«Игла» (ГЛЛ-ВК). Гиперзвуковая летающая лаборатория

На МАКС-99 был впервые представлен макет исследовательской гиперзвуковой летающей лаборатории «Игла» («Исследовательский Гиперзвуковой Летательный Аппарат»), предназначенной для фундаментального изучения проблем создания воздушно-космических самолетов и высокоскоростных воздушно-реактивных двигателей. Информацию по ней была представлена еще на МАКС-97.
   

Заказчики «Иглы» - Российское авиационно-космическое агентство и Министерство науки и технологии РФ. Разрабатывают ее ЦИАМ им. П.И.Баранова, НПО Машиностроения, КБ Автоматика и французская фирма Aerospatiale. Работы ведутся в рамках НИОКР по созданию Российского аэрокосмического самолета (РАКС).
   

Воздушно-космический самолет длиной 8 м должен обеспечить достижение скоростей М=6-14. Высота полета «Иглы» 26-50 км. Длительность автономного полета - 7-12 мин. ГЛЛ-ВК предназначена для отработки аэродинамики и теплозащиты гиперзвуковых ЛА с высоким аэродинамическим качеством (Kmax=3,15 при М=6). 

В перспективе воздушно-космические самолеты должны устранить важнейший недостаток ракет-носителей: окислитель, необходимый для сжигания горючего в двигателе, они возят с собой. Между тем значительная часть полета проходит в атмосфере, где самого эффективного окислителя - кислорода - вполне достаточно. При его использовании можно снизить стартовую массу летательного аппарата на десятки процентов, сохранив вес полезной нагрузки. 
   

Турбореактивные двигатели (ТРД) самолетов для полетов на гиперзвуке не подходят. Существует более эффективная для этих скоростей конструкция - прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД). В нем воздух в камеру сгорания нагнетается не компрессором, а за счет набегающего потока. Такая схема имеет меньшую массу, в ней мало вращающихся деталей, но она эффективна лишь на скоростях больше М=2-3. ЦИАМ проводит работы в области разработки и летных испытаний водородных гиперзвуковых прямоточных воздушно-реактивных двигателей (ГПВРД). В отличие от обычных ПВРД, в них горение топлива происходит в сверхзвуковом потоке, что гораздо эффективней, но и сложнее. 

 На земле или на обычном экспериментальном самолете невозможно проверить многие технические решения, на которых базируется двигатель для гиперзвуковых самолетов. Для преодоления этой проблемы и строится летающая лаборатория «Игла». Ее ПВРД тягой 14,7 тонн должен проработать 50 секунд и обеспечить достижение максимальной скорости. Он представляет собой трехмодульный гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель.

Диапазон работы по числу Маха полета от 6 до 14.
    Для самостоятельного взлета «Игла» не предназначена - ее вывод в верхние слои атмосферы обеспечивает ракета-носитель легкого класса «Рокот».
    Работа с гиперзвуковым летательным аппаратом «Игла» будет новым этапом, вслед за отработкой ГПВРД на ГЛЛ «Холод». Ввиду особенностей рабочего процесса ПВРД «Иглы» не является, как обычно, отдельным агрегатом - двигатель и фюзеляж представляют собой интегрированную конструкцию. Специальный профиль нижней поверхности фюзеляжа создает скачки уплотнения. Их задача - сжать воздух и направить его поток в двигатель. В сущности, они выполняют функцию компрессора обычного ТРД.
   

Первый полет ГЛЛ-ВК планируется в 2005 г. Программа рассчитана на 10 запусков, которые стоят от 30 до 50 миллионов долларов. ЦИАМ активно ведет поиск потенциальных инвесторов. Требуемый объем инвестиций: 10 млн.долл. Потенциальный объем продаж: 75 млн.долл.

В качестве конкретных потребителей называют: РКА (Российское космическое агенство), ESA (Европейское космическое агенство), NASA (США). Срок окупаемости проекта: 1 год.
   

Наиболее активно такие работы ведутся в США. Первая программа в этой области - NASP - показала, что ряд проблем технологического плана на реальном аппарате решить невозможно. Поэтому американцы пошли по пути создания научно-технического и технологического заделов. В США создавалась летающая лаборатория «Хайтекс», которая должна была запускаться с самолета, доразгоняться ракетным двигателем и после окончания полета падать в океан. Российские проектировщики считают, что отечественный проект отличается рядом преимуществ, важнейшим из которых будет посадка «Иглы» на парашюте. В результате каждое испытание отечественного аппарата будет более информативным.
   

Первым летательным аппаратом, который будет испытан в полете с ГПВРД должен стать «одноразовый» Х-43A, построенный по программе «Hiper-X» фирмой «МикроКрафт» и впервые испытанный в 2 июня 2001 г.