Saenger (космический корабль) - Saenger (spacecraft)

Зенгер
Sänger Raumtransporter.JPG
Модель в музее Technik в Шпейере.
РольМногоразовый космоплан
национальное происхождениеГермания
ПроизводительЮнкерс
ДизайнерОйген Зенгер
Положение делОтменено в 1994[1]
Произведено0

Saenger или же Зенгер был Западногерманский концептуальный дизайн для двухступенчатый на орбиту космоплан. Он назван в честь Ойген Зенгер, который был ключевой фигурой в разработке концепции аэрокосмической компании Юнкерс.[2][3]

Его первое воплощение, обозначенное как Saenger I, начал развиваться в 1960-х годах. Немецкая аэрокосмическая фирма Messerschmitt-Bölkow-Blohm (MBB) разработала концепции для использования в качестве гиперзвуковой пассажирский авиалайнер и как двухступенчатая ракета-носитель для развертывания различной полезной нагрузки, в том числе пилотируемой. космонавты через концептуальный Horus Космический самолет (горизонтальный разгонный блок) на орбиту. Эти идеи получили поддержку Немецкий аэрокосмический центр (DLR), что привело к дальнейшим подробным исследованиям, проводимым в рамках национального гиперзвукового исследования.

В течение 1980-х годов правительство Германии проявляло все больший интерес к проекту для использования в качестве многоразовая пусковая система, в результате чего проект получил официальную поддержку и началась работа над увеличенной версией автомобиля, известной как Saenger II. Работа над проектом была прекращена в 1995 году из-за высоких прогнозируемых затрат на производство и предполагаемого ограниченного повышения производительности по сравнению с существующими. одноразовые пусковые системы такой как Ариана 5 ракета.

Разработка

В начале 1940-х годов немецкий инженер и ученый-ракетчик Ойген Зенгер изготовили начальные проекты двухступенчатой ракетно-авиационный.[3] Предлагается на фоне Вторая мировая война Предполагалось, что предполагаемый самолет военного назначения; по идее, этот автомобиль мог бы двигаться со скоростью до 17000 километров в час, пересекая Атлантический океан и сбросить одну тонну боевой нагрузки на цели на Восточное побережье США, включая Нью-Йорк. Хотя такой самолет никогда не был построен в то время, как концепция, он послужил отправной точкой для последующих работ.[3]

В 1960-х и 1970-х годах Messerschmitt-Bölkow-Blohm (MBB) возобновила работу над концептом, который стал известен как Saenger.[4] Исследовательский проект привлек внимание Немецкий аэрокосмический центр (DLR), который формально принял его в качестве эталона для западногерманского гиперзвуковой программа. Saenger рассматривался как потенциальный пассажирский авиалайнер, который был бы больше и быстрее англо-французского. Конкорд, а также для его использования для запуска полезных нагрузок в низкая околоземная орбита (ЛЕО).[4] Другой ключевой потенциал использования этого типа был в качестве первой ступени двухступенчатой ​​стартовой платформы для предполагаемого космического корабля, который был известен как Horus (Горизонтальный разгонный блок), а также беспилотный грузовой модуль, известный как Cargus.[4] Также считалось, что теоретически Зенгер должен был снизить затраты на запуск полезных нагрузок на орбиту с 3500 долларов за фунт до 500 долларов за фунт; предполагаемая стоимость запуска рассматривалась как главный экономический аргумент в пользу продолжения разработки.[5]

Масштабная модель Зенгера

В середине 1980-х годов официальный интерес к программе Saenger стал все более заметным.[6] В июне 1985 г. официальная презентация системы запуска Saenger была сделана для Европейское космическое агентство (ESA) совет.[7] На данный момент у ЕКА было три конкурирующих проекта, которые следовало рассмотреть, помимо Сенгера, это французский Гермес и HOTOL. По данным аэрокосмического издания Международный рейс С самого начала было очевидно, что финансирование от ESA уже будет трудно получить, как из-за отсутствия у агентства доступного бюджета, так и из-за предполагаемого отсутствия политической поддержки программы.[7] В то время как Германия поддерживала Зенгера, было также широко ощущаемое желание, чтобы ЕКА не уделяло внимания разработке и развертыванию независимых пилотируемых космических программ, а вместо этого сосредоточилось на использовании существующих возможностей и других связанных с космосом задач. исследовательские программы.[8]

Правительство Западной Германии пришло к соглашению о финансировании разработок Saenger; Это было предназначено для работы над демонстрацией компонентов, которую планировалось провести между 1993 и 1999 годами, и прототипом, который должен был быть завершен к 2000 году.[9] На протяжении первого этапа, который, как предполагалось, продлился до 1992 года, министерство исследований Западной Германии выделило 122 миллиона долларов, 7 процентов своего бюджета, связанного с космосом, в то время как DLR внесло 48 миллионов долларов, Немецкое исследовательское общество - 17 миллионов, а Германия промышленность инвестировала еще 22 миллиона долларов.[10] В августе 1988 года была создана первая конфигурация Saenger.[11]

К этому моменту прогнозируемые время и затраты на полное завершение работ по разработке составили 12 миллиардов долларов в течение 20 лет.[12] Однако внимание в правительстве Германии было сосредоточено не только на Зенгере; соперник Гермес космоплан, одобренный Европейское космическое агентство (ESA), также привлекла внимание и получила более широкую поддержку среди европейских партнеров.[12] В 1995 году проект был прекращен в основном из-за опасений относительно затрат на разработку и ограниченного роста цены и производительности по сравнению с существующими космическими стартовыми системами, такими как Ариана 5 ракета.[13]

Дизайн

Saenger был очень аэродинамичным гиперзвуковой самолет, похожий по размеру на обычный Боинг 747 авиалайнер, способный взлетать как обычный самолет.[4] Как обычный самолет, он должен был развивать крейсерскую скорость до Мах 4.4 на дальность 11 000 километров при перевозке около 230 пассажиров; это более чем вдвое превышало скорость, дальность и мощность англо-французских Конкорд, единственный действующий сверхзвуковой пассажирский авиалайнер, прошедший долгую службу.[14] Saenger мог питаться от шести гибридный турбореактивный двигатель двигатели;[5][15] По данным аэрокосмического издания Международный рейс «Ключом к успеху, без сомнения, является наличие очень продвинутых реактивных двигателей для базового корабля».[7]

Saenger предназначался для выполнения различных функций. Для космических запусков он использовался бы как материнский корабль для запуск с воздуха полезной нагрузки на орбиту.[4] Как и предполагалось, он должен был нести пилотируемый орбитальный космоплан, известный как Horus (Горизонтальный верхний ярус); Horus в основном использовался для обслуживания и снабжения космических станций, перевозя различные полезные нагрузки, в том числе от 4000 до 6000 фунтов груза и до шести космонавты, на 270-мильную орбиту.[5] Ожидалось использование дополнительных разгонных блоков, в том числе беспилотного расходного материала. Cargus транспортное средство, которое использовалось бы для перевозки грузов от 5 до 15 тонн в низкая околоземная орбита (ЛЕО).[4] В двигателе Cargus повторно использовались бы элементы Ариана 5 ракета.[5] В конфигурации космического запуска Saenger взлетел бы обычным способом и поднялся бы до высоты потолка 100000 футов и максимальной скорости 6 Махов, после чего вторая ступень отделилась бы и начала свой независимый подъем на орбиту.[7]

Использование Saenger в качестве гиперзвукового пассажирского авиалайнера было тщательно изучено; поскольку он летел бы на очень больших высотах, был бы значительно снижен уровень шума на уровне земли, что было громким общественным мнением для более раннего Concorde.[14] Первая ступень стартовой системы Saenger была аэродинамически подобна предлагаемой модели гиперзвукового авиалайнера и, таким образом, имела общий уровень с точки зрения разработки.[7]

Варианты

Saenger I

В автомобиле Saenger I использовалась двухступенчатая концепция, аналогичная американской. Космический шатл. Первая ступень со второй, прикрепленной сверху, будет взлетать горизонтально с взлетно-посадочной полосы и подниматься на высоту 30 км, используя воздушное дыхание. ПВРД двигатели. Затем вторая ступень отделяется и разгоняется до орбитальных скоростей и высот, используя свой LOX / LH2 ракетный двигатель.[5] Преимущество этого подхода состоит в том, что на первой ступени используются преимущества воздушно-реактивных двигателей (например, более высокая удельный импульс ) до тех пор, пока они не перестают быть жизнеспособными из-за низкого давления воздуха и высоких скоростей. Вторая ступень имела размеры 31 м × 12 м и могла нести пару астронавтов.[2] Другой концепт РТ-8 «Raumtransporter-8» или «Космический транспорт 8» должен был оснащаться паровой ракетой, которая приводила в движение первую и вторую ступени по трехкилометровой трассе до скорости выброса 900 км / ч.[16]

Saenger II

Проект Saenger II вырос из Saenger I в конце 1980-х; планировалось, что это будет европейская ракета-носитель, которая должна была подражать концепции и возможностям программы Space Shuttle. Разработки проводились западногерманской аэрокосмической компанией. Messerschmitt-Bölkow-Blohm (МББ).[13] Предполагалось, что автомобиль будет взлетать с взлетно-посадочной полосы, используя прямоточный воздушно-реактивный двигатель двигатели и набрать высоту 30 км и достичь 7 Маха. Затем вторая ступень отсоединится и разгонится до орбитальных скоростей и высот с помощью своего ракетного двигателя, первая ступень вернется на исходную взлетно-посадочную полосу. Космический корабль мог бы доставить полезную нагрузку 10 000 кг или модуль экипажа на низкая околоземная орбита.[13]

Другой вариант использования Sanger II - это пассажирский самолет EHTV (European Hypersonic Transportation Vehicle) MBB HST-230 с 230 пассажирами на расстояние более 10 000 км (от Франкфурта до Токио) с крейсерской скоростью 4,4 Маха на высоте 24,5 км.[17][18][19][20]

Рекомендации

Цитаты

  1. ^ https://commons.erau.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1116&context=ijaaa
  2. ^ а б Холлманн, Вилли и Лей, W. (ред.) Handbuch der Raumfahrttechnik. Карл Хансер Верлаг, 1969 год, ISBN  3-446-15130-3.
  3. ^ а б c Коллинз 1990, стр. 180.
  4. ^ а б c d е ж Коллинз 1990, стр. 179.
  5. ^ а б c d е Конгресс США 1989 г., стр. 60.
  6. ^ Коллинз 1990, стр. 180–181.
  7. ^ а б c d е Гейзенхейнер, Стефан. «Сэнгер присоединяется к Гермесу и Хотолу». Международный рейс, 13 сентября 1986 г. с. 62.
  8. ^ Моксон, Джулиан. «Германия рассматривает варианты космоса». Международный рейс, 19 февраля 1991. с. 21.
  9. ^ Конгресс США 1989 г., стр. 60–61.
  10. ^ Конгресс США 1989 г., стр. 61.
  11. ^ Вейланд 2014, стр. 305.
  12. ^ а б Коллинз 1990, стр. 181.
  13. ^ а б c "Сэнгер II". Энциклопедия Astronautica. Архивировано из оригинал 5 августа 2014 г.. Получено 11 сентября 2014.
  14. ^ а б Коллинз 1990, стр. 179-180.
  15. ^ Вейланд 2014, стр. 3.
  16. ^ "Saenger I". www.astronautix.com. Получено 27 июн 2019.
  17. ^ Коелле, Дитрих Э. (27 июня 1988 г.). «Saenger II, гиперзвуковой полет и космическая транспортная система». Икас. 1: 687–693. Bibcode:1988icas.conf..687K.
  18. ^ http://www.icas.org/ICAS_ARCHIVE/ICAS1988/ICAS-88-1.5.1.pdf
  19. ^ "Сэнгер II". www.astronautix.com. Получено 27 июн 2019.
  20. ^ Эль-Сайед, Ахмед Ф. (6 июля 2017 г.). Авиационная силовая установка и газотурбинные двигатели. CRC Press. ISBN  9781466595187. Получено 27 июн 2019 - через Google Книги.

Библиография