Взлёт 2008 07-08

Суборбитальная эпопея Рутана: шаг первый

Первая коммерческая суборбитальная система Берта Рутана в составе самолета носителя WK1 и суборбитального корабля SS1 совершила первый пилотируемый полет за границу атмосферы 21 июня 2004 г. Стоимость создания системы оценивается экспертами в 25 млн долл., финансирование полностью осуществлял Пол Аллен.

Суборбитальный аппарат «СпейсШип Уан» (SS1) получил регистрационный номер Американской авиационной администрации (FAA) N328KF, где N – международный код США, а 328KF означает 328 килофутов или 100 км – расчетную высоту подъема аппарата. Впервые SS1 поднялся в воздух на внешней подвеске «Белого Рыцаря» (WK1) 20 мая 2003 г. – еще не имея на борту пилота и не сходя с подвески самолета-носителя. Далее последовала серия испытаний с отцепом аппарата от носителя, но без запуска двигателя. Наконец, 17 декабря 2003 г., в честь 100-летия первого полета самолета братьев Райт, SS1 выполнил первый пилотируемый полет с включением собственного ракетного двигателя, развив скорость М=1,2 и достигнув высоты 20,7 км (пилот – Брайен Бинни).

1 апреля 2004 г. компания «Скейлд Композите» получила от министерства транспорта США годичную лицензию на выполнение суборбитальных полетов, а аэропорт Мохаве 17 июня того же года на время получил статус первого коммерческого космопорта (Mojave Spaceport).

15-й испытательный полет SS1, состоявшийся 21 июня 2004 г., стал первым в истории пилотируемым полетом частного летательного аппарата за границу атмосферы: пилот Майк Мелвилл достиг на нем высоты 100,1 км. Максимальная скорость, полученная в этом 24-минутном полете, составила М=2,9.

29 сентября и 4 октября 2004 г. состоялось еще два суборбитальных полета SS1, благодаря которым его создатели и стали обладателями знаменитого Х-приза. В первом из них пилот Майк Мелвилл поднялся на высоту 102,9 км (скорость М=2,92, продолжительность полета 24 мин 11 с), во втором Брайен Бинни достиг 112 км (М=3,09; 23 мин 56 с). Эти триумфальные полеты детища Рутана стали 16-м и 17-м испытаниями «СпейсШип Уан» и завершили его летную «биографию». После этого «Скейлд Композите», заручившись финансовой поддержкой Ричарда Брэнсона, приступила к созданию коммерческой суборбитальной системы так называемого «второго этапа», включающей носитель WK2 и космолет SS2.

Основные данные аппарата «СпейсШип Уан» (N328KF): длина и размах крыла – по 4,9 м, площадь крыла – 15 м2 , масса пустого – 1200 кг, стартовая масса – 3600 кг. Экипаж – один пилот, предусмотрены места

для двух пассажиров. Двигательная установка состояла из одного гибридного ракетного двигателя SpaceDev Hybrid с тягой 7500 кгс и временем работы 87 с, использующего в качестве компонентов топлива окисел азота (N2O) и гидроксильный полибутадиен (HTPB). В ходе испытаний на SS2 была достигнута скорость полета, соответствующая числу М=3,09, максимальная высота полета 112 км и максимальная скороподъемность 416,6 м/с.

Самолет-носитель «УайтНайт» (в переводе с английского – «Белый Рыцарь», по системе обозначений компании «Скейлд Композитс» – Модель 318, регистрационный номер FAA – N318SL) строился изначально специально для проведения испытаний суборбитального аппарата SS1, но затем был предложен Рутаном американскому агентству перспективных разработок DARPA как летающая лаборатория более широкого профиля и, в частности, для проведения испытаний экспериментального космического аппарата компании «Боинг» Х-37.

Первый полет Модели 318 состоялся 1 августа 2002 г. С апреля 2003 по октябрь 2004 гг. она использовалась в качестве носителя аппарата SS1, с июня 2005 по апрель 2006 гг. – для проведения испытаний (сбросов) экспериментального аппарата Х-37, а в конце 2006 г. – по программе испытаний ламинарного обтекания адаптивного крыла (Adaptive Compliant Wing), разработанного компанией «ФлексСис» (FlexSys) по заказу исследовательской лаборатории ВВС США.

Силовая установка аппарата состояла из двух форсажных турбореактивных двигателей J85-GE-5 тягой около 1750 кгс компании «Дженерал Электрик» (аналогичные используются на истребителях F-5, учебно-тренировочных самолетах T-38 и т.д.). Экипаж – два человека, имеются также места для двух пассажиров (наблюдателей). Размах крыла аппарата – около 25 м, масса полезной нагрузки – 3600 кг, запас топлива – 2900 кг. На испытаниях была достигнута максимальная высота полета более 16 км.

Суборбитальный тур включает в себя два дня интенсивной подготовки и двухчасовой полет в космос. Сама космическая система состоит из самолета-носителя WK2 и космолета SS2. WK2 оборудован четырьмя турбореактивными двигателями «Пратт-Уитни» PW308A и выполнен по двухфюзеляжной схеме (в салоны внутри каждого из них космические туристы смогут пригласить своих гостей-наблюдателей). SS2 напоминает SS1, но почти в три раза превосходит его по размерам; на корабле увеличено количество иллюминаторов, да и сами они примерно в три раза больше стандартных авиационных (их диаметр составит 33 и 43 см). Над дизайном салона SS2, кстати, работал известный французский дизайнер Филипп Старк, который уже забронировал тур на суборбитальный полет. Излишне говорить, что верный своим принципам Берт Рутан в качестве основных конструкционных материалов для нового корабля и его носителя выбрал композиты. Именно этим представители компании VG и объясняют возможность длительной и безопасной эксплуатации кораблей. WK2 можно считать самым большим в мире самолетом, сделанным целиком из углерод-углеродных композиционных материалов: он имеет длину 23,7 м и размах крыла 42 м. Длина SS2 составляет примерно 18 м, размах крыла – около 8 м, а высота – 4,5 м. Длина внутреннего отсека, в котором размещаются космические туристы, достигает почти 4 м, а диаметр – примерно 2,3 м.

Полет проходит по той же схеме, которую использовал SS1 во время борьбы за X-Prize. Тандем WK2 с SS2 стартует с космодрома на высоту примерно 15-18 км. Здесь SS2 отделяется от WK2, теряет 1-2 км, после чего включается его собственная ракетная двигательная установка (разработана компанией Рутана), и космолет, развивая скорость в 3,5 Маха, поднимается на высоту 100-110 км (по европейскому стандарту это – граница атмосферы и космоса). Отметим, что во время подъема суборбитальные туристы испытают перегрузки в 4g (аналогичные перегрузки при возвращении с орбиты испытывают космонавты на российском корабле «Союз ТМА»). Выработав топливо, двигатель выключается, после чего крыло космолета разворачивается так, что SS2 начинает напоминать волан для бадминтона. За пределами атмосферы пассажиры примерно на 4,5 минуты оказываются в невесомости. В это время они могут отстегнуть ремни безопасности и по своему усмотрению насладиться отсутствием гравитации. Затем сила притяжения Земли возвращает корабль в атмосферу, и благодаря своей конфигурации SS2 в свободном падении сравнительно плавно снижается без серьезного перегрева конструкции. Уже в атмосфере крыло SS2 переходит в обычное положение, и космолет становится, по сути, обычным самолетом, готовым выполнить заурядную посадку на взлетно-посадочную полосу.

При возвращении, правда, перегрузки на борту SS2 усиливаются до 6g, но, как отмечают в VG, поскольку они приходятся на спину пассажира, то и переносятся значительно легче. По данным компании, тренинг в испытательном центре NASTAR в Пенсильвании (США) уже показал, что в 93% случаев будущие туристы самых разных возрастных категорий без особых проблем выдерживают такую перегрузку. Одним из немногих, кто не прошел отбор, оказался 89-летний отец Ричарда Брэнсона Эдвард Брэнсон, признался на пресс-конференции в США сам британский миллиардер. Однако один 80-летний клиент VG испытание центрифугой выдержал достойно и получил предварительное «добро» на полет в космос.