Методика разработки конструктивно-силовой схемы и теплозащитного покрытия крыла суборбитального многоразового космического аппарата туристического класса тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Ашихмина Екатерина Руслановна

• Ашихмина Екатерина Руслановна
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Ашихмина Екатерина Руслановна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ В ПРОЕКТАХ МНОГОРАЗОВЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ ТУРИСТИЧЕСКОГО КЛАССА

1.1 Космический туризм

1.2 Современные многоразовые космические аппараты туристического класса

1.3 Многоразовый космический аппарат туристического класса «Одуванчик»

1.4 Композиционные материалы в конструкциях многоразовых космических аппаратов туристического класса

1.5 Объект исследования

1.6 Методика выбора параметров конструктивной схемы композитного крыла

ГЛАВА 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЕКТНОГО ОБЛИКА КРЫЛА И ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНЫХ ТРАЕКТОРНЫХ ПАРАМЕТРОВ МНОГОРАЗОВОГО КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА ТУРИСТИЧЕСКОГО КЛАССА

2.1 Определение проектного облика крыла

2.1.1 Постановка задачи оптимизации формы крыла

2.1.2 Моделирование аэродинамического обтекания многоразового космического аппарата туристического класса

2.1.3 Процедура оптимизации формы крыла

2.2 Выбор рациональных параметров траектории полета

2.2.1 Математическая модель спуска в атмосфере

2.2.2 Исходные данные и ограничения для расчета траектории

спуска многоразового космического аппарата туристического класса

2.2.3 Выбор программы угла атаки

Выводы по главе

ГЛАВА 3. РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОМПЛЕКСА ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ ОБШИВКИ КРЫЛА МНОГОРАЗОВОГО КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА ТУРИСТИЧЕСКОГО КЛАССА

3.1 Расчетно-теоретическое определение характеристик материалов обшивки крыла

3.1.1 Расчетно-теоретическое определение физико-механических характеристик материалов обшивки крыла

3.1.2 Расчетно-теоретическое определение коэффициентов теплопроводности материалов обшивки крыла

3.2 Расчетно-экспериментальное определение комплекса характеристик материалов обшивки крыла

3.2.1 Изготовление образцов материалов методом вакуумной инфузии

3.2.2 Расчетно-экспериментальное определение физико-механических характеристик материалов обшивки крыла

3.2.3 Расчетно-экспериментальное определение теплофизических характеристик материалов обшивки крыла

3.2.3.1 Экспериментальное определение теплофизических характеристик углепластика и стеклопластика

3.2.3.2 Расчетно-экспериментальное определение теплофизических характеристик арамидного сотового заполнителя

Выводы по Главе

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА СИЛОВОГО НАБОРА И СТРУКТУРЫ ОБШИВКИ КРЫЛА МНОГОРАЗОВОГО КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

ТУРИСТИЧЕСКОГО КЛАССА

119

4.1.1 Определение полетных нагрузок на крыло

4.1 Синтез силового набора крыла

4.1.2 Определение оптимального размещения силовых элементов конструкции крыла

4.1.3. Топологическая оптимизация силовых элементов конструкции крыла

4.1.4 Верификация результатов топологической оптимизации

4.2. Оптимизация структуры обшивки крыла

4.3. Анализ результатов оптимизации структуры обшивки крыла

Выводы по Главе

ГЛАВА 5. ТЕПЛОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОБШИВКИ КРЫЛА МНОГОРАЗОВОГО ТУРИСТИЧЕСКОГО АППАРАТА ТУРИСТИЧЕСКОГО КЛАССА

5.1 Определение тепловых нагрузок на крыло

5.2 Определение температурного состояния крыла

5.3 Выбор рациональных параметров теплозащитного покрытия крыла

Выводы по Главе

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методика разработки конструктивно-силовой схемы и теплозащитного покрытия крыла суборбитального многоразового космического аппарата туристического класса»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. В последние годы все больше предприятий, частных компаний и научных коллективов в силу потенциально высокой коммерческой выгоды ведут собственные разработки в области многоразовых ракет-носителей, малых космических аппаратов и исследованию дальнего космоса. К наиболее перспективным направлениям развития космической деятельности относится туризм, вероятными маршрутами которого могут стать суборбитальные и орбитальные полеты, а также экспедиции к Луне и Марсу. В силу экономических причин наибольший интерес представляют именно суборбитальные маршруты. Сегодня известно более 40 коллективов, вовлеченных в создание транспортных средств для регулярных космических полетов -многоразовых космических аппаратов туристического класса (МКА ТК). По мере развития ключевых технологий существует возможность того, что суборбитальный космический полет станет не только средством развлечения, но и предпосылкой к развитию средств транспортировки пассажиров и грузов нового поколения.

Ведущие разработчики ракетно-космической техники в сфере космического туризма активно занимаются проектированием и отработкой современных пилотируемых многоразовых космических аппаратов, обладающих высокой степенью надежности, массовой и экономической эффективностью, комфортными условиями полета и хорошими условиями обзора в космосе. В настоящее время работы по созданию МКА ТК ведутся в рамках таких программ, как «Одуванчик», «Космокурс», «Фанстрим», «Космическая яхта Селена» в России; «SpaceShipTwo», «SpaceShipThree», «Blue Origin», «Dragon», «Lynx» в США; «Spica» в Дании; «IAR-111» в Румынии; «Space Plane» в Германии и других странах. Наиболее значимые проекты представлены в Приложении А.

Новые образцы МКА ТК в короткий срок могут быть разработаны только с использованием передовых методов математического моделирования и оптимизации. Например, с использованием топологической оптимизации возможно в короткие сроки определить рациональное расположение силовых

элементов конструкции крыла, а параметрическая оптимизация теплозащитного покрытия, наносимого для защиты от аэродинамического нагрева, позволяет снизить его массу и повысить конструктивно-технологическое совершенство МКА ТК. Проведение подобных работ требует значительных вычислительных ресурсов и привлечения высококвалифицированных технических специалистов, штат которых в частных компаниях, как правило, ограничен. Дополнительно процесс разработки МКА ТК осложняется необходимостью принятия ключевых решений по его облику на ранней стадии проектирования.

Одним из наиболее сложных элементов, в значительной мере определяющем облик МКА ТК, является его крыло, на которое приходится от 20 до 30% массы, и которое в процессе полета подвергается действию значительных силовых и тепловых нагрузок. Поэтому оптимизация именно конструкции крыла наиболее важна с точки зрения повышения массового совершенства аппарата. Перспективным является применение междисциплинарного подхода к проектированию крыла, который включает расчетно-теоретические исследования по динамике полета МКА ТК, моделированию аэродинамического обтекания крыла и анализу его напряженно-деформированного и температурного состояния. Важным вопросом является выбор компонентов и схем армирования планируемых к использованию композиционных материалов (КМ).

Степень разработанности темы исследования. Значительный вклад в развитие методов проектирования элементов конструкций крылатых летательных аппаратов внесли такие исследователи как Бирюк В. И., Гладкий В. Ф., Егер С. М., Лисейцев Н. К., Комаров В.А., Мишин В. Ф., Парафесь С. Г. и др.

Механика конструкций из КМ была исследована в работах Алфутова Н. А., Болотина В. В., Васильева В.В., Димитриенко Ю. И., Дудченко А. А., Думанского А.М., Зарубина В. С., Зиновьева П. А., Лехницкого С. Г., Работнова Ю. Н., Смердова А. А., Tsai S.W., Hill R., Rotem A., Hashin Z., Wu E.M. и др.

Вопросами моделирования обтекания высокоскоростных аппаратов занимались Замула Г. Н., Калугин В. Т., Краснов Н. Ф., Лунев В. В., Луценко А. Ю.,

Суржиков С. Т., Тирский Г.А., Юдин В.М и др. Отдельные результаты оптимизации формы профилей крыльев были представлены в работах Абзалилова Д. Ф., Елизарова А. М., Илюхина А. Э., Ильинского Н. Б., Печеника Е. В., Потапова А. В. и др.

Теоретические и экспериментальные исследования по оптимальному проектированию элементов конструкций летательных аппаратов отражены в трудах Агеевой Т.Г., Баничука Н.В., Болдырева А.В., Кишова Е.А., Семенова В.Н. и др.

Значимые исследования и разработки в тепловом проектировании аэрокосмических аппаратов принадлежат Алексееву В. А., Алифанову О. М., Быкову Л. В., Горскому В. В., Молчанову А. М., Мякочину А. С., Ненарокомову А. В., Никитину П. В., Полежаеву Ю. В., Просунцову П. В., Резнику С. В., Тимошенко В.П., Суржикову С. Т. и др.

Однако к настоящему времени не создана комплексная методика, которая в полной мере учитывает взаимосвязь и взаимное влияние всех процессов, протекающих при эксплуатации крыла МКА ТК, и которая позволяет дать конкретные рекомендации по выбору оптимальных параметров конструкции с учетом требований по массовой эффективности, прочности и тепловому режиму.

Объектом исследования является композитная конструкция крыла суборбитального легкого МКА ТК «Одуванчик».

Предметом исследования является температурное и напряженно-деформированное состояние композитного крыла МКА ТК.

Цель диссертационной работы - снижение массы и повышение несущей способности композитного крыла МКА ТК за счет междисциплинарного моделирования температурного и напряженно-деформированного состояния.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать междисциплинарную методику синтеза конструктивно-силовой схемы крыла МКА ТК, которая включает в себя выбор количества, мест расположения и формы силовых элементов, структуры многослойной композитной обшивки, и определение рациональных толщин теплозащитного покрытия.

2. Решить взаимосвязанную задачу выбора траектории спуска МКА ТК и размеров крыла с целью минимизации его массы при максимальном аэродинамическом качестве на до- и сверхзвуковом режимах полета, а также ограничении максимальных суммарной перегрузки, теплового потока и скоростного напора.

3. Теоретически и экспериментально определить физико-механические и теплофизические характеристики материалов композитной конструкции крыла.

4. Выбрать оптимальные с точки зрения массы и прочности для до- и сверхзвукового режимов полета, количество, расположение и форму композитных силовых элементов крыла и структуру многослойной обшивки на основе решения комплекса задач топологической и параметрической оптимизации.

5. Провести анализ температурного состояния композитного крыла МКА ТК на нисходящем участке траектории и определить рациональное распределение толщины теплозащитного покрытия по его поверхности.

Научная новизна:

1. Разработана новая междисциплинарная методика синтеза конструктивно-силовой схемы и теплозащитного покрытия крыла суборбитального МКА ТК, содержащая этапы топологической оптимизации силового набора, параметрической оптимизации структуры обшивки и толщин теплозащитного покрытия, выбора оптимальных размеров крыла и рациональной траектории спуска.

2. Впервые на основе решения комплекса задач параметрической и топологической оптимизации для до- и сверхзвукового режимов полета предложена схема силового набора и структура обшивки крыла МКА ТК, отвечающая условиям прочности и обладающая высоким конструктивно-технологическим совершенством.

3. Разработана новая методика определения коэффициентов теплопроводности материалов обшивки крыла в плоскости армирования и поперек нее, основанная на решении совокупности коэффициентных обратных задач теплопроводности.

Практическая значимость:

1. Разработан комплекс физических, математических и конечно-элементных моделей обтекания, деформирования и прогрева крыла МКА ТК, позволяющие сократить сроки его создания.

2. Впервые экспериментально установлены температурные зависимости коэффициентов теплопроводности арамидного сотового заполнителя (СЗ) в плоскости армирования и поперек нее.

3. Разработаны схемы размещения и определены толщины теплозащитного покрытия (ТЗП) крыла МКА ТК.

4. Предложена конструктивно-силовая схема композитного крыла МКА ТК, масса которой на 67% меньшей по сравнению с предшествующим проектным решением.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Междисциплинарная методика разработки конструктивно-силовой схемы композитного крыла МКА ТК, включающая в себя этапы синтеза траектории спуска и размеров крыла, определения количества, расположения и формы композитных силовых элементов крыла и структуры обшивки на основе решения комплекса задач топологической и параметрической оптимизации, а также выбора толщин и мест размещения теплозащитного покрытия.

2. Теоретические и экспериментальные данные по физико-механическим и теплофизическим характеристикам материалов обшивки крыла МКА ТК (КМ и арамидный СЗ).

3. Результаты численного моделирования напряженно-деформированного и температурного состояния крыла МКА ТК.

Рекомендации по внедрению:

Результаты диссертационной работы могут быть рекомендованы для использования при проектировании крыльев летательных аппаратов в ПАО «РКК «Энергия» им. С.П. Королева, НПО «Молния», АО «ЦНИИМаш», ФГУП «ЦАГИ имени профессора Н. Е. Жуковского», ПАО «Компания «Сухой», Московский авиационный институт (национальный университет), АО «НПО

им. С. А. Лавочкина», АО «Композит», АО «ЦНИИСМ», а также в учебном процессе кафедры СМ13 «Ракетно-космические композитные конструкции» МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Достоверность и обоснованность результатов подтверждается использованием математических моделей, основанных на фундаментальных законах механики и теплофизики, хорошим согласием результатов теоретических исследований с экспериментальными данными.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на следующих научно-технических конференциях и симпозиумах: конференция «Академические чтения по космонавтике, посвященные памяти академика С. П. Королева и других выдающихся отечественных ученых - пионеров освоения космического пространства» (г. Москва, 2017, 2018, 2019, 2020, 2021); всероссийская конференция «Будущее машиностроения России» (г. Москва, 2017, 2018); всероссийская научно-техническая конференция «Механика и математическое моделирование в технике», посвященная юбилеям профессоров С.Д. Пономарева, К.К. Лихарева, В.Л. Бидермана, Н.Н. Малинина, В.А. Светлицкого» (г. Москва, 2017); международная научно-практическая конференция «Ключевые тренды в композитах: наука и технологии» (г. Москва, 2018, 2019, 2020); международная конференция «Тепломассоперенос в системах обеспечения тепловых режимов энергонасыщенного технического и технологического оборудования» (г. Томск, 2019); международная научно-техническая конференция «Современные направления и перспективы развития технологий обработки и оборудования в машиностроении 2019» (ICMTMTE 2019) (г. Севастополь, 2019); международный научный симпозиум «Перспективные технологии аэрокосмической техники» (ТАКТ-2020) (г. Севастополь, 2020); международная конференция «Advanced Materials & Demanding Applications 2020 (AMDA 2020)» (Wrexham, UK, 2020).

Публикации. Основные положения и результаты диссертационной работы отражены в 20 научных работах, в том числе в 3 статьях в журналах Перечня изданий, рекомендованных ВАК при Министерстве науки и высшего образования

Российской Федерации, в 9 публикациях, индексируемых в базе данных Scopus, и 8 сборниках тезисов конференций.

Личный вклад соискателя. Проведено обзорно-аналитическое исследование характеристик современных проектов МКА ТК и материалов, используемых в их конструкциях. Разработаны физические и математические модели определения оптимального аэродинамического облика крыла и предложен алгоритм выбора рациональной программы спуска МКА ТК. Проведен комплекс расчетно-теоретических и расчетно-экспериментальных исследований физико-механических и теплофизических характеристик материалов крыла. На основе анализа напряженно-деформированного состояния крыла предложена конструкция силового набора и структура обшивки. Проведено тепловое проектирование конструкции крыла и выбраны основные параметры его тепловой защиты. Все основные результаты работы получены лично автором.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов к каждой главе, общих выводов и заключения, списка использованной литературы (202 наименования), приложения. Текст диссертации изложен на 191 странице машинописного текста, содержит 98 рисунков и 18 таблиц.

Первая глава посвящена обзору современных МКА ТК, их особенностей и материалов, применяемых в их конструкциях. Представлено актуальное состояние развития отрасли космического туризма. Сформулированы цель и задачи диссертационной работы.

Во второй главе диссертации посвящена решению взаимосвязанной задачи выбора размеров крыла и программы изменения угла атаки МКА ТК.

В третьей главе расчетно-теоретическим путем определены физико-механические и теплофизические характеристики материалов обшивки крыла МКА ТК, и проведена их валидация на основе расчетно-экспериментальных данных.

В четвертой главе исходя из условий прочности выбраны конструктивно-силовая схема композитного крыла и структура его многослойной обшивки.

В пятой главе проведено тепловое проектирование конструкции крыла и выбраны основные параметры (толщина и места размещения) теплозащитного покрытия на его поверхности.

В общих выводах и заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы.

В приложении представлен перечень современных суборбитальных МКА ТК и их конструктивные особенности.

ГЛАВА 1. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ В ПРОЕКТАХ МНОГОРАЗОВЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ ТУРИСТИЧЕСКОГО

КЛАССА

Транспортная инфраструктура является одним из ключевых факторов развития экономики. В связи со стремительным увеличением пассажиропотока расширяются транспортные артерии и создаются новые виды средств перевозки пассажиров и грузов. Особый интерес представляют суборбитальные космические аппараты, которые относительно недавно заняли нишу на рынке космических услуг [1, 2]. По сравнению с орбитальным, пилотируемый суборбитальный полет отличается малой высотой апогея (около 100 км над уровнем моря), небольшими временем и скоростью полета (до 4 М), низкими перегрузками и невысоким уровнем аэродинамического нагрева на этапе спуска в атмосфере. В проектировании суборбитальных аппаратов наиболее заинтересованы частные компании, что обусловлено прогнозируемой высокой рентабельностью данного направления и менее строгими требованиями к здоровью пассажиров.

По оценкам компании Analytical Research Cognizance, занимающейся исследованиями рынка, среднегодовой темп роста рынка космического туризма на 2018 год составлял 26,7% ($181 млн) [3]. Согласно данным компании UBS [4] потенциальная стоимость рынка к 2030 году может составить более $3 млрд. Сегодня известно более 40 частных организаций, а также инициативных научных коллективов, вовлеченных в разработку пилотируемых туристических аппаратов для суборбитальных полетов [5].

1.1 Космический туризм

Частный суборбитальный космический туризм возник в начале XXI века, когда был объявлен конкурс Ansari X Prize [6]. Данное соревнование подразумевало создание пилотируемого многоразового аппарата, способного совершить не менее двух полетов на высоту более 100 км в течение двух недель.

Победителем данного соревнования стал коллектив компании Scaled Composites, который в 2004 году представил небольшой крылатый пилотируемый ракетоплан SpaceShipOne [7]. Полет аппарата был инициирован не только развитием новых и экономически эффективных технологий, но и созданием законодательной базы, регламентирующей полеты частных лиц в космос. Стоит отметить, что похожее состязание проводилось в 1919 году. Тогда Джон Алкок и Артур Браун, мотивированные наградой в 10 000 фунтов стерлингов от газеты Daily Mail, совершили первый перелет через Атлантический океан на бомбардировщике Vickers Vimy [8]. Это достижение стало катализатором для развития межконтинентальной авиации и создания, в будущем, международного воздушного права.

Сегодня ряд частных компаний, вовлеченных в разработку суборбитальных МКА ТК, находятся на завершающих стадиях летных испытаний и сертификации своих аппаратов [9]. Благодаря тому, что корабль не нужно разгонять до первой космической скорости и выводить на орбиту, а достаточно поднять на высоту, соответствующую линии Кармана (100 км), его запуск обходится в $100-350 тысяч [6], в то время как при орбитальном полете - как минимум в 100 раз дороже [10, 11].

Согласно исследованию, проведенному Tauri Group по заказу Space Florida и Федерального управления гражданской авиацией США, прогнозируемый спрос на суборбитальные полеты через 10 лет может достигать 1 600 билетов в год (Рисунок 1.1) [6, 12, 13]. В перспективе суборбитальные аппараты, первичным предназначением которых является космический туризм, могут быть использованы для реализации и отработки новых прогрессивных космических технологий, вывода полезной нагрузки на околоземную и геостационарную орбиты, перевозки пассажиров между различными точками мира наряду с гражданскими самолетами, обучения и тренировок космонавтов, а также в образовательных и рекламных целях. Стоит заметить, что пассажирами и корпорациями уже выкуплено 925 билетов стоимостью от $95 000 до $250 000 [14].

Рисунок 1.1. Потенциальный доход от суборбитальных полетов [6]

Однако реализация этих идей будет в значительной степени зависеть от безопасности космических транспортных систем, создания соответствующей наземной инфраструктуры и единой международной системы правового регулирования полетов МКА ТК.

1.2 Современные многоразовые космические аппараты туристического класса

Пионером в области частного космического туризма считается компания Virgin Galactic. Вскоре после конкурса Ansari X Prize, выкупив у разработчиков SpaceShipOne лицензию на их аппарат, компания начала создание ракетоплана SpaceShipTwo (Рисунок 1.2, а), который по своим габаритам более чем в два раза превышает SpaceShipOne (Рисунок 1.2, б) [15].

а б

Рисунок 1.2. МКА ТК компании Virgin Galactic [7]: а) МКА ТК «SpaceShipTwo», Virgin Galactic, США, 2010; б) сравнение моделей «SpaceShipOne» и «SpaceShipTwo»;

Сам аппарат выполнен по схеме самолета-бесхвостки (Рисунок 1.3) с вынесенными назад вертикальными килями с горизонтальным оперением. В хвостовой части фюзеляжа размещается гибридный ракетный двигатель, работающий на полибутадиеновом каучуке и оксиде азота.

Руль направления

Элевоны

Гибридный ракетный двигатель

Магистральный

окислителя

Балансировочные щитки Л

\nu

Флюгер

Поворотные двигатели

Аварийный выход

Полозковое

Система тепловой

Иллюминаторы

Вход/выход из аппарата

Двигатели малой

Рисунок 1.3. Конструктивная схема МКА ТК SpaceShipTwo, Virgin Galactic, США [7]

Согласно планам разработчиков, SpaceShipTwo будет выводиться на высоту 15 км с помощью двухфюзеляжного самолета-разгонщика White Knight. После достижения необходимой высоты производится отцепка ракетоплана от самолета-разгонщика и последующий полет аппарата по инерции с выходом на необходимый угол атаки. Далее SpaceShipTwo включает собственные ракетные двигатели, набирает скорость более 3 Ми достигает высоты 110 км. После схода с суборбитальной траектории ракетоплан начинает снижение. При этом задняя часть крыльев аппарата вместе с установленными на ней органами аэродинамического управления поднимается вверх на значительный угол, чтобы увеличить силу сопротивления воздуха и уменьшить скорость спуска. На высоте 17 км крылья возвращаются в исходное положение, и SpaceShipTwo начинает планирование к космопорту «Америка» (США), построенному по инициативе Virgin Galactic в 2011 году. Это первый в мире космопорт, рассчитанный для пребывания туристов, их предполетной подготовки и последующего космического путешествия на МКА ТК [16].

В феврале 2021 г. Virgin Galactic представила еще один проект суборбитального аппарата - SpaceShipThree (Рисунок 1.4). В отличие от SpaceShipTwo аппарат SpaceShipThree имеет большую грузоподъемность и менее продолжительный цикл сборки благодаря модульной системе, что в будущем позволит создавать опытные машины в более короткий срок.

Рисунок 1.4. МКА ТК «SpaceShipThree», Virgin Galactic, США, 2021 [17]

Конкурирующая с Virgin Galactic компания Blue Origin предлагает иную концепцию аппарата для суборбитальных полетов. Это капсульный аппарат New Shepard (Рисунок 1.5, а), который выводится на высоту 106 км с помощью жидкостной многоразовой ракеты New Glenn (Рисунок 1.5, б), работающей на жидком кислороде и метане со стартовой тягой 2400 кН. После вывода капсулы на заданную высоту ракета отделяется от нее и совершает вертикальную посадку с помощью тормозных двигателей. В то же время капсула с пассажирами пребывает в невесомости в течение 3-4 минут, совершает вход в плотные слои атмосферы и приземляется с помощью парашютной системы и двигателей мягкой посадки. Стоит отметить одну из особенностей корабля: капсула имеет большие обзорные иллюминаторы, что делает полет для туристов более привлекательным. Ракета New Glenn оснащена системой аварийного спасения, что повышает безопасность полета. Однако по сравнению с крылатой схемой ракетоплана SpaceShipTwo капсула New Shepard имеет относительно низкое аэродинамическое качество, что делает полет пассажиров менее комфортным и предполагает более строгие требования к их здоровью.

Рисунок 1.5. Система МКА ТК компании Blue Origin, 2006, США [18]: а) МКА ТК New Shepard; б) ракета-носитель New Glenn

В 2014 году в России на рынке появилась частная компания «КосмоКурс», которая также занимается созданием МКА ТК капсульного типа (Рисунок 1.6). Концепция данной системы во многом схожа с разработкой компании Blue Origin, однако имеются и существенные отличия. Многоразовая ракета со стартовой массой до 80 т будет поднимать капсулу массой 7 т с шестью пассажирами на борту на высоту 200 км. Такая высота апогея позволит увеличить время пребывания в невесомости до 5-6 минут. Каждый из туристов сможет свободно перемещаться по кабине объемом 30 м3 и наблюдать Землю через персональный иллюминатор. Ожидается, что максимальные перегрузки, действующие на пассажиров и экипаж, не превысят 5g, что достигается дросселированием жидкостного ракетного двигателя при выведении капсулы и его работы на участке перед входом в атмосферу. В планах компании создать собственный частный космодром в Нижегородской области, откуда туристы будут отправляться в космическое путешествие [19]. Запуск первого опытного образца намечается на 2023 год, а первый полет туристов - на 2025 год [20].

Рисунок 1.6. МКА ТК «Многоразовый суборбитальный космический комплекс», Космокурс, Россия, 2014 [21]

Еще одним конкурентом на рынке частного космического туризма является небольшая американская компания XCOR, основанная в 1999 г., разрабатывающая собственный суборбитальный ракетоплан Lynx. Стратегия компании предполагает создание трех вариантов аппаратов. Первый вариант предназначен для испытаний силовых установок и основных элементов конструкции аппарата, систем жизнеобеспечения и отработки тепловой защиты. Максимально достижимая высота апогея первого аппарата составит 61 км. Планируется, что после того, как компания получит лицензию от Федерального управления гражданской авиации США на Lynx I, начнется производство аппаратов второго и третьего поколения и их ввод в коммерческую эксплуатацию. Данные и накопленный опыт при использовании первого аппарата послужат основой для Lynx II (Рисунок 1.7) и Lynx III [14].

Рисунок 1.7. Lynx II, XCOR Aerospace, США, 2008 [14]

Вторая версия аппарата будет использовать ту же авионику и двигательную установку, что и предыдущая, однако его масса будет ниже за счет использования специального, более легкого, баллона с жидким кислородом и других технических решений. Третий вариант ракетоплана (Рисунок 1.8) будет включать в конструкцию так называемый «интегратор полезной нагрузки», который сможет выводить небольшую полезную нагрузку на низкую околоземную орбиту. Его конструкция будет включать модифицированное шасси, усовершенствования в части силовой установки и улучшенные аэродинамические обводы аппарата. Время полета в условиях невесомости для II и III версий аппарата составит не менее

133 с. Компактность МКА ТК не позволяет перемещаться туристу в кабине во время пребывания в невесомости, однако цена тура более чем в 2,5 раза ниже, чем у аналогичных аппаратов, и составляет $90 тысяч [6, 22].

Рисунок 1.8. Lynx III, XCOR Aerospace, США, 2008 [14]

Помимо описанных выше аппаратов, которые наиболее близко готовы к их первому суборбитальному полету, существует еще несколько десятков проектов МКА ТК. Большинство из них были созданы в рамках конкурса Ansari X Prize и находятся на разных стадиях проработки. Они различаются схемой аппарата, компоновкой, способом вывода на орбиту, стартовой массой, траекторными параметрами и т.д. Более подробно их характеристики приведены в Приложении А. Конструктивно эти аппараты можно разделить на две схемы: крылатые и капсульные. Каждая из схем обладает своими достоинствами: капсульная имеет более компактную конфигурацию, хорошую совместимость с системой аварийного спасения, эффективную теплозащиту при спуске, неизменное направление перегрузок, действующих на космонавтов при взлете и спуске [23]; в то время как крылатая - высокую маневренность, возможность осуществления посадки в заданные районы при сходе с орбиты, низкие перегрузки при прохождении атмосферного участка [24].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ашихмина Екатерина Руслановна, 2021 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Frank C. P. A design space exploration methodology to support decisions under evolving uncertainty in requirements and its application to advanced vehicles: Ph.D. in the Aerospace Engineering. Georgia Institute of Technology, 2016. 635 p.

2. Seedhouse E. Tourists in space. A practical guide. Chichester: Praxis, 2008. 314 p.

3. Global Space Tourism Market Report 2018 // arcognizance.com: analytical research cognizance. 2018. URL: http://www.arcognizance.com/report/global-space-tourism-market-report-2018 (дата обращения: 02.02.2019).

4. Musselman B. T., Hampton S. Factors influencing the emergence of suborbital space tourism // International Journal of Aviation, Aeronautics, and Aerospace. 2020. Vol. 7, No. 2. P. 1-12.

5. Guerster M. Architectural Options and Optimization of Suborbital Space Tourism Vehicles, 2017. 147 p.

6. Seedhouse E. Suborbital. Industry at the Edge of Space. Chichester: Springer International Publishing, 2014. 184 p.

7. Seedhouse E. Virgin Galactic. The First Ten Years. Chichester: Springer International Publishing, 2015. 203 p.

8. Alcock J., Brown A.W. Our Transatlantic Flight. London: William Kimber, 1969. 195 p.

9. FAA: The Annual Compendium of Commercial Space Transportation // faa.gov: FAA. 2018. URL: https: //www. faa. gov/about/office_org/headquarters_offices/ast /media/2018_ast_compendium.pdf (дата обращения 01.02.2019).

10. Pelt M. V. Space Tourism. Adventures in Earth Orbit and Beyond. New York: Copernicus Books, 2005. 217 p.

11. Агеева Т. Г., Пилюгина А. В. Технико-экономическая эффективность проектов космических аппаратов туристического класса // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана, Сер. «Машиностроение». 2012. T. Спец. вып. 3: Прогрессивные материалы, конструкции и технологии ракетно-космического

машиностроения. C. 107-119.

12. Christensen C.B., Armstrong K., Perrino R. Start-Up Space: Rising Investment in Commercial Space Ventures // Proc. AIAA SPACE 2016. Long Beach, California. 2016. P. 1-17.

13. Graham A., Dobruszkes F. Air transport: a tourism perspective. Netherlands: Elsevier, 2019. 274 p.

14. Seedhouse E. XCOR, developing the next generation spaceplane. Chichester: Springer International Publishing, 2016. 213 p.

15. Pelt M. V. Rocketing into the future: the history and technology of rocket planes. New York: Springer-Verlag New York, 2012. 378 p.

16. Seedhouse E. Spaceports around the world. A global growth industry. Daytona Beach: Springer International Publishing, 2017. 187 p.

17. Virgin Galactic // virgingalactic.com: Virgin Galactic. 2021. URL: https://www.virgingalactic.com/ (дата обращения: 05.04.2021).

18. Blue Origin // blueorigin.com: Blue Origin. 2019. URL: https://www.blueorigin.com (дата обращения: 05.02.2019).

19. «КосмоКурс» подтвердил заключение соглашения о частном космодроме в Нижегородской области // tass.ru: космос. 2019. URL: https://tass.ru/kosmos/6191024 (дата обращения: 01.02.2019).

20. Представитель «КосмоКурс»: проект по организации турполета в космос стоит $200 млн // tass.ru: интервью. 2019. URL: https://tass.ru/interviews/5009574 (дата обращения: 01.02.2019).

21. Космокурс // cosmocourse.com: Космокурс. 2014. URL: http://www.cosmocourse.com/ (дата обращения: 06.02.2019).

22. На крыльях в космос. Многоразовые воздушно-космические системы давно кажутся перспективной заменой ракетам // nakedscience.ru: статьи. 2018. URL: https://naked-science.ru/article/nakedscience/na-krylyah-v-kosmos (дата обращения: 08.02.2019).

23. Дорожкин Н. Капсула с крыльями // ng.ru: наука. 2006. URL: http://www.ng.ru/science/2006-11-08/15 kapsula.html (дата обращения: 02.02.2019).

24. В.Е Миненко, А.Н. Семененко, Шиляева Е. Н. Проектные особенности спускаемых аппаратов класса «несущий корпус» // Инженерный журнал: наука и инновации. 2013. № 7. 26 с. 001: 10.18698/2308-6033-2013-7-862.

25. Ашихмина Е. Р., Агеева Т. Г., Просунцов П. В. Анализ температурного состояния и разработка тепловой защиты крыла многоразового космического аппарата туристического класса из гибридного композиционного материала // Тепловые процессы в технике. 2018. Т. 10, № 5-6. С. 265-272.

26. Агеева Т. Г. Разработка методики проектирования теплонагруженных элементов конструкций крыльев суборбитальных многоразовых космических аппаратов: дисс. ... канд. техн. наук: 05.07.03. М. 2017. 182 с.

27. Ашихмина Е. Р., Агеева Т. Г., Просунцов П. В. Разработка тепловой защиты композитного крыла многоразового космического аппарата туристического класса // Будущее машиностроения России: Тез. докл. Всерос. конф. М. 2017. С. 535-538.

28. Резник С. В., Агеева Т. Г. Сравнительный анализ конструктивно-технологического совершенства многоразовых космических аппаратов // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия «Машиностроение». 2010. Т. 1 (118). С. 19-34.

29. Ашихмина Е. Р., Агеева Т. Г., Просунцов П. В. Тепловое проектирование обшивки крыла многоразового космического аппарата туристического класса // Инженерный журнал: наука и инновации. 2017. № 12. Б01: 10.18698/2308-60332017-12-1712.

30. Ашихмина Е. Р., Просунцов П. В. Анализ теплового режима многоразового космического аппарата туристического класса // Будущее машиностроения России: Тез. докл. Всерос. конф. М. 2018. С. 643-645.

31. Ашихмина Е. Р., Просунцов П. В. Выбор конструктивно-силовой схемы крыла многоразового космического аппарата туристического класса // Вторая Всероссийская научно-техническая конференция «Механика и математическое моделирование в технике», посвященная юбилеям профессоров С.Д. Пономарева, К.К. Лихарева, В.Л. Бидермана, Н.Н. Малинина, В.А. Светлицкого: Тез. докл. Всерос. конф. М. 2017. С. 358-360.

32. Ашихмина Е. Р., Просунцов П. В. Оптимизация силового набора крыла многоразового космического аппарата туристического класса // XLIII академические чтения по космонавтике, посвященные памяти академика С.П. Королева и других выдающихся отечественных ученых-пионеров освоения космического пространства: Тез. докл. Межд. конф. М. 2019. C. 40-41.

33. Агеева Т. Г., Ашихмина Е. Р., Просунцов П. В. Оптимизация структуры гибридного композиционного материала для обшивки крыла многоразового космического аппарата туристического класса // XLI академические чтения по космонавтике, посвященные памяти академика С. П. Королева и других выдающихся отечественных ученых-пионеров освоения космического пространства: Тез. докл. Межд. конф. М. 2017. C. 44.

34. Агеева Т. Г., Ашихмина Е. Р., Просунцов П. В. Оптимизация структуры гибридного композиционного материала для обшивки крыла многоразового космического аппарата туристического класса // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2018. № 1. C. 4-19.

35. Ашихмина Е. Р., Просунцов П. В. Тепловое проектирование обшивки крыла многоразового космического аппарата туристического класса // XLII академические чтения по космонавтике, посвященные памяти академика С.П. Королева и других выдающихся отечественных ученых-пионеров освоения космического пространства: Тез. докл. Межд. конф. М. 2018. C. 29-30.

36. Linehan D., Clarke A. C. SpaceShipOne: An illustrated history. Minneapolis: Zenith Press, 2008. 160 p.

37. NACA 0012 AIRFOILS // airfoiltools.com: NACA 0012. 2021. URL: http://airfoiltools.com/airfoil/details?airfoil=n0012-il (дата обращения 25.05.2020).

38. Lakdawalla E. In which I visit Mojave Spaceport and meet WhiteKnightTwo and SpaceShipTwo // planetary.org: Articles. 2012. URL: http://www.planetary.org/blogs/emily-lakdawalla/2012/05291754-moiave-spaceshiptwo. html (дата обращения: 06.02.2019).

39. XCOR Lynx suborbital spacecraft nears final assembly // compositesworld.com: news. 2014. URL: https://www. compositesworld. com/news/xcor-lynx-suborbital-

spacecraft-nears-final-assembly (дата обращения: 05.02.2019).

40. Structural, mechanical and thermal properties of bio-basedhybrid composites from waste coir residues: Fibers and shellparticles / H. Essabir [et al]. // Mechanics of Materials. 2015. No. 93. P. 134-144.

41. Гуняев Г. Структура и свойства полимерных волокнистых композитов. М.: Химия, 1981. 230 с.

42. Hamidon M. H. Investigation of mechanical testing on hybrid composite materials // Hamidon M. H., Sultan M. T. H., Ariffin A. H. Failure analysis in biocomposites, fibre-reinforced composites and hybrid composites. Cambridge: Woodhead Publishing. 2019. P. 133-156.

43. Numerical modeling of hybrid composite materials / N. Bouhfid [et al.]. // Modelling of damage processes in biocomposites, fibre-reinforced composites and hybrid composites. Cambridge: Woodhead Publishing. 2019. P. 57-101.

44. Вашуков Ю. А. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композитных материалов // repo.ssau.ru: мультимедийный образовательный модуль. 2012. URL: http: //repo .ssau. ru/handle/Uchebnye-posobiya/Tehnologiya-raketnyh-i-aerokosmicheskih-konstrukcii-iz-kompozitnyh-materialov-Elektronnyi-resurs-multimed-obrazovat-modul-55059 (дата обращения 05.02.2019).

45. Hayashi T. On the improvement of mechanical properties of composites by hybrid composition // Proc. 8th Intl. Reinforced Plastics Conf. Brighton. 1972. P. 149-152.

46. Swolfs Y., Gorbatikh L., Verpoest I. Fibre hybridisation in polymer composites: A review // Composites Part А-Applied Science and Manufacturing. 2014. V. 67. P. 181-200.

47. Bunsell A., Harris B. Hybrid carbon and glass fibre composites // Composites. 1974. V. 5, No. 4. P. 157-164.

48. Phillips L. N. The hybrid effect - does it exist? // Composites. 1976. V. 7, No. 1.

P. 7-8.

49. Phillips M. G. Author's reply // Composites. 1982. V. 13, No. 1. P. 18-20.

50. Phillips M. G. Composition parameters for hybrid composite materials // Composites. 1981. V. 12, No. 2. P. 113-116.

51. Aveston J., Sillwood J. M. Synergistic fibre strengthening in hybrid composites // Journal of Materials Science. 1976. V. 11, No. 10. P. 1877-1883.

52. Поливолокнистые композиционные материалы / Г. М. Гуняев [и др.]. // Пластические массы. 1976. T. 9. C. 46-55.

53. Zweben C. Tensile strength of hybrid composites // Journal of Materials Science. 1977. V. 12, No 7. P. 1325-1337.

54. Manders P. W., Bader M. G. The strength of hybrid glass/carbon fibre composites // Journal of Materials Science. 1981. V. 16, No 8. P. 2233-2245.

55. Piggott M. R., Harris B. Compression strength of hybrid fibre-reinforced plastics // Journal of Materials Science. 1981. V. 16, No 3. P. 687-693.

56. Peijs A. A. J. M., de Kok J. M. M. Hybrid composites based on polyethylene and carbon fibres. Part 6: Tensile and fatigue behaviour // Composites. 1993. V. 24, No. 1. P. 19-32.

57. Hybrid effect on tensile properties of FRP rods with various material compositions / Y.-J. You [et al.]. // Composite Structures. 2007. V. 80, No 1. P. 117-122.

58. Interply hybrid composites with carbon fiber reinforced polypropylene and self-reinforced polypropylene / I. Taketa [et al]. // Composites Part A-Applied Science and Manufacturing. 2010. V. 41, No. 8. P. 927-932.

59. Pandya K. S., Veerraju C., Naik N. K. Hybrid composites made of carbon and glass woven fabrics under quasi-static loading // Materials & Design. 2011. V. 32, No. 7. P. 4094-4099.

60. Production of continuous intermingled CF/GF hybrid composite via fibre tow spreading technology / H. Diao [et al.]. // Proc. 16th European Conference on Composite Materials. Seville, Spain, 2014. P. 1-8.

61. Hybrid composite laminates reinforced with glass/carbon woven fabrics for lightweight load bearing structures / J. Zhang [et al.] // Materials & Design (1980-2015). 2012. V. 36. P. 75-80.

62. GF/CF hybrid laminates made through intra-tow hybridization for automobile applications / H. Ikbal [et al.]. // Fibers and Polymers. 2016. V. 17, No. 9. P. 1505-1521.

63. Hybrid effects in thin ply carbon/glass unidirectional laminates: Accurate

experimental determination and prediction / M. R. Wisnom [et al.]. // Composites Part A-Applied Science and Manufacturing. 2016. V. 88. P. 131-139.

64. Xing J. I., Hsiao G. C., Chou T.-W. A. Dynamic Explanation of The Hybrid Effect // Journal of Composite Materials. 1981. V. 15, No. 5. P. 443-461.

65. Овчинский А. С. Процессы разрушения композиционных материалов: имитация микро-и макромеханизмов на ЭВМ. М.: Наука. 1988. 280 с.

66. Kretsis G. A review of the tensile, compressive, flexural and shear properties of hybrid fibre-reinforced plastics // Composites. 1987. V. 18, No. 1. P. 13-23.

67. Hayashi T. On the improvement of mechanical properties of composites by hybrid composition // Proc. 8th international reinforced plastics conference. London. 1972. P. 149-152.

68. Filimon A. Smart materials: integrated design, engineering approaches, and potential applications. New Jersey: Apple Academic Press, 2018. 426 p.

69. Ghosh S. K. Self-healing materials: fundamentals, design strategies, and applications. Wiley Online Library, 2009. 306 p.

70. Гуняев Г. М. Композиты - выдающееся предвидение Алексея Тихоновича Туманова // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2009. T. 1. C. 11-12.

71. Гофин М. Я. Теоретическая механика сотовых конструкций. М.:Мир, 2012.

320 с.

72. Проектирование конструкций самолетов: Учебник для студентов вузов, обучающихся по специальности «Самолетостроение» / Е. С. Войт [и др.]. М.: Машиностроение. 1987. 416 с.

73. Skinner S. N., Zare-Behtash H. State-of-the-art in aerodynamic shape optimisation methods // Applied Soft Computing. 2018. V. 62. P. 933-962.

74. Deng A. The Prediction of Aerodynamic Performance and Handling Quality of SpaceShipTwo Based on the Analysis of SpaceShipOne Flight Test Data // Technical Report. 2012. P. 1-35. DOI: 10.13140/RG.2.2.19395.22564.

75. Dirkx D., Mooij E. Conceptual Shape Optimization of Entry Vehicles: Applied to Capsules and Winged Fuselage Vehicles. New York: Springer International Publishing, 2017. 280 p.

76. Shim H. S., Lee Y. N., Kim K. Y. Optimization of bobsleigh bumper shape to reduce aerodynamic drag // Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. 2017. V. 164. P. 108-118.

77. Dirkx D., Mooij E. Optimization of entry-vehicle shapes during conceptual design // Acta Astronautica. 2014. V. 94, No. 1. P. 198-214.

78. Печеник Е. В. Метод оптимизации формы аэродинамических профилей на основе решения сопряженных уравнений: дис. ... канд. техн. наук: 01.02.05. Самара. 2011. 107 с.

79. Степанов К.А. Оптимизация формы крыльев беспилотных летательных аппаратов на основе решения уравнений Навье-Стокса: дис. ... канд. физ.-мат. наук: 01.02.05. Томск. 2018. 143 с .

80. Volumetric b-splines shape parametrization for aerodynamic shape design / M. J. Martin [et al.]. // Aerospace Science and Technology. 2014. V. 37. P. 26-36.

81. Sivanandam S. N., Deepa S. N. Introduction to Genetic Algorithms. Berlin, Heidelberg: Springer, 2008. 442 p.

82. Parsopoulos K. E. Particle Swarm Methods // Marti R. [et al.]. Handbook of Heuristics. Cham: Springer International Publishing, 2018. P. 639-685.

83. Kirkpatrick S., Gelatt C.D., Vecchi M. P. Optimization by Simulated Annealing // Science & Education. 1983. V. 220. P. 671-680.

84. Sahab M. G. A Review on Traditional and Modern Structural Optimization // Gandomi A. H. Metaheuristic Applications in Structures and Infrastructures. London: Elsevier. 2013. P. 25-47.

85. Разработка аэродинамической компоновки и исследования аэротермодинамических характеристик малоразмерного крылатого возвращаемого аппарата / А. В. Бобылев [и др.]. // Ученые записки ЦАГИ. 2009. T. 40, №2 3. C. 3-15.

86. Бюшгенс Г. С. Аэродинамика, устойчивость и управляемость сверхзвуковых самолетов. М.: Физматлит. 1998. 816 с.

87. Бураго С. Г. Выбор аэродинамической компоновки дозвуковых и сверхзвуковых летательных аппаратов. М.: Издательство МАИ. 1989. 72 с.

88. Пашков О. А. Тепло-массообмен на поверхности элементов конструкции

гиперзвуковых летательных аппаратов самолетных схем при полете в атмосфере: дис. ...канд. техн. наук: 01.04.14. М. 2016. 157 c.

89. Menter F. R. Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications // AIAA-Journal. 1994. V. 32, No. 8. P. 1598-1605.

90. Kato M., Launder B. E. The modelling of turbulent flow around stationary and vibrating square cylinders // Proc. of the 9th symp. on turbulent shear flows. Kyoto. V. 9. 1993. P. 10.4.1-10.4.6.

91. Wilcox D. C. Reassessment of the scale-determining equation for advanced turbulence models // AIAA Journal. 1988. V. 26, No. 11. P. 1299-1310.

92. Rhie C. M., Chow W. L. Numerical study of the turbulent flow past an airfoil with trailing edge separation // AIAA Journal. 1983. V. 21, No. 11. P. 1525-1532.

93. Исмагилов Д.Р., Сидельников Р. В. Особенности численного моделирования гиперзвукового обтекания простых тел // Вестник Концерна ПВО «Алмаз - Антей». 2015. № 2. C. 49-54.

94. Тарнавский Г. А., Алиев А. В. Особенности аэродинамики высокоскоростного полета: компьютерное моделирование гиперзвукового обтекания головной части объекта // Вычислительные методы и программирование. 2008. T. 9, № 4. C. 371-394.

95. Чандрасекар С. Перенос лучистой энергии. М.: Изд-во ин. лит. 1953. 431 с.

96. Резник С. В., Просунцов П. В., Агеева Т. Г. Оптимальное проектирование крыла суборбитального многоразового космического аппарата из гибридного полимерного композиционного материала // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2013. № 17. C. 38-42.

97. Лазарев Ю. Н. Управление траекториями аэрокосмических аппаратов. Самара: Самар. науч. центр РАН. 2007. 274 с.

98. ГОСТ 4401-81 Атмосфера стандартная. Параметры. М., 1982. 180 c.

99. Numerical study of the influence of flow blockage on the aerodynamic coefficients of models in low-speed wind tunnels / V. T. Bui [et al.]. // Thermophysics and Aeromechanics. 2017. V. 24, No. 6. P. 857-866.

100. Агеева Т. Г., Дудар Э. Н., Резник С. В. Комплексная методика

проектирования конструкции крыла многоразового космического аппарата // Авиакосмическая техника и технология. 2010. T. 2. C. 3-8.

101. Sushnigdha G., Joshi A. Trajectory design of re-entry vehicles using combined pigeon inspired optimization and orthogonal collocation method // IFAC-PapersOnLine.

2018. V. 51, No. 1. P. 656-662.

102. Поникарова Н. Ю. Совершенствование технологии образования высоконагруженных соединений в трехслойных конструкциях ЛА: дисс. ... канд. техн. наук: 05.03.05. Самара. 2003. 151 с.

103. Analytical design of effective thermal conductivity for fluid-saturated prismatic cellular metal honeycombs / W. Wang [et al.]. // Theoretical and Applied Mechanics Letters. 2016. V. 6, No. 2. P. 69-75.

104. Kondratiev A., Nabokina T. Effect of technological camber in the facets of a cellular filler on its physical and mechanical characteristics // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2019. V. 5/7, No. 101. P. 6-19.

105. Советова Ю. В., Сидоренко Ю. Н., Скрипняк В. А. Многоуровневый подход к определению эффективных свойств композита с учетом повреждаемости // Физическая механика. 2013. T. 16, № 5. C. 59-65.

106. Димитриенко Ю. И., Соколов А. П. Многомасштабное моделирование упругих композиционных материалов // Математическое моделирование. 2012. T. 24, № 5. C. 3-20.

107. Espadas Escalante J. J. On numerical analyses of woven composite laminates // Digital Comprehensive Summaries of Uppsala Dissertations from the Faculty of Science and Technology Acta Universitatis Upsaliensis. Uppsala: Acta Universitatis Upsaliensis,

2019. 53 p.

108. Победря Б. Е. Механика композиционных материалов. М.: Изд-во Моск. ун-та. 1984. 336 с.

109. Kundalwal S. I. Review on modeling of mechanical and thermal properties of nano- and micro-composites // arxiv.org: applied physics. 2017. URL: https://arxiv.org/abs/1708.00764 (дата обращения 10.04.2020).

110. Eshelby J. D. The determination of the elastic field of an ellipsoidal inclusion,

and related problems // Proceedings of the Royal Society A. 1957. V. 241, No. 1226. P. 376-396. DOI: 10.1098/rspa.1957.0133.

111. Benveniste Y. A new approach to the application of Mori-Tanaka's theory in composite materials // Mechanics of Materials. 1987. V. 6, No. 2. P. 147-157.

112. Елисеев В. В. Механика упругих тел. СПб: Изд-во СПбГТУ, 1999. 341 с.

113. Effective thermal conductivity of particulate composites with interfacial thermal resistance / C.-W. Nan [et al]. // Journal of Applied Physics. 1997. V. 81, No. 10. P. 6692-6699.

114. Aboudi J., Arnold S., Bednarcyk B. Micromechanics of Composite Materials. Oxford: Butterworth-Heinemann, 2013. 984 p.

115. Almaraz H. B. Numerical modelling based on the multiscale homogenization theory // cimne.com: plastic crack dynamic. 2012. URL: http: //www. cimne. com/PLCd/cvdata/cntr 1/dtos/img/mdia/Files-for-download/1 -Thesis/2012—H-Badillo.pdf. (дата обращения: 02.05.2020).

116. Digimat. The Nonlinear Multi-scale Material and Structure Modeling Platform // mscsoftware.com: Digimat. 2019. URL: http://www. mscsoftware. com/product/digimat (дата обращения: 01.04.2019).

117. AKSA // aksa.com: AKSA. 2015. URL: http://www.aksa.com (дата обращения: 05.04.2019).

118. Стеклоткани марки Т-11, Т-10, Т-13, Т-23 // gidroizol.ru: стеклоткань. 2016. URL: http://gidroizol.ru/194 (дата обращения: 02.03.2017).

119. Буланов И. М., Воробей В. В. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов. М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1998. 515 с.

120. Beaumont P., Soutis C., Hodzic A. Structural Integrity and Durability of Advanced Composites. Cambridge: Woodhead Publishing, 2015. 872 p.

121. Electronic Universal Testing Machine WDW-100E/WDW-300E // tgindt.com: produsts. 2020. URL: https://www.tgindt.com/product/Electronic-Universal-Testing-Machine-WDW- 100EWDW-300E- 139.html (дата обращения: 01.06.2020).

122. Юренев В. Н., Лебедев П.Д. Теплотехнический справочник. М.: Энергия,

1975. 743 с.

123. Flash method of determining thermal diffusivity, heat capacity, and thermal conductivity / W. J. Parker [et al.]. // Journal of Applied Physics. 1961. V. 32, No. 9. P. 1679-1684.

124. Assael M., Antoniadis K., Wakeham W. Historical evolution of the transient hot-wire technique // International Journal of Thermophysics. 2010. V. 31. P. 1051-1072.

125. Measurement of thermal conductivity, thermal diffusivity and heat capacity of highly porous building materials using transient plane source technique / A. Bouguerra [et al.]. // International Communications in Heat and Mass Transfer. 2001. V. 28, No. 8. P. 1065-1078.

126. Measurement of thin film thermal conductivity using the laser flash method / M. Ruoho [et al.]. // Nanotechnology. 2015. V. 26, No. 19. P. 195706.

127. Rapid thermal conductivity measurement of porous thermal insulation material by laser flash method / T.-W. Lian [et al.]. // Advanced Powder Technology. 2016. V. 27, No. 3. P. 882-885.

128. Methods to characterize effective thermal conductivity, diffusivity and thermal response in different classes of composite phase change materials / E. Gariboldi // Materials. 2019. V. 12, No. 16. DOI: 10.3390/ma12162552.

129. Lunev A., Heymer R. Decreasing the uncertainty of classical laser flash analysis using numerical algorithms robust to noise and systematic errors // Review of Scientific Instruments. 2020. V. 91. P. 064902. DOI: doi.org/10.1063/1.5132786.

130. Baba T. Ono A. Improvement of the laser flash method to reduce uncertainty in thermal diffusivity measurements // Measurement Science and Technology. 2001. V. 12, No. 12. P. 2046.

131. Thermal-Diffusivity and Heat-Capacity Measurements of Sandstone at High Temperatures Using Laser Flash and DSC Methods / I. M. Abdulagatov [et al.]. // Int. J. Thermophys. 2015. V. 36. P. 658-691.

132. NETZSCH // netzsch.com: NETZSCH. 2019. URL: https://www.netzsch.com/ (дата обращения 01.02.2021).

133. Prosuntsov P. V., Reznik S.V. Determination of the thermophysical properties

of translucent materials // Journal of Engineering Physics. 1985. V. 49, No. 6. P. 1458-1462.

134. Prosuntsov P. V. Parametric identification of thermophysical properties of highly porous partially transparent materials based on the solution of a two-dimensional problem of radiative-conductive heat transfer // Heat Transfer Research. 2005. V. 36, No. 6. P. 481-499.

135. Основы идентификации и проектирования тепловых процессов и систем: Учебное пособие / О.М. Алифанов [и др.]. М.: Логос. 2001. 400 с.

136. Денисов О. В., Минаков Д. С., Кирбай А. А. Методические особенности тепловых испытаний тонкостенных пластин из углепластика // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Баумана. 2015. T. 7. C. 171-184.

137. Powell M.J.D. The BOBYQA algorithm for bound constraint optimization without derivatives // damtp.cam.ac.uk: papers. 2009. URL: http: //www. damtp.cam. ac. uk/user/na/NA_papers/NA2009_06. pdf. (дата обращения 04.06.2020).

138. Расчетно-экспериментальная методика определения теплопроводности композиционного материала корпуса наноспутника / С. В. Резник [и др.]. // Вестник РУДН. Серия: Инженерные исследования. 2017. T. 18, № 3. C. 345-352.

139. Stanford B., Beran P. Conceptual Design of Compliant Mechanisms for Flapping Wings with Topology Optimization // AIAA Journal. 2011. V. 49, No. 4. P. 855-867.

140. Sigmund O., Maute K. Topology optimization approaches // Structural and Multidisciplinary Optimization. 2013. V. 48, No. 6. P. 1031-1055.

141. Rozvany G. I. N., Zhou M., Birker T. Generalized shape optimization without homogenization // Structural optimization. 1992. V. 4, No. 3. P. 250-252.

142. Deng Y., Wu Y., Liu Z. Topology Optimization theory for laminar flow. Singapore: Springer Singapore, 2018. 250 p.

143. James K. A., Kennedy G. J., Martins J. R. R. A. Concurrent aerostructural topology optimization of a wing box // Computers & Structures. 2014. V. 134. P. 1-17.

144. Bendsoe M. P. On the existence of observable single-output systems of a simple

type // SIAM Journal on Control and Optimization. 1981. V. 19, No. 4. P. 555-559.

145. Optimal-design of material properties and material distribution for multiple loading conditions / M. P. Bendsoe [et al.]. // International Journal for Numerical Methods in Engineering. 1995. V. 38, No. 7. P. 1149-1170.

146. Kramer E. Computational fluid dynamics // Proc. High Performance Computing in Science and Engineering'14. Stuttgart. 2015. P. 267-274.

147. Bendsoe M. P., Sigmund O. Material interpolation schemes in topology optimization // Archive of Applied Mechanics. 1999. V. 69, No. 9-10. P. 635-654.

148. Bendsoe M. P., Kikuchi N. Generating Optimal Topologies in Structural Design Using a Homogenization Method // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 1988. V. 71, No. 2. P. 197-224.

149. Sigmund O., Petersson J. Numerical instabilities in topology optimization: a survey on procedures dealing with checkerboards, mesh-dependencies and local minima // Structural optimization. 1998. V. 16, No. 1. P. 68-75.

150. Bruns T. A. A reevaluation of the SIMP method with filtering and an alternative formulation for solid-void topology optimization // Structural and Multidisciplinary Optimization. 2005. V. 30, No. 6. P. 428-436.

151. Башин К. А., Торсунов Р. А., Семенов С. В. Методы топологической оптимизации конструкций, применяющиеся в аэрокосмичсекой отрасли // Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника. 2017. № 51. С. 51-61. DOI: : 10.15593/22249982/2017.51.05.

152. Полежаев Ю.В., Юревич Ф. Б. Тепловая защита. М.: Энергия, 1976. 392 с.

153. The Reynolds Analogy // web.mit.edu: thermodynamics. 2021. URL: https: //web.mit. edu/16. unified/www/FALL/thermodynamics/notes/node 122. html (дата обращения: 15.04.2021).

154. Sforza P. Manned Spacecraft Design Principles. Oxford: ButterworthHeinemann, 2015. 647 p.

155. Van Driest E. Convective heat transfer in gases // High speed aerodynamics and jet propulsion. 1959. V. 5. P. 339-427.

156. Зиновьев П. А., Смердов А. А. Оптимальное проектирование

композитных материалов: учебное пособие по курсу «Проектирование композитных конструкций. Ч. II». М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. 103 с.

157. Bergheau J.-M., Fortunier R. Finite Element Simulation of Heat Transfer. London: Wiley-ISTE, 2008. 279 p.

158. Михайлин Ю.А. Тепло-, термо и огнестойкость полимерных материалов. СПб.: Научные основы и технологии, 2011. 416 с.

159. Соколов И. И. Сферопластики на основе термореактивных связующих для изделий авиационной техники: дисс. ... канд. техн. наук: 05.16.09. М. 2013. 127 с.

160. Шутов Ф.А., Берлин А. А. Упрочненные газонаполненные пластмассы. М.: Химия, 1980. 224 с.

161. Яковенко Т. В., Яруллина Г. К., Гарустович И. В. // Успехи в химии и химической технологии. 2016. T. 30, № 8. C. 71-73.

162. НПО Стеклопластик // npo-stekloplastic: НПО Стеклопластик. 2021 URL: https://npo-stekloplastic.ru/ (дата обращения: 15.04.2021).

163. Сферопластик марки ВПЗ-14 // catalog.viam.ru: каталог материалов «ФГУП ВИАМ». 2021. URL: https://catalog.viam.ru/catalog/vpz_14/sferoplastik-marki-vpz-14/.

164. Enhanced thermal insulation of the hollow glass microsphere/glass fiber fabric textile composite material / J. Sun [et al.]. // Polymers. 2021. V. 13, No. 4. DOI: 10.3390/polym13040505.

165. Goldberg D. E., Holland J. H. Genetic Algorithms and Machine Learning // Machine Learning. 1988. V. 3, No. 2. P. 95-99.

166. X-Prize: Interorbital Systems and Micro-Space // lunar.org: X-Prize. 2019. URL: http://www.lunar.org/docs/LUNARclips/v11/v11n3/xprize.shtml (дата обращения: 05.02.2019).

167. Micro-Space // astronaut.ru: Micro-Space. 2019. URL: http: //www. astronaut.ru /suborb/xprise/text/micro.htm?reload coolmenus (дата обращения: 05.02.2019).

168. Ascender // bristolspaceplanes.com: projects. 2019. URL: http://bristolspaceplanes.com/proiects/ascender/ (дата обращения: 04.02.2019).

169. Acceleration Engineering // commercialspace.pbworks.com: Acceleration.

2019. URL: http://commercialspace.pbworks.com/f/Acceleration.pdf (дата обращения: 03.02.2019).

170. Advent Launch Services // commercialspace.pbworks.com: Advent Launch Service. 2019. URL: http : //commercial space. pbworks. com/f/AL S.pdf (дата обращения: 03.02.2019).

171. Kay L. Technological innovation and prize incentives: the google lunar X prize and other aerospace competitions. Cheltenham: Edward Elgar Publishing, 2012. 256 с.

172. Pioneer Rocketplane // commercialspace.pbworks.com: Pioneer Rocketplane. 2019. URL: http : //commercial space. pbworks. com/f/Pioneer. pdf (дата обращения: 06.02.2019).

173. SpaceClipper // web.ipmsusa3.org: SpaceClipper. 2011. URL: https://web.ipmsusa3.org/content/space-clipper (дата обращения: 10.02.2019).

174. SpaceClipper. spacefuture.com: SpaceClipper. 2012. URL: http://www.spacefuture.com/vehicles/designs.shtml (дата обращения: 08.02.2019).

175. El proyecto Argentino para la X Prize cup // pablodeleon.com: VESA. 2016. URL: http://www.pablodeleon.com/ (дата обращения: 04.02.2019).

176. PanAero // commercialspace.pbworks.com: PanAero. 2019. URL: http : //commercial space. pbworks. com/f/PanAero .pdf (дата обращения: 03.02.2019).

177. PanAero // astronaut.ru: PanAero. 2012. URL: http : //www. astronaut.ru/suborb/xprise/text/panaero. htm?reload coolmenus (дата обращения: 05.02.2019).

178. FTS // commercialspace.pbworks.com: FTS. 2019. URL: http : //commercial space. pbworks. com/f/FTS. pdf (дата обращения: 03.02.2019).

179. Black Armadillo // space.skyrocket.de: Black Armadillo. 2019. URL: https://space.skyrocket.de/doc_lau/black-armadillo.htm (дата обращения: 02.02.2019).

180. Collins J. A., Melcher J. C., Hurlbert E. A. Sea-level flight demonstration and altitude characterization of a LO2/LCH4 based ascent propulsion lander // 57th JANNAF Propulsion Meeting. Colorado Springs, 2010. 24 p.

181. Canadian Arrow // commercialspace.pbworks.com: Canadian Arrow. 2003. URL: http://commercialspace.pbworks.com/w/file/fetch/16189636/Canadian%20Arrow.

pdf (дата обращения: 03.02.2019).

182. Da Vinci X-PRIZE space project - mission analysis / V. Kudriavtsev [et al.]. // 3rd International Symposium: atmospheric re-entry vehicles and systems arcachon. France. 2003. 28 p.

183. Space Cruiser System - Vela Technology Development // globalsecurity.org: space. 2019. URL: https://www.globalsecurity.org/space/systems/space-cruiser.htm (дата обращения: 08.02.2019).

184. Anderson E., Piven J. The space tourist's handbook: where to go, what to see, and how to prepare for the ride of your life. Philadelphia: Quirk Books, 2005. 191 p.

185. Orizont // astronaut.ru: orizont 2012. URL: http://www.astronaut.ru /suborb/as arca/text/techMOCK.htm?reload coolmenus (дата обращения: 02.02.2019).

186. IL Aerospace Technologies // lunar.org: X-Prize. 2020. URL: http://lunar.org/docs/LUNARclips/v11/v11n2/xprize.shtml (дата обращения: 05.02.2020).

187. Liberator // astronautix.com: liberator. 2019. URL: http://www.astronautix.com/l/liberator.html (дата обращения: 08.02.2019).

188. Stabilo // arcaspace.com: stabilo. 2017. URL: http://www.arcaspace.com/en/program stabilo.htm (дата обращения: 02.02.2019).

189. Cosmos Mariner // astronautix.com: cosmos mariner. 2019. URL: http://www.astronautix.com/c/cosmosmariner.html (дата обращения: 08.02.2019).

190. The Space Tourist // astronautix.com: the space tourist. 2019. URL: http://www.astronautix.com/t/thespacetourist.html (дата обращения: 09.02.2019).

191. Flight Exploration // astronaut.ru: X-Prize. 2012. URL: http: //www. astronaut.ru/suborb/xprise/text/dorrington. htm?reload coolmenus (дата обращения: 09.02.2019).

192. Kitten // spacefuture.com: vehicles. 2012. URL: http: //www. spacefuture. com /vehicles/designs.shtml (дата обращения: 08.02.2019).

193. Bentley M. A. Spaceplanes: from airport to spaceport (astronomers' universe). Springer, 2009. 256 p.

194. Suborbital Vehicles: VEHRA Family // dassault-aviation: VEHRA. 2019.

URL: https://www.dassault-aviation.com/en/space/our-space-activities/aerospace-

vehicles/suborbital-vehicles-vehra-vehicule-hypersonique-reutilisable-aeroporte-family/ (дата обращения: 08.02.2019).

195. 2008 U.S. Commercial Space Transportation Developments and Concepts: Vehicles, Technologies, and Spaceports // faa.gov: FAA. 2008. URL: https: //www. faa. gov/about/office_org/headquarters_offices/ast/media/Developments_Co ncepts_Feb_2008.pdf. (дата обращения: 07.06.2019).

196. Афанасьев И., Воронцов Д. Суборбитальная эпопея Рутана: шаг первый. // xliby.ru: транспорт и авиация. 2008. URL: http://www.xliby.ru /transport i aviacija/vzlyot 2008 07 08/p33.php (дата обращения: 08.02.2019).

197. Мамонтов Д. Мягкой посадки! // Популярная механика. 2016. T. 1 (159).

198. Lauer C. J. Legal and regulatory aspects of US-developed suborbital spaceplane flights from international spaceports // icao.int: meetings. 2015. https://www.icao.int/Meetings/SPACE2015/Presentations/2%20-%20C.%20Lauer%20-%20Rocketplane.pdf. (дата обращения 04.06.2019).

199. Chavagnac C., Laporte-Weywada H. The suborbital space tourism project of EADS Astrium // 45th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit. Denver, Colorado. 2009. P.1-9.

200. Spica // copenhagensuborbitals.com: Spica. 2019. URL: https://copenhagensuborbitals.com/ (дата обращения: 02.02.2019).

201. IAR-111 Excelsior // arcaspace.com: IAR-111. 2017. URL: http://www.arcaspace.com/en/iar111 .htm (дата обращения: 02.02.2019).

202. В МАИ разрабатывают концепт суборбитального самолета // aviaport.ru: дайджест. 2018. URL: https://www.aviaport.ru/digest/2018/07/30/549325.html (дата обращения: 01.02.2019).

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Таблица А.1.

Перечень современных суборбитальных МКА ТК и их конструктивные особенности

№ Название аппарата, компания, страна, год M0, кг N Hmax, км тполе^ мин тнев, с Vmax M Gmax Тип аппарата / аэродинамичес кая схема Способ старта, компоненты топлива Способ посадки Иллюстрация

1 Crusader X, Micro-Space Inc., США, 1991 [166, 167] 272 3 120 15 240 3,5 4g Капсульная схема / - Вертикальный старт с помощью двух блоков из ракетных трех ускорителей (Н202(ж) +метиловый спирт) Аппарат спускается на воду на параплане, а туристы совершают индивидуальный спуск на парашюте

2 Ascender, Bristol Spaceplanes, Великобритания, 1993 [168] 4500 4 100 30 120 2,8 - Крылатый аппарат/ низкоплан Горизонтальный старт с аэродрома, помощью турбореактивного двигателя работающего до высоты 8 км; далее набор высоты с помощью реактивного двигателя (0ад+Н2(ж)) Управляемый аэродинамический спуск и горизонтальная посадка на аэродром süISÄ— ИЦга ^ч^^^щцнмц

№

Название аппарата, компания, страна, год

Lucky Seven, Acceleration Engineering, США, 1996 [169]

Mayflower, Advent Launch Services, США, 1996 [7, 170, 171]

Mo, кг

635

1860

N

H,

max,

км

100

105

i-полет,

мин

12

13

тнев,

с

200

220

Vmax

M

3,3

G,

4,5g

4,6g

Тип аппарата / аэродинамичес кая схема

Капсульная схема / -

Крылатый аппарат / среднеплан

Способ старта, компоненты топлива

Вертикальный старт с помощью реактивных двигателей (СН4(ж)+02(ж)) ДО высоты 52 км; далее набор высоты по инерции

Вертикальный старт с морской платформы с помощью 11-метровой жидкостной ракеты Advent (CH^+O^))

Способ посадки

Торможение с

помощью парашютной системы, далее вертикальная посадка на параплане

Управляемый аэродинамический спуск и горизонтальная посадка на воду

Иллюстрация

Pioneer XP, Pioneer Rocketplane, США, 1996 [172]

2585

102

60

240

3,0

4g

Крылатый аппарат / низкоплан

Горизонтальный старт с аэродрома, помощью турбореактивного

двигателя работающего до высоты 6 км; далее набор высоты с помощью реактивного двигателя (02(ж)+керосин)

Управляемый аэродинамический спуск и горизонтальная посадка на аэродром

3

3

3

4

3

5

4

№

Название аппарата, компания, страна, год

8С-1, 8расеСИррег Шегпайопа! США, 1996 [173, 174]

ваисЫЮ, РаЬ1о de Ьеоп & А550с1а1ез, Аргентина, 1997 [175]

8аЪгеЯоске1, РапАего 1пс., США, 1997 [176]

Мо, кг

2400

5700

N

12

В,

тах,

км

140

108

102

Ополет,

мин

17

40

тнев,

с

240

240

180

Утах

м

3,5

о,

4Е

4,4Е

Тип аппарата / аэродинамичес кая схема

Капсульная схема / -

Капсульная схема / -

Крылатый аппарат / низкоплан

Способ старта, компоненты топлива

Вертикальный старт с помощью ракеты

Вертикальный старт с помощью ракеты на гибридном топливе (02(ж)+НТРВ)

Горизонтальный старт

и набор высоты с помощью реактивных двигателей (керосин+02(ж))

Способ посадки

Вертикальный способ посадки

На воду с помощью парашютной системы

Управляемый аэродинамический спуск и горизонтальная посадка на аэродром

Иллюстрация

СоМог-Х, РапАего 1пс.. США, 1997 [177]

100

Крылатый аппарат / планер

Горизонтальный медленный старт с аэродрома с помощью восьми ракетных ускорителей, расположенных под крылом, до высоты

35 км; далее вертикальный старт с помощью ракетных двигателей

Управляемый аэродинамический спуск и горизонтальная посадка на аэродром

6

7

3

8

3

3

9

№

Название аппарата, компания, страна, год

M0, кг

N

H,

max?

км

Ополет?

мин

тнев,

с

Vmax

M

Gm

Тип аппарата / аэродинамичес кая схема

Способ старта, компоненты топлива

Способ посадки

Иллюстрация

10

Thunderbird, Starchaser Industries, СШA, Великобритания, Aвстрaлия, 199S [7]

10000

100

23

270

4,4

5g

Kaпсульнaя схема I -

Вертикальный старт с помощью двухступенчатой ракеты с ускорителями (02(ж)+ УВ топливо)

С помощью парашютной системы

11

12

13

Aurora, Fundamental

Technology Systems, США, 2000 [178]

1360

106

30

240

4,5

4g

^млатый аппарат I низкоплан

Горизонтальный старт с помощью реактивных двигателей (керосин+Н202(ж))

Управляемый аэродинамический спуск и горизонтальная посадка на аэродром

Black Armadillo, Armadillo Aerospace, США, 2000 [179, 180]

S15

107

15

3,0

5g

^жульная схема I -

Вертикальный старт с

помощью многоразовой ракеты

С помощью парашютной системы

Canadian Arrow, Canadian Arrow, Канада, 2000 [181]

5700

45

240

7,5g

^жульная схема I -