Линки доступности

Советско-российские «волокна» в космических «мускулах» США

  • Юрий Караш

«Конкорд»

«Конкорд»

Технологии бывшего СССР и России помогают американской космической программе

Всему миру известны насмешливые прозвища, данные на Западе машинам, которые входят в список высших достижений СССР в области авиации и космонавтики: Ту-144 – «конкордский», а «Буран» – «шаттловский». Прозвища эти появились не случайно. Внешне и тот, и другой являются практически копиями: Ту-144 – англо-французского сверхзвукового пассажирского самолета «Конкорд» (Concorde), а «Буран» – американского шаттла.

Присмотревшись повнимательнее, можно заметить не менее поразительное сходство между советским лайнером Ил-62 и британским «Викерсом» (Vickers) VC-10, Ту-154 и американским «Боингом-727». Нужно быть очень наивным человеком, чтобы поверить, будто схожесть эта определяется «действием одних и тех же законов аэродинамики», как иногда неуклюже пытались объяснить «патриоты» советской авиации.

Надо отдать должное советским конструкторам. Есть только один пример полной «реинкарнации» зарубежной машины в советском аналоге. Это – стратегический бомбардировщик Ту-4 – абсолютная копия американского Б-29. Во всех других случаях заимствовалась идея, копировался внешний облик, возможно, вместе с некоторыми узлами (благодаря советской разведке, как в случае с Ту-144), но «начинка» у этой формы была своя.

Тот же «Буран» при всей внешней похожести с шаттлом является транспортной системой, конструктивно весьма отличной от американского «челнока». Ту-144 внутренне тоже мало походил на «Конкорд» – двигатели, авионика, инженерные подходы и решения у него были чисто советские.

Но есть ли созданные в СССР/России образцы техники и технологии, которые были заимствованы Соединенными Штатами? Оказывается, есть.

«Летящий за мечтой» на крыльях БОРа

Одна из частных американских аэрокосмических компаний, разрабатывающих в настоящее время новые пилотируемые корабли для НАСА, называется Sierra Nevada Corporation («Корпорация Сьерра-Невада»). Она предложила для полетов на околоземную орбиту свой вариант корабля – уменьшенную разновидность шаттла под названием «Дрим Чейсер» (Dream Chaser), что переводится как «Летящий за мечтой». Правда, объединяет эти машины не столько «портретное» сходство, сколько аналогичность концепций – в обоих случаях речь идет о многоразовом крылатом «челноке».

Но «Летящий за мечтой» действительно похож на проект, который НАСА разрабатывало во второй половине 1980-х годов. Это HL-20, или «Персональная пусковая система». Суть ее коренится в ее английской аббревиатуре HL (Horizontal Lander), что означает «горизонтально приземляющийся» – как обычный самолет или шаттл. Несмотря на то, что HL-20 был рассчитан на 8-10 человек (то есть почти на столько же, на сколько кабина экипажа шаттла), по размерам он значительно меньше «челнока». Дело в том, что шаттл – это «грузовик» с огромным кузовом, в то время как HL-20 – не более чем «микроавтобус».

HL-20 рассматривался как добавление к «челноку». Действительно, зачем гонять КамАЗ там, где можно обойтись «Газелью». Предполагалось, что HL-20 будет, подобно маршрутному такси, возить астронавтов на околоземную станцию туда и обратно, осуществлять разведывательные миссии и даже спасать экипажи попавших на орбите в беду кораблей. Но… проект так и не был реализован. НАСА посчитало, что дешевле возить пассажиров на «грузовике», чем тратиться на постройку «микроавтобуса».

Итак, HL-20 является «отцом» «Летящего за мечтой». Но, как оказалось, у детища «Корпорации Сьерра-Невада» есть еще и «дедушка». И этот «дедушка» – не кто иной, как советский космический аппарат (КА) типа БОР (беспилотный орбитальный ракетоплан). Эти небольшие КА, построенные по схеме «несущего фюзеляжа» (то есть фюзеляжа, который благодаря своей форме также создает подъемную силу), запускались с испытательными целями с конца 1960-х по конец 1980-х гг. Всего было запущено более 20 КА этого типа.

Задача БОРов состояла в том, чтобы отработать технологии, необходимые для производства сначала «орбитального самолета», а после – корабля многоразового использования, который в конце 1980-х годов явился всему миру под названием «Буран». Был построен и пилотируемый вариант БОРа – «орбитального самолета» под названием МиГ-105, который, правда, проходил лишь атмосферные испытания.

Часть БОРов при возвращении не приземлялись, а приводнялись, некоторые из них – в Индийском океане. Вот тут-то, по сведениям американского интернет-ресурса Space.com, австралийский самолет-разведчик в 1982 году и «подсмотрел» за тем, как экипаж советского судна извлекает из воды летательный аппарат необычной формы, отдаленно напоминавшей лапоть. Это был БОР-4.

НАСА, по утверждению Space.com, «вдохновилось» фотографиями «лаптя». «Мы потратили уйму времени, пытаясь выяснить, что это такое, – вспоминал сотрудник НАСА Дел Фримэн, участвовавший в анализе полученных снимков с изображением БОРа-4. – После этого мы применили метод “обратного проектирования” (это когда суть конструкции устанавливается по ее внешнему виду и/или функциональным свойствам – Ю.К.). Наконец, мы узнали достаточно об этой штуке, чтобы построить ее модель. После того, как мы продули ее в аэродинамической трубе, нам стало ясно, что в руках у нас стоящая вещь».

Так концепция этого советского КА была положена в основу HL-20, а из того в свою очередь «вырос» «Дрим Чейсер». Но БОР-4 стал «прародителем» еще как минимум одного американского пилотируемого космического корабля, проект которого был, увы, закрыт. Это – «Прометей», разрабатывавшийся компанией «Орбитал Сайенсез» (Orbital Sciences).

Российские «сердца» американских «Атласов»…

Одной из главных «рабочих лошадок» космической программы США является ракета-носитель «Атлас V» (Atlas V). Это – машина тяжелого класса, по своим тактико-техническим возможностям соизмеримая с российским «Протоном». Она предназначена для выведения на околоземную орбиту полезных нагрузок массой до 30 тонн и на геостационарную орбиту – до 13 тонн.

У этой «лошадки» российское «сердце» – двухкамерный жидкостный кислородно-керосиновый двигатель РД-180, разработанный КБ «Энергомаш» в середине 1990-х гг. Если по-простому, то РД-180 – половина четырехкамерного двигателя РД-170, созданного для ракет-носителей «Энергия» и «Зенит» еще в конце 1970-х – начале 1980-х гг.

Американские эксперты сочли технические характеристики и показатели РД-180 весьма высокими, а потому было принято решение использовать их в качестве основных маршевых двигателей на усовершенствованных ракетах-носителях семейства «Атлас», включая «Атлас III» и «Атлас V». Вначале все права на использование РД-180 в США принадлежали компании «Дженерал Дайнемикс» (General Dynamics), потом «Локхид Мартин (Lockheed Martin), которая и является разработчиком/производителем упомянутых носителей «Атлас V» и «Атлас III».

Поскольку российским двигателем оснащены носители, выводящие на орбиту коммерческие спутники и КА правительства США, то для соответствия использования такого рода носителей законодательству Соединенных Штатов совместным производителем РД-180 считается американская двигателестроительная компания «Пратт энд Уитни» (Pratt & Whitney). На данный момент все производство двигателя находится в России, а продажа осуществляется совместным предприятием «РД-Амрос», образованным «Пратт энд Уитни» и НПО «Энергомаш».

С 2000 по 2005 гг. РД-180 шесть раз поднимал носитель среднего класса «Атлас III» (выводивший до 10,2 тонн на околоземную и до 4,5 тонн на геостационарную орбиту). С 2005 года «Атлас III» больше не летает, но РД-180 успешно используется на «Атласе V».

Эти факты дают россиянам обоснованный повод для гордости – оказывается, Россия может экспортировать не только нефть, но и самую высокотехнологичную продукцию. Правда, в прошлом один из ведущих проектантов РКК «Энергия» профессор Леонид Горшков все-таки выразил недоумение решением США использовать российские двигатели. Никто не спорит с тем, что РД-180 хорош, но американцы сами умеют делать неплохие двигатели, а главное – используя РД-180 на «Атласах», Соединенные Штаты невольно ставят эксплуатацию одного из своих «главных» носителей в зависимость от доброй воли России.

Зависимость эта тем более критична, если вспомнить, что именно «Атласы» выводят на орбиту новейшие автоматические крылатые корабли многоразового использования типа Х-37. Это – один из самых совершенных и универсальных космических аппаратов в арсенале Министерства обороны США. Вторая миссия Х-37, засекреченная так же, как и первая, продолжается уже больше года. Рассматривается в том числе и пилотируемый вариант этой машины. Профессор Горшков высказал предположение, что критически важную роль в решении американцев закупать РД-180 сыграл вопрос цены.

Увы, это предположение было подтверждено Счетной палатой РФ. Согласно данным, обнародованным этим ведомством, НПО «Энергомаш» осуществляло продажу российских ракетных двигателей РД-180 для американских ракет-носителей «Атлас V» за половину стоимости затрат на их производство, в связи с чем «только в 2008-2009 году убыток от их продаж составил около 880 миллионов рублей, или почти 68% всех убытков "Энергомаша"».

…и «Антаресов»

Всем хорошо известна печальная история советской лунной пилотируемой программы. Ее основной носитель – сверхмощный Н-1 – так и не научился летать. Во многом поэтому программа была закрыта в первой половине 1970-х гг.

Но один «росток» Н-1 оказался удивительно жизнеспособен. Речь идет о двигателях НК-33, которые должны были быть установлены на первой ступени этого носителя в количестве 30 штук. По общему признанию российских и зарубежных экспертов, НК-33 является в настоящее время самым эффективным (с точки зрения соотношения массы двигателя и его тяги) в мире кислородно-керосиновым двигателем. Он был разработан и изготавливался в Самаре, на двигателестроительном предприятии «Самарский научно-технический комплекс имени Н.Д. Кузнецова».

Это и стало главной причиной, по которой уже упомянутая компания «Орбитал Сайенсез», также участвующая в разработке новых космических транспортных средств для НАСА, решила использовать НК-33 для своего носителя среднего класса «Антарес» (Antares) (прежнее название – «Торос II» (Taurus II)). На первой ступени «Антареса» будут установлены два маршевых двигателя этого типа. Пока будут закупаться НК-33, лежащие на складе еще с советских времен. В случае если носитель окажется удачным (первый его полет планируется на первый квартал 2012 г.), не исключено возобновление производства этих двигателей в России.

Свой вклад в создание «Антаресов» вносит еще одно предприятие бывшего СССР. Это – днепропетровское предприятие «Южмаш», которое изготавливает ряд элементов для первой ступени «Антаресов».

Рассказывая о «жизни» НК-33 после «смерти» Н-1, можно добавить, что данный двигатель, включая его модификацию НК-43, планировала использовать на своем многоразовом носителе К-1 и американская компания «Кистлер» (Kistler) до того, как объявила о своем банкротстве в 2010 году.

«Маршрутом», проложенном «Салютами», «Миром» и «Союзами»

По словам профессора Горшкова, «в инженерно-конструкторском мире существует одна незыблемая истина: решить какую-либо техническую задачу намного легче, если ты знаешь, что ее уже кто-то до тебя решил. Причем речь не обязательно идет о заимствовании идей и технологий, просто ты больше уверен в успехе своей работы, и как следствие этого смелее и быстрее создаешь новую технику, избегаешь ненужной перестраховки. Это – как карабкаться по скале тем же маршрутом, который уже успешно прошел другой альпинист: тебе известно, за какие выступы, ложбинки или трещины нужно ухватиться, чтобы не сорваться. Ты все равно используешь свое оборудование и обмундирование, свои умение и навыки, но лезть вверх ощутимо легче».

Можно вспомнить о том, что «Фридом» – предтеча МКС – была заложена президентом Рональдом Рейганом в 1984 году как ответ на советские «Салюты», или что МКС пережила голосование в Конгрессе США в июне 1993 года перевесом всего лишь в один голос. Решающим фактором, брошенным тогда на чашу весов с аргументами «за» станцию, стало приглашение в программу русских. Это, по замыслу администрации президента США, с одной стороны должно было продемонстрировать переход к «новой эре» в отношениях между двумя странами, а с другой, по мнению НАСА и Белого дома, помогло бы построить станцию «быстрее, лучше и дешевле».

Но речь в этой статье идет не о политическом влиянии советских космических успехов или «медового месяца» в российско-американских отношениях начала 1990-х гг. (давно, кстати, закончившегося) на развитие американской астронавтики. Если рассматривать космическую деятельность США под этим углом, то Америка должна поблагодарить Советский Союз за «Меркурия», «Джемини» и, разумеется, за «Аполлона». Не будь космической гонки с СССР, данные программы с очень большой степенью вероятности никогда не увидели бы свет, и сейчас остается только гадать, какие формы приобрело бы лишенное политического «двигателя» исследование и освоение космоса.

Поговорим о «маршруте», проложенном для НАСА «Салютами» и «Миром». Вряд ли президент Рональд Рейган в 1984-м, а после президент Билл Клинтон в 1993 году поставили бы перед Америкой цель построить долговременную обитаемую многомодульную станцию «Фридом»/МКС, если бы весь опыт человечества по созданию и эксплуатации орбитальных комплексов сводился лишь к станции «Скайлэб». В 1973-1974 гг. она проработала в пилотируемом режиме меньше восьми месяцев. Поэтому, если что и убедило американцев в возможности создать и использовать в течение многих лет околоземный дом-лабораторию, то это история успешной эксплуатации «Салютов» и «Мира». Точно так же нет сомнений в том, что решение продлить эксплуатацию МКС до 2020 года было во многом основано на опыте технической «выносливости» и ремонтопригодности «Мира».

Наконец, нельзя забывать о том, что российские специалисты внесли существенный вклад в определение конструкции и конфигурации МКС еще на этапе ее проектирования, а два разработанных, изготовленных и построенных в России модуля – ФГБ (функциональный грузовой блок) «Заря» и СМ (служебный модуль) «Звезда» – стали сердцевиной нового комплекса.

Прошел часть своего «маршрута» для американцев и «Союз». Вряд ли кто-нибудь усомнится в том, что принятое в середине первого десятилетия 21 века решение США вернуться в к одноразовой схеме пилотируемых кораблей с использованием парашютной системы для возвращения на Землю было основано не только на опыте успешной эксплуатации «Меркурия», «Джемини» и «Аполлонов». Всего в рамках этих трех программ, включая 3 визита астронавтов на станцию «Скайлэб» и одну миссию по программе «Союз-Аполлон», был совершен 31 пилотируемый полет одноразовых кораблей. По состоянию на весну 2012 года СССР/Россия осуществили в три с лишним раза больше миссий с использованием одноразовых «парашютных» «Востоков», «Восходов» и «Союзов». Опыт их полетов укрепил во мнении: одноразовая капсула + парашют является наиболее безопасной и дешевой схемой для пилотируемых кораблей.

За пределами данной статьи остался вклад в мировую космонавтику, а следовательно, и в ее американский раздел Константина Циолковского, Фридриха Цандера, Сергея Королева и Юрия Кондратюка. Первые два доказали осуществимость космических полетов теоретически, третий – практически, а идеи четвертого были использованы для разработки траектории пилотируемых полетов на Луну в рамках программы «Аполлон». Однако и приведенных примеров достаточно для того, чтобы понять – советская/российская космонавтика внесла заметный вклад в технологическое становление и развитие космической деятельности США.

Показать комментарии

XS
SM
MD
LG