Projet DARPA Rascal - Lancement aérien à la demande de l'US Air Force

En 2001, l'US Air Force a rempli une demande MNS * ( ci-après, un astérisque indique les termes et abréviations, dont le décodage est donné à la fin de l'article ) décrivant les exigences pour le "Operationally Adaptive Space Launch System" (ORS *).



Les exigences MNS comprenaient les tâches de base suivantes:

- temps de réponse rapide de la mission (lancement);
- la possibilité de démarrer (lancer le vaisseau spatial *) depuis n'importe quelle latitude des États-Unis et de leurs alliés;
- l'accessibilité (le coût du retrait de 1 kg PN * pour le DOE *) à la fois en fonction de chaque mission et du faible coût global du programme (R&D).

En réponse au MNS, et en tenant également compte des besoins commerciaux anticipés du marché du lancement spatial, plusieurs concepts ont été proposés pour répondre à ces exigences.





Le projet le plus réaliste était basé sur le principe du lancement "aérien". Lancement abordable de la petite cargaison Rascal-Responsive Access.



Le lancement aérien (AC) est une méthode de lancement de missiles ou d'avions d'une hauteur de plusieurs kilomètres, où le lanceur est livré. Le véhicule de livraison est le plus souvent un autre avion, mais un ballon ou un dirigeable peut également agir.

Les principaux avantages de l'avion:

- En règle générale, ce système (ou une partie de celui-ci) est réutilisable avec un faible coût de retrait de PN * à l'IEO. Cela est dû au fait que la première étape techniquement la plus difficile est également la plus chère;

- Il utilise ce que le «billet de faveur» nous a donné par l'univers, et plus particulièrement l'atmosphère. Plutôt, les propriétés de l'atmosphère pendant le mouvement ou la présence de corps physiques en elle: force de levage et / ou force d'Archimède, c.-à-d. les facteurs qui gênent les lanceurs conventionnels;

- Le système de l'avion n'est pas lié au complexe de lancement (SK) ou à la position de lancement (SP), grosso modo à un port spatial coûteux avec toute l'infrastructure. Et en conséquence, il n'y a aucune référence à l'ampleur du lancement (un casse-tête de l'URSS et maintenant de la Russie).

En fait, toute piste peut être utilisée, tant militaire que civile, de la catégorie nécessaire;



- Logistique (tous les éléments, y compris les véhicules de transporteur), composants de carburant - composants de carburant conventionnels pour les avions de notre temps;

- efficacité;

- Faible coût des composants du système et production commerciale bien établie;

- l'aspect environnemental (zones d'exclusion sous les phases de chute du lanceur);

etc.

Il existe également des inconvénients:

- Petite masse de la charge utile affichée et restrictions sur l'engin spatial;

- En pratique (en raison des limitations de masse et de taille du porteur), seuls des LEO ou des orbites supérieures sont réalisables, avec une diminution significative de la masse du PN;

- La complexité des calculs et de l'exécution d'un porteur capable de supporter des vitesses proches et hypersoniques (chauffage, protection thermique, aérodynamique, etc.)

- Ballast constamment transporté (alimentation en carburant pour le retour et l'atterrissage de la première étape);

- autre

Le projet RASCAL, lancé en mars 2002, est une tentative, avec le soutien et le parrainage de TTO * DARPA, de développer un système de lancement spatial aérien partiellement réutilisable capable de livrer rapidement et régulièrement des charges utiles à un DOE à un prix très économique.

Phase II - La phase de développement de 18 mois du programme a commencé en mars 2003 avec le choix de la société de fusées spatiales SLC (Irwin, Californie) comme entrepreneur général et intégrateur de système.





RASCAL s'appuie sur une architecture Air-Based Spacelift (VKS *) composée d'un avion réutilisable



Et une fusée à usage unique (booster block) (ELV *), qui dans ce cas s'appelle ERV *.







Les turboréacteurs d'un véhicule réutilisable sont fabriqués en version forcée, connue depuis les années 50 - comme le MIPCC *.

La technologie MIPCC est idéale pour atteindre des nombres de Mach élevés lors du vol dans l'atmosphère.







Après avoir atteint des vitesses quasi hypersoniques (ou hypersoniques avec M> 5) en vol horizontal, le porte-avions effectue une manœuvre aérodynamique de type "dynamique colline" (Zoom Manoeuvre) et effectue une exo-atmosphérique (à partir d'altitudes supérieures à 50 km) en lançant une fusée à usage unique (étage booster).





La haute alimentation des turboréacteurs avec la technologie MIPCC permet non seulement une conception simplifiée en deux étapes des VRE, mais réduit également considérablement les exigences structurelles pour les VRE, qui avec ce profil de sortie ne subissent pas de charges aérodynamiques importantes.

Le relancement ultérieur des coûts devrait être inférieur à 750 000 $ pour la livraison d'une charge utile de 75 kg au DOE.







L'architecture RASCAL prend également en charge un cycle de lancement inter-mission de moins de 24 heures.

À l'avenir, il est censé utiliser l'option avec un deuxième étage réutilisable du système.



En 2002, le président de Destiny Aerospace, M. Tony Materna, inspiré par l'argent et les perspectives de la DARPA, a tenté d'utiliser le Convair F-106 Delta Dart américain, monomoteur de combat supersonique monomoteur pour ce système.





En fait, sur la modification du Convair F-106B dans les années 60, la technologie MIPCC avait déjà été testée et appliquée. Si je ne me trompe pas, elle a été développée dessus.





Il est regrettable que le projet RASCAL bon marché et rapidement mis en œuvre basé sur le F-106 n'ait pas décollé après près de deux ans de recherche.

La petite flotte des sept F-106 pilotables restants disponibles sur la base de Davis Monthan AFB AZ a d'abord été réduite à 4 unités (trois F-106 ont été remis pour des expositions au musée à Castle CA, Hill AFB, UT & Edwards AFB, CA), et Tony Matern n'a pas attendu l'intérêt et l'investissement.

→ Lire le projet final de cette proposition ci-dessous

Remarque Un projet de développement similaire en principe et avec des paramètres similaires est en cours d'exécution en Russie à l'OAO Molniya NPO sur le thème des travaux de recherche Molot. Les détails peuvent être lus ici et ici .