Авиация и космонавтика 2009 12 - [3]
Принципиальная новизна разрабатываемого ВКС, неопределенность в характере внешних воздействий на него, отсутствие проверенных технических решений по ряду направлений, а также необходимого набора конструкционных материалов, обуславливали необходимость поэтапной разработки и испытаний экспериментального ВКС. Поэтому вся программа по созданию экспериментального ВКС была разбита на два этапа: создание экспериментального гиперзвукового самолета ЭГС с максимальной скоростью полета до М = 5 - 6 и создание экспериментального ВКС -прототипа одноступенчатого многоразового ВКС, обеспечивающего проведение летного эксперимента во всей области полетов, вплоть до выхода в космос.
В рамках работ по второму этапу в ОКБ в конце 80-х годов было подготовлено техническое предложение по проекту экспериментального ВКС Ту-2000А и техническое предложение к одноступенчатому ВКС Ту-2000. В дальнейшем, в течение нескольких лет, исходная концепция развивалась. В частности, появилось предложение по переходу в двигательной установке от ГПВРД к ШПВРД. Создание экспериментального ВКС Ту-2000А являлось необходимым этапом работ, на нем должны были быть проверены в реальных условиях все новые концепции, заложенные в аэродинамическую схему, силовую установку, конструкцию и теплозащиту планера. Учитывая экономические и организационные сложности 90-х годов ОКБ предложило начинать работы по Ту-2000А с создания промежуточных ВКС Ту-2000А-1 и Ту-2000А-2 как летающих лабораторий первого этапа, рассчитанных на полеты с максимальными скоростями, соответствующих М = 5 - 6. Для выполнения программы предлагалось создание летающей лаборатории на базе модернизированного двигателя АЛ-41Ф (Д-101) в модификациях: Д-101В с основной и форсажной камерой, работающих на водороде, и Д-101К с форсажной и основной камерами, работающими на керосине. Соответственно предлагались к проектированию и постройке самолет Ту-2000А-1 с двумя стартовыми двигателями Д-101, с взлетной массой 40 т и Ту-2000А-2 с одним стартовым двигателем Д-101, с взлетной массой 20 т. Ближайшим этапом работ должно было стать создание самолета Ту-2000А-2 с одним Д-101. После проведения этих работ можно было переходить к окончательному варианту Ту-2000А с взлетной массой 70 т с двумя новыми двигателями Д-100 тягой по 30 тс.
НЕКОТОРЫЕ ДАННЫЕ ВАРИАНТА ТУ-2000А
Для Ту-2000А была принята аэродинамическая схема «бесхвостка», все элементы ВКС конструктивно интегрированы вокруг силовой установки, состоящей из двух ТРД типа Д-100, находящихся в хвостовой части, основного разгонного ГПВРД, расположенного под фюзеляжем в задней его части и двух ЖРД для маневрирования в космическом пространстве, установленных между ТРД. ВКС имеет треугольное крыло относительно небольшой площади и малого удлинения. Большую роль в создании подъемной силы играет фюзеляж с плоской нижней поверхностью. Органы управления традиционные для данной схемы ЛА: элевоны на крыле и руль поворота на киле. Основной двигатель - ГПВРД. Он включает в себя воздухозаборник внешне-внутреннего сжатия, регулируемые камеры сгорания с косым срезом и многоканальную систему подачи топлива. Основной разгонный режим выполняется на ГПВРД, воздушные каналы ТРД после достижения скорости М=6 и начала работы ГПВРД закрываются заслонками, которые в открытом состоянии образуют входное устройство воздухозаборников ТРД.
Особенностью конструкции ВКС является интегральное решение во взаимной компоновке планера и силовой установки, особенно в части, касающейся ГПВРД. Нижняя поверхность фюзеляжа обеспечивает внешнее сжатие воздуха, входящего в ГПВРД, является верхней поверхностью замкнутой камеры внутреннего сжатия воздуха и сгорания топлива, служит верхней профилированной поверхностью сопла с косым срезом.
Фюзеляж ВКС большого размера, в основном занят топливными баками с жидким водородом. В носовой части фюзеляжа расположена кабина на двух членов экипажа. Система аварийного спасения экипажа обеспечивает покидание ВКС на всех этапах полета от земли до околоземной орбиты. Носовая часть вместе с кабиной отделяемая. Она прорабатывалась в двух вариантах: с отделяемой и спасаемой на парашюте кабиной экипажа и катапультируемыми креслами самолетного типа. На экспериментальном ВКС предполагалось использовать катапультируемые кресла с предварительным отделением носовой части самолета и торможением ее аналогично спускаемым аппаратам космических кораблей до скорости, соответствующей М = 2,0 - 2,5.
За кабиной экипажа находится технический отсек радиоэлектронного оборудования, в этот же отсек убирается передняя стойка шасси. Средняя и задняя части фюзеляжа занята топливным баком с жидким водородом. Для питания ЖРД окислителем в хвостовой части фюзеляжа установлен кислородный бак. Все двигатели в качестве горючего используют жидкий водород из единой топливной системы.
Экспериментальный ВКС Ту-2000А второго этапа согласно предварительным расчетам ОКБ должен иметь взлетную массу в пределах 70 - 90 тонн, запас жидкого водорода 30 тонн и жидкого кислорода 5 тонн. Длина самолета 55 - 60 м, размах крыла 14 м.
