Новости космонавтики. – 2011.-№10.-с.30.

11 августа в 07:45 PDT (14:45 UTC) со стартового комплекса SLC-8 авиабазы Ванденберг (Калифорния, США) стартовый расчет компании Orbital Sciences Corporation (0SC) осуществил пуск РН Minotaur IV с целью проведения вторых летно-конструкторских испытаний (ЛКИ) экспериментального гиперзвукового аппарата HTV-2 (Hypersonic Technology Vehicle-2).

Заказчиками пуска с обозначением HTV-2b выступили ВВС США и Агентство перспективных оборонных иссле­довательских проектов DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency).

Полет выполнялся в рамках т.н. программы применения силы при запуске с кон­тинентальной части США FALCON (Force Application and Launch From Continental U.S.), которую осуществляют ВВС и DARPA. Зада­чей ЛКИ был сбор данных для проектирования систем вооружений, способных достичь любой части мира в течение часа после за­пуска.

Старт носителя и выведение прошли штатно, и через 188 сек HTV-2b вышел на расчетную суборбитальную траекторию и начал автономный полет при скорости, соответствующей числу М=20. Сигнал с борта принимался американскими средствами в Тихом океане. Было получено более  девяти минут данных, после чего связь с аппаратом прервалась.

Напомним, что испытания HTV-2a в апреле 2010 г. также за­вершились неудачей, что было вызвано неправильной центровкой аппарата и неполадками в его системе управления. Тогда расследование установило, что бортовая система безопасности направила HTV-2 в океан после того, как он стал совершать беспоря­дочные движения по каналу крена. Исход испытаний был неудачным, но, по данным телеметрии, в течение 139 сек аппарат выполнял управляемый гиперзвуковой полет в атмосфере со скоростями, соответствующими числу М не менее 17.

Гиперзвуковой полет - очень быстрый, но очень короткий

Аппараты HTV-2, разработанные и построенные корпорацией Lockheed Martin, выполнены по конфигурации волнолета с узким треугольным несущим корпусом малого удлинения. Максимальная расчетная скорость полета в атмосфере соответствует числу М=20.

На основании данных, собранных в первом полете, профиль полета и сам HTV-2 были модифицированы. Теперь движение проходило с меньшими углами атаки, а масса аппарата была перераспределена, чтобы сместить центр тяжести. Реактивную систему управления (РСУ), состоящую из четырех сопел на заднем торце, для улучшения управляемости задействовали и на атмосферном участке спуска, дополняя аэродинамические органы управления.

HTV-2b запускался с  Ванденберга в направлении атолла Кваджалейн на Маршалловых о-вах. На этапе выведения двигатель первой ступени РН Minotaur IV работал 57 сек, после выгорания топлива ступень отделялась. Двигатель второй ступени проработал 59 сек. Наконец, третья ступень функционировала 72 сек. По окончании активного участка полета от нее отделился HTV-2b, который ориентировался с помощью РСУ для входа в атмосферу с требуемым углом.

Зарывшись в атмосферу, аппарат совершал крутой спуск, а затем переходил в набор высоты (pull-up maneuver), чтобы получить требуемые начальные условия для программы аэродинамических испытаний. Последние проводятся на участке гиперзвукового планирования, в ходе которого HTV-2b маневрирует, а измерительная аппаратура регистрирует данные о его характеристиках на высоких числах Маха.

Предполагалось, что весь полет продлится около 30 мин, а расстояние от места старта до расчетного места падения соста­вит 7600 км. Полет отслеживали свыше 20 датчиков наземного, морского, воздушного и космического базирования. В конце миссии HTV-2b должен развернуться по крену на 180 град. и спикировать в Тихий океан. В случае обнаружения аномалий бортовой компью­тер должен был инициировать этот маневр до срока, как и случилось во время запуска HTV-2a в 2010 г. Напомним, что аппараты данной серии не предназначены для спасе­ния и повторного использования.

В отличие от прошлогодней, миссию HTV-2b удалось запечатлеть: полет засняли на видеокамеру с борта одного из судов слежения. Видеоролик длительностью чуть больше минуты демонстрировал вход в атмосферу и стремительный полет. HTV-2b скорее напоминал метеорит,  нежели рукотворный летательный аппарат. В свою очередь, DARPA выложило в сеть небольшой анимационный ролик, демонстрирующий внешний вид и полет аппарата, а также работу РСУ.

Урок на будущее

Итак, полет был преждевременно прекращен, а испытания признаны неудачными. Тем не менее, полученная телеметрия свидетельствует, что ученым и инженерам все же удалось добиться полностью управляемого, хотя и непродолжительного полета HTV-2b на высоких гиперзвуковых скоростях. По официальным данным, HTV-2 демонстрировал стабильный полет на М=20 с аэродинамиче­ским управлением в течение примерно трех минут, причем внесенные после первого по­лета изменения оказались эффективными. «Аномалия» произошла после прохождения перигея траектории, в процессе подъема, и была иной, нежели в первом полете.

Конечно, создателям «гиперзвуковиков» еще предстоит решить немало проблем. «Мы знаем, как доставить аппарат в ближний космос, - сказал руководитель программы HTV-2 в DARPA майор Крис Шульц (Chris Schulz). - Мы знаем, как перевести его в гиперзвуковой полет в атмосфере. Но мы пока не знаем, как достичь желаемого контроля во время аэродинамического этапа полета. Это досадно, но я уверен, что решение есть, и мы должны его найти».

Шульц указал три основные области технических проблем HTV-2: аэродинамика, аэротермодинамика, наведение и управление. После выхода на максимальную скорость полета температуры в критических точках конструкции достигают более 1900 град.С. Учитывая экстремальный характер полета, далеко не все можно отработать на стендах.

«До полета наша техническая группа выполнила самое сложное моделирование и многочисленные продувки в аэродинамической трубе, - подчеркнула директор DARPA Реджайна Дуган (Regina Dugan). - Но все эти наземные испытания не дали необходимого знания. Чтобы восполнить пробелы в нашем понимании очень сложных режимов гиперзвукового полета, мы должны летать». «Как показала сегодняшняя миссия, полет на высоких числах Маха в атмосфере - практически terra incognita», - согласен с ней Шульц.

Неудача отнюдь не остановила программу HTV-2 - миссии будут продолжены. В пресс-релизе г-жа Дуган заявила, что DARPA будет решать проблемы гиперзвукового полета и «попробует еще раз». В целях преодоления выявленных препятствий собрана группа экспертов, которая проанализирует данные ЛКИ.

Информацию, полученную в полетах HTV-2, предполагается также использовать для формирования решения о приобретении и эксплуатации систем, создаваемых Пентагоном по программе глобального неядерного ударного оружия Conventional Prompt Global Strike. Первые испытания такой системы ВВС планирует провести уже в 2013 г. Ракета Minotaur IV доставит в расчетную точку блок с боеприпасами, призванными поразить условную цель в заданном районе Тихого океана в 6500 км отточки старта.

И.Черный