L'apertura del rinnovato Cosmos Pavilion (n. 32-34) al VDNKh è stata programmata per coincidere con il Cosmonautics Day. Alla cerimonia ha partecipato il Presidente della Federazione Russa.

Il più grande museo espositivo, il Cosmonautics and Aviation Center, ha iniziato i suoi lavori nel padiglione. All'interno è stato possibile ripristinare i mosaici originari delle pareti. Sotto la cupola è montato un lampadario a stella a cinque punte (una copia della stella della Torre della Trinità del Cremlino di Mosca). Circa 1500 specialisti hanno partecipato al processo di ricostruzione.

Storia del padiglione "Cosmos"

Alla prima Mostra delle realizzazioni economia nazionale Il padiglione è stato chiamato "Meccanizzazione". Il suo compito era mostrare i progressi nello sviluppo della tecnologia agricola. Su due piani dell'hangar sono stati dimostrati trattori, mietitrebbie, aratri, ecc .. 15 anni dopo, il numero di oggetti esposti è notevolmente aumentato. Il nome del sito è stato cambiato in “Meccanizzazione ed elettrificazione agricoltura". Negli anni '60 il tema dell'esposizione cambiò. Si apre una nuova direzione "Cosmos".

All'inizio degli anni '90, il Cosmos Pavilion stava attraversando un periodo di oblio. I siti educativi vengono aboliti e al loro posto compaiono bancarelle con merci per giardinieri. Nel 2017 la situazione sta cambiando lato migliore. Il comune della città di Mosca sta iniziando i lavori di restauro per ripristinare lo spazio espositivo. Il lavoro è durato poco più di un anno. Già nel 2018 il Centro "Cosmonautica e Aviazione" ha iniziato a ricevere i primi ospiti.

Il nuovo Centro è diventato popolare tra i moscoviti e gli ospiti della città. Grandi e piccini potranno soddisfare la loro curiosità nel museo.

esposizione

Il Cosmonautics and Aviation Center ospita una delle più grandi esposizioni dedicate alla storia della cosmonautica russa. Tutto, a partire dall'idea dell'esplorazione spaziale. Gli ospiti del padiglione possono vedere modelli giganti astronavi e tecnologia militare-industriale. Ci sono oltre 120 unità.

È anche possibile fare un giro della nostra galassia e conoscere duemila rari campioni di foto, materiali video, documenti relativi a progetti di sviluppo del programma spaziale. Lo spazio espositivo è suddiviso in: "Space Boulevard-1", "Design Bureau-2" e "Cosmodrome of the Future-3".

In "KB-1. Space Boulevard" presenta le mostre più grandi del padiglione: modelli delle stazioni orbitali "Mir" e "Almaz", motore a razzo RD-170, veicolo di lancio N-1, GLONASS-K, Express-1000, veicolo spaziale Soyuz, rover lunare Luna-17 e molto altro.

Peso della disposizione stazione orbitale"Mir" più di 30 tonnellate.

Zona "KB-2. Design Bureau” è più simile a un laboratorio scientifico. I visitatori potranno conoscere la ricerca e lo sviluppo della medicina spaziale e della biologia. Un posto separato è occupato dal progetto "People in Space". Racconta le gesta dei primi astronauti.

Nella zona "KB-3. The Cosmodrome of the Future” è disponibile per visitare il cinema 5D “Space Sphere”. Mostra film a tema. Sotto la cupola sono installati anche simulatori di volo, con l'aiuto dei quali è possibile visitare pianeti e stelle lontani.

Il Centro svolge anche attività didattiche. Per questo, all'interno delle sue mura lavorano circoli di ricerca per bambini e giovani.

Escursioni

Dal martedì alla domenica vengono organizzate visite guidate presso il Cosmonautics and Aviation Center. Si tengono ogni ora dalle 11:30 alle 20:30 senza previo appuntamento. Il tour dura circa 1 ora. I biglietti possono essere acquistati solo al botteghino del padiglione Cosmos. Il biglietto d'ingresso si acquista a parte.

Orari di apertura del padiglione "Cosmos"

Il Cosmonautics and Aviation Center presso VDNKh è aperto dal martedì alla domenica dalle 11:00 alle 22:00, il lunedì è un giorno tecnico. Ingresso al padiglione solo per sessioni: 11:00-13:00; 13:00-15:00; 15:00-17:00; 17:00-19:00; 19:00-21:00.

Prezzi dei biglietti per il padiglione Cosmos presso VDNKh

Biglietto d'ingresso: 500 rubli, preferenziale - 250 rubli.

Giro turistico: 300 rubli, preferenziale - 200 rubli.

Il biglietto scontato viene emesso dietro presentazione dei necessari documenti attestanti presso la biglietteria del padiglione. I biglietti sono in vendita al botteghino del padiglione e sul sito ufficiale del Centro.

Come raggiungere il Cosmonautics and Aviation Center

Il Cosmonautics and Aviation Center si trova nei padiglioni n. 32-34 Cosmos a VDNKh. La distanza dall'ingresso principale ad esso può essere percorsa in circa 15 minuti. Devi andare dritto lungo il Central Alley fino al modello del razzo Vostok. Puoi anche utilizzare l'autobus numero 533. Puoi raggiungere VDNKh con i mezzi pubblici o in taxi.

Trasporto pubblico

Metropolitana: stazione VDNKh della linea Kaluzhsko-Rizhskaya (linea arancione). La strada dal centro di Mosca a VDNKh può essere superata in 20 minuti. Puoi trasferirti sulla linea dalle filiali Ring, Sokolnicheskaya, Tagansko-Krasnopresnenskaya, Zamoskvoretskaya.

Autobus: M9, T13, 15, 33, 56, 76, 85, 93, 136, 154, 172, 195, 244, 266, 311, 378, 379, 496, 544, 834, 803, 903, H6.

Autobus sul territorio di VDNKh: n. 533, fino alla fermata "Wedding Palace".

Monorotaia: fermate "Exhibition Center" e "Sergey Eisenstein Street".

Filobus: n. 14, 36, 73, 76.

Tram: 11, 17, 25.

Taxi

Puoi raggiungere VDNKh in taxi utilizzando le applicazioni: Yandex. Taxi, Uber, Gett, Maxim.

Oggi non sorprenderai nessuno con le navette. Ma pochi sanno che il primo " aerei spaziali sono stati creati quasi quarant'anni fa. Ricerca completa Le possibilità di creare un velivolo orbitale in grado di decollare e atterrare come un normale aereo furono lanciate nel 1965.

MiG-105-11 / Foto: www.flickr.com

Korolev e Tupolev vi hanno preso parte e lo stesso aereo spaziale è stato progettato per essere costruito dal MiG Design Bureau. Il progetto è stato lanciato ufficialmente il 26 giugno 1966. Allo stesso tempo, iniziarono a formare un gruppo speciale di cosmonauti che avrebbero dovuto sollevare il veicolo spaziale in aria. Dieci anni dopo - nell'ottobre del 1976 - prese il volo per la prima volta un nuovo velivolo, denominato "EPOS" (Experimental Passenger Orbital Aircraft).

È vero, è decollato basso - solo 560 metri, e così, "basso-basso", ha volato per 19 chilometri - fino all'aerodromo del centro test. Zhukovsky.

Un anno dopo, il 27 novembre 1977, il MiG-105-11 (come è ora noto EPOS) effettuò il primo lancio "aereo": lo spazioplano fu sollevato ad un'altezza di 5000 metri utilizzando il Tu-95K. Dopo un volo riuscito, il MiG-105, come parte dell'esperimento, è atterrato su una pista di terra (senza rivestimento speciale).

L'ottavo volo dello spazioplano (nel settembre 1978) si è rivelato l'ultimo: si è verificato un incidente durante l'atterraggio, il dispositivo è stato gravemente danneggiato ed è stato cancellato. Poiché a quel punto la leadership del paese aveva deciso di creare veicoli spaziali riutilizzabili più pesanti e multiposto (il futuro Buranov), il MiG-105-11 non entrò nella produzione di massa.

Il progetto è stato chiuso, ma il prototipo è stato generalmente riconosciuto come un grande successo, così tanti dei suoi costruttivi e soluzioni tecnologiche successivamente utilizzato nello sviluppo della prossima generazione di "navette spaziali".

MiG-105-11 aveva una sagoma caratteristica / Foto: www.buran.ru

MiG-105-11 in prova / Foto: www.buran.ru

Il MiG-105-11 aveva una silhouette distintiva, con un naso camuso e un corpo piatto nella parte inferiore, per cui ricevette il soprannome di "Lapot". Questa forma, secondo i progettisti, doveva ridurre notevolmente il carico sullo scafo durante il rientro in atmosfera. Una caratteristica unica del velivolo erano le ali "sbattenti": durante il decollo, mentre era in orbita e al rientro nell'atmosfera, potevano sollevarsi fino a 60 gradi sopra l'orizzonte, funzionando come timoni verticali.

Quando si passava alla velocità subsonica, le ali venivano impostate nella solita posizione orizzontale, contribuendo ad aumentare la portanza. L'apparato era controllato mediante un timone verticale, alettoni alle estremità delle ali "sbattenti" e ugelli dell'aria situati nella parte superiore della fusoliera, più vicino alla coda.

MiG-105-11 in un parcheggio aperto / Foto: www.buran.ru

MiG-105-11 nel parcheggio di Monino / Foto: www.buran.ru

Durante il volo, l'astronauta si trovava in un compartimento-capsula sigillato che, in caso di pericolo o incidente dell'apparato, poteva essere “sparato via”. Se ciò accadeva all'interno dell'atmosfera terrestre, lo scompartimento, insieme al pilota, aveva la possibilità di atterrare dolcemente utilizzando un sistema di paracadute. Se si verificavano problemi in orbita, non c'era praticamente alcuna speranza di salvezza.

Il motore di lancio Mig-105-11 avrebbe dovuto utilizzare missili di tipo Vostok. Il sistema di propulsione dello spazioplano era costituito da un motore a turbogetto RD-36-35-K, del peso di 2,3 tonnellate. La riserva di carburante era di 500 kg, che forniva 10 minuti di volo alla massima spinta.

Solitamente questo motore veniva utilizzato all'avviamento "dalle ruote", anche dalle piste di campo (senza rivestimento speciale).

Divisione strutturale e tecnologica della cellula del velivolo analogico "105.11" / Foto: www.buran.ru

Nella foto, i numeri indicano:

1. fusoliera anteriore
2. carrello di atterraggio anteriore sinistro
3. carrello di atterraggio anteriore destro
4. protezioni del telaio
5. fusoliera di poppa
6. consolle di destra
7. consolle di sinistra
8. carenature alari
9. chiglia con timone
10. carrello di atterraggio posteriore destro
11. carrello di atterraggio posteriore sinistro
12. scudo termico
13. tutori per l'articolazione della testa
14. fusoliera di poppa

Il motore "ordinario" avrebbe dovuto anche fornire alla navicella libertà di manovra al ritorno, ad esempio per volare su un aeroporto alternativo se il tempo si fosse deteriorato nell'area di quello principale, ecc. È interessante notare che inizialmente si prevedeva di installare tali motori sulle navette, ma alla fine i progettisti americani decisero di abbandonarli per ridurre il peso delle navette.

Il motore orbitale era costituito da quello principale (con una spinta di 1500 kgf) e da due ausiliari (40 kgf ciascuno). Oltre a loro, il MiG-105-11 aveva sei motori per le correzioni di rotta (16 kgf ciascuno) e dieci motori per le manovre (1 kgf ciascuno). serbatoi di carburante per questi motori erano situati nella parte centrale del velivolo.

È ammirevole che tanta tecnologia complessa e intelligente sia stata "confezionata" in un case di dimensioni abbastanza modeste: 8,5 metri di lunghezza e una larghezza massima di 2,8 metri. Finora non sono stati svelati tutti i segreti del progetto, realizzato quasi quarant'anni fa.

Quindi, ad esempio, nonostante la sua sigla "passeggero" (EPOS), è noto che il MiG-105-11 era considerato un prototipo di caccia spaziale. Che tipo di armi doveva portare e chi attaccare - aerei e satelliti artificiali del nemico, o, forse, le sue strutture di terra - rimane un mistero ...

Schema MiG-105-11 / Foto: www.buran.ru

Principali caratteristiche tattiche

Sognare, come si suol dire, non è dannoso e talvolta anche utile. Volare avanti e indietro nello spazio con le ali è proprio l'area in cui sogno e realtà si toccano così da vicino che, a volte, nascono progetti davvero sorprendenti.

Le idee per creare cosmopoli sono nate molto prima del volo di Yu Gagarin. Una lontana allusione al veicolo spaziale può essere considerata l'aereo di prova americano Bell X-1, dotato di un motore a razzo, che fu il primo al mondo a superare Barriera del suono. Ciò ha portato la persona un passo più vicino all'obiettivo caro. È sugli aerei supersonici che ripone le sue speranze aviazione spaziale.

In URSS, la creazione di un aereo orbitale è iniziata negli anni '60 del secolo scorso. È così che è apparso il progetto Spiral, che prevedeva la costruzione di un sistema a due stadi.

aviazione spaziale

Il secondo stadio del complesso Spiral è un piano orbitale. Il progetto prevedeva che avrebbe funzionato con carburante fluoro-ammoniaca, che avrebbe consentito all'aereo di cambiare il suo angolo in volo, a seconda del compito. Ma il progetto Spiral è stato chiuso. La dirigenza sovietica decise di passare a un analogo della navetta americana, chiamata Buran: purtroppo non finì bene.

Il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti sta attualmente lavorando su un drone spaziale sperimentale, con un primo volo previsto per il 2017. XS-1 (la lettera X nel nome dell'aereo americano indica che il progetto è legato all'aviazione spaziale) dovrebbe essere in grado di effettuare voli indipendenti, nonché di lanciare satelliti nell'orbita terrestre.

Un altro rappresentante dello spazio americano, per così dire, l'aviazione nel progetto è un piccolo aereo da ricerca ambiente, abbreviato in ARES (per Aerial Regional-Scale Environment Surveyor). È vero, non è del tutto cosmico, ma è il più distante di tutti. Con esso, gli americani voleranno ben oltre i limiti orbitali. ARES è puntato, come dovrebbe essere (con questo o quel nome) su Marte. Ovviamente verrà portato lì per aiutare nello studio del pianeta rosso. Secondo gli scienziati, un piccolo velivolo di questo tipo è necessario per molti compiti che i rover non possono ancora svolgere.

aviazione spaziale

Il confine con lo spazio attira anche piloti amatoriali privati. Non sorprendente: aviazione sperimentale Oggi è a disposizione di tutti coloro che hanno tempo, denaro e, soprattutto, entusiasmo per questo. Poi nascono progetti come Perlan II. L'idea dell'ex pilota collaudatore della NASA è quella di portare l'aliante a un'altezza record di 27 chilometri, praticamente al limite dello spazio aperto. La fiducia dei fondatori si basa su una vasta esperienza nello studio dei flussi stratosferici verticali che si formano su terreni montuosi. È con il loro aiuto che il team Perlan II solleverà la nave. Inaspettatamente, la società Airbus ha rivolto la sua attenzione al progetto, che ha deciso di fornirgli assistenza finanziaria e tecnica.

Centro "Cosmonautica e Aviazione" - il più grande centro museale spaziale in Russia moderna, situato all'interno delle mura dello storico padiglione "Cosmos" via.

L'esposizione del museo comprende un gran numero di reperti che dimostrano i risultati della cosmonautica russa: da documenti d'archivio ai layout navicella spaziale realizzato a grandezza naturale. È stato creato per rendere popolari i risultati del razzo domestico e dello spazio, dell'aviazione e industria della difesa e implementato come progetto congiunto del governo di Mosca, VDNKh, la società statale "Roscosmos" e una serie di imprese del complesso militare-industriale della Russia. Anche l'edificio del leggendario padiglione, costruito negli anni sovietici, è diventato una sorta di mostra.

Con una collezione ampia e presentata in modo interessante, il Centro aeronautico e cosmonautico del VDNKh è diventato uno dei punti iconici dello spazio sulla mappa di Mosca e una potente attrazione turistica.

esposizione

L'esposizione su larga scala del museo è dedicata ai risultati della cosmonautica russa e ai promettenti progetti di esplorazione spaziale. Lo spazio del padiglione è suddiviso condizionatamente in 3 parti: "KB-1. Space Boulevard" (museo e spazio espositivo), "KB-2. Design Bureau" (spazio educativo e scientifico) e "KB-3. Cosmodrome of the Future" (spazio interattivo e di svago), grazie al quale l'esposizione si svela per tappe, dalle prime idee di conquista dello spazio fino agli sviluppi più moderni.

La conoscenza degli oggetti esposti è possibile sia individualmente che con una visita guidata.

In "KB-1" puoi vedere mostre a grandezza naturale e modelli a grandezza naturale di veicoli spaziali e veicoli che dimostrano i progetti realizzati del 20 ° secolo e i successi ottenuti dalla cosmonautica domestica. L'esposizione presenta oltre 120 campioni unici di aeromobili e tecnologia spaziale che non sono mai stati esposti prima nello spazio museale, oltre a un gran numero di documenti d'archivio, materiali fotografici e video. La mostra più grande era un mock-up della stazione orbitale Mir, realizzato a grandezza naturale (1:1, il peso del mock-up è superiore a 30 tonnellate) e comprende 4 moduli (Mir, Kvant-1, Kvant-2 e Kristall "). Qui puoi anche vedere i modelli dei satelliti Sputnik-1 (1:1) e Luch-5A (1:1), il rover planetario Lunokhod-1 e la stazione Luna-17 (1:1), il piano orbitale MAKS, Aereo a razzo BOR-4, motore a razzo a propellente liquido RD-170, modelli compatti di porti spaziali e razzi, nonché vari dettagli veicoli spaziali. L'esposizione è interattiva: i visitatori del museo possono non solo guardare foto e video, ma anche giocare a giochi a tema sugli schermi disposti intorno alla sala.

"KB-2" è uno spazio educativo in cui si trovano i centri sperimentali educativi e giovanili per bambini, nonché le sezioni "Industria e infrastrutture spaziali", "Esplorazione della Terra dallo spazio", "Esplorazione dei pianeti del sistema solare", "Medicina spaziale e biologia" e altri . Qui, i visitatori del museo possono farsi un'idea di quali compiti e progetti sono le priorità della moderna industria spaziale.

"KB-3" è uno spazio interattivo, una zona di realtà virtuale, che presenta ai visitatori l'immagine di una civiltà spaziale e le prospettive dell'astronautica in un lontano futuro. Il centro dello spazio era un modulo espositivo a due livelli "Monolith", attorno e all'interno del quale sono state collocate mostre e attività interattive: simulatori di gioco, un robot parlante e un cinema 5D "Space Sphere", dove è possibile assistere al lancio di un razzo o una vista della Terra dallo spazio.

La particolarità dell'esposizione è la sua interattività: in tutto il padiglione sono presenti display con registrazioni video e audio tematiche, diagrammi visivi della struttura del veicolo spaziale, vari giochi adatti a bambini e adulti.

Padiglione "Cosmo"

Il padiglione n. 32-34 "Cosmos" ("Cosmos / Mechanical Engineering") è uno dei leggendari padiglioni di VDNKh, abbandonato da tempo.

L'edificio fu costruito nel 1939 secondo il progetto degli architetti Ivan Taranov, Viktor Andreev e Nadezhda Bykova - inizialmente il padiglione si chiamava "Meccanizzazione" ed era dedicato alle macchine agricole. Successivamente la sua esposizione si espanse e iniziò a portare il nome di "Meccanizzazione ed elettrificazione dell'agricoltura"; nel 1954 il padiglione fu ricostruito e acquisito aspetto moderno. Negli anni '60 l'esposizione fu completamente cambiata e nel periodo dal 1967 al 1991 il padiglione ospitò una mostra permanente dedicata all'esplorazione dello spazio: fu in questa forma che il padiglione Cosmos fu ricordato dai moscoviti. Tuttavia, negli anni '90, come molti altri padiglioni VDNKh, si è trasformato in piano di negoziazione. Qui iniziarono a vendere piantine e merci per i giardinieri, mentre le collezioni e le decorazioni andarono parzialmente perdute.

La desolazione di Cosmos è continuata fino al 2015, quando il padiglione è stato liberato dagli inquilini, e nel 2016 è iniziato il suo restauro. Il padiglione non solo è stato riparato e adattato all'uso moderno, ma anche i dettagli decorativi perduti sono stati accuratamente restaurati e quelli rimanenti sono stati restaurati. Allo stesso tempo, gli specialisti stavano lavorando al concetto del futuro museo.

Il 13 aprile 2018 è stato inaugurato il Centro Aviazione e Cosmonautica nel rinnovato padiglione Cosmos, e il leggendario padiglione dopo per lunghi anni la desolazione è tornata ad essere uno dei luoghi più potenti di Mosca.

Al momento, il Cosmos Pavilion non è solo un edificio, ma un eccezionale monumento dell'architettura sovietica, che di per sé funge da preziosa mostra. I visitatori del Centro aeronautico e cosmonautico hanno l'opportunità di vederlo non solo dall'esterno, ma anche all'interno: guarda il piccolo pannello sul tema dell'elettrificazione dell'URSS, gli emblemi delle repubbliche dell'Unione e l'enorme stella del Cremlino sotto il Duomo.

Orari di apertura, come arrivare

Il Cosmonautics and Aviation Center nel padiglione Cosmos è aperto al pubblico tutti i giorni tranne il lunedì. È meglio visitarlo nei giorni feriali quando ci sono meno visitatori nel padiglione.

Orari di apertura: dalle 11:00 alle 22:00. La visita è organizzata per sessioni:

11:00 - 13:00;

13:00 - 15:00;

15:00 - 17:00;

17:00 - 19:00;

19:00 - 21:00 (l'ingresso all'ultima sessione è possibile solo fino alle 21:00, da questo momento fino alle 22:00 il centro funziona solo per le uscite).

Costo della visita: 500 rubli - intero, 250 rubli - preferenziale, per alcune categorie preferenziali è prevista una visita gratuita.

Sito ufficiale del centro "Cosmonautics and Aviation": cosmos.vdnh.ru - su di esso puoi chiarire l'orario di lavoro e i prezzi dei biglietti in un giorno specifico selezionato, nonché acquistare i biglietti online o prenotare un'escursione.

Padiglione "Cosmo" si trova in piazza Promyshlennosti VDNKh a Prospekt Mira, 119 edificio 34. Puoi raggiungerlo a piedi dalla stazione della metropolitana "VDNH" Linea Kaluga-Rizhskaya.

Dall'atmosfera allo spazio. Aerei aerospaziali - trasporto del futuro

L'esplorazione intensiva dello spazio vicino alla Terra nel prossimo futuro porterà a un forte aumento dei flussi di merci orbitali. Spazio fondamentalmente nuovo sistemi di trasporto può essere creato sulla base di velivoli aerospaziali (VKS) con una centrale elettrica combinata. Nella fase iniziale dell'accelerazione, il VCS utilizza l'aria per creare portanza e l'ossigeno atmosferico per ossidare il carburante, come un aereo convenzionale. Ciò consente di ridurre notevolmente i costi del carburante e il peso di lancio rispetto al convenzionale sistemi missilistici.

La durata del volo a velocità supersoniche impone requisiti speciali a un tale velivolo, poiché è soggetto a potenti effetti termici e di forza dell'atmosfera. Una delle soluzioni per ridurre la resistenza aerodinamica è il controllo attivo del flusso attorno al velivolo fornendo calore al flusso supersonico in arrivo utilizzando radiazioni laser o microonde.

Le prospettive per l'uso dello spazio vicino alla Terra sono enormi. Sistemi di comunicazione e navigazione, monitoraggio ambientale, esplorazione mineraria, controllo del clima, produzione di nuovi materiali e molto altro ancora. Tutte queste attività richiederanno la creazione e il funzionamento stazioni spaziali scopo multifunzionale, il che significa consegna di un gran numero di carichi nell'orbita terrestre. Il compito di restituire dallo spazio strutture di emergenza ed esaurite sta diventando sempre più urgente, poiché il suo "intasamento" minaccia di gravi complicazioni. Da qui l'urgente necessità di creare veicoli spaziali fondamentalmente nuovi, che nel prossimo futuro saranno in grado di far fronte all'aumento dei flussi di traffico.

I sistemi missilistici che esistono oggi non sono in grado di garantire il movimento del carico in orbita vicino alla Terra in grandi volumi. Le ragioni di ciò risiedono non solo nell'alto costo, ma anche nei lunghi tempi di preparazione del lancio e nel numero limitato di complessi di lancio stessi.

Fondamentalmente nuovi sistemi di trasporto possono essere creati sulla base di aereo aerospaziale(VKS) con una centrale elettrica combinata, incluso motore ramjet(ramjet) alimentato a idrogeno, e motore a razzo a propellente liquido(LPRE). Utilizzando l'aria per creare portanza e l'ossigeno atmosferico per l'ossidazione del carburante nella maggior parte della sezione atmosferica della traiettoria di accelerazione, è possibile ridurre significativamente il consumo di carburante e la massa di lancio del veicolo spaziale. Un tale aereo aerospaziale è in grado di consegnare merci all'orbita terrestre bassa, il cui peso è pari al 3-5% del decollo. Allo stesso tempo, secondo gli esperti, il costo unitario di consegna sarà 20-50 volte inferiore rispetto all'utilizzo dei missili.

Essendo un aereo, il VKS ha una serie di altri vantaggi rispetto ai sistemi missilistici. Può essere lanciato orizzontalmente da qualsiasi aeroporto (non sono necessari complessi di lancio complessi e costosi) e la preparazione per il lancio richiede molto meno tempo. Il VKS è in grado di entrare nell'orbita vicina alla Terra desiderata manovrando nell'atmosfera, e non nello spazio, che richiede molto meno carburante. Praticamente manca la zona di esclusione caratteristica dei missili, dove cadono gli elementi strutturali esauriti. Grazie a questi vantaggi, la videoconferenza può essere utilizzata anche nelle rapide operazioni di soccorso.

Tuttavia, su un aereo così "universale" sono imposti requisiti speciali. Dopotutto, contrariamente ai compartimenti di ritorno dei veicoli spaziali, il VKS deve effettuare un volo abbastanza lungo nell'atmosfera a velocità ipersoniche, utilizzando un sistema di propulsione a funzionamento continuo. Pertanto, le principali difficoltà nella creazione di un tale velivolo sono dovute, prima di tutto, alla struttura degli effetti termici e di forza dell'atmosfera.

Durante il volo, la pressione massima sul veicolo è proporzionale al quadrato della velocità del flusso libero, e il carico termico nel punto critico del muso del veicolo, corrispondente al punto di ristagno del flusso, è proporzionale al cubo della velocità. Di conseguenza, a velocità di volo ipersoniche (M * > 6), il carico termico aumenta di quasi dieci volte o più rispetto alle velocità supersoniche (M ≤ 3) e la temperatura di equilibrio del guscio termoisolante dell'aeromobile quasi tre volte.

Risolvere questi problemi durante la creazione di ipersonici aereo richiede ai progettisti di cercare idee scientifiche e tecniche fondamentalmente nuove, principalmente nel campo dei materiali, dell'aerodinamica e del trasferimento di calore.

Il peso principale è il carburante

La ricerca sullo sviluppo della tecnologia per il volo ipersonico con un motore ramjet a idrogeno è stata condotta dalla metà del secolo scorso in un certo numero di Paesi esteri(USA, Francia, Germania, Giappone, Cina, Australia), nonché in URSS, dove sono stati sviluppati due sistemi ipersonici: Spiral e Buran.

Nonostante i significativi progressi nello sviluppo delle tecnologie di videoconferenza, molti problemi rimangono irrisolti. E i primi di questa serie sono i problemi correlati del motore e della configurazione del velivolo stesso, poiché i costi del carburante per il lancio in orbita sono determinati principalmente dalle caratteristiche della centrale elettrica e dalla qualità aerodinamica del layout del velivolo.

Sulla base di studi sulla qualità aerodinamica delle configurazioni dei velivoli e sull'impulso specifico di un motore ramjet utilizzando modelli sperimentali presso l'Istituto di meccanica teorica e applicata della sezione siberiana dell'Accademia delle scienze russa, la massa di carburante necessaria per accelerare il veicolo spaziale per è stata calcolata la 1a velocità spaziale **. Si è scoperto che dovrebbe essere circa il 70% della sua massa iniziale. I calcoli hanno mostrato che il valore della massa di lancio è molto sensibile alla variazione della massa relativa del carburante. Ad esempio, una diminuzione (aumento) dei costi del carburante dell'1% porterà a una corrispondente variazione della massa di lancio del veicolo spaziale del 25%.

Pertanto, non sorprende che vengano imposte restrizioni molto rigide alla massa del progetto VCS stesso. Una massa relativamente grande della struttura è consentita solo per i sistemi multistadio, in particolare, a condizione che gli elementi strutturali esauriti vengano lasciati cadere in alcune sezioni della traiettoria di volo. Tuttavia, in questo caso, le condizioni operative dei sistemi multistadio diventano più complicate e il costo aumenta di conseguenza.

Riscaldiamo l'aria

È possibile ottenere una riduzione del consumo di carburante aumentando la qualità aerodinamica (ovvero il rapporto tra portanza aerodinamica e resistenza aerodinamica) e l'impulso specifico della centrale elettrica (il rapporto tra spinta del motore e consumo di carburante). Numerosi studi sperimentali sulle caratteristiche aerodinamiche degli aerei ipersonici indicano che il loro massimo rapporto portanza-resistenza nell'intervallo di velocità ipersonica ha un limite finito ai numeri di Reynolds reali (il rapporto tra forza dinamica e forza di attrito) K max ≈ 6.

Poiché non è possibile aumentare questo indicatore mediante la progettazione aerodinamica, attualmente viene prestata molta attenzione alla risoluzione del problema del controllo attivo del flusso attorno ai corpi mediante l'energia e (o) l'impatto della forza sul flusso in arrivo, in particolare mediante fornendo calore al flusso supersonico davanti al corpo. Per l'implementazione tecnica di questa idea, dovrebbe utilizzare radiazioni laser e microonde.

La stima della massa di carburante necessaria per accelerare un velivolo aerospaziale alla 1a velocità spaziale è stata effettuata sulla base della soluzione equazione differenziale, che generalizza la formula di K. E. Tsiolkovsky sotto l'azione di forze esterne. In questo caso, i costi del carburante necessari per aumentare la velocità dell'aeromobile di un determinato valore Δ v, dipendono non solo dal rendimento della centrale, ma anche dal complesso  σ= Kn v (K– qualità aerodinamica, il rapporto tra portanza aerodinamica e resistenza aerodinamica; n v- sovraccarico longitudinale, il rapporto tra l'accelerazione dell'aeromobile e l'accelerazione della caduta libera).
L'efficienza della centrale è caratterizzata dall'impulso specifico Cioè(il rapporto tra spinta del motore e consumo di carburante). Maggiore è l'impulso specifico e il complesso σ, minore è il consumo di carburante. Ciò è comprensibile: un aumento del rapporto portanza-resistenza significa una diminuzione della resistenza aerodinamica per una data forza di portanza che bilancia il peso dell'aeromobile; aumentando il sovraccarico longitudinale si riduce il tempo di accelerazione. Valore massimo n v limitato dalla forza della struttura e dalla capacità di una persona di sopportare un sovraccarico a lungo termine (decine di minuti).
Lancia il peso VKS M 0 è uguale alla somma delle masse della struttura m K, rifornimento di carburante (carburante) m t e carico utile lanciato in orbita M pn:
m 0  = m K  + m T  + m pn
Presentazione valori relativi m k  = m K   / m 0 e m Ò  = m Т  / m 0, noi abbiamo
m 0  = m pn  / 1 – m̅ T  –m̅ K
Da ciò ne consegue che vengono imposti requisiti molto severi sulla massa della struttura. m̅K≤ 0,3, e il valore della massa di lancio è molto sensibile alla variazione della massa relativa del carburante:
 δ m 0  /  m 0  =δ m̅ Т  / m̅ pn
La riduzione della massa relativa del propellente porta non solo a una diminuzione della massa di lancio del veicolo spaziale, ma consente anche di allentare i requisiti per la progettazione

Nella maggior parte di questi studi teorici e sperimentali, viene considerato il problema della riduzione della resistenza aerodinamica. Questo effetto è principalmente associato a una diminuzione della densità del gas nel flusso in arrivo, che è confermato da calcoli e misurazioni dirette. Anche le variazioni del regime di flusso dovute a variazioni del numero di Mach o del numero di Reynolds, nonché la ionizzazione del flusso, possono svolgere un certo ruolo.

Utilizzando l'esempio di un flusso di gas ipersonico attorno a un profilo alare trapezoidale, è stato dimostrato che la resistenza aerodinamica e la portanza possono essere influenzate dalla formazione di una distribuzione graduale della temperatura nel flusso in arrivo (che corrisponde a una distribuzione graduale della densità del gas). Tale effetto può essere ottenuto, ad esempio, riscaldando periodicamente il flusso mediante la combinazione di radiazioni laser e microonde. Allo stesso tempo, il più alto rapporto portanza-resistenza si ottiene nella modalità planata, quando il volo avviene all'interfaccia tra mezzi ad alta e bassa densità.

modelli funzionali

Il controllo dell'uno o dell'altro modo di controllare il flusso d'aria in arrivo può essere effettuato utilizzando la cosiddetta simulazione funzionale. In questo senso, un velivolo - un complesso sistema gerarchico - può essere rappresentato come insieme interconnesso vari sottosistemi, determinati da caratteristiche funzionali.

Modello matematico velivolo è costituito da una serie di blocchi: caratteristiche aerodinamiche, spinta del motore e impulso specifico, traiettoria di volo, limitazioni funzionali, controllo ottimale. Rispecchia quindi le caratteristiche funzionali e le connessioni degli elementi nel loro insieme, senza essere strettamente legato a specifici dispositivi attuativi.

Utilizzando un tale modello, è possibile valutare sia la possibilità fondamentale di raggiungere l'obiettivo prefissato, sia le caratteristiche specifiche (efficienza, modalità operative critiche, ecc.). Modificando i valori di base delle caratteristiche dei singoli elementi, è possibile determinare la loro influenza sulle proprietà funzionali del sistema nel suo insieme e stabilire l'entità delle perturbazioni ammissibili - per sviluppare requisiti per l'accuratezza dei parametri di misurazione.

La particolarità della modellazione funzionale è che la sintesi e l'analisi dell'oggetto vengono eseguite con una piccola quantità di informazioni iniziali. Ciò implica, in primo luogo, la natura iterativa della costruzione di un modello matematico, che implica un costante aggiustamento del processo, tenendo conto dei risultati già ottenuti. In secondo luogo, il modello prevede l'impostazione di un numero minimo di parametri di input, che riduce il grado di incertezza nello stabilire le caratteristiche dell'aeromobile.

La seconda circostanza stimola la ricerca di nuove forme più generalizzate di rappresentazione delle proprietà funzionali degli elementi. Naturalmente, devono essere correlati a una varietà di possibili dispositivi specifici. Tuttavia, la selezione e lo sviluppo dei dispositivi stessi è la fase successiva del lavoro.

Combustione in flusso supersonico

La parte più importante della centrale VKS è un motore ramjet, il cui studio teorico e sperimentale è stato oggetto di numerosi lavori.

Il concetto di utilizzo di un ramjet per il volo a velocità ipersoniche prevede che la combustione del carburante nel condotto del motore avvenga in un flusso d'aria supersonico. In questo caso la quantità di combustibile in combustione deve essere sufficiente per ottenere la spinta richiesta. Il noto fisico italiano, creatore della prima galleria del vento supersonica A. Ferri ha proposto diversi metodi per iniettare carburante in un flusso e ha descritto i possibili schemi dei flussi che si verificano in questo caso. Tuttavia, non ci sono informazioni sulla loro attuazione pratica.

In generale, la diagnostica dei flussi formati durante la combustione del combustibile è estremamente difficile a causa della distribuzione non uniforme dei parametri di flusso e del disequilibrio dei processi. Finora non esistono dati sperimentali attendibili che indichino che un flusso supersonico si mantenga effettivamente nel canale del motore quando viene “riscaldato” per effetto della combustione del carburante, dato che la temperatura statica del gas non deve superare i 2500–2700 °K. Questa limitazione, importante nel volo ipersonico, è associata alla necessità di limitare il grado di dissociazione dei prodotti della combustione, poiché quest'ultimo comporta una diminuzione dell'efficienza del flusso di gas e, di conseguenza, una diminuzione della spinta del motore.

Per determinare le caratteristiche del ramjet metodi esistentiè necessario impostare un certo insieme di quantità determinanti che dipendono dai parametri gasdinamici e geometrici del motore e sono determinate, di regola, sperimentalmente. Pertanto, questi metodi sono di scarsa utilità nella modellazione funzionale, quando è necessario determinare l'insieme minimo di parametri di base che cambiano relativamente poco (e prevedibilmente) durante il funzionamento del sistema.

Nell'ambito di questo approccio, presso l'ITAM è stato costruito un modello matematico funzionale della centrale, che consente di ottenere stime del coefficiente di spinta e dell'impulso specifico di un ramjet e di una combinazione di motori a razzo e ramjet. Ciò tiene conto del fatto che parte dell'energia dei prodotti della combustione verrà utilizzata per controllare il flusso esterno attorno all'aeromobile.

Le stime dell'efficacia del controllo del flusso esterno riscaldando l'aria davanti all'aereo hanno mostrato che durante la crociera a velocità supersoniche, il cosiddetto fattore di portata Breguet *** aumenta in modo significativo - fino a un terzo, a seconda del numero di Mach di volo - a causa di un aumento della qualità aerodinamica.

Il confronto del consumo di carburante per l'accelerazione con il riscaldamento dell'aria prima del VCS e senza riscaldamento è stato effettuato su traiettorie di volo ottimali quando si utilizza un motore combinato. Il risparmio di carburante sulla traiettoria di accelerazione è pari al 3% del peso al decollo del VKS. Ciò significa, in primo luogo, che la soluzione dei problemi di progettazione è facilitata. In secondo luogo, diventa possibile aumentare significativamente il carico utile del veicolo spaziale.

Secondo varie stime, il peso del carico utile messo in orbita è pari al 3-5% del peso di lancio dell'aeromobile, cifre paragonabili al risparmio di carburante calcolato durante il controllo del flusso attorno all'aeromobile. Pertanto, è ovvio che il controllo del flusso UML riscaldando il flusso in arrivo sarà molto efficace sia in modalità di crociera che durante l'accelerazione.

Hai bisogno di protezione termica

Ci sono una serie di problemi più particolari, anche se non meno importanti, che devono essere risolti durante la creazione di un aereo aerospaziale. Uno di questi è l'intenso riscaldamento aerodinamico, che le strutture della cellula devono sopportare a lungo, poiché il flusso di calore sulla superficie dell'aeromobile è proporzionale alla velocità di volo alla terza potenza. Un tale effetto termico è una vera barriera che deve essere superata durante la creazione di velivoli ipersonici.

Le alte temperature di quasi tutte le zone della superficie del velivolo escludono la possibilità di utilizzare i metalli tradizionali (alluminio, titanio, acciaio) per la sua costruzione. Modi possibili le superfici di protezione termica sono suddivise in passive e attive, nonché le loro combinazioni. I primi includono, ad esempio, l'uso di materiali degradabili, rivestimenti radianti, rivestimenti a bassa diffusività termica, caratterizzati da un basso tasso di equalizzazione della temperatura. I metodi di protezione termica attiva prevedono l'alimentazione forzata di refrigerante alla superficie calda, che può anche penetrare nello strato limite del flusso d'aria esterno.

Il metodo di conversione termica sembra essere molto promettente. combustibile a idrocarburi, che può sostituire parzialmente l'idrogeno liquido. In questo caso, una miscela di combustibile idrocarburico con acqua viene fornita attraverso canali sotto le superfici calde. Sotto l'influenza del flusso di calore, si verifica una reazione endotermica di formazione di gas di sintesi (una miscela di monossido di carbonio e idrogeno), che procede con l'assorbimento di calore.

La reazione è accompagnata da un intenso moto convettivo del mezzo, che assicura valori sufficientemente elevati del coefficiente di scambio termico e bassa resistenza termica tra il mezzo e la parete riscaldata. Di conseguenza, la temperatura superficiale diminuirà. Il "bonus" in questo caso sarà un aumento dell'energia del combustibile dovuto all'assorbimento del flusso di calore esterno.

Un'altra tattica di protezione termica della videoconferenza è ridurre l'area delle superfici che devono essere protette dall'esposizione alle alte temperature. ITAM SB RAS ha sviluppato il concetto di una presa d'aria convergente e di un ugello divergente, più compatti di quelli convenzionali. Un modello di tale velivolo è stato testato nella galleria del vento ad impulso dell'istituto a М = 7,8 con un motore a idrogeno funzionante, ei risultati sperimentali hanno coinciso con i dati calcolati previsti.

Quando si vola a velocità supersoniche, le onde d'urto generate dal velivolo raggiungono la superficie terrestre. La caduta di pressione sull'onda d'urto crea il cosiddetto boom sonico. L'impatto della caduta di pressione sui timpani può essere molto doloroso; la forza dell'impatto può essere tale da rompere anche i vetri delle finestre. È possibile ridurre il boom sonico grazie alla speciale disposizione dell'aeromobile, alla scelta della traiettoria e della modalità di volo, nonché all'influenza attiva sulla struttura onde d'urto in prossimità del velivolo.

anche dato qui breve recensione dimostra la complessità senza precedenti della costruzione di un velivolo aerospaziale monostadio. Tuttavia, un potente fattore stimolante per accelerare il lavoro sulla sua creazione è la crescita esponenziale del tasso di esplorazione dello spazio vicino alla Terra.

Per eseguire l'intera gamma di lavori (ricerca scientifica, sviluppi progettuali, produzione di un prototipo, messa a punto sperimentale, creazione di strutture operative) richiedono enormi risorse umane, materiali e risorse finanziarie. Probabilmente sarà possibile realizzare il piano solo con gli sforzi congiunti di molti paesi. Ma ne vale la pena, perché l'ulteriore esplorazione dello spazio dovrebbe contribuire allo sviluppo pacifico e di successo della civiltà umana.

Letteratura

Burdakov V. P., Danilov Y. I. Risorse esterne e astronautica. Mosca: Atomizdat, 1976.

Georgievskii, P.Yu., Levin, VA, Controllo del flusso su vari corpi mediante fornitura di energia locale a un flusso in arrivo supersonico, Izv. CORSO. MJG. 2003. N. 5. S. 154-167.

Latypov A. F. Sulla modellazione matematica degli aeromobili nella fase di sviluppo del concetto // ChMMSS, 1979. V. 10, n. 3. P. 105-110.

Latypov A. F., Fomin V. M. Valutazione dell'efficienza energetica della fornitura di calore davanti a un corpo in un flusso supersonico // Prikl. 2002. V. 43, n. 1. S. 71-75.

Latypov A. F. Valutazione dell'efficienza energetica della fornitura di calore davanti al corpo durante il volo di accelerazione. Parte 1. Modello matematico // Termofisica e aeromeccanica, 2008. V. 15, n. 4. P. 573-584. Parte 2. Modello matematico della sezione accelerante della traiettoria.

Risultati del calcolo // Termofisica e aeromeccanica, 2009. V.16, n. 1. P. 1-12.

Latypov A. F., Fomin V. M. Il metodo di funzionamento di un motore ramjet pulsante supersonico e di un motore ramjet pulsante supersonico // Brevetto RF n. 2347098, 2009.

Sabelnikov A. V., Penzin V. I. Sulla storia della ricerca nel campo dei motori ramjet ad alta velocità in Russia. Mosca: TsAGI im. prof. NE Zhukovsky, 2008.

* Numero di Mach: il rapporto tra la velocità del flusso d'aria e la velocità del suono

** La velocità minima richiesta per mettere un corpo nell'orbita terrestre

*** Fattore di gamma Breguet Fr = VKI, Dove v- velocità di volo, K– qualità aerodinamica, IO– impulso specifico del motore