18 апреля фирма Scaled Composites обнародовала проект Tier One («Первый уровень»), финансируемый из частных источников. Он позволит проводить регулярные полеты аппарата с экипажем из трех человек по суборбитальной траектории на высоту 100 км и во многом напоминает программу экспериментального ракетного самолета Х-15, выполненную NASA и ВВС США в начале 1960-х годов.
Хотя характеристики аппарата довольно явно говорят о стремлении разработчиков завоевать т.н. «Икс-Приз»1, по словам президента Scaled Composites Берта Рутана (Burt Rutan), основная цель программы – показать доступность космического туризма и позволить совершить полет в космос всем желающим, которые способны заплатить отнюдь не гигантские деньги.
В отличие от других участников конкурса X-Prize, Scaled Composites создала не макеты, не модели и не прототипы, а реальные образцы, проходящие в настоящее время летные испытания – дозвуковой реактивный самолет-носитель White Knight («Белый рыцарь») и сверхзвуковой крылатый пассажирский аппарат SpaceShipOne2 («Космический корабль первый»), оснащенный гибридным ракетным двигателем (ГРД). Конструкция обоих ЛА почти полностью изготовлена из углерод-углеродного композитного материала (КМ). Как и у Х-15, полет начинается со взлета «Белого рыцаря» и набора высоты примерно 15 км, где производится сброс пассажирского аппарата. Здесь пилот переводит «Космический корабль-1» в горизонтальное планирование с небольшим набором высоты (кабрирование) и включает ГРД. За 65 сек горения перегрузки достигают 3–4 ед., а скорость – числа М=3.5 (из-за малой плотности атмосферы на такой высоте индикаторная скорость не превышает 440 км/ч). После выгорания топлива аппарат продолжает полет к «потолку», а затем начинает свободное падение, заканчивающееся планированием и горизонтальной посадкой на ВПП.
Разработка концепции началась в 1997 г., продолжалась 4 года и включала расчеты с использованием вычислительной газодинамики CFD (computational fluid dynamics), испытания теплозащиты, теплостойких окон и сбросы моделей. С самого начала Б.Рутан стремился уйти от сложной системы управления, которая необходима таким аппаратам, как Х-15 и Space Shuttle, для того чтобы пережить вход в атмосферу. В идеале на этом этапе полета лучше вообще не управлять.
Поскольку и самолет-носитель, и пассажирский аппарат имеют дешевое, простое и надежное ручное управление, Рутан искал конфигурацию, которая была бы достаточно «спокойна» к балансировке как на больших углах атаки (вход в атмосферу с высокой сверхзвуковой скоростью), так и обеспечивала бы высокую подъемную силу при горизонтальном полете с дозвуковой скоростью и планирующей посадке.
Решением стало изменение геометрии SpaceShipOne при входе в атмосферу (маневр, получивший название shuttlecock) – отклонение вверх хвостовых балок со стабилизаторами, расположенных на концах короткого широкого крыла; аэродинамические и тепловые нагрузки приходятся на нижнюю часть фюзеляжа и крыла, стоящих против потока, а устойчивость и управляемость обеспечивают хвостовые кили с рулями, стоящие по потоку.
|