Deschiderea Pavilionului Cosmos renovat (nr. 32-34) de la VDNKh a fost programată să coincidă cu Ziua Cosmonauticii. La ceremonie a participat președintele Federației Ruse.

Cel mai mare muzeu expozițional, Centrul de Cosmonautică și Aviație, și-a început lucrările în pavilion. În interior a fost posibilă restaurarea mozaicurilor originale de pe pereți. Sub dom este montat un candelabru cu stea cu cinci colțuri (o copie a stelei Turnului Trinității din Kremlinul din Moscova). La procesul de reconstrucție au participat aproximativ 1500 de specialiști.

Istoria pavilionului „Cosmos”

La prima Expoziție de Realizări economie nationala Pavilionul a fost numit „Mecanizare”. Sarcina lui a fost să arate progresul în dezvoltarea tehnologiei agricole. Pe două etaje ale hangarului au fost demonstrate tractoare, combine de recoltat, pluguri etc.. 15 ani mai târziu, numărul exponatelor a crescut considerabil. Denumirea amplasamentului a fost schimbată în „Mecanizare și electrificare Agricultură". În anii 1960, tema expoziției s-a schimbat. Se deschide o nouă direcție „Cosmos”.

La începutul anilor 1990, Pavilionul Cosmos trecea printr-o perioadă de uitare. Site-urile educaționale sunt desființate, iar în locul lor apar tarabele cu mărfuri pentru grădinari. În 2017, situația se schimbă partea mai buna. Municipalitatea orașului Moscova începe lucrările de restaurare pentru a restaura expoziția spațiului. Lucrarea a durat puțin peste un an. Deja în 2018, Centrul „Cosmonautică și Aviație” a început să primească primii invitați.

Noul Centru a devenit popular printre moscoviți și oaspeții orașului. Adulții și copiii își vor putea satisface curiozitatea în muzeu.

expunere

Centrul de Cosmonautică și Aviație găzduiește una dintre cele mai mari expoziții dedicate istoriei cosmonauticii ruse. Totul, începând cu ideea de explorare a spațiului. Oaspeții pavilionului pot vedea modele gigantice nave spațialeși tehnologie militaro-industrială. Sunt peste 120 de unitati.

De asemenea, este posibil să faceți un tur al galaxiei noastre și să faceți cunoștință cu două mii de mostre rare de materiale foto, video, documente legate de proiectele de dezvoltare a programelor spațiale. Spațiul expozițional este împărțit în: „Space Boulevard-1”, „Design Bureau-2” și „Cosmodrom of the Future-3”.

În „KB-1. Space Boulevard” prezintă cele mai mari exponate ale pavilionului: modele ale stațiilor orbitale „Mir” și „Almaz”, motor rachetă RD-170, vehicul de lansare N-1, GLONASS-K, Express-1000, navă spațială Soyuz, rover lunar Luna-17 și multe altele.

Greutatea aspectului stație orbitală"Mir" mai mult de 30 de tone.

Zona „KB-2. Design Bureau” este mai mult ca un laborator științific. Vizitatorii vor putea învăța despre cercetarea și dezvoltarea în medicina și biologia spațiului. Un loc separat este ocupat de proiectul „Oameni în spațiu”. El povestește despre isprăvile primilor astronauți.

În zona „KB-3. Cosmodromul viitorului” este disponibil pentru a vizita cinematograful 5D „Spațiul Sfera”. Prezintă filme tematice. Sub dom sunt instalate și simulatoare de zbor, cu ajutorul cărora puteți vizita planete și stele îndepărtate.

Centrul este, de asemenea, implicat în activități educaționale. Pentru aceasta, între zidurile ei lucrează cercurile de cercetare pentru copii și tineret.

Excursii

Tururile de vizitare a obiectivelor turistice sunt organizate la Centrul de Cosmonautică și Aviație de marți până duminică. Acestea au loc în fiecare oră de la 11:30 la 20:30 fără programare prealabilă. Turul durează aproximativ 1 oră. Biletele pot fi achiziționate doar de la casa de bilete a pavilionului Cosmos. Biletul de intrare se cumpără separat.

Programul de deschidere al pavilionului „Cosmos”

Centrul de Cosmonautică și Aviație de la VDNKh este deschis de marți până duminică între orele 11:00-22:00, luni este zi tehnică. Intrarea in pavilion numai pe sedinte: 11:00-13:00; 13:00-15:00; 15:00-17:00; 17:00-19:00; 19:00-21:00.

Prețuri pentru biletele la pavilionul Cosmos la VDNKh

Biletul de intrare: 500 de ruble, preferențial - 250 de ruble.

Tur de vizitare: 300 de ruble, preferențial - 200 de ruble.

Biletul de reducere se eliberează la prezentarea documentelor de atestare necesare la casa de bilete a pavilionului. Biletele se vând la casa de bilete a pavilionului și pe site-ul oficial al Centrului.

Cum se ajunge la Centrul de Cosmonautică și Aviație

Centrul de Cosmonautică și Aviație este situat în pavilioanele nr. 32-34 Cosmos la VDNKh. Distanța de la intrarea principală până la acesta poate fi parcursă în aproximativ 15 minute. Trebuie să vă deplasați drept de-a lungul Aleii Centrale la modelul rachetei Vostok. De asemenea, puteți folosi autobuzul numărul 533. Puteți ajunge la VDNKh cu transportul public sau cu taxiul.

Transport public

Metrou: stația VDNKh a liniei Kaluzhsko-Rizhskaya (linia portocalie). Drumul de la centrul Moscovei la VDNKh poate fi depășit în 20 de minute. Vă puteți transfera la linie din ramurile Ring, Sokolnicheskaya, Tagansko-Krasnopresnenskaya, Zamoskvoretskaya.

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

Autobuz pe teritoriul VDNKh: Nr. 533, până la stația „Palatul de nuntă”.

Monorail: stații „Exhibition Center” și „Sergey Eisenstein Street”.

Troleibuze: Nr. 14, 36, 73, 76.

Tramvai: 11, 17, 25.

Taxi

Puteți ajunge la VDNKh cu taxiul folosind aplicațiile: Yandex. Taxi, Uber, Gett, Maxim.

Astăzi nu vei surprinde pe nimeni cu navete. Dar puțini oameni știu că primul" avioane spațiale au fost create acum aproape patruzeci de ani. Cercetare cuprinzătoare Posibilitățile de a crea o aeronavă orbitală capabilă să se lanseze și să aterizeze ca o aeronavă obișnuită au fost lansate încă din 1965.

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

Korolev și Tupolev au luat parte la ele, iar avionul spațial în sine a fost planificat să fie construit de Biroul de proiectare MiG. Proiectul a fost lansat oficial pe 26 iunie 1966. În același timp, au început să formeze un grup special de cosmonauți care urmau să ridice nava spațială în aer. Zece ani mai târziu - în octombrie 1976 - o nouă aeronavă, numită „EPOS” (Experimental Passenger Orbital Aircraft) a ieșit în aer pentru prima dată.

Adevărat, a decolat jos - doar 560 de metri, și așa, „jos-jos”, a zburat 19 kilometri - până la aerodromul centrului de testare. Jukovski.

Un an mai târziu, pe 27 noiembrie 1977, MiG-105-11 (cum a devenit cunoscut acum EPOS) a făcut prima lansare „aeriană” - avionul spațial a fost ridicat la o înălțime de 5000 de metri folosind Tu-95K. După un zbor de succes, MiG-105, ca parte a experimentului, a aterizat pe o pistă de pământ (fără o acoperire specială).

Al optulea zbor al avionului spațial (în septembrie 1978) s-a dovedit a fi ultimul: a avut loc un accident în timpul aterizării, dispozitivul a fost grav avariat și a fost anulat. Deoarece până atunci conducerea țării a decis să creeze nave spațiale reutilizabile mai grele, cu mai multe locuri (viitorul Buranov), MiG-105-11 nu a intrat în producție de masă.

Proiectul a fost închis, dar prototipul a fost în general recunoscut ca fiind foarte reușit, atât de multe dintre ele constructive și solutii tehnologice utilizate ulterior în dezvoltarea următoarei generații de „navete spațiale”.

MiG-105-11 avea o siluetă caracteristică / Foto: www.buran.ru

MiG-105-11 despre încercări / Foto: www.buran.ru

MiG-105-11 avea o siluetă distinctă, cu nasul moale și un corp plat în partea de jos, pentru care a primit porecla „Lapot”. Această formă, conform designerilor, urma să reducă semnificativ sarcina pe carenă în timpul reintrarii în atmosferă. O caracteristică unică a aeronavei au fost aripile „făcându-se”: în timpul decolării, în timp ce se aflau pe orbită și reintrarea în atmosferă, acestea se puteau ridica până la 60 de grade deasupra orizontului, funcționând ca cârme verticale.

La trecerea la viteza subsonică, aripile au fost setate în poziția obișnuită, orizontală, contribuind la creșterea portanței. Aparatul era controlat folosind o cârmă verticală, eleroni la capetele aripilor „batitoare” și duze de aer situate în partea superioară a fuzelajului, mai aproape de coadă.

MiG-105-11 într-o parcare deschisă / Foto: www.buran.ru

MiG-105-11 în parcarea din Monino / Foto: www.buran.ru

În timpul zborului, astronautul se afla într-un compartiment-capsulă etanș, care, în cazul unui pericol sau al unui accident al aparatului, putea fi „împușcat”. Dacă acest lucru s-a întâmplat în atmosfera pământului, atunci compartimentul, împreună cu pilotul, au avut șansa să aterizeze ușor folosind un sistem de parașute. Dacă au apărut probleme pe orbită, atunci practic nu exista nicio speranță de salvare.

Motorul de lansare Mig-105-11 trebuia să folosească rachete de tip Vostok. Sistemul propriu de propulsie al avionului spațial a constat dintr-un motor turboreactor RD-36-35-K, cu o greutate de 2,3 tone. Rezerva de combustibil pentru acesta era de 500 kg, ceea ce asigura 10 minute de zbor la tracțiune maximă.

De obicei, acest motor era folosit la pornirea „de pe roți”, inclusiv de pe pistele de câmp (fără acoperire specială).

Diviziunea structurală și tehnologică a corpului aeronavei analogice „105.11” / Foto: www.buran.ru

În fotografie, numerele indică:

1. fuzelaj înainte
2. tren de aterizare fata stanga
3. tren de aterizare dreapta fata
4. apărătoare de șasiu
5. fuzelaj de la pupa
6. consola aripa dreapta
7. consola aripii stângi
8. carene aripioare
9. chila cu cârmă
10. tren de aterizare spate dreapta
11. tren de aterizare spate stânga
12. scut termic
13. bretele pentru articulația capului
14. fuzelaj de la pupa

Motorul „obișnuit” trebuia să ofere navei spațiale libertate de manevră la întoarcere, de exemplu, pentru a zbura pe un aerodrom alternativ dacă vremea se deteriora în zona celui principal etc. Interesant este că la început s-a planificat instalarea unor astfel de motoare pe navete, dar, în cele din urmă, designerii americani au decis să le abandoneze pentru a reduce greutatea navetelor.

Motorul orbital era format din cel principal (cu o tracțiune de 1500 kgf) și două auxiliare (40 kgf fiecare). Pe lângă acestea, MiG-105-11 avea șase motoare pentru corectarea cursului (16 kgf fiecare) și zece motoare pentru manevră (1 kgf fiecare). rezervoare de combustibil căci aceste motoare erau amplasate în partea centrală a aeronavei.

Este admirabil că atât de multă tehnologie complexă și inteligentă a fost „împachetat” într-o carcasă de dimensiuni destul de modeste - 8,5 metri lungime și o lățime maximă de 2,8 metri. Până acum, nu au fost dezvăluite toate secretele proiectului, care a fost realizat în urmă cu aproape patruzeci de ani.

Deci, de exemplu, în ciuda abrevierei sale „pasager” (EPOS), se știe că MiG-105-11 a fost considerat un prototip de luptător spațial. Ce fel de arme trebuia să poarte și pe cine să atace - avioane și sateliți artificiali ai inamicului sau, poate, instalațiile sale terestre - rămâne un mister...

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

Caracteristici tactice de bază

Visarea, după cum se spune, nu este dăunătoare și uneori chiar utilă. Zborul cu aripi în spațiu înainte și înapoi este exact zona în care visul și realitatea se ating atât de strâns încât, uneori, se nasc proiecte cu adevărat uimitoare.

Ideile pentru crearea cosmopolanilor au apărut cu mult înainte de zborul lui Yu. Gagarin. O aluzie îndepărtată la nava spațială poate fi considerată aeronava de testare americană Bell X-1, echipată cu un motor rachetă, care a fost primul din lume care a depășit bariera de sunet. Acest lucru a adus persoana cu un pas mai aproape de scopul prețuit. El își pune speranțele pe aeronavele supersonice aviația spațială.

În URSS, crearea unui avion orbital aerian a început în anii 60 ai secolului trecut. Așa a apărut proiectul Spiral, care a presupus construirea unui sistem în două etape.

aviația spațială

A doua etapă a complexului Spiral este un plan orbital. Designul presupunea că va funcționa cu combustibil fluor-amoniac, ceea ce ar permite aeronavei să-și schimbe unghiul în zbor, în funcție de sarcină. Dar proiectul Spiral a fost închis. Conducerea sovietică a decis să treacă la un analog al navetei americane, numit Buran: din păcate, acest lucru nu s-a terminat bine.

Departamentul de Apărare al SUA lucrează în prezent la o dronă spațială experimentală, cu un prim zbor programat pentru 2017. XS-1 (litera X din numele aeronavelor americane indică faptul că proiectul este legat de aviația spațială) ar trebui să poată efectua zboruri independente, precum și lansarea sateliților pe orbita Pământului.

Un alt reprezentant al spațiului american, ca să spunem așa, aviația în proiect este o aeronavă mică de cercetare mediu inconjurator, prescurtat ca ARES (pentru Aerial Regional-Scale Environment Surveyor). Adevărat, nu este chiar cosmic, dar este cel mai îndepărtat dintre toate. Cu el, americanii vor zbura cu mult dincolo de limitele orbitale. ARES vizează, așa cum ar trebui (cu așa sau cutare nume) Marte. Desigur, el va fi dus acolo pentru a ajuta la studiul planetei roșii. Potrivit oamenilor de știință, o aeronavă mică de acest tip este necesară pentru multe sarcini pe care roverele nu le pot îndeplini încă.

aviația spațială

Granița cu spațiul atrage și piloți amatori privați. Nesurprinzător: aviație experimentală Astăzi este disponibil tuturor celor care au timp, bani și, cel mai important, entuziasm pentru acest lucru. Apoi se nasc proiecte precum Perlan II. Ideea fostului pilot de testare NASA este să ridice planorul la o înălțime record de 27 de kilometri, practic la marginea spațiului deschis. Încrederea fondatorilor se bazează pe o vastă experiență în studiul fluxurilor stratosferice verticale care se formează pe terenul muntos. Cu ajutorul lor, echipa Perlan II își va ridica nava. În mod neașteptat, compania Airbus și-a îndreptat atenția către proiect, care a decis să îi acorde asistență financiară și tehnică.

Centrul „Cosmonautică și Aviație” - cel mai mare centru muzeal spațial din Rusia modernă, situat în interiorul zidurilor pavilionului istoric „Cosmos” pe.

Expoziția muzeului include un număr mare de exponate care demonstrează realizările cosmonauticii ruse: de la documente de arhivă la machete nava spatiala realizat în mărime naturală. A fost creat pentru a populariza realizările rachetei interne și spațiale, aviației și industria de apărareși implementat ca un proiect comun al guvernului de la Moscova, VDNKh, al corporației de stat „Roscosmos” și al unui număr de întreprinderi din complexul militar-industrial al Rusiei. Clădirea legendarului pavilion, construit în anii sovietici, a devenit și ea un fel de exponat.

Cu o colecție extinsă și prezentată în mod interesant, Centrul de Aviație și Cosmonautică de la VDNKh a devenit unul dintre punctele spațiale emblematice de pe harta Moscovei - și o atracție turistică puternică.

expunere

Expoziția la scară largă a muzeului este dedicată realizărilor cosmonauticii ruse și proiectelor promițătoare de explorare a spațiului. Spațiul pavilionului este împărțit condiționat în 3 părți: „KB-1. Bulevardul Spațial” (spatiu muzeal și expozițional), „KB-2. Biroul de proiectare” (spațiul educațional și științific) și „KB-3. Cosmodromul Viitorul” (spațiu interactiv și de agrement), datorită căruia expunerea se dezvăluie în etape, de la primele idei de cucerire a spațiului până la cele mai moderne dezvoltări.

Cunoașterea exponatelor este posibilă atât individual, cât și cu un tur ghidat.

În „KB-1” puteți vedea exponate la scară reală și modele la dimensiune reală de nave spațiale și vehicule care demonstrează proiectele implementate din secolul al XX-lea și succesele obținute de cosmonautica autohtonă. Expoziția prezintă peste 120 de mostre unice de aeronave și tehnologie spațială care nu au mai fost expuse până acum în spațiul muzeal, precum și un număr mare de documente de arhivă, materiale foto și video. Cea mai mare expoziție a fost o machetă a stației orbitale Mir, realizată la dimensiune completă (1:1, greutatea machetei este mai mare de 30 de tone) și include 4 module (Mir, Kvant-1, Kvant-2 și Kristall "). Aici puteți vedea și modele ale sateliților Sputnik-1 (1:1) și Luch-5A (1:1), roverul planetar Lunokhod-1 și stația Luna-17 (1:1), planul orbital MAKS , Avion rachetă BOR-4, motor rachetă cu propulsie lichidă RD-170, modele compacte de porturi și rachete spațiale, precum și diverse detalii vehicule spațiale. Expoziția este interactivă: vizitatorii muzeului nu pot doar să vizioneze fotografii și videoclipuri, ci și să joace jocuri tematice pe ecranele amplasate în jurul sălii.

„KB-2” este un spațiu educațional în care se află centrele educaționale și experimentale pentru copii și tineret, precum și secțiunile „Industria și infrastructura spațială”, „Explorarea Pământului din spațiu”, „Explorarea planetelor sistemului solar”, „Medicina și biologia spațiului” și altele. Aici, vizitatorii muzeului își pot face o idee despre sarcinile și proiectele care sunt prioritățile industriei spațiale moderne.

„KB-3” este un spațiu interactiv, o zonă de realitate virtuală, care prezintă vizitatorilor imaginea unei civilizații spațiale și perspectivele pentru astronautică în viitorul îndepărtat. Centrul spațiului era un modul expozițional pe două niveluri „Monolith”, în jurul și în interiorul căruia au fost amplasate exponate și activități interactive: simulatoare de joc, un robot vorbitor și un cinema 5D „Space Sphere”, unde puteți urmări lansarea unei rachete sau o vedere a Pământului din spațiu.

Particularitatea expoziției este interactivitatea sa: în tot pavilionul există afișaje cu înregistrări video și audio tematice, diagrame vizuale ale structurii navei spațiale, diverse jocuri potrivite pentru copii și adulți.

Pavilionul „Cosmos”

Pavilionul nr. 32-34 „Cosmos” („Cosmos / Inginerie mecanică”) este unul dintre pavilioanele legendare ale VDNKh, care a fost abandonat de mult timp.

Clădirea a fost construită în 1939 după proiectul arhitecților Ivan Taranov, Viktor Andreev și Nadezhda Bykova - inițial pavilionul a fost numit „Mecanizare” și a fost dedicat mașinilor agricole. Mai târziu, expunerea sa s-a extins și a început să poarte numele „Mecanizarea și electrificarea agriculturii”; în 1954 pavilionul a fost reconstruit și achiziționat aspect modern. În anii 1960, expoziția a fost complet schimbată, iar în perioada 1967-1991, pavilionul a găzduit o expoziție permanentă dedicată explorării spațiului - tocmai în această formă pavilionul Cosmos a fost amintit de moscoviți. Cu toate acestea, în anii 1990, la fel ca multe alte pavilioane VDNKh, s-a transformat în podeaua comercială. Aici au început să vândă răsaduri și bunuri pentru grădinari, în timp ce colecțiile și decorațiunile s-au pierdut parțial.

Putirea Cosmosului a continuat până în 2015, când pavilionul a fost eliberat de la chiriași, iar în 2016 a început restaurarea acestuia. Pavilionul nu a fost doar reparat și adaptat pentru uz modern, dar și detaliile decorative pierdute au fost restaurate cu grijă, iar cele rămase au fost restaurate. În același timp, specialiștii lucrau la conceptul viitorului muzeu.

Pe 13 aprilie 2018, Centrul de Aviație și Cosmonautică a fost deschis în pavilionul renovat Cosmos, iar legendarul pavilion după de ani lungi pustiirea a devenit din nou una dintre cele mai puternice priveliști ale Moscovei.

În acest moment, Pavilionul Cosmos nu este doar o clădire, ci un monument remarcabil al arhitecturii sovietice, care în sine acționează ca o expoziție valoroasă. Vizitatorii Centrului de Aviație și Cosmonautică au ocazia să-l vadă nu numai din exterior, ci și din interior: uitați-vă la panoul smalt pe tema electrificării URSS, emblemele republicilor Uniunii și uriașa stea de la Kremlin sub Domul.

Orele de deschidere, cum se ajunge acolo

Centrul de Cosmonautică și Aviație din pavilionul Cosmos este deschis publicului în fiecare zi, cu excepția lunii. Cel mai bine este să îl vizitați în zilele lucrătoare când sunt mai puțini vizitatori în pavilion.

Ore de deschidere: de la 11:00 la 22:00. Vizita este organizată pe sesiuni:

11:00 - 13:00;

13:00 - 15:00;

15:00 - 17:00;

17:00 - 19:00;

19:00 - 21:00 (intrarea la ultima sesiune este posibila doar pana la ora 21:00, de la aceasta ora pana la ora 22:00 centrul functioneaza doar pentru iesiri).

Costul vizitei: 500 de ruble - complet, 250 de ruble - preferențial, pentru anumite categorii preferențiale, este oferită o vizită gratuită.

Site-ul oficial al centrului „Cosmonautică și Aviație”: cosmos.vdnh.ru - pe acesta puteți clarifica programul de lucru și prețurile biletelor într-o anumită zi selectată, precum și puteți cumpăra bilete online sau rezervați o excursie.

Pavilionul „Cosmos” este situat în Piața Promyshlennosti VDNKh la Prospekt Mira, 119 clădirea 34. Puteți ajunge la el pe jos de la stația de metrou "VDNH" Linia Kaluga-Rizhskaya.

De la atmosferă la spațiu. Aeronavele aerospațiale - transportul viitorului

Explorarea intensivă a spațiului din apropierea Pământului în viitorul apropiat va duce la o creștere bruscă a fluxurilor de marfă orbitale. Un spațiu fundamental nou sisteme de transport poate fi creat pe baza aeronavelor aerospațiale (VKS) cu o centrală electrică combinată. În stadiul inițial de accelerare, VCS folosește aer pentru a crea portanță și oxigenul atmosferic pentru a oxida combustibilul, ca un avion convențional. Acest lucru vă permite să reduceți semnificativ costurile cu combustibilul și greutatea lansării în comparație cu cele convenționale sisteme de rachete.

Durata zborului la viteze supersonice impune cerințe speciale unei astfel de aeronave, deoarece este supusă unor puternice efecte termice și de forță ale atmosferei. Una dintre soluțiile de reducere a rezistenței aerodinamice este controlul activ al fluxului în jurul aeronavei prin furnizarea de căldură fluxului supersonic care se apropie folosind radiații laser sau cu microunde.

Perspectivele de utilizare a spațiului apropiat de Pământ sunt enorme. Sisteme de comunicații și navigație, monitorizare a mediului, explorare minerală, control al climei, producție de noi materiale și multe, multe altele. Toate aceste activități vor necesita crearea și funcționarea stații spațiale scop multifuncțional, ceea ce înseamnă livrarea unui număr mare de mărfuri pe orbita aproape de Pământ. Sarcina de a returna din spațiu structurile de urgență și uzate devine din ce în ce mai urgentă, deoarece „înfundarea” acesteia amenință cu complicații grave. De aici și necesitatea urgentă de a crea nave spațiale fundamental noi, care în viitorul apropiat vor putea face față fluxurilor de trafic crescute.

Sistemele de rachete care există astăzi nu sunt capabile să asigure deplasarea mărfurilor în orbita apropiată a Pământului în volume mari. Motivele pentru aceasta constă nu numai în costul ridicat, ci și în timpul lung de pregătire a lansării și în numărul mic de complexe de lansare în sine.

În mod fundamental, pot fi create sisteme de transport noi pe baza aeronave aerospațiale(VKS) cu o centrală electrică combinată, inclusiv motor ramjet(ramjet) alimentat de hidrogen și motor rachetă cu combustibil lichid(LPRE). Folosind aer pentru a crea portanță și oxigen atmosferic pentru oxidarea combustibilului în cea mai mare parte a secțiunii atmosferice a traiectoriei de accelerație, este posibil să se reducă semnificativ consumul de combustibil și masa de lansare a navei spațiale. O astfel de aeronavă aerospațială este capabilă să livreze mărfuri pe orbita joasă a Pământului, a cărei greutate este egală cu 3-5% din decolare. În același timp, potrivit experților, costul unitar de livrare va fi de 20-50 de ori mai mic decât atunci când se utilizează rachete.

Fiind o aeronavă, VKS are o serie de alte avantaje față de sistemele de rachete. Se poate lansa orizontal de pe orice aerodrom (nu este nevoie de complexe de lansare complexe și costisitoare), iar pregătirea pentru lansare durează mult mai puțin. VKS este capabil să intre pe orbita dorită apropiată de Pământ prin manevre în atmosferă, și nu în spațiu, ceea ce necesită mult mai puțin combustibil. Practic îi lipsește zona de excludere caracteristică rachetelor, unde cad elementele structurale uzate. Datorită acestor avantaje, videoconferința poate fi folosită și în operațiuni rapide de salvare.

Cu toate acestea, pentru o astfel de aeronavă „universală” sunt impuse cerințe speciale. La urma urmei, spre deosebire de compartimentele de întoarcere ale navelor spațiale, VKS trebuie să facă un zbor destul de lung în atmosferă la viteze hipersonice, folosind un sistem de propulsie care funcționează continuu. Prin urmare, principalele dificultăți în realizarea unei astfel de aeronave se datorează, în primul rând, structurii efectelor termice și de forță ale atmosferei.

În timpul zborului, presiunea maximă asupra vehiculului este proporțională cu pătratul vitezei fluxului liber, iar sarcina termică în punctul critic al nasului vehiculului, corespunzătoare punctului de stagnare a fluxului, este proporțională cu cubul vitezei. Ca rezultat, la viteze de zbor hipersonice (M * > 6), sarcina termică crește de aproape zece ori sau mai mult în comparație cu vitezele supersonice (M ≤ 3), iar temperatura de echilibru a carcasei termoizolate a aeronavei de aproape trei ori.

Rezolvarea acestor probleme la crearea hipersonicului aeronave solicită inginerilor de proiectare să caute idei științifice și tehnice fundamental noi, în primul rând în domeniul materialelor, aerodinamicii și transferului de căldură.

Greutatea principală este combustibilul

Cercetările privind dezvoltarea tehnologiei pentru zborul hipersonic cu un motor ramjet pe hidrogen au fost efectuate încă de la mijlocul secolului trecut într-un număr de țări străine(SUA, Franța, Germania, Japonia, China, Australia), precum și în URSS, unde au fost dezvoltate două sisteme hipersonice - Spiral și Buran.

În ciuda progresului semnificativ în dezvoltarea tehnologiilor de videoconferință, multe probleme rămân nerezolvate. Și primele din această serie sunt problemele interdependente ale motorului și configurația aeronavei în sine, deoarece costurile de combustibil pentru lansarea pe orbită sunt determinate în principal de caracteristicile centralei și de calitatea aerodinamică a aspectului aeronavei.

Pe baza studiilor privind calitatea aerodinamică a configurațiilor aeronavei și impulsul specific al unui motor ramjet folosind modele experimentale de la Institutul de Mecanică Teoretică și Aplicată al Filialei Siberiei a Academiei Ruse de Științe, masa de combustibil necesară pentru a accelera nava spațială până la a fost calculată prima viteză spațială **. S-a dovedit că ar trebui să fie aproximativ 70% din masa sa de pornire. Calculele au arătat că valoarea masei de lansare este foarte sensibilă la variația masei relative a combustibilului. De exemplu, o scădere (creștere) a costurilor cu combustibilul cu 1% va duce la o modificare corespunzătoare a masei de lansare a navei spațiale cu 25%.

Prin urmare, nu este surprinzător faptul că sunt impuse restricții foarte stricte asupra masei designului VCS în sine. O masă relativ mare a structurii este permisă numai pentru sistemele cu mai multe etape, în special, cu condiția ca elementele structurale uzate să fie aruncate în anumite secțiuni ale traiectoriei de zbor. Cu toate acestea, în acest caz, condițiile de funcționare ale sistemelor cu mai multe etape devin mai complicate, iar costul crește în consecință.

Încălzim aerul

Este posibil să se obțină o reducere a consumului de combustibil prin creșterea calității aerodinamice (adică, raportul dintre portanța aerodinamică și rezistența aerodinamică) și impulsul specific al centralei (raportul dintre forța motorului și consumul de combustibil). Numeroase studii experimentale ale caracteristicilor aerodinamice ale aeronavelor hipersonice indică faptul că raportul lor maxim lift-trag în intervalul de viteză hipersonică are o limită finită la numerele Reynolds reale (raportul dintre forța dinamică și forța de frecare) K max ≈ 6.

Deoarece nu este posibilă creșterea acestui indicator prin proiectarea aerodinamică, în prezent se acordă multă atenție rezolvării problemei controlului activ al fluxului în jurul corpurilor prin intermediul energiei și (sau) acțiunii forței asupra fluxului care se apropie, în special, prin furnizarea de căldură fluxului supersonic din fața corpului. Pentru implementarea tehnică a acestei idei, se presupune că se utilizează radiația laser și cu microunde.

Estimarea masei de combustibil necesară pentru a accelera o aeronavă aerospațială la prima viteză spațială a fost făcută pe baza soluției ecuație diferențială, care generalizează formula lui K. E. Ciolkovski sub acțiunea forțelor externe. În acest caz, costurile de combustibil necesare pentru a crește viteza aeronavei cu o valoare dată Δ V, depind nu numai de randamentul centralei, ci si de complexul  σ= Kn v (K– calitatea aerodinamică, raportul dintre forța aerodinamică și rezistența aerodinamică; n v- suprasarcină longitudinală, raportul dintre accelerația aeronavei și accelerația căderii libere).
Eficiența centralei este caracterizată de impulsul specific eu e(raportul dintre forța motorului și consumul de combustibil). Cu cât impulsul specific și complexul σ este mai mare, cu atât consumul de combustibil este mai mic. Acest lucru este de înțeles: o creștere a raportului lift-to-drag înseamnă o scădere a rezistenței aerodinamice pentru o anumită forță de sustentație care echilibrează greutatea aeronavei; creşterea suprasarcinii longitudinale reduce timpul de accelerare. Valoare maximă n v limitat de rezistența structurii și de capacitatea unei persoane de a rezista la suprasolicitare pe termen lung (zeci de minute).
Lansați greutatea VKS m 0 este egal cu suma maselor structurii m K, alimentare cu combustibil (combustibil) m Tși sarcina utilă lansată pe orbită m pn:
m 0  = m K  + m T  + m pn
Introducand valori relative m k  = m K   / m 0 și m Т  = m Т  / m 0, primim
m 0  = m pn  / 1 – m̅ T  –m̅ K
Din aceasta rezultă că se impun cerințe foarte stricte asupra masei structurii. m̅K≤ 0,3, iar valoarea masei de lansare este foarte sensibilă la variația masei relative a combustibilului:
 δ m 0  / m 0  =δ m̅ Т  / m̅ pn
O scădere a masei relative a propulsorului duce nu numai la o scădere a masei de lansare a navei spațiale, dar face și posibilă relaxarea cerințelor pentru proiectare.

În majoritatea acestor studii teoretice și experimentale, este luată în considerare problema reducerii rezistenței aerodinamice. Acest efect este asociat în principal cu o scădere a densității gazului în fluxul care se apropie, ceea ce este confirmat de calcule și măsurători directe. Modificările regimului de curgere datorită modificărilor numărului Mach sau numărului Reynolds, precum și ionizarea fluxului, pot juca, de asemenea, un anumit rol.

Folosind exemplul unui flux de gaz hipersonic în jurul unui profil aerodinamic model trapezoidal, s-a demonstrat că rezistența aerodinamică și portanța pot fi influențate de formarea unei distribuții treptate a temperaturii în fluxul care se apropie (care corespunde unei distribuții treptate a densității gazului). Un astfel de efect poate fi obținut, de exemplu, prin încălzirea periodică în impulsuri a fluxului prin combinarea radiațiilor laser și cu microunde. În același timp, cel mai mare raport lift-to-drag este atins în modul de planare, când zborul are loc la interfața dintre mediile de înaltă și joasă densitate.

modele funcționale

Verificarea uneia sau a alteia modalități de control al fluxului de aer care se apropie poate fi efectuată folosind așa-numita simulare funcțională. În acest sens, o aeronavă - un sistem ierarhic complex - poate fi reprezentată ca set interconectat diverse subsisteme, determinate de caracteristici funcționale.

Model matematic aeronava este formată dintr-un număr de blocuri: caracteristici aerodinamice, forța motorului și impulsul specific, calea de zbor, limitări funcționale, control optim. Astfel, reflectă caracteristicile funcționale și conexiunile elementelor în ansamblu, fără a fi strict legată de dispozitive de implementare specifice.

Folosind un astfel de model, este posibilă evaluarea atât a posibilității fundamentale de atingere a obiectivului stabilit, cât și a caracteristicilor specifice (eficiență, moduri critice de funcționare etc.). Prin modificarea valorilor de bază ale caracteristicilor elementelor individuale, este posibil să se determine influența acestora asupra proprietăților funcționale ale sistemului în ansamblu și să se stabilească amploarea perturbațiilor permise - să se dezvolte cerințe pentru precizia parametrilor de măsurare.

Particularitatea modelării funcționale este că sinteza și analiza obiectului se realizează cu o cantitate mică de informații inițiale. Aceasta presupune, în primul rând, caracterul iterativ al construcției unui model matematic, ceea ce presupune o ajustare constantă a procesului, ținând cont de rezultatele deja obținute. În al doilea rând, modelul prevede setarea unui număr minim de parametri de intrare, ceea ce reduce gradul de incertitudine în stabilirea caracteristicilor aeronavei.

A doua împrejurare stimulează căutarea unor forme noi, mai generalizate de reprezentare a proprietăților funcționale ale elementelor. Desigur, acestea trebuie să fie legate de o varietate de posibile dispozitive specifice. Cu toate acestea, selecția și dezvoltarea dispozitivelor în sine este următoarea etapă de lucru.

Arderea în flux supersonic

Cea mai importantă parte a centralei VKS este un motor ramjet, al cărui studiu teoretic și experimental a făcut obiectul multor lucrări.

Conceptul de utilizare a unui ramjet pentru zbor la viteze hipersonice prevede că arderea combustibilului în conducta motorului ar trebui să aibă loc într-un flux de aer supersonic. În acest caz, cantitatea de combustibil ars trebuie să fie suficientă pentru a obține forța necesară. Cunoscutul fizician italian, creatorul primului tunel de vânt supersonic A. Ferri a propus mai multe metode de injectare a combustibilului într-un curent și a descris posibile modele ale fluxurilor care apar în acest caz. Cu toate acestea, nu există informații despre implementarea lor practică.

În general, diagnosticarea debitelor formate în timpul arderii combustibilului este extrem de dificilă din cauza distribuției inegale a parametrilor de curgere și a neechilibrului proceselor. Până acum, nu există date experimentale sigure care să indice că un flux supersonic este de fapt păstrat în canalul motorului atunci când este „încălzit” ca urmare a arderii combustibilului, având în vedere că temperatura statică a gazului nu trebuie să depășească 2500–2700 °K. Această limitare, care este importantă în zborul hipersonic, este asociată cu necesitatea de a limita gradul de disociere a produselor de ardere, deoarece acesta din urmă duce la o scădere a eficienței fluxului de gaz și, în consecință, la o scădere a forței motorului.

Pentru a determina caracteristicile ramjetului metode existente se cere setarea unui anumit set de marimi definitorii care depind de parametrii gazodinamici si geometrici ai motorului si sunt determinate, de regula, experimental. Prin urmare, aceste metode sunt de puțin folos în modelarea funcțională, atunci când este necesar să se determine setul minim de parametri de bază care se modifică relativ puțin (și previzibil) în timpul funcționării sistemului.

În cadrul acestei abordări, la ITAM a fost construit un model matematic funcțional al centralei, care face posibilă obținerea estimărilor coeficientului de tracțiune și impulsului specific al unui ramjet și al unei combinații de motoare rachetă și ramjet. Acest lucru ia în considerare faptul că o parte din energia produselor de ardere va fi utilizată pentru a controla fluxul extern din jurul aeronavei.

Estimările eficienței controlului fluxului extern prin încălzirea aerului din fața aeronavei au arătat că în timpul croaziei la viteze supersonice, așa-numitul factor Breguet *** crește semnificativ - până la o treime, în funcție de numărul Mach de zbor. - datorita cresterii calitatii aerodinamice.

Comparația consumului de combustibil pentru accelerare cu încălzirea aerului înainte de VCS și fără încălzire a fost făcută pe traiectorii de zbor optime atunci când se utilizează un motor combinat. Economia de combustibil pe traiectoria de accelerație s-a ridicat la 3% din greutatea la decolare a VKS. Aceasta înseamnă, în primul rând, că soluția problemelor de proiectare este facilitată. În al doilea rând, că devine posibilă creșterea semnificativă a sarcinii utile a navei spațiale.

Potrivit diferitelor estimări, greutatea încărcăturii utile puse pe orbită este de 3-5% din greutatea de lansare a aeronavei - cifre comparabile cu economiile de combustibil calculate la controlul fluxului în jurul aeronavei. Astfel, este evident că controlul debitului UML prin încălzirea debitului care se apropie va fi foarte eficient atât în ​​modul de croazieră, cât și în timpul accelerației.

Necesita protectie termica

Există o serie de probleme mai specifice, deși nu mai puțin importante, care trebuie rezolvate la crearea unei aeronave aerospațiale. Una dintre ele este încălzirea aerodinamică intensă, la care structurile celulei aeronavei trebuie să o reziste mult timp, deoarece fluxul de căldură către suprafața aeronavei este proporțional cu viteza de zbor la cea de-a treia putere. Un astfel de efect termic este o adevărată barieră care trebuie depășită atunci când se creează avioane hipersonice.

Temperaturile ridicate din aproape toate zonele suprafeței aeronavei exclud posibilitatea utilizării metalelor tradiționale (aluminiu, titan, oțel) pentru construcția acesteia. Modalitati posibile suprafețele de protecție termică sunt împărțite în pasive și active, precum și combinațiile acestora. Primele includ, de exemplu, utilizarea de materiale degradabile, acoperiri radiante, acoperiri cu difuzivitate termică scăzută, caracterizate printr-o rată scăzută de egalizare a temperaturii. Metodele de protecție termică activă asigură alimentarea forțată cu lichid de răcire pe suprafața fierbinte, care poate pătrunde și în stratul limită al fluxului de aer extern.

Metoda de conversie termică pare a fi foarte promițătoare. combustibil de hidrocarburi, care poate înlocui parțial hidrogenul lichid. În acest caz, un amestec de combustibil cu hidrocarburi cu apă este furnizat prin canale sub suprafețele fierbinți. Sub influența fluxului de căldură, are loc o reacție endotermă de formare a gazului de sinteză (un amestec de monoxid de carbon și hidrogen), care continuă cu absorbția căldurii.

Reacția este însoțită de mișcare convectivă intensă a mediului, ceea ce asigură valori suficient de mari ale coeficientului de transfer termic și rezistență termică scăzută între mediu și peretele încălzit. Ca urmare, temperatura suprafeței va scădea. „Bonus” în acest caz va fi o creștere a energiei combustibilului datorită absorbției fluxului de căldură extern.

O altă tactică de protecție termică a videoconferințelor este reducerea suprafețelor care trebuie protejate de expunerea la temperaturi ridicate. ITAM SB RAS a dezvoltat conceptul de admisie convergentă a aerului și duză divergentă, care sunt mai compacte decât cele convenționale. Un model al unei astfel de aeronave a fost testat în tunelul de vânt de impuls al institutului la М = 7,8 cu un motor cu hidrogen funcțional, iar rezultatele experimentale au coincis cu datele calculate prezise.

Când zboară la viteze supersonice, undele de șoc generate de aeronava ajung la suprafața pământului. Căderea de presiune pe unda de șoc creează așa-numitul boom sonic. Impactul căderii de presiune asupra timpanelor poate fi foarte dureros; forța de impact poate fi de așa natură încât chiar și geamurile ferestrelor se vor rupe. Este posibil să se reducă boom-ul sonic datorită aspectului special al aeronavei, alegerii traiectoriei și modului de zbor, precum și influenței active asupra structurii. unde de socîn vecinătatea aeronavei.

chiar dat aici scurtă recenzie demonstrează complexitatea fără precedent a construirii unei aeronave aerospațiale cu o singură etapă. Cu toate acestea, un factor de stimulare puternic pentru accelerarea lucrărilor la crearea acestuia este creșterea exponențială a ratei de explorare a spațiului apropiat de Pământ.

Pentru a efectua întreaga gamă de lucrări (cercetare științifică, dezvoltări de design, producerea unui prototip, reglajul experimental, crearea structurilor operaționale) necesită o imensitate umană, materială și resurse financiare. Probabil că planul va deveni posibil doar cu eforturile combinate ale multor țări. Dar obiectivul merită, deoarece explorarea în continuare a spațiului cosmic ar trebui să contribuie la dezvoltarea de succes și pașnică a civilizației umane.

Literatură

Burdakov V. P., Danilov Y. I. Resurse externe și astronautică. Moscova: Atomizdat, 1976.

Georgievskii, P.Yu., Levin, V.A., Controlul fluxului asupra diferitelor corpuri prin intermediul aprovizionării locale cu energie către un flux supersonic care se apropie, Izv. A FUGIT. MJG. 2003. Nr 5. S. 154-167.

Latypov A. F. Despre modelarea matematică a aeronavelor în stadiul de dezvoltare a conceptului // ChMMSS, 1979. V. 10, No. 3. P. 105-110.

Latypov A.F., Fomin V.M. Estimarea eficienței energetice a furnizării de căldură în fața unui corp într-un flux supersonic // Prikl. 2002. V. 43, nr 1. S. 71-75.

Latypov A. F. Evaluarea eficienței energetice a furnizării de căldură în fața corpului în timpul zborului de accelerație. Partea 1. Model matematic // Termofizică și Aeromecanică, 2008. V. 15, Nr. 4. P. 573-584. Partea 2. Modelul matematic al secțiunii de accelerare a traiectoriei.

Rezultatele calculelor // Termofizică și Aeromecanică, 2009. V.16, Nr. 1. P. 1-12.

Latypov A. F., Fomin V. M. Metoda de funcționare a unui motor ramjet supersonic pulsat și a unui motor ramjet supersonic pulsat // Brevet RF nr. 2347098, 2009.

Sabelnikov A. V., Penzin V. I. Despre istoria cercetării în domeniul motoarelor ramjet de mare viteză în Rusia. Moscova: TsAGI im. prof. N. E. Jukovski, 2008.

* Numărul Mach - raportul dintre viteza fluxului de aer și viteza sunetului

** Viteza minimă necesară pentru a pune un corp pe orbita Pământului

*** Factor de gamă Breguet Br = VKI, Unde V- viteza de zbor, K- calitate aerodinamica, eu– impuls specific motorului