Линия полета» представляет смелый проект Семена Михалёва и его коллег из Центрального аэрогидродинамического института им. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ). За вклад в разработку перспективного направления редакция присудила молодому ученому победу в номинации «Будущее гражданской авиации» на международном конкурсе «Молодежь и будущее авиации и космонавтики – 2014».
Развитие пассажирской авиации всегда определялось потребностью создать комфортные условия быстрого передвижения на большие расстояния. При этом важным фактором являются физиологические возможности человека – его способность переносить длительный полет. Пребывание человека в ограниченном пространстве пассажирской кабины вызывает с некоторого порогового времени весьма значительный дискомфорт: утомляемость появляется примерно через два часа полета, а ее резкий рост – через три-четыре часа. Что же делать бизнесменам, постоянно летающим на межконтинентальные расстояния?
А теперь представьте себе, что путешествие на другой конец Земли может занимать времени не больше, чем среднестатистическая поездка до работы и обратно. При этом удовольствие и ощущения, испытываемые вами, не поддаются сравнению: перед вашими глазами предстанет планета Земля, такая маленькая и беззащитная в бесконечном космическом пространстве. Такие поездки не нарушат обычный ритм жизни, так как не потребуют непроизводственных затрат времени и адаптации к местному времени в пунктах пребывания и возвращения.
Не стоит думать об этом, как о научной фантастике. Так, коммерческой фирмой Virgin в последние несколько лет созданы два самолета-носителя специально для целей космического туризма. Это самолеты WhiteKnight и WhiteKnight-2 для запуска ракетных космопланов SpaceShipOne и SpaceShipTwo. Билет в космос можно забронировать уже сейчас, стоит это немалых денег – порядка 700 тысяч долларов. Вывод на суборбиту осуществляется с использованием многоразовых систем выведения, полет в невесомости длится четыре минуты на высоте 70 километров.
Аэрокосмическая система
В ЦАГИ последнее десятилетие велась работа по созданию концепции перспективной аэрокосмической системы (АКС) для быстрой доставки пассажиров в различные удаленные друг от друга города Земли.
Было рассмотрено множество различных вариантов вывода второй ступени: вертикальный старт, воздушный старт (с самолета), а также старт с разгонной тележки. Наилучшей была признана трехступенчатая АКС на базе дозвукового самолета-носителя (ДСН). ДСН двухфюзеляжной схемы, являясь первой ступенью системы, выполняет функции носителя, с которого стартует двухступенчатая ракетно-космическая система (РКС), состоящая из гиперзвукового самолета-разгонщика (ГСР) и воздушно-космического самолета (ВКС). Подвеска РКС снизу значительно упрощает эксплуатацию и процесс посадки пассажиров и экипажа. Кроме того, при таком способе соединения повышается безопасность процесса отделения.
Траектория полета АКС состоит из четырех основных участков:
•взлет с аэродрома и полет к точке старта РКС;
•отделение РКС от ДСН и выведение ВКС на суборбиту;
•орбитальный (суборбитальный) полет ВКС;
•спуск и планирование ВКС в атмосфере.
При формировании облика самолета-носителя за основу был принят перспективный тяжелый транспортный самолет ЭМЗ им. В.М. Мясищева. ГСР и ВКС выполнены по схеме «бесхвостка» с одним килем, крыло является низкорасположенным. В хвостовой части фюзеляжа ГСР и ВКС установлен балансировочный щиток. Фюзеляжи ГСР и ВКС имеют круглое поперечное сечение, крылья – трапециевидную форму в плане с передним наплывом, чтобы аппарат выдержал тепловые нагрузки при входе в атмосферу. Кабина экипажа и пассажиров ВКС является единой и расположена в носовой части аппарата. Посадка обеих ступеней РКС – горизонтальная на аэродром.
Впечатляющие параметры
Сравнение трех типов горючего первой ступени РКС (водород, метан и керосин) показало, что с энергетической точки зрения наилучшей является кислородно-водородный ГСР, который обеспечивает большее количество перевозимых пассажиров – пять против трех (в случае метана или керосина).
Масса системы составляет 350 тонн, масса РКС – 120 тонн. Полет на 18 тысяч км займет около 80 минут. Дальность космического полета (на высотах более 100 км) составляет свыше 10 тысяч км, время – 17 минут, при этом наибольшая высота полета приблизительно равна 140 км. Средняя скорость ВКС достигает 5,8 км/с, что в 23 раза быстрее Airbus A380. Единственным значительным неудобством может стать перегрузка в 1,8 g на протяжении пяти минут, в связи с чем необходимо облачить всех пассажиров и экипаж в перегрузочные костюмы, чтобы полет не был в тягость.
Итак, АКС может значительно – в десятки раз! – сократить продолжительность полетов на дальние расстояния по сравнению с современными дальнемагистральными самолетами, что важно для деловых людей и туристов, умеющих ценить время.
