在Sergey Pavlovich Korolev的路上。 俄罗斯现代载人工程。 第1部分:“联盟”



我决定远离历史游览,并就另一个迫切的问题大声疾呼。 此外,我们的登月项目正在慢慢进入实施阶段,因此这个问题确实很重要。

是的,我们将讨论载人登月计划。 也就是说,关于一个许多人不相信的项目,这经常被嘲笑; 然而,这些年来,它一直在发展,而且非常认真。 任何更改仅在时间上可见。 我什至不认为该项目将得到准确实施-它取决于太多因素。 尽管如此,还是有发展的,在未来几年中,我们将不得不在硬件方面看到很多东西。 而且我什至不能怪怀疑者,因为还没有任何明智的描述。 尽管所有信息都是开放的,但它们分散在大量的演示和访谈中。

我想指出的是,所有跌宕起伏都应该单独写一本书,我可能会写。

因此,故事始于大约十年前。 中央机械工程研究所载人程序中心主任,技术科学博士乔治·卡拉巴扎克(Georgy Karabadzhak)回顾了这一要点:

“在TsNIImash,我们举行了一次大型科学技术会议,我们与13个组织的代表进行了8个多小时的磋商,讨论的是飞向月球或火星的地方。 结果,他们共同决定停在月球方向。”

该决定的第一个可见结果是Clipper项目的关闭。 该项目很有趣,但已针对地球轨道上的运输操作进行了优化。 RSC Energia还试图以此为基础制作行星际版本,但很快就显而易见,从头开始开发新船更好。 此外,相比于在机场降落的有翼飞机,胶囊型飞机更接近该组织的经验。

现在我们知道这艘船(显然不会持续很长时间)的名字是“ Federation”。 并且根据最近的报道,他的图纸已经修复,并且开始生产首个飞行实例。 但是十年来,我们不仅开发了这艘船。 还有更多不同的研发。

苏联有如此古老的电影,“我要去搜寻”。 在其中,新手向经验丰富的工程师展示了他的图纸:
“还不错...第七种选择?”
-你怎么猜的?
-在第二十七岁时,您会明白的。

这是我们的登月计划-这可能不是第二十七个选项,而是第二十个位置。 已经丢弃了很多东西,并且确定了关键要素。 而且,如果您不看项目的实质并在开发中观察它,您将无法理解。

今天的登月计划是什么样的? 让我们弄清楚。 首先,我们将尝试了解为什么需要“联合会”,因为我们已经拥有联盟号飞船。

月球轨道


首先,您需要了解所有正在进行的项目-开发和研究-都与将卫星发射到月球卫星轨道上有关。 认真执行飞行任务已成为过去。 从月球轨道出发,方便研究其表面。 在月球轨道上组装轨道站很方便。 在月球轨道上,从月球起飞后等待着陆舰非常方便。 阿波罗是通过月球轨道飞向月球的。

图片

飞行方案的一个例子。 人们可以看到地球的起点,进入月球轨道,与着陆模块脱离对接,从月球起飞后与之对接并开始着陆。

换句话说,为了成功完成载人飞行任务,希望能够进入月球卫星的轨道并从该轨道开始到达地球。

从地球到月球飞行的弹道特征是,从飞行路径进入月球轨道所需的制动大约需要800 m / s。 任务不是完全对称的,但是返回地球时从轨道开始大约需要相同的冲动。

换句话说,船舶的总动量应在1600 m / s左右。 您还可以记住在地球月球轨道和月球轨道上的校正。 极地轨道首先也被考虑,进入它甚至更加困难。

不幸的是,这些数字几乎没有说明任务模式。 有几种提高速度的方法。 到目前为止,已经开发出了两种飞往月球的计划,尽管它们解决了一个问题,但在意识形态上却彼此大相径庭。 我们将这些飞行选项称为Apollo和H1-L3类型的计划。

阿波罗计划


在这种计划中,轨道船,即所谓的命令服务模块(CSM),负责在月球进入月球轨道以及从其给定轨道发射时进行制动。 此外,他不仅要自己进入轨道,还要进入重达14.5吨的重型着陆舱。 在显示的图中可以清楚地看到:

图片

因此,他的特征速度(他可以获得的最大速度)非常高,远远超过了1600 m / s的必要速度。 实际上,轮船本身由燃料组成。 轮船总重量为28吨,其中18吨用于燃料:供应量如此之大,以至于在不久的将来将不可能有载人船与能源进行比较。

这是他的菜。 大型圆柱形油箱清晰可见。

图片

方案“ N1-L3”


与阿波罗不同,在我们的计划中,一个单独的块“ D”已经负责减速和进入月球轨道。

图片

在此图上,我们的整个捆绑包都是可见的。 此外,“ D”区还负责在登月途中可能发生的奔跑,进入月球轨道以及大部分登陆LC的冲动的发展。

图片

轨道船(缩写为LOC)只需要计算出冲向地球飞行路径的冲动即可。 但是,最低特征速度800 m / s并不是开玩笑,就燃料储备而言,LOC在我们的船舶中是冠军。 该船总质量为9.8吨,其中3.1吨为燃料。

现代船


现在,让我们将阿波罗号和LOC以及设计用于飞向月球的现代舰船的能量进行比较。 即“猎户座”和“联合会”。

我想提请您注意上述方案之一的选择非常重要的事实。 应该在任务设计的最初阶段就做出这样的选择,并且所有系统都应该专门为此类计划而设计。 还应注意:由于船只尚未飞行,并且在其发展过程中发生了许多变化,因此很难找到确切的数据。 例如,在猎户座(Orion)的开发过程中,带有燃料的骨料舱发生了根本性的变化。 他甚至改变了制造国:如果最初是在美国制造,现在是欧洲。



结果,许多数字“浮动”,显然是指不同的时间。 例如,随处可见25吨的猎户座质量。 当我总结所有东西时,我得到了24吨。 或总船上的胆固醇-1800 m / s,而我却是1500

可能的事实是,许多数字都以整数表示。 例如,正如我研究的资料所示,猎户座的油箱不太可能只有9吨燃料。

联合会存在更多问题:离发布会还很遥远,联合会也发生了很大变化。 例如,骨料仓虽然没有改变制造商,但根据不同年份的方案来看,其布局却发生了巨大变化。



但是总体而言,有足够的数据和能量可以估算。 在第一近似中。

我有这样的计划



我再次重申:这只是了解数字水平的一般评估。 实际上,一切都有些复杂。 例如,与阿波罗号一样,猎户座计划用于随后的组装,将测站仪传递到月球轨道上。 只是该站的工作轨道不是圆形的而是圆形的。 获得它的能量更少。

但是即使按照该方案,也可以清楚地看到,如果美国选择阿波罗方案来实施,那么对于联邦,我们选择了N1-L3方案。 我们的飞船必须由专门的部门运送到月球轨道。 当然,这不是一个特别的秘密。 但是由于船上的数据分散在大量演示中,因此很难理解这一点。 尽管有时有时会直接表明该船的质量为20吨,但它也是人造卫星的轨道上的质量。 并且在布局中可以看到一个单独的制动单元。 但是,许多人并不真正理解这个简单而关键的观点。 现在已经不可能切换到其他方案了...

联邦计划为进入月球轨道计划使用哪个制动块的问题非常有趣。 但是,没有太多选择,并且不难猜测。 这应该是块“ D”。 是的,出于相似的目的,N1-L3具有相同的功能。 而且,如果发生这种情况,他将在发展五十多年后继续做自己创造的事情。 这些年来,他没有为预定目的而飞行。 他将行星际飞行器推导到GSO上的行星,卫星...

但是,有时会绘制其他框。 但是块“ D”非常适合布局和能量。

月球轨道上的“联盟”


从图中还可以看出,如果将D块抛到月球上,现代联盟号就无法进入月球轨道或离开轨道。 联盟号的净空太少。 这是可以理解的:对于飞往ISS的航班,不需要大的速度储备。

因此,需要对“联盟”进行特殊修改。 此外,还有一个单独的问题是它的重量。 一方面,1968年的LOK重约10吨-并不是一个很大的数字,是联邦的两倍。 但是这个数字是通过受害者实现的,而受害者现在已经不大可能了。 例如,没有配备过渡隔间的成熟扩展坞。 还是同一个生命维持系统问题。

LOC是为两个人设计的,最长飞行时间为13天。 飞往月球的航班几乎是最少的。 联邦有四人,自主飞行时间长达一个月。 “联盟”现在飞行了三天两人,这还不够。

即使使用现代材料,其在月球轨道上的质量也极有可能超过10吨。 作为一种选择,您可以查看此布局,该布局是Anatoly Zak在2006年绘制的。 此版本的“联盟”也使用块“ D”传递到月球轨道。 但是首先要使用护卫舰助推器。

图片

了解了联盟号和护卫舰的质量,我们可以估计系统的总质量为14-15吨。 比“联邦”少5-6吨。 但是,这种方案的功能要少得多,并且还需要进行重大改进。 例如,Frigate的当前自治权估计为两天,而Soyuz在维持当前Soyuz-MS布局的同时,将无法成功对接。 联盟号的某些系泊和定向引擎位于尾裙上,在此方案中,护卫舰将其关闭。

估计开发新的骨料仓和修改联盟号所需的时间,我个人不确定创建此选项比制定“联合会”要快。 潜力更大。

联盟号


也就是说,不需要农历“联盟”吗? 这是一个棘手的问题。 仅此名称就意味着不是“联邦”竞争的另一种选择。 确实,在上面我们确实考虑了能够进入月球卫星轨道的严肃舰船的选择。 但是在飞往月球的过程中,这一刻完全是可选的。 您可以绕月球飞行而无需进入轨道。 而且,正是在60年代我们实现了这样的使命。 它并没有进行载人飞行,但是苏联海龟是最早绕月飞行的生物。



但是,如果为了将带有D块的联盟号包装成一个质子,他们做出了重大牺牲,那么现在就不可能决定了。 像他们那样,没有后备降落伞的飞行现在将是一次完整的冒险。 当前项目提供了使用对接在地球轨道上组装复合体的计划。 幸运的是,在过去的50年中,它与我们共同发展。 它可能看起来像这样:



这需要一次质子发射和一次联盟号发射。 并在轨道上对接。

一个类似的项目只能绕月飞行,但如果成功实施,它将恢复我们与月球附近船只一起工作的经验-既包括通讯方面,也包括确定航迹和所需的校正水平。 我们将再次回忆起如何以第二宇宙速度返回物体,需要什么样的算法来控制SA才能返回我们的领土,等等。

这样的任务看起来比一次“联合会”的发射便宜得多,并且可以使您在发射前获得良好的经验,并有可能减少其开发时间。 只是至少在2022年进行了“联合会”飞行测试,而她的登月飞行计划于20日结束。 出现合适的媒体时。

但是,尽管这种“ Soyuz-L”不在计划中。 但是“罗斯科莫斯”严肃地将目光投向了“联邦”的创建,因此也将目光投向了月球。

那只是船-仅此而已。 问题出现了:如何将其送上月球?
关于它,将是第二部分。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN455678/


All Articles