СИСТЕМА ВОЗДУШНОГО СТАРТА НА БАЗЕ АН-124
Система предназначена для запуска с самолёта ракет-носителей, стартовый вес которых превышает разрешённую грузоподъёмность исходного самолёта в 2…2,5 раза. Так, в случае выполнения системы на базе самолёта АН-124, стартовый вес нагрузки может составлять 240…300 тонн. Усиливать конструкцию крыла, центроплана и фюзеляжа при этом не требуется.
Общая схема системы в момент старта с земли представлена на рисунке 1.
На момент начала разбега, весь окислитель ракетного топлива (N204), или большая его часть залита в баки, оборудованные в крыле самолёта. Горючее ракеты – керосин или НДМГ с самого начала залито в баки ракеты. После взлёта и набора высоты, дополнительное крыло 2 начинает создавать подъёмную силу, разгружающую крыло самолёта, что позволяет начать перекачку окислителя в предназначенные для него баки ракеты 1. В процессе перекачки подъёмную силу, создаваемую на дополнительном крыле, регулируют так, чтобы разность текущего веса нагрузки и подъёмной силы дополнительного крыла не превышала разрешённый вес нагрузки для исходного самолёта.
По завершению перекачки, после набора высоты и скорости и выхода самолёта в заданную точку старта, запускают двигатели ракеты и отделяют её от самолёта, который далее выполняет посадку обычным образом. Ракета с помощью своих двигателей продолжает набор скорости до 2…2,5 М и высоты 15-17 км. Затем её отделяют от крыла, после чего процесс полёта ракеты идёт обычным образом.
По командам системы управления крылом, его переворачивают пилоном вверх, после чего начинается планирование на наперёд заданный аэродром. Непосредственно перед посадкой выпускают шасси. Поскольку нагрузка на крыло при посадке невелика (менее 70 кг/м2), то, ради экономии веса, шасси следует выполнить по двухколёсной схеме с хвостовым костылём, а выпуск шасси производить за счёт собственного веса и набегающего потока.
На случай отказа одного или нескольких двигателей самолёта, его оборудуют дополнительным ЖРД тягой 50-150 тонн, работающем на том же топливе, что и двигатели ракеты. Двигатели самолёта при этом переводят в режим малого газа, и совершают полёт по кругу до тех пор, пока не будет израсходован весь окислитель, после чего самолёт вместе с нагрузкой совершает посадку обычным путём.
Переделки самолёта:
1. Установки дополнительного ЖРД, предположительно в хвостовой части;
2. Замена 4-х двигателей Д-18 на восемь ПС-90, установленные на пилонах попарно, подобно тому, как это сделано на бомбардировщике Боинг Б52. Это позволит заметно повысить тягу во всех режимах полёта и сэкономить ракетное топливо за счёт увеличения высоты и скорости старта. Кроме того, замещается импорт.
2. Оперение нормальной схемы, возможно, придётся заменить на двухшайбовое. Однако, до того следует изучить вариант, при котором сохраняется оперение от серийного АН-124. В этом случае к дополнительному крылу 2 крепят два отражателя, отклоняющие струи двигателей ракеты примерно на 15°. Как вариант, следует рассмотреть применение для поворота струй эжекторов. Такое решение, помимо защиты конструкции самолёта, позволит уменьшить расход топлива на участке полёта от старта ракеты до отделения крыла.
3. Демонтируются аппарели, гермоднища, их привода, бортовое погрузочно-разгрузочное оборудование и, возможно, какая-то часть пола в фюзеляже.
4. Оборудование управления ракетой и обслуживающий его персонал размещают в кабинах сменного экипажа и сопровождающих груз.
Параметры системы воздушного старта для случая, когда масса ракеты в момент отделения дополнительного крыла равна 200 тонн, приведены в таблице 1.
Результаты сравнения предлагаемой системы воздушного старта и частично многоразовой ракеты Falcon-9 Full Thrust Block 5 представлены в таблице 2.