„Ptak Rukh” o nieznanym przeznaczeniu
System Stratolaunch, który obecnie istnieje za prywatne pieniądze, został koncepcyjnie opisany na początku lat 90-tych ubiegłego wieku przez grupę inżynierów z Centrum Badań nad Lotami. Dryden na zlecenie NASA. Start powietrzny został opracowany w związku z jego wszechazymutalnym charakterem, czyli możliwością startu w dowolnym kierunku. Klasyczny start rakiety z naziemnych portów kosmicznych wymaga manewrów przestrzennych, które pochłaniają znaczną część rezerwy paliwa. A lotniskowiec może w łatwy i naturalny sposób zmieniać kurs, obierać najkorzystniejsze kursy równikowe i wystrzeliwać satelity (w tym podwójnego zastosowania) na orbitę geostacjonarną. Należy także pamiętać o tzw. strefie wykluczenia, która musi istnieć w pobliżu kosmodromów – na jej terytorium spadają śmieci ze stopni dopalaczy rakiet. Format takich stref może sięgać kilku tysięcy kilometrów kwadratowych z poważnymi ograniczeniami w jakiejkolwiek działalności gospodarczej na ich obszarach.
Burta Rutana. Źródło: popmech.ru
Jak zawsze w Historie nietrywialnych pomysłów istnieje aktywna osobowość, która włożyła wiele wysiłku w przełożenie ich na rzeczywistość. Tak było w przypadku projektu Stratolaunch projektanta samolotów Burta Rutana, który zaproponował porzucenie wadliwego, jego zdaniem, pomysłu przekształcenia istniejących latających „superciężkich” do startu w powietrzu. A projektów było wiele - proponowano wyposażenie An-225 o maksymalnej masie startowej 640 ton w 250-tonową rakietę, która z kolei dostarczyłaby na orbitę nie więcej niż 12 ton ładunku. Ale obliczenia komercyjne wykazały, że aby wyjść na zero, trzeba wyrzucić na orbitę co najmniej 20-25 ton masy netto, a masa samolotu lotniskowca w tym przypadku przekroczy 1000 ton. I wszystko byłoby dobrze - nie ma szczególnych teoretycznych trudności w złożeniu takiej maszyny, ale gdzie wyląduje taki gigant? Utworzenie jednego lub dwóch portów lotniczych i kosmicznych dla samolotów tej klasy w rzeczywistości dewaluuje wszystkie korzyści ekonomiczne wynikające ze startu powietrznego. Rutan zaproponował projekt poddźwiękowego samolotu transportowego Grasshopper „Grasshopper”, który stał się prototypem Scaled Composites Model 351 Roc, wykonanego ze stali i kompozytów. Pojazd był dwukadłubowy z czteronożnym podwoziem i przeznaczony był do wystrzeliwania rakiety nośnej z wysokości przekraczającej 12 km. W pewnym stopniu rozwiązania zostały wdrożone w turystycznej stacji suborbitalnej SpaceShipTwo. W 2010 roku do talentu Burta Rutana dołączył potencjał finansowy inwestora Paula Allena, który stworzył projekt Stratolaunch Systems. Chłopaki znali się już wcześniej - ich dziełem był samolot rakietowy SpaceShipOne, zdolny wznieść się na wysokość 100 km i więcej. Do opracowania sześciosilnikowego cudu zaproszono specjalistów najwyższej klasy - inżynierów projektu promu kosmicznego, a także pilotów rozpoznania i jednocześnie najszybszego samolotu SR-71. W ciągu roku udało nam się stworzyć trójjedyny projekt – latającą platformę startową, rakietę nośną średniej klasy oraz infrastrukturę naziemną, czyli PKB, hangar i tak dalej. Najciekawsze jest to, że twórca pomysłów Burt Rutan przestał pracować nad swoim pomysłem w kwietniu 2011 roku, kiedy opuścił swoją firmę Scaled Composites, która zaprojektowała Roc.
Scaled Composites Model 351 Roc („Roc Bird”) kołuje. Źródło: spacenews.com
Początkowo „ptak” miał ważyć około 544 ton, ale w procesie opracowywania i montażu wartość ta wzrosła do 590. Nadzorował wszechobecny Elon Musk, bez którego, jak się wydaje, nie toczy się ani jeden światowy zgiełk hi-tech opracowanie rakiety nośnej opartej na własnym Falconie 9. Masa startowa Falcona 9 przekroczyła 400 ton, projektowany samolot nie był w stanie unieść go od ziemi, dlatego „dziewiątkę” przycięto do wersji Shorty. Rakieta była bardziej kompaktowa, lżejsza (do 250 ton) i miała zmieścić się w przestrzeni międzykadłubowej Scaled Composites Model 351. Projekt zakładał wyniesienie na orbitę aż 6,12 ton ładunku, co już wtedy budziło wątpliwości o wykonalności tego przedsięwzięcia. Prace jednak trwały dalej – organizatorzy wynajęli 8,1 hektara powierzchni na kalifornijskiej pustyni Mojave, gdzie w październiku 2012 roku zbudowali warsztat do produkcji konstrukcji kompozytowych oraz hangar do montażu przyszłego samolotu.
Wytaczanie z hangaru modelu Scaled Composites Model 351 Roc. Źródło: Dailymail.co.uk
Duży samolot wymaga dużych powierzchni: warsztat kompozytowy zajmuje 8100 metrów kwadratowych, a hangar już 8600. Betonowa powierzchnia startowa jest jednak dość zwarta jak na samolot tej wielkości - zaledwie 3800 metrów.
Model 351 jest pod wieloma względami mieszanką sprawdzonych rozwiązań w przemyśle lotniczym, ponieważ Boeing 747-400 miał wspólny silnik, podwozie, sterowanie mechanizacją skrzydeł i awionikę. Co więcej, na potrzeby projektu Paul Allen kupił od United Airlines dwa używane (!) samoloty, zmontowane w 1997 roku. Samolot transportowy systemu Stratolaunch Systems został zaprojektowany na wzór dwukadłubowego górnopłata z prostym skrzydłem o wysokich wydłużeniach i poziomym ogonem w tylnej części kadłuba. W centralnej części skrzydła, pomiędzy kadłubami, znajduje się układ zawieszenia i zwalniania rakiety nośnej o masie do 250 ton. Głównym materiałem konstrukcyjnym płatowca jest włókno węglowe, które stało się wizytówką biura Scaled Composites.
Jeden z dwóch kokpitów. Źródło: Dailymail.co.uk
28 kół podwozia samolotu pozwala na dość delikatne traktowanie startowego betonu o masie 590 ton. Pod konsolami skrzydłowymi zawieszonych jest sześć starych, dobrych PW4056 firmy Pratt & Whitney, każdy o sile ciągu 25,7 tony. Rozpiętość skrzydeł sprawia, że Roc jest najbardziej lotnictwo historia - przegrywają An-225 Mriya (88,4 m) i A380 (79,8 m), a nawet nieśmiertelne dzieło Howarda Hughesa H-4 Hercules o gigantycznych 97,5 metrach. Jednak pod względem maksymalnej masy startowej samolot dwukadłubowy jest zauważalnie gorszy od Mriya o masie 640 ton, ale według tego wskaźnika zdecydowanie zajmuje drugie miejsce na świecie. Inżynierowie planują zdolność samolotu do rozpędzenia się do 850 km/h i wystrzelenia rakiety nośnej w odległości do 2200 od lotniska macierzystego. Ważną decyzją projektową była możliwość wykorzystania Modelu 351 jako samolotu transportowego (czyt. transportu wojskowego) w celu zwrócenia się poniesionych kosztów rozwoju i eksploatacji. W tym celu demontuje się zespół sprzęgająco-rozprzęgający rakietę i samolot jest gotowy do transportu przedmiotów ponadgabarytowych, które na przykład nie mieszczą się w An-124 Rusłan. Krótka historia Modelu 351 ma następującą chronologię:
— 31 maja 2017 r. – wyjazd z hangaru;
– 29 czerwca 2017 r. – Federalna Administracja Lotnictwa USA wydała numer końcowy N351SL;
— wrzesień 2017 – uruchomienie pierwszego silnika;
— 18 grudnia 2017 r. – pierwsze kołowanie i bieganie po lotnisku z prędkością 50 km/h.
Trzy PW4056 firmy Pratt & Whitney ze złożonymi kapturami. Źródło: Dailymail.co.uk
Inżynierowie zajmujący się rozwojem optymistycznie zakładają, że Roc Bird odleci w obecnym, a w 2019 roku wystrzeli pierwszą rakietę w kosmos. To prawda, że nie ma jeszcze nic do uruchomienia - SpaceX Musk wypuścił swój projekt w 2012 roku z powodu braku środków na niewielki projekt dla nich. A przeprojektowanie projektu Falcona 9 dla Stratolaunch Systems było już zbyt fundamentalne. Poszukiwania Paula Allena w poszukiwaniu nowych naukowców zajmujących się rakietami doprowadziły go do OSC, która zaproponowała Pegasusa II na paliwo stałe, wysyłającego 6,1 tony ładunku na niską orbitę okołoziemską. Jednak do 2014 roku Pegasus został porzucony na rzecz nowego produktu - trzystopniowej rakiety Thunderbolt, wyposażonej w dwa silniki na paliwo stałe i jeden na ciecz (wodór + tlen). Już we wrześniu 2014 roku amerykańska firma Sierra Nevada mówiła o rozwoju samolotu kosmicznego Dream Chaser, przystosowanego do systemu Stratolaunch. Taki samolot kosmiczny wyśle w kosmos nawet trzech astronautów i bezpiecznie sprowadzi ich na Ziemię. Wreszcie system może wysłać statek kosmiczny i podobne obiekty w trybie suborbitalnym do dowolnego punktu na kuli ziemskiej w zaledwie 1,5–2 godziny. Czy czujesz ambiwalentny stosunek do „pokojowej” misji Stratolaunch Systems i Sierra Nevada?
Paul Allen, główny finansista projektu Stratolaunch Systems, próbujący przejść do historii w światowym przemyśle lotniczym. Źródło: Dailymail.co.uk
W efekcie, wiadomości dwa ostatnie projekty powoli znikały z pola informacyjnego, a Paul Allen „zachorował” na nowy pomysł na wykorzystanie swojego pomysłu. Pod skrzydłem Modelu 351 proponuje się zawieszenie trzech lekkich rakiet Pegasys XL, ale rynek usług takich „dzieci” jest bardzo wąski – nie więcej niż jeden start rocznie. Czy dla tego warto ogrodzić takiego potwora? Inżynierom udało się więc przekonać kierownictwo Stratolaunch Systems do opracowania... własnego pojazdu nośnego. Firma planuje przetestować swoje pierwsze silniki rakietowe w Stennis Space Center do 1 czerwca 2018 roku, a na ten cel przeznaczono już pierwsze 5,1 mln dolarów. W rezultacie Paul Allen stanął przed koniecznością opracowania od podstaw całego kompleksu startu powietrznego – od PKB po rakietę nośną. I wydaje się, że tutaj nie da się zadowolić „używanymi” częściami zamiennymi.
Burta Rutana. Źródło: popmech.ru
Jak zawsze w Historie nietrywialnych pomysłów istnieje aktywna osobowość, która włożyła wiele wysiłku w przełożenie ich na rzeczywistość. Tak było w przypadku projektu Stratolaunch projektanta samolotów Burta Rutana, który zaproponował porzucenie wadliwego, jego zdaniem, pomysłu przekształcenia istniejących latających „superciężkich” do startu w powietrzu. A projektów było wiele - proponowano wyposażenie An-225 o maksymalnej masie startowej 640 ton w 250-tonową rakietę, która z kolei dostarczyłaby na orbitę nie więcej niż 12 ton ładunku. Ale obliczenia komercyjne wykazały, że aby wyjść na zero, trzeba wyrzucić na orbitę co najmniej 20-25 ton masy netto, a masa samolotu lotniskowca w tym przypadku przekroczy 1000 ton. I wszystko byłoby dobrze - nie ma szczególnych teoretycznych trudności w złożeniu takiej maszyny, ale gdzie wyląduje taki gigant? Utworzenie jednego lub dwóch portów lotniczych i kosmicznych dla samolotów tej klasy w rzeczywistości dewaluuje wszystkie korzyści ekonomiczne wynikające ze startu powietrznego. Rutan zaproponował projekt poddźwiękowego samolotu transportowego Grasshopper „Grasshopper”, który stał się prototypem Scaled Composites Model 351 Roc, wykonanego ze stali i kompozytów. Pojazd był dwukadłubowy z czteronożnym podwoziem i przeznaczony był do wystrzeliwania rakiety nośnej z wysokości przekraczającej 12 km. W pewnym stopniu rozwiązania zostały wdrożone w turystycznej stacji suborbitalnej SpaceShipTwo. W 2010 roku do talentu Burta Rutana dołączył potencjał finansowy inwestora Paula Allena, który stworzył projekt Stratolaunch Systems. Chłopaki znali się już wcześniej - ich dziełem był samolot rakietowy SpaceShipOne, zdolny wznieść się na wysokość 100 km i więcej. Do opracowania sześciosilnikowego cudu zaproszono specjalistów najwyższej klasy - inżynierów projektu promu kosmicznego, a także pilotów rozpoznania i jednocześnie najszybszego samolotu SR-71. W ciągu roku udało nam się stworzyć trójjedyny projekt – latającą platformę startową, rakietę nośną średniej klasy oraz infrastrukturę naziemną, czyli PKB, hangar i tak dalej. Najciekawsze jest to, że twórca pomysłów Burt Rutan przestał pracować nad swoim pomysłem w kwietniu 2011 roku, kiedy opuścił swoją firmę Scaled Composites, która zaprojektowała Roc.
Scaled Composites Model 351 Roc („Roc Bird”) kołuje. Źródło: spacenews.com
Początkowo „ptak” miał ważyć około 544 ton, ale w procesie opracowywania i montażu wartość ta wzrosła do 590. Nadzorował wszechobecny Elon Musk, bez którego, jak się wydaje, nie toczy się ani jeden światowy zgiełk hi-tech opracowanie rakiety nośnej opartej na własnym Falconie 9. Masa startowa Falcona 9 przekroczyła 400 ton, projektowany samolot nie był w stanie unieść go od ziemi, dlatego „dziewiątkę” przycięto do wersji Shorty. Rakieta była bardziej kompaktowa, lżejsza (do 250 ton) i miała zmieścić się w przestrzeni międzykadłubowej Scaled Composites Model 351. Projekt zakładał wyniesienie na orbitę aż 6,12 ton ładunku, co już wtedy budziło wątpliwości o wykonalności tego przedsięwzięcia. Prace jednak trwały dalej – organizatorzy wynajęli 8,1 hektara powierzchni na kalifornijskiej pustyni Mojave, gdzie w październiku 2012 roku zbudowali warsztat do produkcji konstrukcji kompozytowych oraz hangar do montażu przyszłego samolotu.
Wytaczanie z hangaru modelu Scaled Composites Model 351 Roc. Źródło: Dailymail.co.uk
Duży samolot wymaga dużych powierzchni: warsztat kompozytowy zajmuje 8100 metrów kwadratowych, a hangar już 8600. Betonowa powierzchnia startowa jest jednak dość zwarta jak na samolot tej wielkości - zaledwie 3800 metrów.
Model 351 jest pod wieloma względami mieszanką sprawdzonych rozwiązań w przemyśle lotniczym, ponieważ Boeing 747-400 miał wspólny silnik, podwozie, sterowanie mechanizacją skrzydeł i awionikę. Co więcej, na potrzeby projektu Paul Allen kupił od United Airlines dwa używane (!) samoloty, zmontowane w 1997 roku. Samolot transportowy systemu Stratolaunch Systems został zaprojektowany na wzór dwukadłubowego górnopłata z prostym skrzydłem o wysokich wydłużeniach i poziomym ogonem w tylnej części kadłuba. W centralnej części skrzydła, pomiędzy kadłubami, znajduje się układ zawieszenia i zwalniania rakiety nośnej o masie do 250 ton. Głównym materiałem konstrukcyjnym płatowca jest włókno węglowe, które stało się wizytówką biura Scaled Composites.
Jeden z dwóch kokpitów. Źródło: Dailymail.co.uk
28 kół podwozia samolotu pozwala na dość delikatne traktowanie startowego betonu o masie 590 ton. Pod konsolami skrzydłowymi zawieszonych jest sześć starych, dobrych PW4056 firmy Pratt & Whitney, każdy o sile ciągu 25,7 tony. Rozpiętość skrzydeł sprawia, że Roc jest najbardziej lotnictwo historia - przegrywają An-225 Mriya (88,4 m) i A380 (79,8 m), a nawet nieśmiertelne dzieło Howarda Hughesa H-4 Hercules o gigantycznych 97,5 metrach. Jednak pod względem maksymalnej masy startowej samolot dwukadłubowy jest zauważalnie gorszy od Mriya o masie 640 ton, ale według tego wskaźnika zdecydowanie zajmuje drugie miejsce na świecie. Inżynierowie planują zdolność samolotu do rozpędzenia się do 850 km/h i wystrzelenia rakiety nośnej w odległości do 2200 od lotniska macierzystego. Ważną decyzją projektową była możliwość wykorzystania Modelu 351 jako samolotu transportowego (czyt. transportu wojskowego) w celu zwrócenia się poniesionych kosztów rozwoju i eksploatacji. W tym celu demontuje się zespół sprzęgająco-rozprzęgający rakietę i samolot jest gotowy do transportu przedmiotów ponadgabarytowych, które na przykład nie mieszczą się w An-124 Rusłan. Krótka historia Modelu 351 ma następującą chronologię:
— 31 maja 2017 r. – wyjazd z hangaru;
– 29 czerwca 2017 r. – Federalna Administracja Lotnictwa USA wydała numer końcowy N351SL;
— wrzesień 2017 – uruchomienie pierwszego silnika;
— 18 grudnia 2017 r. – pierwsze kołowanie i bieganie po lotnisku z prędkością 50 km/h.
Trzy PW4056 firmy Pratt & Whitney ze złożonymi kapturami. Źródło: Dailymail.co.uk
Inżynierowie zajmujący się rozwojem optymistycznie zakładają, że Roc Bird odleci w obecnym, a w 2019 roku wystrzeli pierwszą rakietę w kosmos. To prawda, że nie ma jeszcze nic do uruchomienia - SpaceX Musk wypuścił swój projekt w 2012 roku z powodu braku środków na niewielki projekt dla nich. A przeprojektowanie projektu Falcona 9 dla Stratolaunch Systems było już zbyt fundamentalne. Poszukiwania Paula Allena w poszukiwaniu nowych naukowców zajmujących się rakietami doprowadziły go do OSC, która zaproponowała Pegasusa II na paliwo stałe, wysyłającego 6,1 tony ładunku na niską orbitę okołoziemską. Jednak do 2014 roku Pegasus został porzucony na rzecz nowego produktu - trzystopniowej rakiety Thunderbolt, wyposażonej w dwa silniki na paliwo stałe i jeden na ciecz (wodór + tlen). Już we wrześniu 2014 roku amerykańska firma Sierra Nevada mówiła o rozwoju samolotu kosmicznego Dream Chaser, przystosowanego do systemu Stratolaunch. Taki samolot kosmiczny wyśle w kosmos nawet trzech astronautów i bezpiecznie sprowadzi ich na Ziemię. Wreszcie system może wysłać statek kosmiczny i podobne obiekty w trybie suborbitalnym do dowolnego punktu na kuli ziemskiej w zaledwie 1,5–2 godziny. Czy czujesz ambiwalentny stosunek do „pokojowej” misji Stratolaunch Systems i Sierra Nevada?
Paul Allen, główny finansista projektu Stratolaunch Systems, próbujący przejść do historii w światowym przemyśle lotniczym. Źródło: Dailymail.co.uk
W efekcie, wiadomości dwa ostatnie projekty powoli znikały z pola informacyjnego, a Paul Allen „zachorował” na nowy pomysł na wykorzystanie swojego pomysłu. Pod skrzydłem Modelu 351 proponuje się zawieszenie trzech lekkich rakiet Pegasys XL, ale rynek usług takich „dzieci” jest bardzo wąski – nie więcej niż jeden start rocznie. Czy dla tego warto ogrodzić takiego potwora? Inżynierom udało się więc przekonać kierownictwo Stratolaunch Systems do opracowania... własnego pojazdu nośnego. Firma planuje przetestować swoje pierwsze silniki rakietowe w Stennis Space Center do 1 czerwca 2018 roku, a na ten cel przeznaczono już pierwsze 5,1 mln dolarów. W rezultacie Paul Allen stanął przed koniecznością opracowania od podstaw całego kompleksu startu powietrznego – od PKB po rakietę nośną. I wydaje się, że tutaj nie da się zadowolić „używanymi” częściami zamiennymi.
informacja