Российско-французское сотрудничество в выполнении летных экспериментов по программе LEA
Освоение летательными аппаратами гиперзвуковых скоростей сегодня становится важнейшим этапом в развитии авиации. Значение "гиперзвука" очевидно: боевой гиперзвуковой самолет или крылатая ракета приобретает огромные тактические преимущества перед существующими боевыми системами, становясь практически неуязвимой для средств ПВО. Гиперзвуковой пассажирский лайнер открывает перед человечеством новые коммуникационные возможности, "сближая континенты", а использование гиперзвукового самолета в качестве элемента многоразовой космической системы делает космос значительно доступнее.
Сейчас в мире растет интерес к освоению активных гиперзвуковых полетов в атмосфере. Однако работы по освоению гиперзвуковых скоростей, начатые в СССР и США еще в 60-е, так и не пришли к достойному завершению. Причина не только финансовая, но и чрезвычайная сложность и многофакторность задач, стоящих перед создателями гиперзвуковых летательных аппаратов (ГЛА), необходимость преодоления множества научно-технических барьеров.
Сегодня, исходя из сложившихся экономических и технических реалий, решение проблемы видится в поэтапном приближении к "гиперзвуку", что в свою очередь предполагает создание летающих лабораторий, позволяющих в реальных условиях свободного полета (при числах Маха 6 и выше), не воспроизводимых или в недостаточном объеме воспроизводимых в аэродинамических трубах или в процессе компьютерного моделирования, отрабатывать технические решения и технологии, позволяющие в дальнейшем приступить к созданию гиперзвуковых ЛА, пригодных к практическому применению.
Такие лаборатории создаются как в нашей стране, так и за рубежом. В США для программы Hyper-X был разработан комплекс на базе первой ступени крылатой авиационной ракеты "Пегас", обеспечивший вывод экспериментального аппарата Х-43А на гиперзвуковые режимы полета. В СССР в 1991-1998 гг. по программе "Холод" были проведены летные эксперименты на летающей лаборатории (ЗУР С-200) с испытанием гиперзвукового прямоточного двигателя в конструкторском бюро "Радуга", расположенном в подмосковной Дубне. В 80-90-е годы там создавали гиперзвуковой экспериментальный летательный аппарат с прямоточным воздушно-реактивным двигателем - уникальное изделие, и сегодня не имеющее зарубежных аналогов. Оно было впервые публично продемонстрировано на выставке "МАКС-1997" на базе авиационной ракеты Х-22, созданной в 1965 г., разработана гиперзвуковая летающая лаборатория (ГЛЛ) "Радуга Д2". Она предназначена для выполнения летных экспериментов, а также для подтверждения имитационных программ.
Гиперзвуковая летающая лаборатория "Радуга Д2" представляет собой модернизированную крылатую ракету Х-22, способную совершать полет со скоростью, превышающей М = 6, с массой полезной нагрузки (экспериментальным оборудованием) до 800 кг.
Все указанные выше преимущества "Радуги Д2" не остались незамеченными специалистами, участвующими в европейской научной программе по экспериментальному гиперзвуковому ЛА LEA. Его разработку возглавляют французское отделение концерна MBDA и Тулузский исследовательский центр французского Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства ONERA.
По материалам зарубежной печати (журнал Aviation Week, 13.10. 2008) стало известно, что руководство проекта LEA, учитывая большой опыт российских предприятий, в частности ГосМКБ "Радуга", в практической разработке и проведении испытаний гиперзвуковых ЛА, заключило с Рособоронэкспортом контракт на проведение летных испытаний LEA. В подготовке и выполнении программы LEA принимают участие также Летно-испытательный центр (ЛИЦ) им. М. М. Громова, МАИ и ЦИАМ при общей координации со стороны Рособоронэкспорта.
Предусмотренный контрактом график программы предполагает проведение четырех летных испытаний с 2012 по 2014 год. В настоящее время идут работы на этапе, в результате которых должна быть получена детальная конструкция ГЛА для первой серии испытаний в аэродинамических трубах и на стендах с целью проверки тягово-аэродинамических характеристик. Испытания должны начаться в 2010 году.
Последняя конфигурация LEA, представленная концерном MBDA и Управлением ONERA, значительно отличается от ранее опубликованных. Изменения коснулись воздухозаборника и хвостовой части планера с оперением. Длина фюзеляжа стала меньше: в первоначальном ЛА она была 5 м, а в данном проекте - 4,2 м.
Конструкции головной части корпуса и воздухозаборника ЛА LEA отрабатывались на модели в масштабе 1:3 в 2004-?2005 гг. В настоящее время проводятся ее испытания в аэродинамической трубе Управления ONERA. Натурные испытания LEA с реактивным двигателем на скорости 6 М предполагается провести весной 2010 г., а на скорости 7,5 М - осенью 2011 г.
Хотя заключение о положительном решении научных и технических проблем даст только успех летного эксперимента, большая часть предварительных результатов может быть опробована на доступном наземном стендовом оборудовании и с помощью классического численного моделирования (термический анализ, механика).
Для этого разработчиками изготовлен испытательный стенд METHYLE. Он должен сыграть важную роль в поддержке летных испытаний LEA и анализе их результатов.
Господин Ф. Фалемпен, ответственный за перспективные исследования на силовых установках от концерна MBDA, подчеркивает, что программа испытаний связана в первую очередь с подтверждением правильности методологии проектирования и демонстрацией основных технологий камеры сгорания для гиперзвуковых двигателей, а не с разработкой действительного скоростного транспортного средства.
Испытательный стенд METHYLE создан на основе похожей установки меньших размеров для программы JAPHAR (Joint Air-breathing Propulsion for Hypersonic Application Research - совместная воздушно-реактивная силовая установка для проведения научно-исследовательских работ по гиперзвуковым системам), над которой совместно работали Франция и Германия с 1997 по 2001 год. Новый стенд должен обеспечить возможность имитационного моделирования полета крупномасштабных макетов и опытных образцов ЛА с использованием различных типов топлива на скоростях до 7,5 М при температурах до 2100°С.
Летные испытания, проводимые российскими специалистами с помощью российской техники, позволят разработчикам определиться с методологией проектирования и окончательным выбором направления дальнейшей разработки европейского перспективного гиперзвукового ЛА LEA.
Георгий Карвовский
