://habrastorage.org/r/w1560/getpro/geektimes/post_images/142/6a0/d5d/1426a0d5d8b36801ceb864e9771c8ba1.png)
→ MNS
ORS — Operationally Responsive Spacelift = система запуска КА с быстрым реагированием
![image](https://habrastorage.org/r/w1560/getpro/geektimes/post_images/c78/7c7/1a2/c787c71a2d2306c77301c852cdca30ba.png)
ВС — воздушный старт, ВКС(air-launched spacelift) = воздушно-космический старт.
Rascal — Responsive Access Small Cargo Affordable Launch=Доступная система запуска КА воздушного базирования с быстрым временем реакции.
![image](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/geektimes/post_images/f86/305/e28/f86305e2801c011a7ef4dfdfb55015bb.jpg)
КА — космический аппарат
LEO(НОО) — низкая околоземная орбита (Low Earth orbit)
![image](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b4/Comparison_satellite_navigation_orbits.svg)
![image](https://habrastorage.org/r/w1560/getpro/geektimes/post_images/c8d/a81/ad6/c8da81ad69ea4f2196b01674df480374.png)
ПН — полезная нагрузка
ВПП — взлётно-посадочная полоса
ELV — expendable launch vehicle
![image](https://habrastorage.org/r/w1560/getpro/geektimes/post_images/cc0/a90/98f/cc0a9098f3b13f907017f0363148e4b3.png)
→ ERV — Expendable Rocket Vehicle
MIPCC — Mass Injection Pre-Compressor Cooling = Технология представляет собой распыление воды только в передней части лопаток компрессора двигателя J-75, как только самолет приближается к Mach 3.
Это приводит к охлаждению перегретого воздуха на входе двигателя, как бы обманывая двигатель, симулируя его работу на более низком числе Маха.
Впрыск воды также увеличивает плотность потока через двигатель, а также его объем (секундный расход). Результат-ТРД выдает тем больше тяги, чем быстрее двигается ЛА.
Повышение тяги теоретически возможно на 100%, 200% и 300%, в зависимости от количество впрыскиваемой воды.
Этот метод также позволяет ТРД J-75 работать при гораздо более высоких высотах, чем его расчетные проектные показатели.
→ TTO — Tactical Technology Office
Использованы документы, фото и видео:
www.nasa.gov
www.yumpu.com
en.wikipedia.org
www.faa.gov
www.space.com
www.darpa.mil
robotpig.net
www.456fis.org
www.f-106deltadart.com
www.aerosem.caltech.edu
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/142/6a0/d5d/1426a0d5d8b36801ceb864e9771c8ba1.png)
→ MNS
ORS — Operationally Responsive Spacelift = система запуска КА с быстрым реагированием
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/c78/7c7/1a2/c787c71a2d2306c77301c852cdca30ba.png)
ВС — воздушный старт, ВКС(air-launched spacelift) = воздушно-космический старт.
Rascal — Responsive Access Small Cargo Affordable Launch=Доступная система запуска КА воздушного базирования с быстрым временем реакции.
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/f86/305/e28/f86305e2801c011a7ef4dfdfb55015bb.jpg)
КА — космический аппарат
LEO(НОО) — низкая околоземная орбита (Low Earth orbit)
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/c8d/a81/ad6/c8da81ad69ea4f2196b01674df480374.png)
ПН — полезная нагрузка
ВПП — взлётно-посадочная полоса
ELV — expendable launch vehicle
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/cc0/a90/98f/cc0a9098f3b13f907017f0363148e4b3.png)
→ ERV — Expendable Rocket Vehicle
MIPCC — Mass Injection Pre-Compressor Cooling = Технология представляет собой распыление воды только в передней части лопаток компрессора двигателя J-75, как только самолет приближается к Mach 3.
Это приводит к охлаждению перегретого воздуха на входе двигателя, как бы обманывая двигатель, симулируя его работу на более низком числе Маха.
Впрыск воды также увеличивает плотность потока через двигатель, а также его объем (секундный расход). Результат-ТРД выдает тем больше тяги, чем быстрее двигается ЛА.
Повышение тяги теоретически возможно на 100%, 200% и 300%, в зависимости от количество впрыскиваемой воды.
Этот метод также позволяет ТРД J-75 работать при гораздо более высоких высотах, чем его расчетные проектные показатели.
→ TTO — Tactical Technology Office
Использованы документы, фото и видео:
www.nasa.gov
www.yumpu.com
en.wikipedia.org
www.faa.gov
www.space.com
www.darpa.mil
robotpig.net
www.456fis.org
www.f-106deltadart.com
www.aerosem.caltech.edu
Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. Войдите, пожалуйста.
Перспективы воплощения в «металл» в нынешних реалиях?
50% «мёртво рождённое дитя», распил65
32.31% конкурент монополии Росскосмоса и китайцам42
33.08% Илон Маск подружится с Д.Трампом и не даст реализовать43
Проголосовали 130 пользователей. Воздержались 104 пользователя.