Предлагаемая система представляет собой многоразовый авиационно‑космический транспортный комплекс, предназначенный для доставки экипажа из четырёх космонавтов на низкую околоземную орбиту, стыковки с орбитальной космической станцией и последующего возврата на аэродром базирования.
В основе системы лежит двухступенчатая архитектура, сочетающая преимущества авиации и ракетной техники.
Многоразовый самолёт схемы «летающее крыло», осуществляющий горизонтальный взлёт с аэродрома, набор высоты и скорости и выведение орбитального аппарата в расчётную точку старта.
Профиль полёта первой ступени
Взлёт: 0–5 мин
Набор высоты: 5–20 мин
Разгон до M ≈ 0,9: 20–30 мин
Отделение второй ступени: 18–20 км
Разворот и снижение
Посадка на исходный аэродром
⏱ Общее время полёта: ~1,5 часа
Вторая ступень — орбитальный экипажный шатл
Многоразовый орбитальный аппарат с тепловой защитой, способный к автономному выведению на орбиту, манёврам в космосе и управляемому входу в атмосферу с посадкой на взлётно‑посадочную полосу.
2 × ТТУ: разгон M 0,9 → 1,5
2 × ПВРД: M 1,5 → 5,5
3 × ЖРД (LOX/RP‑1): орбитальный разгон и манёвры
Ключевые особенности архитектуры
Система изначально проектируется как:
полностью многоразовая (обе ступени),
ориентированная на регулярные пилотируемые полёты,
адаптированная под существующую аэродромную инфраструктуру,
минимизирующая количество одноразовых элементов и баллистических режимов.
Запуск второй ступени на большой высоте и при дозвуковой/околозвуковой скорости:
снижает аэродинамические и тепловые нагрузки,
уменьшает потери на начальном участке разгона,
повышает надёжность и повторяемость миссий.
Двигательная архитектура второй ступени
Орбитальный шатл использует многоуровневую двигательную систему, оптимизированную под разные режимы полёта — от трансзвука до орбитального разгона. Каждый тип двигателя работает в строго определённом диапазоне скоростей и высот, обеспечивая максимальную энергетическую эффективность.
1. Твердотопливные ускорители (ТТУ)
Назначены для кратковременного разгона после отделения от самолёта‑носителя и надёжного прохождения трансзвукового диапазона.
используются только на начальном участке автономного полёта;
не расходуют бортовое жидкое топливо;
минимизируют время пребывания в зоне повышенных нагрузок;
работают полностью автоматически.
Сброс ТТУ производится только после подтверждения устойчивого номинального режима ПВРД и симметрии тяги.
2. Прямоточные воздушно‑реактивные двигатели (ПВРД)
Ключевой элемент атмосферного разгона. Работают на авиационном керосине с использованием атмосферного кислорода.
эффективный разгон в сверх‑ и гиперзвуковом диапазоне;
резкое снижение расхода жидкого кислорода;
уменьшение стартовой массы шатла;
снижение энергетических потерь в атмосфере.
Использование ПВРД переносит значительную часть разгона из ракетного режима в атмосферный, с высоким эквивалентным удельным импульсом.
3. Ракетные маршевые двигатели
После выхода за пределы эффективной работы ПВРД шатл переходит в чисто ракетный режим.
завершение орбитального разгона;
формирование и коррекция орбиты;
манёвры сближения и стыковки;
торможение перед входом в атмосферу.
Двигатели оптимизированы для работы в вакууме и поддерживают дросселирование тяги.
Тепловая защита и вход в атмосферу
В системе реализована комбинированная концепция активной и пассивной теплозащиты, рассчитанная на многократное использование.
Требования
Скорость входа: M ≈ 25–26
Плотность теплового потока: до 1,5–2,0 МВт/м²
Температуры поверхности: до 1800–2000 °C
Ресурс: ≥50 циклов
Масса ТЗ: ≤10–12 % сухой массы
Структура теплозащиты
Активная регенеративная защита (охлаждение носа и кромок топливом)
Пассивная абляционная защита (C/C, SiC‑панели)
Композитная изоляция обитаемого отсека
Профиль входа
Начальный этап: ~120 км, первичное торможение
Средний этап: 80–40 км, управляемый угол атаки
Финальный этап: дозвуковое планирование
Максимальные перегрузки: ≤3–3,5 g
Преимущества аэродромной посадки
исключение баллистического снижения;
минимальные перегрузки для экипажа;
точность посадки ±100 м;
немедленный доступ к экипажу и аппарату;
отсутствие морских спасательных операций.
Экономическая эффективность
Экономия топлива за счёт ПВРД: 5–10 т на полёт
Ресурс ≥50 полётов: снижение стоимости на ~2/3
Отсутствие морской инфраструктуры
Оценка стоимости пилотируемого полёта: 25–30 млн $ — в 2–3 раза дешевле существующих аналогов при сопоставимой безопасности.
Позиционирование системы
Система занимает стратегическую нишу между:
классическими баллистическими кораблями,
вертикально стартующими ракетами,
перспективными полностью многоразовыми комплексами.
Приоритет отдан не рекордной грузоподъёмности, а: