재사용 가능한 부스터 "코로나"

오늘날 우리 중 많은 사람들은 개인 회사 인 SpaceX로부터 미국의 부분적으로 재사용이 가능한 발사체를 알고 있거나 적어도 들어 봤습니다. 회사의 성공은 물론 정보 가이드의 영웅이 된 창업자 Ilona Mask의 성격과 함께 Falcon 9 미사일, SpaceX 및 우주 비행은 일반적으로 국제 언론의 페이지를 떠나지 않습니다. 동시에 러시아는 재사용이 가능한 로켓의 자체 개발과 똑같이 흥미로운 프로젝트를 진행해 왔으며 그 중 상당 부분은 알려지지 않았다. 왜 이런 일이 일어나고 있는지에 대한 해답은 분명합니다. Ilona Mask의 로켓은 정기적으로 우주로 날아가고 재사용이 가능하며 부분적으로 재사용이 가능한 러시아 로켓은 여전히 ​​프로젝트, 그림 및 프레젠테이션의 아름다운 그림입니다.

오늘 우주 발사


오늘날 Roskosmos는 재사용이 가능한 로켓의 주제를 놓친 시점에서 몇 년 전부터 다른 국가보다 앞서 있었던 개발 및 프로젝트를 진행하고 있다고 말할 수 있습니다. 러시아 재사용 로켓의 모든 프로젝트는 완료되지 않았으며 금속으로 구현되지 않았습니다. 예를 들어, 1992에서 2012으로 개발 된 재사용 가능한 1 단 코로나 운반 로켓은 절대로 논리적 결론에 도달하지 못했습니다. 우리가 오늘 볼 수있는 개발에서의 오판의 결과. 러시아는 미국 팔콘 9 로켓과 그 종류의 출현과 함께 상업용 우주 진수 시장에서의 진지한 진실을 잃었고, 또한 연중 완료된 우주 진입의 수보다 심각하게 열등했다. 2018의 결과에 따라 Roskosmos는 20 우주 발사에 대해 보도했으나 (1 회 실패) 2018는 TASS와의 인터뷰에서 Roscosmos Igor Komarov의 머리가 30 우주 발사가 연말까지 완료 될 예정이라고 말했습니다. 작년의 지도자는 39 우주 발사 (성공하지 못함)를 수행 한 중국이었고, 미국은 31 우주 발사 (성공하지 못한 우주 발사)를 뒤 따랐습니다.

현대 우주 비행에 관해 말하자면, 현대식 발사체 (PH)를 발사 한 총 가격에서 지출의 주요 항목은 로켓 자체라는 것을 이해해야합니다. 그 선체, 연료 탱크, 엔진 -이 모든 것들은 영원히 날아가고, 대기의 밀집한 층에서 화상을 입습니다. 그런 회복 할 수없는 낭비는 발사체의 발사를 매우 비싼 즐거움으로 만듭니다. 우주 센터의 유지 보수가 아니라 연료가 아니라 발사 전에 설치 작업이 아니라 발사체 자체의 가격이 주요 비용 항목입니다. 엔지니어링 사상의 매우 정교한 기술 제품은 몇 분 안에 사용되며, 그 후에는 완전히 파괴됩니다. 당연히, 이것은 일회용 미사일에도 해당됩니다. 돌아 오는 로켓을 사용하는 아이디어는 각 우주 발사의 비용을 줄이기위한 진정한 기회로 여기에서 시작됩니다. 이 경우 첫 번째 단계 만 반환해도 각 실행의 비용이 낮아집니다.


팔콘 9 발사체의 첫 번째 단계의 귀환


이것은 미국의 억만 장자 Ilon Musk에 의해 실현 된 유사한 계획이었으며 무거운 팔콘 9 부스터의 첫 번째 단계를 되돌려주었습니다. 이 미사일의 첫 번째 단계가 부분적으로 반환되는 동안 일부 착륙 시도는 실패로 끝나지 만 실패한 착륙 횟수는 2017 및 2018에서 거의 제로로 떨어졌습니다. 예를 들어 작년 10에서의 성공적인 첫 번째 터치 다운에는 단 하나의 좌절 만있었습니다. 이 새 해에 SpaceX 회사는 첫 단계의 성공적 착륙을 열었습니다. 11 1 월 Falcon 2019 로켓의 첫 번째 단계 인 9가 성공적으로 떠 다니는 플랫폼에 착륙했으며 재사용되었으며 9 월 18에 Telestar 2018V 통신 위성도 출시되었습니다. 현재 이러한 재사용 가능한 첫 단계는 완수 된 사실입니다. 그러나 미국의 사립 우주 회사의 대표자들이 그들의 프로젝트에 대해서만 이야기했을 때, 많은 전문가들은 성공적인 구현의 가능성을 의심했다.

오늘날의 현실에서, 몇몇 발사에있는 튼튼한 팔콘 9 로켓의 첫 단계는 반환 버전에서 사용될 수 있습니다. 로켓의 두 번째 단계를 충분한 높이로 가져 가면 70 킬로미터 높이에서 분리됩니다. 도킹 해제는 운반기 로켓 발사 후 약 2,5 분 후에 발생합니다 (시간은 특정 발사 작업에 따라 다름). PH로부터 분리 된 후, 첫 번째 단계는 설정된 방향 시스템을 사용하여 2 단계 작동 엔진의 불꽃에서 멀리 떨어지는 작은 기동을 수행하고 3 가지 기본 제동 조작에 대비하여 엔진을 앞으로 돌립니다. 제 1 단을 제동하기위한 착륙시 자체 엔진을 사용합니다. 리턴 스테이지가 출시에 한계를 부과한다는 사실은 주목할 가치가 있습니다. 예를 들어 팔콘 9 로켓의 최대 탑재량은 30-40 퍼센트만큼 감소합니다. 이는 제동 및 후속 착륙을위한 연료와 착륙 착륙 장비 (그리드 스티어링 휠, 착륙 지지대, 제어 시스템 요소 등)의 추가 질량을 확보 할 필요가 있기 때문입니다.

미국인들의 성공과 일련의 성공적인 발사는 세계에서 주목을받지 못했습니다. 이로 인해 부분적인 재사용 로켓을 사용하는 프로젝트의 시작에 대한 일련의 진술이 나오게되었습니다. 여기에는 돌아 오는 측면 가속기와 지구로의 첫 번째 단계가 포함됩니다. "로스 코스 모스 (Roskosmos)"대표도이 문제에 관해 연설했다. 회사는 2017 초기에 러시아에서 재사용 가능한 로켓을 만드는 작업 재개에 대해 이야기하기 시작했습니다.

재사용 가능한 부스터 "코로나"

크라운 부스터 - 일반보기


재사용 가능한 로켓 "Crown"및 이전 프로젝트

재사용이 가능한 미사일에 대한 아이디어가 소련에 종사했다는 점은 주목할 가치가있다. 국가의 붕괴 이후,이 주제는 사라지지 않았고,이 방향으로의 작업은 계속되었습니다. 그들은 Ilon Musk이 그것에 대해 말한 것보다 훨씬 일찍 시작했습니다. 예를 들어, 초고 소비에트 "에너지"로켓의 첫 번째 단원이 반환되어야합니다. 경제적 인 이유로 170 비행을 위해 설계된 RD-10 엔진의 수명을 실현해야합니다.

V. P. Makeyev State Rocket Center OJSC의 전문가에 의해 개발 된 Rossiyanka 운반선 로켓의 프로젝트는 덜 알려져있다. 주로이 회사는 군사 개발로 유명합니다. 예를 들어 러시아의 잠수함 함대에 현재 사용중인 R-29RMU Sineva 탄도 미사일을 포함하여 잠수함을 장착하기 위해 고안된 대부분의 국내 탄도 미사일이 탄생했다.

이 초안에 따르면 Rossiyanka는 2 단계 발사체였으며 첫 번째 단계는 재사용이 가능했다. SpaceX 엔지니어와 본질적으로 같은 생각이지만 몇 년 전. 로켓은 팔콘 21,5 로켓과 가까운 9의 낮은 기준 궤도에 수톤의화물을 운반하기로되어있었습니다. 첫 번째 단계의 반환은 표준 스테이지 엔진의 재 활성화로 인해 탄도 궤적을 따라 이루어져야합니다. 필요한 경우 로켓의 용량을 35 톤으로 가져갈 수 있습니다. 12 월 12 Makeev State Research Center는 재사용이 가능한 발사체 개발을위한 Roscosmos 경쟁에서 새로운 로켓을 선보였지 만 그러한 장치를 만드는 순서는 Baikal-Angara 프로젝트가있는 Khrunichev 주 연구 및 생산 우주 센터의 경쟁자에게 돌아갔다. SRC Makeyev의 전문가들은 프로젝트 수행 능력이 충분하지만, 충분한주의와 자금이 부족한 경우 불가능했습니다.




"바이칼 - 앙가라 (Baikal-Angara)"프로젝트는 더욱 야심적이었으며, 그것은 첫 단계의 지구로의 항공기 버전이었다. 격실의 높이에 도달 한 후 첫 번째 단계에서 특수 날개가 열리면 랜딩 기어가 달린 재래식 비행장에 착륙하면서 비행기를 따라 날아날 것입니다. 그러나 그러한 시스템 자체는 매우 복잡 할뿐 아니라 값 비싸기도합니다. 그녀의 부인할 수없는 장점은 그녀가 더 먼 곳에서 돌아올 수 있다는 사실 때문일 수 있습니다. 불행하게도,이 프로젝트는 결코 실행되지 않았고 때로는 기억되지만 더 이상은 아닙니다.

이제 세계는 이미 완전히 반환 된 발사 차량에 대해 생각하고 있습니다. Ilon Mask는 Big Falcon Rocket이라는 프로젝트를 발표했습니다. 그러한 로켓은 2 단계 구조를 취해야하며, 현대 우주 비행의 특징이 없다. 두 번째 단계는화물과 승객이 될 수있는 우주선과 통합되어있다. Superheavy의 첫 번째 단계는 엔진을 사용하여 우주선에 수직으로 착륙하여 지구로 다시 돌아올 예정이며이 기술은 이미 SpaceX 엔지니어가 잘 ​​개발했습니다. 우주선과 함께 로켓의 두 번째 단계 (실제로, 이것은 다른 목적의 우주선입니다.)는 우주선 (Starship)이라 불리며 지구 궤도에 진입합니다. 두 번째 단계에서는 우주 임무에 착륙하고 바다 플랫폼에 착륙 한 후 대기의 밀집한 층에서 제동을 수행 할 수있을만큼 충분한 연료가 남아있게됩니다.

유사한 아이디어에서, SpaceX에는 또한 손바닥이 없다는 것을주의해야한다. 러시아에서는 재사용이 가능한 런치 차량 프로젝트가 1990-s 이후 개발되었습니다. 그리고 그들은 다시 학자 V.P. Makeev의 이름을 딴 State Rocket Center에서이 프로젝트에 참여했습니다. 재사용 가능한 러시아 로켓의 프로젝트는 "Crown"이라는 아름다운 이름을 가지고 있습니다. Roscosmos는 2017에서이 프로젝트를 회상 한 다음이 프로젝트의 재개에 대한 다양한 의견을 제시했습니다. 예를 들어, 1 월 2018는 Rossiyskaya Gazeta에 나타났습니다. 뉴스 러시아는 재사용 가능한 우주 로켓에 대한 연구를 재개했다. 그것은 단지 로켓 운반 대 "왕관"에 관한 것이 었습니다.



미국의 Falcon-9 로켓과는 달리 러시아 코로나는 분리 가능한 단계가 없으며 사실은 이륙과 착륙의 단일 우주선입니다. 메이 예브 센터 (Makeyev Center)의 블라디미르 데기 타르 (Vladimir Degtyar) 총재에 따르면,이 프로젝트는 장거리 행성 간 유인 비행의 구현 방법을 개방해야합니다. 새로운 러시아 로켓의 주요 구조 재료는 탄소 섬유가 될 것으로 계획되어있다. 동시에 "크라운"은 200에서 500 킬로미터까지의 높이를 가진 낮은 지구 궤도에 우주선을 발사하기위한 것입니다. PH의 출시 중량은 약 300 톤입니다. 7에서 12 톤까지 출력 페이로드 질량. 크라운의 이륙과 착륙은 단순한 발사 시설을 사용하여 수행되어야하며이 외에도 해양 플랫폼에서 재사용 가능한 로켓을 발사하는 옵션이 개발 중에 있습니다. 이륙 및 착륙시 새 PH는 동일한 플랫폼을 사용할 수 있습니다. 다음 발사를위한 로켓의 준비는 하루 정도 걸립니다.

지난 세기의 90 이후 항공 우주 공학에서 단일 단계 및 재사용 로켓을 만드는 데 필요한 탄소 섬유 재료가 사용되어 왔다는 점에 유의해야합니다. 1990-ies가 시작된 이래로 Crown 프로젝트는 개발이 오래되었고 크게 발전했습니다. 초기에는 일회성 로켓에 관한 것이 었습니다. 진화 과정에서 미래의 로켓 설계가 더욱 간단 해지고 완벽 해졌습니다. 점차적으로, 로켓 개발자들은 날개와 외부 연료 탱크의 사용을 포기하고 재사용이 가능한 로켓 본체의 주요 재료가 탄소 섬유가 될 것이라는 것을 알게되었습니다.

재사용 가능한 로켓 "Crown"의 최신 버전에서, 질량은 280-290 톤의 마크에 가깝습니다. 이러한 대형 1 단 발사체는 수소 및 산소에서 작동하는 고효율 액체 추진 로켓 엔진을 필요로합니다. 별도의 단계에 배치되는 로켓 엔진과는 달리, 이러한 로켓 엔진은 이륙과 지구 대기권 밖의 비행을 비롯한 여러 가지 조건에서 서로 다른 고도에서 효과적으로 작동해야합니다. "Laval 노즐이있는 보통의 LRE는 특정 높이 범위에서만 효과가 있습니다."라고 Makeevsky 생성자는 말합니다. "이러한 이유로 우리는 쐐기 형 액체 엔진을 사용해야 할 필요성이 생겼습니다. 그러한 로켓 엔진의 가스 제트기 자체는 압력에 "적응"하고, 지구 표면과 성층권에서 충분히 높은 효율을 유지합니다.


닫힌화물 실과 함께 궤도 비행중인 PH "코로나", 렌더링


그러나 지금까지는 세계에서 소련과 미국에서 적극적으로 개발에 종사했지만이 유형의 작동 엔진은 없습니다. 전문가들은 재사용 가능한 Korona 런치 차량에는 모듈 형 엔진이 장착되어야한다고 주장합니다.이 엔진에서는 에어 웨지 노즐이 현재 프로토 타입이없고 실제로 실제로 작동하지 않는 유일한 요소입니다. 동시에 러시아에는 현대 복합 재료 및 부품 생산 기술자가 있습니다. 그것들은 OJSC "Composite"와 All-Russian 항공 재료 연구소 (VIAM)에서 아주 성공적으로 개발되고 적용되고 있습니다.

지구 대기권에서의 안전한 비행을 위해, 코로나 탄소 섬유 파워 구조는 이전에 부란 (Buran) 우주선을 위해 VIAM에서 개발되었고 그 이후로 중요한 개발 경로를 거친 열 보호 타일에 의해 보호 될 것입니다. "크라운의 주 열 부하는 고온 열 보호 요소가 적용된 코에 집중 될 것입니다. - 동시에 발사체의 확장면은 더 큰 지름을 가지며 공기 흐름과 예각을 이룹니다. 이러한 요소의 온도 부하가 적기 때문에 더 가벼운 재질을 사용할 수 있습니다. 결과는 1,5 톤의 순서로 절약됩니다. 로켓의 고온 부분의 질량은 열 보호의 총 질량에 대한 코로나의 6를 초과하지 않습니다. 비교를 위해 우주 왕복선 셔틀에서는 20 퍼센트 이상을 차지했습니다. "

재사용 가능한 로켓의 우아한 원뿔 모양의 형태는 엄청난 시행 착오의 결과였습니다. 개발자들에 따르면이 프로젝트를 진행하면서 수백 가지의 다양한 옵션을 고려하고 평가했습니다. "우주 왕복선이나 Buran 우주선과 같은 날개를 완전히 버리기로 결정했다"고 개발자들은 말한다. - 대기의 상층부에서 우주선의 날개 만 간섭한다. 그러한 우주선은 "철"보다 더한 극 초음속으로 대기에 진입하지 않으며 초음속에서만 그들은 수평 비행으로 나아 간다. 그 후 그들은 날개의 공기 역학에 완전히 의지 할 수있다. "



로켓의 원뿔형 축 대칭 형상은 열 보호를 용이하게 할뿐만 아니라 높은 비행 속도로 주행 할 때 우수한 공기 역학적 특성을 제공합니다. 이미 대기의 상층에있는 "크라운"은 로켓이 감속 할뿐만 아니라 기동을 수행 할 수 있도록하는 양력을받습니다. 이것은 착륙 지점으로 비행 할 때 RN이 높은 고도에서 기동 할 수있게하며, 앞으로는 제동 과정을 완료하고, 코스를 조정하고, 소형 션트 엔진을 사용하여 선미 측으로 돌리고, 지상에 착륙하게됩니다.

이 프로젝트의 문제는 자금 부족 또는 완전한 부재로 인해 코로나가 여전히 개발되고 있다는 것입니다. 현재이 주제에 대한 초안 프로젝트 만이 Makeev State Research Center에서 완료되었습니다. 2018에서 우주 비행 중의 XLII 학술 연구 결과에 따르면, 타당성 조사가 수행되었고 효과적인 로켓 개발 일정이 코로나 발사 프로젝트를 위해 작성되었습니다. 새로운 발사체를 만드는 데 필요한 조건을 조사하고, 개발 과정과 새로운 로켓의 미래 운용에 대한 전망과 결과를 분석했다.

2017과 2018의 Crown 프로젝트에 대한 소식이 쇄도하면서 침묵이 다시 나타납니다 ... 프로젝트의 관점과 구현은 아직 명확하지 않습니다. 한편, SpaceX는 2019 여름에 새로운 Big Falcon Rocket (BFR) 테스트 샘플을 준비하기 위해 이미 준비 중입니다. 테스트 샘플 제작에서 안정성과 성능을 확인하는 본격적인 로켓에 이르기까지 수 년이 걸릴 수 있지만 지금은 다음과 같이 말할 수 있습니다. Ilon Mask와 그의 회사는 손으로보고 만질 수있는 일을하고 있습니다. 동시에, 드미트리 메드베데프 (Dmitry Medvedev) 총리에 따르면, 로스 코스 모스 (Roskosmos)는 프로젝트를 마쳐야하고 미래에 우리가 어디로 날아갈 것인지 이야기해야한다. 적은 것을 말하고 더 많이 할 필요가 있습니다.

정보 출처 :
https://iz.ru
https://www.popmech.ru
http://www.spacephys.ru
https://vpk.name
https://rg.ru
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