Аспирант МАИ разрабатывает грузовой космический самолёт на замену ракетам-носителям

Фото: Пресс-служба МАИ / Личный архив

Аспирант кафедры 601 «Космические системы и ракетостроение» Московского авиационного института Денис Мяукин разрабатывает концепцию грузового космического самолёта для доставки полезного груза и вывода спутников на орбиту. Такой летательный аппарат будет работать по схеме горизонтального взлёта и посадки и сможет использовать существующие аэродромы. Предполагается, что он будет тратить меньше топлива, чем ракеты-носители, и не иметь отделяемых частей конструкции. Всё это способно существенно снизить стоимость космической логистики. В перспективе такую транспортную систему можно будет использовать для высокоскоростных межконтинентальных перелётов и космического туризма.

– Традиционные ракеты-носители даже с учётом текущих разработок многоразовых систем скоро достигнут предела своего технического совершенства и не смогут обеспечить дальнейшее снижение стоимости доставки груза на орбиту. Чтобы удешевить космические запуски, необходимо внедрение принципиально новых технических решений, – отметил Денис Мяукин.

По словам маёвца, его проект отличается от аналогичных, например Skylon, меньшей технической сложностью. Чтобы полёт осуществлялся эффективно на всех скоростных режимах – от взлёта до выхода на орбиту – Денис Мяукин предлагает использовать комбинированную двигательную установку, состоящую из трёх частей и использующую водород в качестве горючего. На старте и для разгона в плотных слоях атмосферы планируется использовать пароводородный ракетно-турбинный двигатель, далее – прямоточный, а на заключительном участке траектории – ракетный.

Такие особенности позволят снизить массу топлива приблизительно на 20% по сравнению с ракетными транспортными системами. Это потенциально даст возможность увеличить относительную массу полезной нагрузки с 5 до 8% от стартовой массы аппарата.

– Топливо в ракетах за счёт принципа их полёта тратится не только для набора скорости, но и для компенсации силы тяжести. В моей разработке гравитационные потери отсутствуют на значительном участке траектории – там, где подъёмная сила компенсирует силу тяжести. В совокупности с применением более эффективной двигательной установки это позволяет увеличить массу полезного груза. То есть, если и аэрокосмическая транспортная система, и ракета-носитель будут иметь одинаковую стартовую массу в 400 тонн, то первая сможет доставить на низкую опорную орбиту до 32 тонн полезного груза, а вторая – только до 20 тонн, – уточнил Денис Мяукин.

В рамках проекта создана математическая модель летательного аппарата и проведены расчёты по оптимизации траектории выхода на заданную орбиту высотой 220 км, подтвердившие перспективность подхода. Дальнейшие расчеты позволят уточнить облик аппарата и детальные требования к его двигательной установке.