Добавить объявление

Автоновости на Автомалиновке

Полеты звездных кораблей в Бока-Чика

 
Старт прототипа Starship SN6 на высоту 150 метров

4 августа 2020 года в поселке Бока-Чика, штат Техас произошло нечто необычное. Мирно стоящий на местности резервуар, похожий на водонапорную башню, окутался клубами дыма и взлетел в воздух. Объект поднялся на высоту 150 метров и плавно опустился на расположенную неподалеку площадку. Так прошли первые летные испытания конструкций и метанового ракетного двигателя будущего планетолета Starship, а именно его раннего прототипа SN5. Этот же тестовый полет был повторен 3 сентября с прототипом SN6. Испытания летающих башен в Бока-Чика будут продолжаться и дальше, одной из очередных целей является полет на высоту 20 км с последующим реактивным приземлением.

Илон Маск - великий мистификатор

Многое в этой техасской затее озадачивает людей, знакомых с нынешней ракетной техникой. Демо-Starship совершенно не походит на космическую ракету! А походит на большую вертикально поставленную цистерну. Изготовленный из нержавеющей стали, он блестит на Солнце, как новенький самовар. И сваривают это техническое сооружение отнюдь не профильные специалисты по космосу, а рядовые работники местной промышленной индустрии.

Электромобиль "Тесла" летит в космосе

Осуществивший данный перформанс бизнесмен Илон Маск также известен своим вакуумным гиперлупом, производством автомобильного снаряжения и оружия для зомби-апокалипсиса, а также запуском устаревшего электромобиля в сторону Марса и другими шутейными затеями.

Возможно ли, что всемирно известный мистификатор просто развлекает своих акционеров ради роста стоимости акций своих компаний? Тогда понятно, почему вместо крылатого металла - алюминия или титана - применяется тяжелая, но эффектно выглядящая нержавеющая сталь. Впрочем, про нержавейку мы расскажем немного погодя, а пока для прояснения ситуации совершим небольшой экскурс в историю вопроса.

Предыстория "Старшипа"

Прежде всего, следует прочитать нашу июльскую статью:
Метановые ракетные двигатели и многоразовые космолеты
В которой, среди прочих вопросов разбирается концепция создаваемого Маском звездного корабля "Старшип" (Starship).

А дальше надо познакомиться с драматической историей советской лунной ракеты H-1 Л3:
Космические гонки XX и XXI века - несбывшаяся мечта Королева

РН H-1 Л3 на стартовой площадке

Именно советская лунная ракета H-1 Л3 (11А52) является наиболее близким аналогом строящегося сейчас в США космолета. Конечно, есть важные отличия в конструкции H-1, вызванные отличиями в технологиях XX и XXI века - применение керосина вместо метана, алюминиевого сплава вместо стального, шаровые подвесные баки, большее число ракетных ступеней, меньшая стартовая масса и т.п. Но есть и близкие моменты - прежде всего, применение только углеводородного горючего, установка большого числа напряженных ракетных двигателей с предельными характеристиками и сварка конструкции ракеты на площадке космодрома.

Но самое важное отличие заключалось в способе испытаний ракеты. Огромные размеры изделия 11А52 и ограниченность в средствах заставили создателей сэкономить на испытательном стенде для его первой ступени. На стендах отрабатывалась только вторая и последующих ступени ракеты H-1 Л3, а ее самая большая первая ступень испытывалась врукопашную - путем ее запуска в сборе со всей ракетой. Неудивительно, что первые четыре запуска (3Л и 5Л-7Л) прошли неудачно, при этом происходила потеря самой ракеты, ее верхних ступеней и полезной нагрузки. Затем у партии и правительства СССР закончилось желание тратить ресурсы на доводку сверхтяжелой ракеты - готовые к запуску пятая и шестая лунная ракета (8Л и 9Л) были уничтожены, а сохранившиеся от них усовершенствованные ракетные двигатели НК-33 законсервированы на долгие годы.

Краткая справочная информация по сверхтяжелой ракете H-1 и ее проектируемым американским аналогам дана в таблицах. Следует учитывать, что все характеристики аналогов являются предварительными и меняются по мере уточнения их проектов.

Справочная информация по ракетам-носителям

проектные
характеристики
H-1
Л3
New Glenn Super Heavy
Starship
1 ступень
число и
тип РД
30 НК
15(33)
7
BE-4
28
Raptor
тяга 4615 тс 1750 тс 6800 тс
горючее керосин метан метан
масса конструкции 130 т - 280 т
масса топлива 1750 т - 3400 т
конструктивное совершенство 13.46 - 12.14
кратность использования 1 100 1000
2 ступень
число и
тип РД
8 НК
15В(43)
2
BE-3U
3+3V
Raptor
тяга 1432 тс 144.8 тс 1225 тс
горючее керосин водород метан
масса конструкции 55 т - 120 т
масса топлива 506 т - 1200 т
конструктиное совершенство 9.2 - 10
кратность использования 1 1 100
3 ступень
число и
тип РД
4 НК
21(31)
тяга 164 тс
горючее керосин
масса конструкции 14 т
масса топлива 175 т
конструктивное совершенство 12.5
кратность использования 1
характеристики РH
стартовая масса 2735 т - 5000 т
длина 105.3 м 98 м 120 м
диаметр 17 м 7 м 9 м
ПН на НОО 90 т 45 т 100 т

Справочная информация по ракетным двигателям первой ступени

проектные
характеристики
HК-15
НК-33
BE-4 Raptor
масса 1400 кг - 1500 кг
земная тяга 154 тс 250 тс 204-250 тс
удельный
импульс
земной 297 c - 330 с
высотный 331 c - 380 с
давление в КС 142 атм 132 атм 296 атм
кратность использования 1/10 25 50

Как проводятся испытания "Старшипа"

Вот здесь мы подходим к принципиальному отличию "Старшипа" от запускавшихся в СССР ракет Н-1 Л3. Starship возвращаемый и многоразовый, т.е. он умеет не только взлетать, но и садиться. А его ракетные двигатели Raptor - многократного включения, в отличие от НК-15 однократного включения, применявшихся во всех четырех тестовых запусках ракеты H-1. Поэтому Маск испытывает свою ракету путем предварительных прожигов на стартовой площадке, взлетов и посадок, что было технически недоступно для создателей ракеты Н-1 - до тех пор, пока не были произведены РД НК-33 многократного включения.

В первых двух испытаниях на "Старшипе" был установлен только один ракетный двигатель из запланированных 37. Поэтому он и полетел всего на 150 метров вверх. Следующее испытание будет уже с тремя ракетными двигателями, а высота полета составит 20 км - с последующей посадкой. После завершения летных испытаний Starship, являющегося второй ступенью ракеты, дело дойдет и до испытания первой ступени - Super Heavy, которая по проекту оснащается 28 ракетными двигателями и поможет "Старшипу" выйти на околоземную орбиту. Сборка ее прототипа уже начинается в Бока-Чика. Вот так, шаг за шагом, в SpaceX намерены запустить в космос свою "водонапорную башню" из нержавеющей стали.

Такая организация испытаний значительно дешевле, чем попытки запустить огромную ракету "сразу и целиком". Прототипы "Старшипа" неоднократно взрывались - во время прочностных испытаний и во время попытки запуска, а также сдувались порывами ветра - но потери от этих неудач были минимальными. И уже через месяц-другой после очередной неудачи испытания продолжались снова.

Отделение Starship от носителя Super Heavy (скетч SpaceX 2018 года)

А что же нержавейка? Она нужна потому, что применяемые в ракетостроении алюминиевые сплавы не выдерживают термические нагрузки при возвращении из космоса. Их приходится защищать керамической плиткой, которая отваливается, одноразовым абляционным покрытием, или применять реактивное торможение, которое требует большого расхода топлива. Поэтому Starship делается из двух слоев тонкой и тугоплавкой нержавеющей стали, покрытой снаружи тонким слоем прозрачной керамики. При полете в космосе блестящая зеркальная поверхность снизит нагрев аппарата солнечными лучами. А при торможении в атмосфере покрытие будет охлаждаться с помощью испарения жидкого метана из специальных отверстий.

Отметим, что ракеты из листовой стали в истории космонавтики уже были - это первые американские "Атласы", которые соревновались с советскими "Востоками" за первенство первого космического полета человека. Их конструкция, как и конструкция "Старшипа", держится на наддуве баков сжатым газом.

Куда полетит "Старшип" - Марс, Луна, Земля?

Вот так, девочки. Полеты "водонапорных башен" в Бока-Чика - это не шоу-программа для любопытной публики, а реальный процесс испытаний будущей межпланетной и межконтинентальной суперракеты. Испытаний, которые проводятся по четкому плану, здравому инженерному и финансовому расчету. Остается только пожалеть о том, что разработчики советской лунной ракеты H-1 не могли поступить также, как создатели Starship. Для этого в 60-x годах не было технических возможностей и времени, которое стремительно заканчивалось в условиях лунной гонки. А когда в 70-х годах технические возможности появились, и лунная гонка завершилась - прорывный советский проект был прекращен по приказу сверху.

Возможности Starship в космосе и на Земле

Сейчас, полвека спустя после испытаний H-1, уместно спросить... Никого не смущают заявленные возможности "Старшипа", который по замыслу может доставить в космос и в любую точку Земли экипаж из 100 человек или 100 тонн грузов, затратив на это всего один час от момента запуска? При этом первая, самая дорогая ступень Super Heavy возвращается в точку старта. Она может быть оперативно заправлена ракетным топливом для повторного запуска с еще одним "Старшипом" для организации непрерывного потока персонала и грузов в целевую точку. А сами "Старшипы" планируется производить в количестве 120 штук в год, выпуская их каждые 72 часа!

Если каждый из этих 120 аппаратов совершит штатные 100 полетов, то их общий грузопоток на орбиту составит 1.2 млн. тонн. Примерно столько весит египетская пирамида средних размеров (90 метров), для гипотетической перевозки которой на новое место (по блокам) надо выполнить около 10 тыс. рейсов карьерными самосвалами БелАЗ-75137. Но зачем переводить пирамиды по земле самосвалами, если можно будет просто отправить их в космос?
РН H-1, New Glen и Super Heavy/Starship

Что до полетов в межпланетном пространстве, то пока не ясно, сможет ли американский космический корабль долететь до Марса и основать там первую внеземную колонию. Путь предстоит многомесячный, с проникающей через тонкую обшивку аппарата космической радиацией и под жаркими лучами Солнца, которое будет испарять низкокипящее ракетное топливо. Думается, что еще долго на Марс будут летать только автоматические станции.

Относительно безопасными выглядят непродолжительные полеты к Луне по схеме многопуска с дозаправкой ракетным топливом на околоземной орбите. А еще реальнее - моментальная "колонизация" каких-нибудь незанятых на Земле территорий, что гораздо ближе, безопаснее и интереснее. И уникальные возможности по быстрому развертыванию спутниковых группировок самого различного назначения.

New Glenn для подстраховки Starship

Для подстраховки Starship в США создается частично многоразовая ракета New Glenn, которая будет доставлять вдвое меньший по тоннажу груз. Если сравнить ракеты с известными большегрузными самосвалами, то Starship везет груз как БелАЗ, а New Glenn - как КамАЗ. И он оборудуется небольшим числом ракетных двигателей, по умеренным характеристикам и конструкции близких с советским НК-33.

Если Маск потерпит неудачу в своем амбициозном суперпроекте, то в этом случае величественный "Старшип" заменит ракета более скромных размеров... но тоже подозрительно большая с точки зрения потребностей коммерческих запусков. Хозяином этой альтернативной транспортной космической системы станет мультимиллиардер Джефф Безос.

В перспективе мир будет иметь многоразовые ракетные системы различных масштабов, по затратам на использование приближающиеся к летающему транспорту. Вплоть до возможности иметь в гараже частную космическую систему - летающий космический дрон или даже космический автомобиль.

Российский ответ "Старшипу"

А его нет. В России ничто подобное многоразовому "Старшипу" даже не планируется. Потому что задуманная и построенная С.П.Королевым ракета Н-1 еще в СССР была названа "устаревшей" - работы в этом направлении остановлены 46 лет тому назад и больше не ведутся. Что касается российского космического агентства, то оно весьма некритически воспроизводит достижения и ошибки СССР, при этом не имеет даже малой части тогдашнего финансирования.

Лишь немногие люди - визионеры - способны предвидеть и определить будущее развитие техники на много лет вперед. Именно таким был академик С.П.Королев. Сейчас начатое им космическое дело продолжается в частных американских компаниях, которые сумели оценить потенциал его идей и развить их на новой, более совершенной технологической базе.

Видео второго тестового полета Starship

С обзорными статьями Автомалиновки по освоению космоса можно познакомиться здесь:
Беспилотный космический грузовик от ГРЦ Макеева - проект КОРОНА
Автомобили будущего сегодня и какими они будут: электромобиль-планетоход
Американское прошлое и российское будущее космодрома "Морской старт"
Космические гонки XX и XXI века, часть 1: полет Гагарина
Космические гонки XX и XXI века, часть 2: несбывшаяся мечта Королева
Космические гонки XX и XXI века, часть 3: лунные автоматы СССР
Космические гонки XX и XXI века, часть 4: лунные экспедиции Америки
Космические гонки XX и XXI века, часть 5: время крылатых гигантов
Космические гонки XX и XXI века, часть 6: возвращение на Луну
Космические гонки XX и XXI века, часть 7: сверхтяжелые ракеты России
Космические гонки XX и XXI века, часть 8: частный космос Илона Маска
Метановые ракетные двигатели и многоразовые космолеты
Первый автомобиль на Луне - Лунный Ровер

Все материалы на космическую тематику


Вы хотите иметь уникальное "Зеркало-бортовой компьютер" на своем авто?

Прямо с нашего сайта Вы можете заказать его! Что это за зеркало?

"Fugicar FC8 зеркало-бортовой компьютер" это супер-функциональный видеорегистратор для записи всего, что происходит на дороге. Обладает объединенной системой камеры и стандартного зеркала заднего вида.

Но это не только видеорегистратор, но еще и небольшой мультимедийный центр! При этом он совершенно не мешает обзору и позволяет удобно внедрить систему видеорегистрации в Ваше авто! Эту уникальную вещь можно

ЗАКАЗАТЬ СЕЙЧАС

Автор: sergio99
08.09.2020 20:53
Подписаться на канал Автомалиновки



Другие новости на Автомалиновке

 


Alpine Audi BMW Chevrolet Citroen DTM FIA Ferrari Fiat Ford G-Drive GP2 Geely Geely Atlas Honda Hyundai Hyundai Creta Iveco Jaguar Jeep Jeep Wrangler Kia Lada Lada Granta Lada Kalina Lada Vesta Lada XRay Land Rover Lexus MAN Mazda Mercedes Mitsubishi Nissan Opel Peugeot Porsche Rebellion Red Bull Renault Renault Duster Skoda Skoda Karoq Skoda Octavia Subaru Suzuki Tesla Toyota UAZ UAZ Patriot Volkswagen Volvo WEC Абу-Даби Айрат Мардеев Андрей Каргинов Антон Шибалов Баку Барселона Бахрейн БелАЗ БелДжи ВАЗ Валттери Боттас ГАЗ Дакар Даниэль Риккардо Дмитрий Сотников Жерар де Рой Интерлагос КамАЗ Кими Райкконен Ле-Ман Льюис Хэмилтон Макс Ферстаппен Малайзия Мельбурн Мехико Монако Монреаль Монца Нико Росберг Нюрбургринг Остин Себастьян Буэми Себастьян Феттель Сергей Вязович Сильверстоун Сингапур Сочи Спа Сузука Тон ван Генугтен УАЗ Федерико Виллагра Фелипе Масса Формула-1 Формула-Е Хоккенхаймринг Хунгароринг Шанхай Шарль Леклер Шпильберг Эдуард Николаев авто б/у автобус автогонки автодом автодороги Беларуси автопилот авторынок авторынок Беларуси автоспорт безопасность беспилотник беспилотный автомобиль вездеход внедорожник гаи гибрид госпошлина дтп кабриолет квадроцикл конфискация концепт коронавирус космос криминал кросс-купе кроссовер купе летающая машина летающий автомобиль лифтбек маз микроавтобус мотоцикл общественный транспорт пикап ралли самосвал ситикар спорткар суперкар трансляция шины экология электромобиль яндекс