Rusové chtějí oprášit starý projekt znovupoužitelnosti

Kdo by neznal legendární raketu Eněrgija. Do vesmíru sice letěla jen dvakrát, ale plány původně počítaly s jejím dalším vývojem. Kromě pekelně výkonné varianty Vulkán jsme se měli dočkat i dalších zajímavostí. Souběžně s tradičními urychlovacími bloky probíhal i vývoje jejich pokročilé verze. Bloky označované jako Bajkal navíc měly být znovupoužitelné. Po konci provozu raket Eněrgija se objevily plány na využití systému Bajkal na raketách Angara. Nejnovější informace hovoří o možnosti stavby úplně nové rakety, kde by Bajkal nefiguroval jako urychlovací stupeň, ale rovnou jako hlavní pohonná jednotka.

Princip systému Bajkal

Princip systému Bajkal
Zdroj: http://russianspaceweb.com/
Překlad a grafická úprava: Dušan Majer

Upravený stupeň Bajkal by byl vybaven skládacím křídlem, které mělo být během startu přiloženo ke konstrukci rakety. Po oddělení od druhého stupně rakety Angara (zhruba ve výšce 75 kilometrů) by se křídlo otočilo do úhlu 90° do vyklopené pozice. Na přední části stupně by se měl nacházet i náporový tryskový motor RD-35, který by se využil pro let horizontálním směrem vstříc ranveji. Díky tomuto systému by jeho přistání mnohem více připomínalo dosednutí běžného letounu než amerického a sovětského raketoplánu, které při sestupu spoléhaly pouze na aerodynamické prvky a na ranvej doplachtily, takže měly jedinou možnost na přistání. Tento tryskový motor by čerpal palivo (letecký petrolej) ze stejných nádrží, odkud čerpal pohonnou směs raketový motor během startu rakety.

Do roku 2001 údajně vyrobil Chroničevův závod čtyři plnorozměrové makety stupňů Bajkal, které byly testovány v aerodynamickém tunelu, který je součástí střediska CAGI (Centrální aero- a hydrodynamický institut). Díly měly být vystaveny rychlostem od 0,5 do 10 násobku rychlosti zvuku. Podle tehdejších vyjádření měl první Bajkal letět v roce 2006, pokud by bylo zajištěno vhodné financování. Na rozdíl od zbytku programu Angara, nebyl projekt Bajkal zařazen do přímé federální podpory. V červnu 2001 během výstavy na pařížském letišti Le Bourget, zástupci Chruničevovy kanceláře oznámili, že aktivně hledají investory pro celý projekt, ovšem jejich snaha nebyla úspěšná.

 Bajkal + horní stupeňCentrální stupeň Angary + 2× Bajkal + Horní stupeňCentrální stupeň Angary + 4× Bajkal + Horní stupeň
Startovní hmotnost168,9 t449 t709 t
Nosnost na LEO1,9 t9,3 t18,4 t
Nosnost na GTO-1,0 t4,4 t
Nosnost na GSO--2,5 t

Během celé první dekády 21. století sice nebyly učiněny žádné významné praktické pokroky k implementaci tohoto konceptu, ale konstrukční kancelář se této možnosti stále nevzdala. V dubnu 2008 například zástupce generálního ředitele kanceláře, Oleg Roskin při diskusi se zástupci kazašské samosprávy v okolí kosmodromu Bajkonur uvedl, že znovupoužitelný první a druhý stupeň raket Angara jsou dalším vývojovým krokem celého systému. Níže přikládáme tabulku zaměřenou na dvoustupňovou variantu rakety se systémem Bajkal na prvním stupni.

Startovní hmotnost168,9 t
Nosnost na LEO1,9 t
Výška rakety44 m
Průměr rakety3,7 m
1. stupeň (Bajkal)
Suchá hmotnost17,8 t
Hmotnost pohonných hmot (Kapalný kyslík + letecký petrolej)109,7 t
Pohonná jednotkaRD-191
Tah na úrovní moře196 t
Tah ve vakuu212,6 t
Druhý stupeň
Suchá hmotnost3,7 t
Hmotnost pohonných hmot (Kapalný kyslík + letecký petrolej)32,2 t
Tah ve vakuu30 t

Několik let bylo ticho, až 4. června 2018 zástupci Fond perspektivního výzkumu FPI agentury Roskosmos a Společné aviatické vývojové korporace oznámili, že vybrali koncept pro předběžný návrh raketového stupně schopného návratu, který má být určen pro superlehký znovupoužitelný nosič.  Navržený systém má být schopen dopravit na heliosynchronní dráhu náklad s hmotností 600 kilogramů. FPI ve svém vyjádření uvedl, že design budoucí rakety má být založen na technologickém odkazu stupňů Bajkal. Přiložená vizualizace zobrazuje dvoustupňovou raketu se sklopným křídlem, což je prakticky identické s návrhem, který je starý dvacet let.

Návrh nové lehkotonážní rakety odvozené od systému Bajkal.

Návrh nové lehkotonážní rakety odvozené od systému Bajkal.
Zdroj: http://russianspaceweb.com

Šéf designové skupiny FPI, Boris Satovskij uvedl, že během před-předběžných studií (ne, to není překlep) inženýři porovnávali několik alternativních aerodynamických návrhů a prováděli řadu výpočtů dynamiky plynů a tepelných podmínek na různých místech stroje během návratové části mise. Tyto studie prokázaly, že potřebné technické znalosti pro vývoj demonstrátorů jsou dostupné, uvedl Satovskij.

Podle předběžných odhadů by zavedení znovupoužitelnosti mohlo snížit cenu za vynesení nákladu 1,5 – 2× ve srovnání s tradičními raketami. Každý samořiditelný stupeň má být navržen tak, aby zvládl 50 misí bez nutnosti výměny hlavního motoru. Velmi zajímavá je zmínka o plánované palivové směsi – tou by měl být kapalný kyslík a kapalný metan. Podle plánů FPI by se k vypuštění nové rakety mohly používat mobilní odpalovací rampy a první start by mohl přijít v roce 2022.

Zdroje informací:
http://russianspaceweb.com/

Zdroje obrázků:
http://russianspaceweb.com/images/rockets/angara/baikal/baikal_back_1.jpg
http://russianspaceweb.com/images/rockets/angara/baikal/super_light_1.jpg

Rusové chtějí oprášit starý projekt znovupoužitelnosti, 4.7 out of 5 based on 15 ratings
Pin It
(Visited 5 457 times, 1 visits today)
Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 4.7/5 (15 votes cast)
(Visited 5 457 times, 1 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


56 komentářů ke článku “Rusové chtějí oprášit starý projekt znovupoužitelnosti”

  1. dfx napsal:

    Keby im to vyslo tak by snad aj dobehli Space X 🙂

    Neplanujete nejaky clanok o Burane alebo Poljuse? Vraj mal kedysi sluzit Buran pre atomovky spolu s Mirom 2.

  2. Mário Kovačič napsal:

    Ealon ma konštantu okolo 2x ale u Rusov neviem aká je. Sami nemôžu veriť že 2022 to odštartuje. Na to bude potrebné naliať pár miliónov. A peniaze sú posledná vec ktorej má ruská kozmonautika dostatok. Majú aspoň použiteľný motor čo vie pracovať na metán?

    • Jiný Honza napsal:

      Podle mě je ta zmínka o methanu jasná známka toho, že je to celé jen teoretické cvičení.

      Rusové nemají peníze na vývoj methanolového motoru, ale zato mají nejlepší motory na petrolej na světě. Pokud by to mysleli vážně tak použijí ten původní rozpracovaný koncept Bajkalu.

  3. qa napsal:

    Zajímavé stránky
    I když z papíru, s tématem souvisí 🙂
    Škoda, že neumím jazyk a nejsou tam ty rakety v PDF v rozloženém stavu…

    https://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=13196.0

  4. JaGa napsal:

    U Eněrgija M byl dokonce vyroben model 1:1 pro integrační testy.
    Ale to už byla jen labutí píseň této rodiny raket.
    Furt tam někde na bajkonuru stojí.

    https://aboutspacejornal.net/wp-content/uploads/2017/07/1436378172_031-870×649.jpg

  5. BlackSheepOI2 napsal:

    Na obrázku je stále len maketa Bajkalu? Vies sa či došlo niekedy k nejakým letovým testom? Zhadzovanie z lietadla prípadne iné? To riešenie sa zdá byť dosť komplikované aj na dnešnú dobu ak vezmeme 20 rokov dozadu… Príde to ako sci-fi.

    Osobne by ma asi najviac zaujímal spôsob uchytenia krídla v tom otočnom kĺbe.

    • Rudolf Šíma napsal:

      Technologii uchycení křídla s měnitelnou šípovitostí Rusové zvládají (Su-22M4,Su-24,MiG-23,Tu-160), ale ta váha kloubu by byla asi dost omezující. Nehledě na nutnost posílení dalších částí konstrukce. Ale neplašme se, jedná se o před-předběžnou studii. V roce 2022 si ten kloub prohlédneme. 🙂

      • BlackSheepOI2 napsal:

        Tak práve meniteľná šipovosť a uchytenie jedného krídla na kĺbe otočnom o 45 stupňov mi nepríde ako celkom podobná a už vôbec nie ako zvládnutá technológia. Opravte ma ak sa mýlim ale pôsobenie síl na jednoliate krídlo a pravdepodobne aj profil takého otočného krídla bude musieť byť odlišný od nožnicového otvárania sa krídel na lietadle.

        Dosť pochybností vyvoláva aj náporový motor. Nikde sa mi nepodarilo najsť popis RD-35. Vlastne jedine na http://www.russianspaceweb.com/baikal.html je uvedený v spojení
        s Bajkalom.

        v starsom článku sa odvolávajú na RD-33 http://www.spacedaily.com/news/launcher-russia-01j.html Mal by to byť motor známy z MIG-29.

      • jregent napsal:

        Bylo by skoda pokud by vaa konstrukce (kloub a kridlo) byla problem
        Jako fanda bych to rad videl v praxi:-)
        Lide ze SpaceX asi vedi, proc vezou je “prebytecne” nohy..

        Dekuji za clanek

        • Dušan Majer napsal:

          Rádo se stalo. 😉

        • Jiný Honza napsal:

          Oni kromě nohou vezou ještě roštová kormidla a spoustu paliva. Co se týče váhy, nemuselo by nějaké kompozitové křídlo ala SpaceShipOne vyjít zase tak špatně. A geometrii by to nejspíš měnilo mimo atmosféru, tam by velký problém být nemusel.
          Ale že by tohle Rusové dotáhli, tomu moc nevěřím.

        • Jiný Honza napsal:

          Tak jsem se rozhlížel a toho paliva na přistání je potřeba fakt docela dost, minimálně tak 20 tun. A třeba pro návrat a přistání na pevninu i přes padesát tun.

        • Malky napsal:

          Každý je hrr kritizovat SpaceX že na přistání potřebují palivo, ale pokud rusové postaví Bajkal tak ten asi taky nebude přistávat na hezké slovo. Jasně, proudový motor má větší ISp, takže teoreticky toho paliva spálí míň, ale zas musí hořet po celou dobu návratu, navíc potřebují vyklpěcí podvozek, otočná křídla a motor navíc, který slouží jen pro návrat. Pokud chce člověk udělat znovupoužitelnou raketu s přidáním minima hardwareu, lépe než SpX to asi nevymyslí.

          To nic nemění na tom, že bych Bajkal strašně rád viděl letět.

    • Radim napsal:

      Takto na kloubu otočné křídlo testovala NASA v praxi. Teď to nedohledám, ale viděl jsem to v dokumentu k 25.výročí NASA. Testovali natáčení křídla za letu o asi 45-60 stupňů. Bylo to snímané za letu shora. Vypadalo to zajímavě.

    • Jiný Honza napsal:

      To uchycení křídla bych zase tak kritické neviděl. Předpokládám, že se to otočí a “zamkne” někde ve výšce +-100km, tedy bezpečně mimo atmosféru. To není jako u stíhačky, která mění geometrii při letu.

      • Rudolf Šíma napsal:

        To máte asi pravdu. Intuitivně se přikláním k tomu, že v atmosféře se mají aparáty zachraňovat letem, že v tom je opravdová budoucnost znovupoužitelnosti. No, Elon mne zatím vyvádí z přesvědčení. 🙂

  6. Jiří Kos napsal:

    Rusové jsou mistři v před-předběžných studiích.

    • BlackSheepOI2 napsal:

      Každá agentúra ma spústu nedokončených projektov. Dôvodov je mnoho, politická nestabilita, finančná náročnosť, technologické nedostatky, či niekedy neaktuálnosť. Stačí si spomenúť na Hermes od ESA, či X-33 od NASA a mnoho dalších.

      Mne osobne sa zdá ešte Čína ako krajina s najmenším množstvom fluktuácií v kozmickom programe. Ale aj to len možno kvôli malej informovanosti o ich projektoch.

      • Jiří Kos napsal:

        To já nepopírám, jenom mám dojem, že v “oblasti nerealizovaných projektů” je Rusko v posledních cca 30 letech pravým mistrem.

  7. Vladimír Todt napsal:

    V ruské situaci je dobré toto brát v úvahu až se to bude fyzicky alespoň testovat. I když škrcení financí + že to vidí i jinde že to lze + jejich starší studie a první krůčky můžou vést k tomu, že to mohou dotáhnout i z “finančního donucení” do používaného cíle. Odhad zlevnění mají střízlivější než EM, i když ten plánuje plně použitelnou trubku se vším všudy.
    Líbilo se mi jak provozní ředitelka SX při hláskování plného názvu BFR dávala s důraz přiúsměvem na to, že je to Big FALCON! Rocket. 😀

  8. maiden napsal:

    Čím víc pohyblivých dílů, tím větší riziko selhání. SpaceX maji asi nejjednodušší koncept – zkontrolovat motory a zpátky na rampu… Jak s tímhle může soutěžit křídlo navíc???

    • Jiný Honza napsal:

      Tak jestli dobře počítám, pohyblivých prvků “navíc” tam má Falcon 9 minimálně 8. A selhání i jediného znamená téměř jistě ztrátu stupně. To je skoro horší než u konceptu klasického letadla.

  9. Alois napsal:

    Za posledních 20 let byla zveřejněna celá řada ruských plánů, jak na nosiče, tak na kosmická tělesa. Výsledek je ale žalostný, kde nic tu nic, vrcholem je realizace-nerealizace Zarji a to nepíši o Federácii – ta je po desítce let ve fázi modelu !?
    Bral bych plány Ruska jako bubliny, které s železnou pravidelností splaskávají a ohlupují obyvatelstvo Ruska.

  10. entes napsal:

    Kdyz se na to zkusim podivat objektivne tak mi ten system kridla oproti pristani “zadkem” u spacex pripada mene vyhodne.
    a) mensi pristavaci spot/vs draha, navic bez mobility
    b) technologie tezko pouzitelna v ridke atmosfere napr marsu, mesice
    c) dalsi specializovane vybaveni co se muze porouchat (predni motor, kridlo)

    Zkratka mi to pripada jako technologie ktera mela smysl v dobe kdy to pocitace a materialy “neutahly”.

    • Jiný Honza napsal:

      a) V případě Američanů, kteří posílají rakety nad oceán je to výhoda. Letadlová loď na čtyřicetimetrový stupeň by se asi prodražila.
      U Rusů je to jen trocha betonu navíc.
      b) To je pravda, nicméně řešíme návrat prvních stupňů.
      c)Zapalování motoru proti směru letu při vysoce nadzvukových rychlostech, roštová kormidla a vyklápěcí nohy. To jsou všechno speciální věci, které už selhaly nebo selhat můžou.

      Osobně si myslím, že výhody a nevýhody budou +- v rovnováze.

      • entes napsal:

        ano. Stejne mi pripada ze to brzdeni motorem je takova proste “samozrejma schopnost” rakety. Proste ji otocite. Nemohu se ubranit dojmu ze se to drive nerealizovalo jen kvuli vypocetni sile potrebne pro real-time stabilizaci.

  11. Hawk napsal:

    A do roku 2025 vyuziji Holtzmanuv efekt pro zakriveni prostoru a postavi maxitrajler. 😀

    • Vladimír Todt napsal:

      Prý nalezli ve vykopávkách (poblíž Nadymu při pátrání po nových zdrojích ropy a zemního plynu na SZ Sibiři) popisy technologie Vothů. Zatím jsou dle toho v Rusku vyprČcovávány přisně tajné studie (rozklíčování písma trvalo dost dlouho). Část z toho již na zmenšených modelech testjí. Bohužel např. letos zkonstruovaná cívka s antibosonovým slučovacím reaktorem se bude testovat až příští rok. Nevyřešeným problémem je zatím navigace při přechodu z warpu na v lodi integrovaný transwarp. Nalezená dokumentace nebyla zcela kompletní je to slabým místo tohoto projektu. Můžeme být pyšný, že tato unikátní technologie byla v dávné minulosti vynalezena přímo na Zemi – další transwarp civilizace používá transwarpovou síť tunelů.

      zde uváděné popisy znovupoužitelnosti jsou jen kouřová clony, která zakrývá potřebu infrasktury pro ostré testy lodí dle projektu TOVG (v ruštině krycí název pro VOTH. :O :O :O

  12. Rhronza napsal:

    Rozsah, který se věnuje hypotetickému projektu je usměvný…. :-))

  13. igi napsal:

    v porovnani so SpaceX moze vyzerat klzavy navrat lakavo, ale ma to hacik. Ak sa ma kridlo otocit este nad atmosferou, tak si spomenme na prve stupne F9, co sa bez brzdenia prakticky rozbili o atmosferu. Toto bude podobne, ale s kridlom este horsie (napr. nabezne hrany rakety Pegasus potrebuju tepelnu ochranu, a to pri lete nahor…). Da sa to obist oddelovanim stupnov pri nizsej rychlosti, ale tym sa vacsia cast prace presuva na horny stupen, ktory bude musiet byt vykonnejsi, a pritom ostava jednorazovy.

    Genialita riesenia SpaceX je v tom, ze vymenili vsetky tieto komplikacie za par ton paliva, ktore cenovo vyjde na par tisic dolarov. Namiesto vselijakych sklapacich kridel a rokov testovania v tuneloch jednoducho postavili vacsiu raketu, ktora az na detaily nie je v nicom odlisna od ostatných rakiet. Len ma certovsky chytry software 🙂

    • Jiný Honza napsal:

      Ten háček se podařilo vyřešit u X-15, SpaceShipOne a nakonec i u návratu krytů F9.

      Ještě před šesti sedmi lety by všichni přísahali, že křídla jsou ta nejreálnější možnost. Pak SpaceX udělalo (po letech komplikovaného vývoje a řadě neúspěchů) zázrak, a tak dneska zase všichni tvrdí, že to pravé je motorické přistání.

  14. maro napsal:

    No nevím. Dokud nebude někde naznačen profil letu, tedy především graf výšky a patřičné rychlosti, tak bych řekl, že to bude fakt jen vize k snění. Má to navíc příliš mnoho součástí jen proto, aby to přistálo. A všechny musí odolat šílenému tepelnému namáhání při sestupu. Spíš to vypadá, že nějaká konstruktérská kancelář potřebuje vyčerpat rozpočet nějakého grantu.

    • Jiný Honza napsal:

      Ten komentář by se perfektně hodil i do nějaké šest let staré diskuse o přistání F9. 🙂

      Ale uznávám, že tenhle konkrétní koncept asi nebude za šest let běžná rutina, jako je dneska přistání F9.

  15. zargos napsal:

    Jak je vidět, že peníze na Angaru šly utratit i smysluplněji. Zároveň by se s tím svezl i vývoj a získaly další zkušenosti s náporovými motory.

    Každopádně cena za znovupoužitelnost by asi byla vyšší než u Falconu9,křídlo byť s jednorázově měnitelnou geometrií,zatahovatelný podvozek,tepelná ochrana,další typ motoru navíc,atd.

    Vůbec by mě nepřekvapilo,že by i o této variantě Elon přemýšlel,než se pustil do Falconu.

    • Jiný Honza napsal:

      Varianta s křídlem by byla zcela jistě lehčí a tudíž dlouhodobě efektivnější, než motorické přistání. Ale chtělo by to ještě jednoho Elona, od Rusů v současné situaci se toho asi nedočkáme.

Napište komentář k Petr