Антон Тамонов – Первая Межпланетная... (страница 10)
— Нужно определиться с исходными данными, — Николай Николаевич провёл ладонью по бумаге, словно разглаживая невидимые морщины на её поверхности. Его палец остановился на цифрах в правой колонке: — ты пишешь здесь «20...30 км», «2,8...3,0 маха». Это диапазоны. Но нам нужны точные параметры. Как ты их получил?
Сергей провёл пальцем по цифрам, оставившим слабый графитовый след на бумаге. В этот момент он ощутил странную связь между этой чертой и тем, что когда-то рисовал в своём альбоме, давая волю своим детским фантазиям о полётах к Луне.
— Эти цифры — не просто диапазоны, — он обвёл их кружком, — это границы возможного. Верхний предел — для идеальных условий, когда мы сможем использовать весь потенциал системы. Нижний — для гарантированного минимума, который позволит системе оставаться работоспособной. Возможно разумным подходом будет ограничение массы полезной нагрузки на круговую орбиту высотой 200 км величиной, равной выводимой ракетами среднего класса, то есть 8…20 тонн, 20 тонн – желательно, 8 тонн – минимально необходимо. Это сопоставимо с грузоподъемностью существующих ракет «Союз-2» – 8 тонн на орбиту 200 км и «Протон-К», который вывел модуль «Звезда» массой 20 тонн. Создание более грузоподъемной системы представляется сложно реализуемой для воздушного старта. Для предварительного расчёта я взял массу полезной нагрузки 8 тонн с выводом на орбиту 350 км, с наклонением 45˚.
Николай Николаевич медленно кивнул, снял очки и протёр их краем рубашки, словно пытался очистить не только стёкла, но и собственное видение проблемы. Сергей продолжал.
— Что бы задаться параметрами самолёта-разгонщика, я отталкивался от параметров реально существующего самолёта МИГ-31, у которого максимальная тяга на форсаже 15500 кгс, максимальная скорость 3 463 км/ч, ≈2,83 маха, и практический потолок высоты 20600 метров. Самолёт разгонщик — один из основных элементов системы, его потребуется спроектировать с нуля, и это будет уникальный аппарат, имеющий аналог с истребителем МИГ-31 только по практическому потолку и максимальной скорости. Тягу двигателей придётся увеличить как минимум вдвое и разработка этих двигателей будет то же уникальной с точки зрения конструирования. Можно, конечно принять за аналог самолёта-разгонщика и бомбардировщик ТУ-160, но сложность и стоимость в этом случае возрастает многократно. В конечном счете, возможно, получится аппарат, имеющий некоторые аналоги с параметрами и МИГ-31 и ТУ-160.
— Ты представляешь, сколько времени уйдёт на проектирование только разгонщика? — Николай Николаевич постучал пальцем по схеме, оставив на бумаге едва заметную вмятину, — годы, и это если найдётся КБ, которое согласится за это взяться без госзаказа.
— Один из примеров рекордных сроков проектирования сверхзвукового перехватчика — создание МИГ-25, — не очень уверенно проговорил Сергей, проводя пальцем по схеме разгонщика. Но... — старт программы был дан 5 февраля 1962 года, а 9 сентября 1964 года начались заводские испытания опытной машины Е-155П! — Он поднял глаза на Николая Николаевича, ища подтверждения в его взгляде, — и это всё делалось почти с нуля, мы же будем делать проект на реально существующих аналогах... Мы отведём на это три года.
Николай Николаевич выдохнул через зубы, откинулся на спинку стула и замер, глядя в потолок. Его пальцы продолжали постукивать по столу — медленно, размеренно, как метроном, отсчитывающий секунды перед запуском. Сергей молчал, ожидая, что скажет этот старый конструктор.
— Три года, — наконец произнёс Николай Николаевич, опуская взгляд с потолка на Сергея. В его голосе не было ни сарказма, ни скепсиса — только холодный расчёт, — три года при условии, что ты найдёшь не просто КБ, а КБ, которое уже работало над подобными задачами. И не просто инженеров, а инженеров, способных мыслить вне шаблонов госзаказа, — он провёл пальцем по наброску разгонщика, затем резко перевёл руку к схеме орбитального модуля, — и это только первый сегмент. Всё остальное — станции, межпланетник, лунная база — это минимум десять лет даже при идеальных условиях. Ты готов к такому сроку?
— Я хочу очень быстро сделать эскизный проект и тогда, имея на руках конкретные расчеты, сделанные профессиональной кампанией, имеющей опыт в разработке проектов и проведении НИОКР, думать дальше. И пусть потом кто-нибудь скажет, что мы сумасшедшие романтики…
Сказав это Сергей неожиданно рассмеялся — резко, почти истерично, как будто выпуская наружу напряжение последних дней. Николай Николаевич вздрогнул от неожиданности, и даже очки сползли у него с кончика носа, чуть не упав. А Сергей, уже поймал кураж, и его понесло:
— Итак, вот то, что я смог прикинуть в расчёте:
Если на круговую предварительную орбиту у земли высотой 200 км выходим со скоростью полёта равной Vкп = 7,8 км/с., то для перехода на расчётную опорную орбиту 350 км, на которой будет располагаться база для отправки аппаратов к лунной орбите, потребуется увеличить скорость примерно до Vко = 7,9 км/с. Величина скоростного импульса для перехода с круговой орбиты высотой 200 км. на круговую орбиту высотой 350 км. будет примерно 100 м/с., это важно для определения скорости, которую мы получим на опорной орбите 350 км. Поскольку расстояние от центра Земли до круговой орбиты высотой 350 км. составляет 6721 км., расстояние от центра Земли до круговой орбиты высотой 200 км. составляет 6570 км., то Vк350 = 7,71 км/с, это важно для дальнейшего определения параметров, для расчёта импульса для схода с орбиты и импульса для разгона на выход на орбиту для отправки к Луне.
— Далее, — Сергей сделал паузу, отхлебнув остывающее кофе и продолжил: — оценка параметров запуска 8-тонного аппарата с самолёта на 200-километровую орбиту. Для вывода полезной нагрузки 8 тонн на низкую круговую орбиту высотой 200 км при старте с самолёта на высоте 20 км и скорости 3463 км/ч (≈962 м/с) получились следующие ориентировочные параметры:
— Круговая скорость на орбите 200 км: около 7,79 км/с.
— Период обращения: примерно 88,4 минуты.
— Требуемый прирост скорости (идеализировано): 3,94 км/с.
Оценка потерь:
— Гравитационные: ~0,40 км/с.
— Атмосферные: 0,20–0,40 км/с.
— Итоговый необходимый ΔV: 4,54–4,74 км/с.
Оценка стартовой массы ступени (при сухой массе ступени ≈10% от начальной):
Для реализации задачи потребуется аппарат, аналогичный одноступенчатой ракете стартовой массой от 34 до 62 тонн в зависимости от выбранного топлива, я склоняюсь к паре кислород/водород, что позволит значительно снизить стартовую массу, в этом случае удельный импульс (Isp) будет 450 против 320 у варианта с керосином, стартовая масса 51,1–61,9 тонн, сухая масса 5,1–6,2 тонн, полезная нагрузка 8 тонн, топливо 38–47,7 тонн.
Конец ознакомительного фрагмента.
Текст предоставлен ООО «Литрес».
Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на Литрес.
Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.