Organisation | Sovjetunionens rumprogram |
---|---|
Masse | 275 tons (uden transportfly) |
Nyttelast (lav bane) | 7.000 til 18.000 kg (afhængigt af version) |
Program slutdato | 1991 |
Mandskab | 2 personer (bemandede versioner) |
Antal flyvninger | Ingen |
---|
De rumfart systemet MAKS (i russisk : МАКС for " Многоцелевая Авиационно-Космическая Система " som betyder "System Aerospace multi-purpose / multi-purpose") var et projekt sovjetisk af to-trins rumfartøjer lanceret fra et fly , hvis udvikling begyndte i 1988 , men blev aflyst i 1991 .
Hovedmålet med projektet var at dividere omkostningerne ved at sætte en nyttelast med en masse på syv tons i kredsløb ved ti ved at lancere ved hjælp af et meget stort fly An-225 - derefter redesignet An-325 - og begrænse brugen af ikke-genanvendelige elementer, som amerikanerne gjorde med deres program- rumfærge . Den anden fordel ved projektet var at give sovjeterne mulighed for at lancere rumfartøjer stort set hvor som helst på kloden, hvor Antonov opførte sig som en mobil affyringsrampe. Det blev derefter muligt at starte satellitter fra ækvator uden at have en pladsbase tæt på ækvator.
Tre varianter af projektet blev foreslået, med en første flyvning planlagt til omkring 2008 , men Sovjetunionen kollapsede, før den kunne afsluttes. Imidlertid er dens eksperimentelle fase til dato den eneste effektive implementering af en triergolmotor . Designet af den sovjetiske rumfærge Buran , som tog sin eneste flyvning videre15. november 1988, var også knyttet til projektet.
Udført af den sovjetiske producent NPO Molniya (ru) begyndte udviklingen af MAKS-projektet - internt udpeget 9A-1048 - i begyndelsen af 1980'erne under ledelse af Gleb Lozino-Lozinskiy (ru) baseret på de tekniske lektioner, der blev lært programmerne Spiral ( Спираль ), BOR ( БОР ) og endda Buran (som endnu ikke var fløjet). Af en meget bestemt teknologi blev den præsenteret for første gang for offentligheden i slutningen af 1980'erne .
Mellem 1976 og 1981 blev det bemærket, at lancering af Spiral- fly fra et stort transportfly var muligt og ville have en langt lavere pris end den gamle løsning, der blev betragtet, som brugte et supersonisk løfteraket . Designerne bemærkede derefter, at et rumplan med reducerede dimensioner ville tilbyde mange fordele i forhold til rumfærgen Buran , der var under udvikling. Blandt disse fordele tilbød systemet reducerede implementerings- og vedligeholdelsestider, større missionsfleksibilitet og en bredere vifte af anvendelig bane. Det var meningen at lancere nyttelast i kredsløb, arbejde på satellitter, der allerede er i kredsløb, og sende nyttelast tilbage til Jorden.
På flere punkter blev MAKS-konceptet anset for at være meget bedre end de begreber, der blev betegnet " system 49 " og " Bizan ", SSTO-typedesignet, der tillod drivmiddelbeholderen at blive frigivet i havet overfor lanceringsstedet, hvorimod for system 49 , lanceringer var kun mulige fra steder, hvor de første etaper kunne falde 2.000 km længere tilbage. Derudover var MAKS mere genanvendelig end Bizan , fordi alle de anvendte motorer blev genvundet, kun den eksterne tank blev ødelagt efter missionen (som for den amerikanske rumfærge). Endelig gjorde tilgængeligheden af An-225 transportfly det muligt at designe et rumplan med større dimensioner.
Den første skitse af MAKS-projektet brugte tre NK-45 raketmotorer , der brændte en kryogen blanding af ilt og flydende brint og udviklede en enhedsstød på ca. 900 kN i vakuum . Med en lanceringsmasse på 250 tons skulle det tillades, at en 7-ton nyttelast sættes i lav bane. Under design, triergol motor RD-701 (RU) ( russisk : РД-701 blev) valgt til at erstatte NK-45 . De densitet højere drivmidler han brugte effektiv til at reducere størrelsen og massen af den ydre tank, som tillades at øge den maksimale masse af nyttelast til 8,4 tons.
Undersøgelser indikerede, at den optimale lancering vinkel for MAKS var 45 ° , men for at opnå en sådan angrebsvinkel med et plan så stort som An-225 , var det nødvendigt at tilføje en raketmotor , en idé. Næppe acceptabel for designere fordi det ville også have straffet MAKS-rumplanets bruttomasse. Et layout og geometri af tanken og orbiteren blev endelig fundet og tillod, at der kunne opnås gode frigørelsesbetingelser uden at kræve tilføjelse af en raketmotor på Antonov-luftfartsflyet. Yderligere ændringer blev anvendt på den eksterne tank, da det oprindelige arrangement af drivtanke inde i sidstnævnte påførte uønskede strukturelle begrænsninger for luftfartsselskabet og komplicerede separationsoperationerne mellem det og kredsløb. Slutresultatet var en konfiguration, hvor rumfartøjet blev sat lidt op og "skubbet" sin ydre tank i kredsløb. Denne valgte løsning tilbød det bedste kompromis mellem masse og strukturel modstand, gjorde adskillelsen mellem luftfartsselskabet og orbiteren effektiv og tillod derefter også installationen af udstødningssæder til besætningen på rumflyet for at imødegå situationerne. Mest katastrofale nødsituationer.
Udført af Molniya og 70 underleverandører blev de indledende undersøgelser af MAKS-projektet, der omfatter 220 bind, afsluttet i 1988 . I dette projekt havde Antonov An-225 luftfartsselskab - der allerede blev brugt til at transportere Buran , som derefter var planlagt til at udvikle sig til An-325 - som også fungerede som et "normalt" transportfly, det særlige at fungere som affyringsrampe. til rumfartøjet og derefter udføre den rolle, der normalt tildeles et første trin på en konventionel raket . Skibet kunne således trækkes fra Antonov i en højde af 9000 m , en begyndelseshastighed på 900 km / t og med et tryk på 3900 k N . Den rolle, der spillede rollen som anden sal - "rumdel" strengt taget - blev derimod afvist i tre versioner:
I versionerne med et orbitalt plan ( MAKS-OS-P og MAKS-M ) skulle nyttelasten, der var placeret i en jordbane, være 7 tons. Hvis det sæt, der blev lanceret af Antonov, var en konventionel raketfase til engangsbrug ( MAKS-T ), steg nyttelasten til 18 ton i lav bane eller 5.000 kg i geostationær bane . Ved start havde alle versioner kombineret, alle elementerne, der udgjorde den anden fase - "rumdelen" - af MAKS-systemet en masse på 275 tons. Inkluderet luftfartsflyet var startvægten for hele MAKS-pakken 620 ton. Kun flyene - luftfartsselskab og orbiter - kunne genbruges; det eksterne reservoir, når det var til stede, var til engangsbrug.
Hovedformålet med MAKS-projektet var placering af varer og besætninger i kredsløb, inklusive beregnet til rumstationer . På grund af bærerakettens art og dets funktionsprincip kunne systemet også bruges til nødsituationer i forskellige baner, til redning af besætninger eller udstyr, til reparation af et beskadiget beboelsesmodul, forskellige eksperimenter. Forskere, militære efterretningsmissioner eller miljøovervågning under naturkatastrofer .
En vigtig fordel ved denne luftstarttilstand var fraværet af behovet for en lanceringsbase . Luftfartsflyet og dets "rum" -nyttelast kunne starte fra konventionelle flyvepladser - af rimelig størrelse - der simpelthen krævede tilstedeværelse af teknisk supportudstyr og tankning af de forskellige komponenter i MAKS. Den anden fordel ved MAKS systemet var brugen af relativt lav forurenende drivmidler , herunder for dets multimode triergol motor RD-701 (ru) (i russisk : РД-701 ), som kun anvendes en blanding af RP-1 / flydende brint og flydende ilt .
Udviklingen af projektet blev godkendt, men annulleret i 1991 , da modeller af orbiter og det eksterne reservoir allerede var afsluttet. En eksperimentel motor på omkring 90 kN af fremdrift og bruge 19 injektorer blev testet, demonstrerer i 50 tester sin gode funktion i sine to tilstande og en smidig overgang mellem dem. I lyset af programmets løfter, især en reduktion i en kredsomkostning med en faktor på ti, håbede designerne af MAKS-projektet stadig at finde midler til dets udvikling. Hvis dette var blevet mulig, burde det have flyvet allerede i 1998 .
I 1993 og 1994 udførte Bristish Aerospace , Molniya, Antonov og TsAGI på anmodning fra Den Europæiske Rumorganisation (ESA) designet af en demonstrant af et rumfly under projektnavnet RADEM. Denne, også kendt som MAKS-D (på russisk : МАКС-version , for " Демонстратор ", hvilket betyder demonstrator), var en ubemandet, nedskaleret version af det originale MAKS-fly til brug af en eksisterende raketmotor.: En enkelt RD-120 - motor, der driver den øverste fase af Zenit- medium løfteraket - og brænder en klassisk blanding af flydende ilt og RP-1 . Lanceret fra An-225 skulle MAKS-D nå en højde på 80 til 90 km og en hastighed mellem Mach 14 og Mach 15 .
Det eksperimentelle fly ES (på russisk : "ЭC" , for " Экспериментальный Cамолет ", hvilket betyder "eksperimentelt fly") ville have haft en affyringsmasse på 56 tons inklusive 45 tons drivmidler . Det ville have flyvet med hypersonisk hastighed over en afstand på 1.500 km og derefter automatisk vendt tilbage til land på dets startbase. Det blev tilbudt i tre versioner: Den første havde til formål at teste flyalgoritmerne , materialerne og motorgenanvendeligheden af MAKS-M- og I-HOTOL- projekterne - et britisk projekt til en enkelt-trins orbital launcher, der også kan genbruges, udviklet i samarbejde mellem de to lande -. Orbitalplanet havde en længde på 38 m og et vingefang på 24 m . Den anden version var tilsvarende, men modificeret til testning supersoniske forbrænding ramjets , også kendt som ” scramjets ”.
Den tredje version, som skulle være den sidste, var et orbitalplan med en bæreevne på to tons nyttelast. Forskellen med MAKS-T var, at MAKS-D-systemet var udstyret med en raketmotor første trin til lancering betegnet "RS" (til " Rocket Stage "), udstyret med en europæisk motor HM-7B - brugt til de øverste trin af mange Ariane- raketter - der opererer med LOX / LH2- blandingen . Sidstnævnte skulle lyse op fem sekunder efter frigivelsen fra Antonov-transportplanet og operere parallelt med RD-120 raketmotorer installeret på MAKS-D . Efter udmattelse af drivmidlerne indeholdt i RS-scenen, måtte sidstnævnte frigøres, og orbitalplanet måtte fortsætte sin opstigning mod kredsløb alene. Denne operation svarede til den for de første begreber i den eksperimentelle launcher X-34 fra NASA . Denne endelige version af MAKS-D var beregnet til at placere en nyttelast på 2000 kg i en kredsløb på 200 km ved 51 ° hældning.
MAKS-projektet modtog en guldmedalje - med udmærkelse - og en særlig pris fra den belgiske premierminister i 1994 på verdensmessen for opfindelser, videnskabelig forskning og industrielle innovationer " Eureka-94 ", der finder sted i Bruxelles .
I juni 2010Efter den første flyvning af X-37B USA , den russiske overvejede genoplive MAKS programmet.
I august 2012, erklærer den russiske kanal RIA Novosti i en artikel, at de russiske virksomheder Moniya og EMZ ( ЭМЭ , Экспериментальный машиностроительный завод ) arbejdede på realiseringen af et rumflyprojekt til realisering af suborbitale turistflyvninger. Dette omfattede visse karakteristika og visse elementer, der blev udviklet under Buran- og MAKS-programmerne. Allerede i 2006 arbejdede andre russiske virksomheder også med design af luftbårne systemer, der lignede MAKS-systemet. I Ukraine udviklede projektet sig i form af andre luftbårne systemer, såsom Svityaz , Oril og Soura .
MAKS-rumfartssystemet havde i sin MAKS-OS-P bemandede version en samlet startmasse på 620 tons og bestod af tre hovedkomponenter:
Den maksimale nyttelast var 6.600 kg for en polar bane i en højde af 400 km . I 1985 var MAKS-enhedens enhed, der var klar til en mission, 113 millioner dollars (eller 269 millioner i 2021).
Under en MAKS-lancering måtte Antonov An-225 - luftfartøjsflyet og dets rumfase tage af fra en lufthavn med de rigtige dimensioner og derefter nå det præcise punkt over Jorden, hvor scenen skulle lanceres. Orbital af MAKS-systemet. Hvis startpunktet var inden for 1.000 km fra hjemmebasen, flyvede flyet med sine egne brændstofreserver. Det forventedes, at det ville udføre en tankning under flyvning i tilfælde af, at det skulle nå en ækvatorial position for at udføre lanceringen. De geografiske startkoordinater blev direkte dikteret af de anmodede kredsløbsparametre.
I en højde af ca. 8700 m måtte flyet udføre en pre-lanceringsmanøvre med det formål at præsentere rumfartøjet i den ideelle konfiguration til faldet med den optimale højde, hastighedsvektor og vinkel. Denne manøvre bestod af en let næse-ned , hvilket reducerede højden til 6.800 m over en afstand på 7 km , derefter en næse-op, hvorunder flyet klatrede til 8.600 m og en hastighed på 900 km / t . frigørelsesproceduren blev derefter indledt, og orbiterens RD-171 raketmotor skulle tændes.
Når den ideelle lanceringsvinkel var nået, blev der indledt en procedure for at adskille rumplanet og dets eksterne tank fra transportørplanet. Rumforsamlingen skulle derefter begynde sin opstigning til kredsløb , mens An-225 vendte tilbage til sin base. Rumflyets luftdropsfase bestod af to faser:
Efter adskillelse fløj rumstadiet langs sin startvej, mens luftfartsflyet vendte tilbage til vandret vandret flyvning 8.200 m 20 km fra startpunktet for manøvren efter at have nået en højde på 8.800 m og derefter afsted igen mod sin hjemflyveplads . Da rumstadiet nåede en hastighed tæt på kredsløb, slap det af det eksterne reservoir, som faldt tilbage og blev ødelagt af spændingerne under atmosfærisk genindtræden . Banen blev alligevel valgt således, at elementerne i reservoiret, der overlevede genindgangen, faldt tilbage i havet. Efter adskillelse af den eksterne tank startede kredsløbsplanet motorerne i dets orbitale manøvreringssystem og afsluttede cirkuleringen af kredsløbet på dets interne tanke.
Når missionen var afsluttet, drejede flyet 180 ° og tændte dets manøvreringsmotorer igen for at reducere dets hastighed og sænke sin bane. Derefter udførte den en kontrolleret glidende atmosfærisk genindrejse og steg ned for at vende tilbage til sin hjemlige lufthavn.
For designerne af projektet var det alsidige MAKS-system at give betydelige fordele i forhold til de systemer, der indtil da blev brugt af Sovjetunionen eller andre verdensrumsorganisationer:
MAKS OS-P | MAKS-OS-B | MAKS-T | MAKS-M | |
---|---|---|---|---|
Startvægt (fra flyvepladsen) | 620 tons | |||
Massen af rumsamlingen (når den frigøres fra luftfartsselskabet) | 275 tons | |||
Orbiter masse | 26,9 tons | |||
Nyttelast (200 km bane ) : | ||||
• Hældning på 51 ° | 8,3 tons | 9,5 tons | 18 tons | 5,5 tons |
• hældning på 28 ° | 19 tons | |||
• 0 ° hældning ( ækvator ) | 19,5 tons | 7 tons | ||
Nyttelast ( 51 ° hældning ) : | ||||
• 400 km højde | 6,9 tons | 8 tons | 17,3 tons | |
• 800 km højde | 4,3 tons | 5,4 tons | 16,1 tons | |
• Geostationær bane ( højde 36.000 km , hældning 0 ° ) | op til 5 tons | |||
Besætningsmedlemmer | 2 | ingen (ubemandede versioner) | ||
Orbital højdeområde | 140 til 1.500 km | 140 til 36.000 km | ||
Nyttelastens rumlængde | 6,8 m | 8,7 m | 13 m | 7 m |
Nyttelastens diameter | 2,6 m | 2,7 m | 5 m | 4,6 m |
Orbital vippeområde: | ||||
• Startbreddegrad på 46 ° | 28 til 97 ° | |||
• Startbreddegrad på 18 ° | 0 til 97 ° | |||
Sideforskydning ved vender tilbage til jorden | op til 2.000 km | ingen (ikke-genanvendelig version) | op til 1.200 km | |
Landingshastighed | + 330 km / t | + 330 km / t | ||
Missionens varighed | 5 dage | 30 dage |
: dokument brugt som kilde til denne artikel.