Optimisé notion fusée de lancement de l'avion.

Auteur: Igor Makarov.

Partie 1.

Partie 2. Partie 3. Partie 4. Partie 5.

L'article est consacré à l'idée de création d'un cosmodrome mobiles de vol, compte tenu de la possibilité d'établir sur la base de l'avion Un -225 et la fusée ukrainienne Cyclone production -4. L'article traite de l'amplificateur de lancement de la stratégie de l'avion et fournit les calculs et les graphiques nécessaires.

Pertinence de l'article est de fournir un lancement de rappel de l'avion, qui comprend une combinaison de deux approches différentes pour le lancement du rappel de l'avion. La première partie de sa trajectoire de la fusée vole comme un avion. La deuxième partie de la trajectoire de la fusée surmonte l'aide d'un parachute de freinage et grâce à lui semble bonne position de départ.

L'étude a utilisé un procédé de construction d'un modèle mathématique dans l'environnement de programmation "Delphi-7» Pascal. Les auteurs ont construit un modèle mathématique du premier vol de l'amplificateur à l'aile après sa séparation avec l'avion. Le deuxième modèle mathématique a été créé pour décrire le vol du rappel après le tournage de surfaces d'appui et de freinage avec un tour à la position souhaitée pour la course suivante.

Mots-clés: démarrage de l'air, rappel, modèle mathématique, des surfaces d'appui, le freinage des aéronefs à voilure parachute ovalovidne.

L'histoire de l'aviation mondiale est étroitement liée à notre pays. Retour au siècle dernier, l'ingénieur 1910 Alexander Kudashev à Kiev, a construit le premier avion capable de voler réellement effectuer contrôlée (lorsque le pilote contrôle l'avion avec l'aide de la roue).

Aussi à Kiev a commencé sa carrière de l'aviation monde célèbre Igor Sikorsky. Non moins célèbre Oleg Antonov, qui a créé le plus grand avion de transport du monde An et An -124 -225, qui sont connus bien au-delà des frontières de l'URSS, ont également travaillé pendant de nombreuses années en Ukraine et a créé complexe de l'aviation, scientifiques technique la plus développée et moderne qui porte son Nom - l'entreprise d'État im.O.K.Antonova.

Notre pays, il y a une puissance spatiale, parce que dans notre pays exploite des géants tels que l'industrie spatiale CB « Sud » et « Pivdenmash », sont engagés dans non seulement boosters de production et de satellites, mais aussi pour les produire à l'usine de production. Il est par ces entreprises de l'Ukraine est impliqué dans de nombreux projets internationaux, tels que le projet d'un nouveau type de moteur « Vega » (sous les auspices de l'Agence spatiale européenne), « Sea Launch » (lancement de la fusée porteuse de la plate-forme de la mer dans l'océan Pacifique), où la fusée ukrainienne Zenit - 3SL utilisé comme principal porte-satellites, le traitement des missiles balistiques intercontinentaux « Dniepr » pour le lancement de petits satellites; projet « Cyclone -4» en collaboration avec l'Agence spatiale brésilienne pour le lancement depuis le cosmodrome de « Alcantara » et bien d'autres projets.

Dans cet article, nous proposons un nouveau projet sous le nom de "Air Launch". Le projet prévoit commencer lanceur "Cyclone -4» de l'un aéronef - 225 «Mriya».

Le volet économique du projet

L’idée même de lancer une fusée de rappel depuis un avion n’est pas nouvelle, car même au XXe siècle, dans des pays tels que l’Union soviétique et les États-Unis d’Amérique, des scientifiques ont développé des projets basés sur divers aéronefs, mais aucun de ces projets n’a été mis en œuvre. Cependant, l'idée de construire un cosmodrome mobile a été mise en œuvre dans le projet international «Sea Launch». Il s'agit d'une plate-forme de production pétrolière offshore rénovée, située dans les eaux neutres de l'océan Pacifique et capable de se déplacer de manière à être aussi proche que possible de l'équateur lors du lancement d'un propulseur, car chaque écart de degré par rapport à l'équateur entraîne une augmentation de la vitesse de 100 m / s. qui affecte négativement les capacités énergétiques du lanceur. 

Le navire de commandement (derrière la plate-forme) et la plate-forme de lancement du cosmodrome international Sea Launch. 

Merci à ce booster de transport, d'économie booster de démarrage de l'avion environ 2-2,5 millions.

Stratégie de lancement

Air Launch - un moyen de lancer des roquettes ou des aéronefs d'une hauteur de plusieurs kilomètres, livré la machine de fonctionner. Les véhicules de livraison sert souvent un autre plan, mais peuvent aussi servir d'un ballon dirigeable ou

Avec le lancement de Air devrait mettre en évidence le "Air lancement en orbite." Lancement de l'air en orbite - une méthode de lancer les boosters et / ou engin dans les airs des avions à réaction au décollage horizontal fois subsoniques et supersoniques ainsi. Lorsque cette méthode est utilisée pour lancer une avantages extraordinaires sur des missiles conventionnels de lancement verticaux, y compris en réduisant le poids, la puissance et le coût de la lutte contre les missiles.

Au sol, une fusée d'appoint est chargée sur un aéronef avec des surfaces d'appui fixées à l'aide d'un mécanisme de levage spécial (de conception similaire à une plate-forme élévatrice pour le véhicule orbital Bourane utilisé pour lever une cargaison (Bourane) au 25, en l'abaissant à l'aide de grues à la hauteur nécessaire pour charger et joindre le navire à l'aéronef). Des schémas de tels dispositifs existent, ce qui facilite la mise en œuvre de ce développement dans la vie. 

Après ces opérations, l'avion monte en flèche et envoyé à la zone de départ. Sur le bord de l'avion de lancement doit monter 10000 m et atteindre le taux (calculé) nécessaire (860 km / h). En atteignant ces avions de performance de vol provenant du système de commande automatique est sortie à un angle d'inclinaison en degrés 10. À ce stade, le système effectue une séparation automatique des verrous qui maintiennent le missile - support dans l'avion. L'étape suivante va quitter le booster et manoeuvrer l'avion. Avion fait une manœuvre d'évitement pour abaisser et booster effectue une manœuvre « slide ». A propos de manœuvre rappel décrit ci-dessous. S'il vous plaît se référer au missile de l'aéronef manoeuvrant aéronef commence après l'éjection du freinage et réduction avec le côté rouleau simultanée (rouleau latéral gauche ou vers la droite dépend de la direction du vent au moment de l'éjection à partir de l'amplificateur de l'aéronef). Rocket après avoir atteint le début le maximum pour diminuer l'altitude de manœuvre et la numérotation rapide. L'avion a décollé de la trajectoire de la fusée vers le terrain d'aviation. La fusée avec les organes de commande (ailerons, les ascenseurs, la gouverne de direction) se stabilise et suit une trajectoire prédéterminée. Après avoir atteint la hauteur lorsque l'angle de tangage du missile est faible (environ - 9360m) maintenu des surfaces d'appui de tir et libérer le parachute stabilisateur. Après l'ouverture de l'entonnoir se poursuit la réduction de la vitesse et de booster d'inversion avec sa sortie à une position verticale par rapport au centre de gravité. Après avoir effectué ces rappel des actions démarre les principaux moteurs de la première étape, les pousses de parachute et commence drug mode de vol normal.

Une stratégie de développement similaire et le menu Démarrer de l'air

L'auteur a considéré que les analogues qui lancent des roquettes pesant au moins 15 tonnes, en fait, ces véhicules de lancement ont les caractéristiques d'énergie nécessaires à un usage commercial. Dans les 1960-s et plus tard aux États-Unis ont été créés ces boosters lancés depuis des avions, des avions de fusées expérimentales, y compris le premier avion supersonique - habité suborbital spaceplane Amérique du Nord X -15, comme Bell X -1, Lockheed D - 21 Boeing X - 43 etc ... Similaires (mais pas suborbitaux) les systèmes étaient aussi en France (Leduc), et d'autres pays. spaceplane de lancement d'air a été utilisé pour tester l'entreprise dans un vaste programme de système de transport spatial réutilisable navette spatiale. Le premier des projets système d'air de lancement AKS détaillé a été « non réalisées en spirale» 1960- x - 1970-s avec hypersoniques overclockers samoleta-, fusée et le plan orbital. début de l'air a été utilisé pour le vol subsonique samoleta- analogique son plan orbital.

Projets américains: aux États-Unis, le système a longtemps été mis en œuvre par Pegasus (RN) / L-1011 (avion). Développé par Orbital Sciences Corporation. Le lancement est effectué à l'aide d'un avion L-1011 de la Lockheed Corporation, spécialement équipé pour cela. La séparation de la fusée de l'avion porteur se produit à une altitude de 12 km. La masse du transporteur - 18500 kg (Pegasus), 23130 kg (Pegasus XL) La masse de la charge utile lancée en orbite terrestre basse par le transporteur Pegasus peut atteindre 443 kg. Coût de lancement (1994) - 11 millions de dollars EU. De 1990 à 2008, seuls 40 lancements du porteur Pegasus ont été réalisés, avec des satellites artificiels en orbite, dont 3 ont échoué. Un autre système est en cours d'élaboration et il existe d'autres projets ACC.

Avions et booster Lockheed -1011 "Pegasus"

projets ukrainiens - russes: en Russie a demandé d'élaborer des projets de jeu de dollars et « Launch Air ». Le premier projet de spaceplane avec du carburant externe passe de la carte des avions super-lourds AN - 225 (325) «Dream ». L'élément principal du deuxième projet est un lourd Antonov spécialement modifié - 124- 100Vse « Ruslan », à bord duquel, à une altitude d'environ 10 km du Rocket Center État développé « Design Bureau. Makéev « est conduite dite » booster de lancement de mortier » qui fournit la charge utile en orbite calculée. Il y a aussi des projets « Burlak » et d'autres où le pH d'un satellite est lancé à bord d'avions différents boosters Tu -160, un -124, Tu - 22M.

projets ukrainiens: en Ukraine avec le soutien samoleta- Un -225 développé des projets AKC "Svityaz" (LV Zenit) AKRK "Eagle" et "Lybid" (de spaceplane ailé). Un rappel d'avion -225 -100 développé Oleg Antonov ASTC, et une modification de la base de l'AN - 225 «Mriya». Avion installé un équipement spécial pour la fixation du servomoteur sur le fuselage, situés à l'intérieur des cabines pressurisées à bord du matériel de départ et les opérateurs sont nécessaires pour mettre en œuvre le début de RN. Booster « Svityaz » est créé sur la base des composants, des assemblages et des véhicules de lancement des systèmes « Zenit ». Il est construit sur un schéma en trois étapes. Il utilise des gaz propulseurs non toxiques - oxygène liquide et du kérosène. Dans la dérivation d'un engin spatial en orbite géostationnaire de rappel est équipé avec un degré d'apogée à propergol solide.

AKRK "Eagle" complexe aviation -kosmichesky deux étapes. Comme la première étape du plan complexe va booster le développement de l'aviation Kiev scientifique - Complexe technique. Antonov AN - 124 («Ruslan"). La deuxième étape sera un développement booster de charge utile Dnepropetrovsk CB «Sud», qui devrait commencer avec le support du fuselage.

Dans les premiers stades de la AKRK ukrainienne « Eagle » est un vaisseau spatial à usage unique. À l'avenir, sera envoyé dans l'espace et revenir sur Terre, et aussi engins spatiaux multiples. Par contraste avec le lancement de rappel « navette » et « Buran » seront réalisées non pas avec les médias de la suspension externe, et à partir du milieu, qui est, avec le fuselage. Dans le monde, il n'y avait pas de scientifiques - des solutions techniques. Un tel système est exécuté sur une orbite proche de la terre des charges utiles a un certain nombre d'avantages. Cette amélioration AKRK de conception aérodynamique en général, plus la branche de sécurité de la deuxième étape du booster, techno plus optimale - la performance économique, la hausse des performances de dissimulation des problèmes de AKRK de double fonction (comme purement scientifique et commercial, ainsi que spécial, à des fins militaires) .

 Projet kazakh-russe: le Kazakhstan propose le projet AKS Ishim (MiG-31 + РН). Des projets AKS avec lancement aérien d'avions spatiaux ont été créés en Allemagne (Senger -2), au Japon (ASSTS), en Chine (prototype Shenlong et AKC de la prochaine génération), etc. Avec l'aide d'un lancement aérien, des avions spatiaux privés sub-orbitaux SpaceShipOne, SpaceShipTwo, M -55 sont lancés et d'autres projets similaires. Le projet Stabilo ARCASPACE, en Roumanie, prévoit un lancement aérien à partir du ballon d'une fusée sous-orbitale habitée.

Le principal concurrent du lancement de la stratégie, proposée dans un Russe, avec l'AN - 124- 100Vse parce homologue américain a un poids fois 10 inférieure de la charge utile. Le principal facteur, qui ne permet pas de réaliser et commerciale de la stratégie de lancement spatial russe est un "mortier" tir de missiles de l'avion. Maintenant, les experts russes travaillent à résoudre ce problème. Le premier lancement est prévu pour 2015 année.

Mise sur le plan PH An-124 "Ruslan".

Avion de transport lourd polyvalent Une - 225 «Mriya"

Développement de l'avion, pour déplacer les objets encombrants de systèmes spatiaux (en Vol H vidéoconférence "Energia - Bourane".) A commencé en 1985 année. Un premier vol -225, construite dans l'usine de l'avion Kiev, a été réalisée en Décembre 21 1988, 13 et 1989 mai -225 Un déjà déplacé "Bourane" avec Joukovski à Baïkonour. Cet avion a été trouvé 106 records du monde.

conception d'aéronefs

Fuselage. Il dispose de deux ponts: le sommet est l'équipage de cabine et le personnel de cabine de préposé, pièces de service (cuisine, vestiaire, toilette), ci-dessous - la cabine de fret. Il est possible de placer des charges allant jusqu'à 250 tonnes. Pour assurer l'utilisation de chargement et de déchargement rampe et gruzolyuk avant.

Wing. L'aile est faite d'objets longs (jusqu'à 30 mètres) panneaux pressé. Les panneaux sont reliés entre eux fixation de titane, d'étanchéité et fournit un niveau élevé de résistance.

Le plumage de l'avion. Dvuhkilevoe. Le stabilisateur a une durée 30 mètres, présente un caisson fait de panneaux moulés à partir de tôles laminées et alliages d'aluminium. L'ascenseur comporte six sections, trois de chaque console. ASCENSEUR - deux sections sur chaque ailette.

Châssis. Se compose d'un train avant à deux montants et d'un train d'atterrissage principal à quatorze montants. Toutes les jambes de force ont une capacité de libération divisée pour éviter d'atterrir sans train d'atterrissage. Le châssis dispose également d'un système de contrôle du poids et du centrage. Les freins sont en carbone.

Moteurs. L'avion An-225 est équipé de moteurs D-18T (la poussée de départ d'un moteur est de 23,06 tonnes). Le moteur est un turboréacteur à trois arbres avec une consommation de carburant de 0,57 kg de poussée par an en mode croisière.

Systèmes Tous les systèmes de l’avion sont hautement automatisés et ne nécessitent que peu d’attention de la part de l’équipage pendant le vol. Leurs performances sont prises en charge par les ordinateurs de bord 34. Les complexes de vol - navigation et radio-techniques permettent le contrôle de l’avion en mode automatique et manuel à toutes les étapes du vol, ainsi que le traitement et la transmission aux systèmes de bord de l’avion et des voyants du cockpit de toutes les informations de vol / navigation nécessaires. Le système de contrôle comprend un système de contrôle de direction électrohydraulique avec une redondance quadruple et un système de contrôle électrique à distance pour la mécanisation des ailes avec une double redondance. Le complexe hydraulique se compose de quatre systèmes hydrauliques principaux et de deux systèmes de secours assurant le fonctionnement des surfaces de direction, la mécanisation des ailes, le soulèvement et le largage du châssis, l’ouverture et la fermeture des trappes et des portes. 

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