- PVSM.RU - https://www.pvsm.ru -
Ровно 40 лет назад отделившись от самолёта-носителя Ту-95КМ [2] в свой первый одиночный полёт отправился МиГ-105.11 [3] получивший за свою характерную форму прозвище «лапоть». Это был аналог орбитального корабля, созданного как часть авиационно-космической системы «Спираль» [4] по которой также должны были быть созданы самолёт-разгонщик [5] способный развить скорость в 6М [6] и две ракетные ступени для вывода корабля на орбиту. В итоге были изготовлены только корабль и несколько его копий [7] в масштабе 1:3 которые слетали в космос. Несмотря на это «Спираль» и американский проект X-15 которые были родом из 1960-х оказались ближе всего к завершению из всех проектов воздушного старта космических грузов на данный момент.
Трудности в создании двигателя для гиперзвукового самолёта-разгонщика (ГПВРД [8]) и хроническое невезение преследовали такие проекты. И даже сейчас, когда казалось бы появление первых рабочих ГПВРД (X-43 [9] и X-51 [10]) открыло для таких проектов дорогу в космос, появление многоразовых первых ступеней (от SpaceX [11], Blue Origin [12] и Индии [13]) похоже собирается окончательно поставить на истории этих проектов жирную точку. Что же им всё время так мешало? Об этом и пойдёт речь ниже.
Чем же так выгоден воздушный старт? Дело в том, что он позволяет экономить в массе ракеты за счёт того что часть скорости и высоты покрываются самолётом-разгонщиком (то есть снижает необходимый запас характеристической скорости [14] или delta-V), также это позволяет ставить сразу на первую ракетную ступень ЖРД [15] с вакуумными соплами, которые имеют больший удельный импульс [16], что увеличивает эффективность двигателя и также снижает вес ракеты. При этом двигатели самолётов, такие как турбореактивные (ТРД [17]), прямоточные (ПВРД [18]) и даже гиперзвуковые (ГПВРД [8]) — хоть и имеют удельный импульс, падающий с ростом скорости, но он всё равно остаётся существенно выше чем у ЖРД до 10 скоростей звука (10М [6]):

Кроме этого до 1993 года [19] посадка ракетной ступени на двигателях казалась слишком сложной и не рассматривалась как перспективное направление для многоразовых космических систем. Так что подавляющее большинство многоразовых проектов до этого момента так или иначе опирались на концепцию конструкции с крыльями или несущим корпусом [20] и горизонтальную посадку.
Сравнение [21] выгоды воздушного старта от максимальной скорости самолёта-разгонщика:
| Скорость разделения | 0,75М | 2,5М | 3,1М | 6М |
|---|---|---|---|---|
| Высота разделения | 9 км | 20 км | 22 км | 26 км |
| Необходимая delta-V | 8,51 км/с | 7,49 км/с | 6,47 км/с | 5,59 км/с |
| Доля от delta-V у земли | 92% | 82% | 78% | 67% |
Как видно из таблицы — скорость в 6М позволяет экономить целую треть от всех расходов для выхода на низкую опорную орбиту (НОО [22]), что для трёхступенчатой ракеты означает что при старте с такого гиперзвукового самолёта мы фактически можете выкинуть первую ступень (которая вносит максимальную долю в общую стоимость ракеты-носителя). Для скоростей порядка 2-2,5М было построено два пассажирских самолёта и бесчисленное число военных, и даже для скоростей чуть выше 3М в СССР и США было изготовлено как минимум по одному самолёту (о которых ниже), характеристики которых позволяли нести значительную нагрузку. При этом на таких скоростях мы всё ещё имеем 20% экономии от необходимой скорости.
Казалось бы, и дозвуковой старт позволяет экономить не мало (вплоть до 10%) — но в данном случае проявляется сразу несколько проблем: для того чтобы получить максимальную выгоду при старте с ограничением ≤1М нам надо забраться как можно выше. Но из-за падения давления воздуха на высоте скорость сваливания [23] (минимальная скорость) нашего самолёта начинает расти, при этом скорость звука [24] (максимальная скорость) наоборот начинает падать. Наиболее показательным в этом планет стал разведывательный самолёт Локхид У-2 [25], который забирался на высоту до 21 км. При крейсерской скорости в 805 км/ч у него было безопасное окно скорости всего в 19 км/ч (который после модернизации самолёта и увеличения его массы уменьшился ещё), выход из которого грозил сваливанием в штопор или даже разрушением самолёта. Этому графику безопасных величин сходящемуся с увеличением высоты в одну точку пилоты дали весьма красочное название «гробовой угол» [26] — от части за то что при испытаниях самолёта из-за этого эффекта погибли три [27] лётчика-испытателя. Для стратегического разведчика с такой опасностью можно было мириться, но для обычного коммерческого «космического извозчика» — это оказывается чрезмерный риск.
Таким образом все современные проекты воздушного старта оказываются ограничены практическим потолком транспортных самолётов, составляющим обычно 10-12 км. На этой высоте у вакуумного сопла ЖРД всё ещё есть существенные потери в эффективности, что означает более медленный старт и большие потери в момент старта ракеты (когда доля потерь и так больше всего). Таким образом нам надо или использовать специально разработанные [28] для таких больших перепадов высот двигатели или делать двигатель с «промежуточным» соплом. Это вынуждает нас фактически делать специализированную ракету-носитель для воздушного старта которая не будет иметь унификации с наземными образцами, или использовать существующие на данный момент компоненты ракет наземного старта не оптимальные для воздушного и терять таким образом значительную часть от его преимуществ.
Ракетоплан X-15

Сбрасывался из-под крыла одного из двух выделенных для этого бомбардировщиков B-52 [29] на высоте 13,7 км при скорости около 800 км/ч. После этого ракетоплан запускал свой ЖРД на компонентах этанол/кислород и в зависимости от плана полёта набирал максимальную высоту или скорость, после чего планировал на дно солёного озера и садился на переднюю колёсную стойку и две задних лыжи. Всего ракетопланов было три: 1) X-15-1 — базовая модель совершившая 82 полёта; 2) X-15A-2 — версия сделавшая в общей сложности 53 вылета, на которую в ходе полётов установили дополнительные сбрасываемые баки и абляционную защиту, с помощью которых Уильям Найт [30] смог достигнуть скорости 7247 км/ч в полёте №188; 3) X-15-3 — версия использовавшаяся для высотных полётов, на нём в полётах №90 и 91 Джозеф Уокер [31] смог забраться на высоту выше 100 км — за общепринятую границу космоса (линию Кармана [32]), больше этого не удалось сделать никому за 199 полётов 3-х ракетопланов.
Полёты продолжались [33] с 8 июня 1959 года до 24 октября 1968 года, после 6 переносов 200-го полёта из-за разных причин он был отменён вместе со всей программой 20 декабря 1968 года. В полёте №4 5 ноября 1959 года Скотту Кроссфильду [34] пришлось аварийно садиться из-за небольшого пожара. Не рассчитанный на посадку с полными баками ракетоплан X-15-1 переломился, но лётчик при этом не пострадал. На восстановление повреждений ушло 2,5 месяца. В полёте №74 9 ноября 1962 года двигатель ракетоплана X-15A-2 не смог выйти на полную мощность, из-за чего решено было садиться в не плановом месте и с превышением лимитов по массе и скорости, от чего ракетоплан при посадке перевернулся и загорелся, лётчик Джон Маккей [35] получил серьёзные увечья. Ракетоплан X-15-3 был вовсе потерян в полёте №191 15 ноября 1967 года, когда при входе в атмосферу он попал в штопор, лётчик Майкл Адамс [36] погиб. Оба оставшихся целыми X-15 сейчас экспонируются в музеях.

X-15 мог с трудом мог добраться до космоса (что сейчас легко делает New Glenn [37] стартующий с земли) так как его топливо было далёким от идеала, имея удельный импульс [16] всего в 276 сек. Это позволяло ракетоплану иметь запас характеристической скорости [14] 2,4 км/с — намного меньше минимальных необходимых для выхода на орбиту 7,8 км/с. Но для этой проблемы было элегантное решение: предполагалось разработать для ракетоплана X-15-3 дельтовидные крылья, рассчитанные на большие скорости, а сам ракетоплан собирались запускать с дополнительной ракетной ступенью со спины стратегического бомбардировщика XB-70 «Валькирия». Новые крылья для ракетоплана продувались в аэродинамической трубе с 1966 года вплоть до катастрофы X-15-3 поставившей точку на этой идее.

Лётные испытания двух построенных «Валькирий» шли нормально вплоть до 14 октября 1965 года, когда у первого образца при испытаниях на скорости >3М набегающий поток воздуха сорвал с левого крыла 60 см его сотовой конструкции. Скорость этого прототипа решено было ограничить М=2,5. При совместных показательных полётах второго образца «Валькирии» и F-104 «Старфайтер» [38] 8 июля 1966 года последний засосало и ударило об крыло «Валькирии» турбулентным потоком. Пилотировавший F-104 Джосеф Уокер (поставивший рекорд высоты на X-15) погиб при ударе, «Валькирия» от полученных повреждений свалилась в плоский штопор и разбилась, один из двух её пилотов не смог катапультироваться и также погиб.
Полёты оставшейся «Валькирии» продолжались до 4 февраля 1969 года уже с ограничениями скорости, пока этот проект и вовсе не был закрыт тогдашним министром обороны Робертом Макнамарой [39] вместе с другим примечательным проектом — космопланом X-20 «Динозавр» [40].

Параллельно со сбросами ракетопланов «Стратосферные крепости» B-52 участвовали в испытаниях NASA аппаратов с несущим корпусом названных за их форму и посредственную аэродинамику «летающими ванными» — корабли серии M2-F1 [41], M2-F2 [42] и M2-F3 [43] (по центру). Как высказывался об этом летательном аппарате Милтон Томпсон [44]: «если бы человек выпал из B-52 в момент отделения M2-F1 от самолёта, то аппарат опередил бы его у Земли». В дальнейшем аэродинамику улучшили, благодаря чему появились HL-10 [45] (справа) и X-25A [46] (слева), но все эти аппараты имели лишь небольшие двигатели и предназначались исключительно для исследования аэродинамики при спуске с орбиты что, в итоге легло в основу конструкции «Спейс Шаттла» [47]. Так что рекордом для всех трёх аппаратов стали результаты в 1976 км/ч по скорости и 27524 м по высоте показанные на HL-10 в полётах 18 и 27 февраля 1970 года соответственно.
«Спираль»
Сердцем программы должен был стать гиперзвуковой самолёт-разгонщик, который должен был развивать 4-6М. В начале этот проект хотели поручить ОКБ Туполева (уже занимавшемся в тот момент Ту-144 [48]) но в итоге он от него отказался. Проект приняло ОКБ Микояна которое проводило продувки моделей самолёта в аэродинамической трубе вплоть до закрытия проекта. Самолёт-разгонщик разгонялся с помощью разгонной тележки до скорости 400 км/ч после чего запускал свои двигатели и отрывался от земли. Для улучшения аэродинамики после взлёта нос самолёта поднимался, ограничивая тем самым обзор в низ — такой вариант использовался на Ту-144 и «Конкорде» [49], а для советского бомбардировщика Т-4 [50] пошли ещё дальше и сделали кабину полностью закрывающейся.
Так как базовое топливо для ракетных ступеней (фтор/водород) и топливо для ГПВРД самолёта-разгонщика (водород) до этого не применялось для этих целей — решено было на начальном этапе разработать промежуточный вариант системы с несколько худшими показателями. Однако даже этот промежуточный вариант должен был стать по многим показателям лучше всего что было создано до этого, а основной вариант системы и вовсе поражает воображение:
| Характеристики | Промежуточный вариант | Основной вариант |
|---|---|---|
| Топливо разгонщика | керосин | водород |
| Топливо ускорителей | кислород/водород | фтор/водород |
| Скорость разгонщика | 1200 м/с (4М) | 1600 м/с (6М) |
| Высота отделения | 22-24 км | 28-30 км |
| Масса взлётная (общая) | 130 тонн | 115 тонн |
| Масса корабля | 6,8 тонны | 8,8-10,3 тонны |
| Масса полезного груза | - | 0,5-2 тонны |
Таким образом данная система могла вывести на орбиту груз в 10+ тонн при стартовой массе всего в 115 тонн — то есть полезный груз составлял около 10% стартовой массы! Это является просто немыслимым показателем для современных химических ракет, которые выводят на орбиту в среднем 3,5% от собственной массы (и только у самой тяжёлой версии полностью водородной Delta IV [51] этот показатель достигает 3,9%). Такие характеристики достигались ГПВРД [8] самолёта-разгонщика, которому не надо было тащить с собой в стратосферу окислитель, и фторным топливом ракетных ступеней которое имело удельный импульс в 479 сек в вакууме.
Не смотря на одновременный старт создания разгонщика, двигателей к нему и орбитального корабля, к закрытию проекта в начале 70-х двигатель был не готов, продувки моделей разгонщика продолжались до 1975 года, а только 25 апреля этого года (уже после официального закрытия проекта) — самолёт-аналог МиГ-105.11 был передан с завода-изготовителя для испытаний.
В первые самолёт-аналог МиГ-105.11 был сброшен с Ту-95КМ в своём 11 совместном полёте 27 октября 1977 года, после чего приземлился ВПП Грошево. Испытания аналога проходили до 13 сентября 1978 года, когда из-за ошибки руководителя полёта при заходе на посадку по неправильному курсу в вечернее время пилота ослепило Солнце, в результате чего произошла жёсткая посадка повредившая шасси. 24 октября самолёт был отправлен на подвесе того же Ту-95КМ на Тушинский машиностроительный завод для ремонта. Хотя самолёт-аналог в дальнейшем и отремонтировали, однако этот полёт на ТМЗ так и остался для МиГ-105.11 последним.
После официального закрытия проекта оставалась надежда на использования для старта орбитального корабля самолётов из других проектов, более всего на эту роль подходил проект Т-4 [50] ОКБ Сухого, история которого по своему интересна. Так как у СССР не было возможности создать столь большое число авианосных группировок сколько было у США, для борьбы с ними требовалось найти какой-то другой способ. Обычное ядерное оружие для этих целей не подходило, так как за время между получением информации о место положении авианосца и подлётом ракеты он мог выйти из радиуса поражения. Поэтому было предложено для этой цели создание небольшой группировки стратегических бомбардировщиков с ядерным ракетным вооружением.
Расчёты показывали, что для прорыва ПВО авианосного соединения они должны были иметь весьма высокую скорость — порядка 3М. В конкурсе участвовало 3 конструкторских бюро: ОКБ Туполева с проектом Ту-135, ОКБ Яковлева с проектом Як-35 [53] и ОКБ Сухого с проектом Т-4 [50]. В итоге выиграл проект ОКБ Сухого, а сам Сухой и Туполев при этом поссорились, что привело к их знаменитому разговору при обсужденАии будущего данного проекта:
Туполев: «Сухой — мой ученик, я его знаю — он с темой не справится.»
Сухой: «Именно потому, Андрей Николаевич, что я ваш ученик, я с ней справлюсь.»
В итоге один экземпляр Т-4 всё-таки был построен и проходил испытания вплоть до перехода на сверхзвук, но из-за того, что Туполев в итоге смог добиться того чтобы новые образцы Т-4 не стали производить на Казанском авиационном заводе [54] — проект в итоге затормозился и вскоре был закрыт.
Для дальнейших испытаний орбитального корабля уже были изготовлен МиГ-105.12 (для испытаний на сверхзвуке) и приступили к строительству МиГ-105.13 (уже для испытаний на гиперзвуке). Оба этих аналога не были закончены до конца к моменту начала строительства «Бурана», когда их строительство полностью было свёрнуто, при этом третий аналог всё же проходил испытания в термобарокамере в то время как второй просто простоял на ТМЗ до конца 70-х. Сейчас единственный летавший экземпляр МиГ-105.11 стоит в Центральном музее военно-воздушных сил [56] в Монино, бок о бок с Т-4 [50] и со сверхзвуковым пассажирским Ту-144 (история которого была немногим удачливее).
МАКС
Проект предусматривающий старт с АН-325 (увеличенной версии АН-225 [58], построенный для перевозки «Бурана», центрального бака ракета-носителя «Энергия» и других негабаритных грузов весом до 250 тонн которых он может нести внутри фюзеляжа или на внешней подвеске). Конструкция общим весом в 275 тонн включающая бак, орбитальный корабль и 7 тонн полезной нагрузки должны были выходить на орбиту благодаря уникальному в своём роде двухкамерному двигателю РД-701 [59] работавший на компонентах топлива керосин+водород/кислород. Двигатель имел два режима: в первом из них для увеличения тяги в обе камеры подавалась значительная доля керосина (что обеспечивала в 2,5 раза большую тягу), при этом в дальнейшем двигатель переходил на второй режим в котором подача керосина полностью прекращалась (обеспечивая на 10% больший удельный импульс):
| РД-701 | 1-й режим | 2-й режим |
|---|---|---|
| Тяга, тс | 408 | 160 |
| Удельный импульс в вакууме, сек | 415 | 460 |
| Давление в камере сгорания, атм. | 298 | 148 |
Проект имел широкую известность, но так и не получил должного финансирования. Не смотря на свой уникальный двигатель проект наследует все технические недостатки дозвукового носителя, а также имеет свой собственный — это трёхкомпонентный бак, в котором надо обеспечивать теплоизоляцию трёх компонентов топлива (водород, кислород, керосин) которые должны храниться при разных температурах (около 20К, 50К и 300К соответственно). Намного более перспективным в данном плане (по моему личному мнению конечно) мог бы стать полный отказ от самолёта-носителя в пользу наземного старта, с использованием сбрасываемых баков и сохранением одноступенчатой схемы — это позволило бы решить проблему теплоизоляции стандартными системами дренажа (когда разогреты компоненты топлива сбрасываются, а баки подпитываются за счёт наземных систем до момента пуска).
Европейских проектов было сразу несколько:

Проект RT-8 немецкой фирмы «Юнкерс» [60] — предусматривал старт двухступенчатой крылатой ракеты с 3-километровой тележки с разгоном до 900 км/ч, также рассматривался воздушный старт. Обе ступени предполагали посадку на землю, вторая ступень предполагала вывод чуть менее 3 тонн на орбиту, также предусматривался перелив топлива водород/кислород из 1-й ступени во 2-ю. Проект завершился с закрытием фирмы в 1969 году.

Оригинальный проект MUSTARD [61] британской авиастроительной фирмы BAC [62] — предусматривавший запуск трёх одинаковых аппаратов общим весом около 424 тонны. После набора 2 км/с скорости и 56 км высоты двигатели отключались, и два крайних аппарата перекачивали оставшееся топливо водород/кислород в средний аппарат, после чего отделялись и садились по-самолётному. Полезная нагрузка должна была достигать 5 тонн, проект не вышел за стадию начальной конструкторской проработки, но получил значительную известность в СМИ.

Британский проект EAG.4396 предусматривавший запуск корабля и ракетной ступени с самолёта при скорости 4М. Ракетная ступень имела в качестве топлива керосин/кислород и два сбрасываемых бака. По проекту прорабатывались разные варианты корабля/ракеты в качестве носителя, но из-за его военной направленности о нём практически ничего не известно.
Проект «Le transporteur aerospatial» французской фирмы Dassault Aviation [63] — это самолёт-разгонщик с ПВРД, разгонная ступень и ракетоплан в которых в качестве топлива должен был использоваться водород на всех стадиях.
Это ракета-носитель «Pegasus XL» [64] — это запускаемая на высоте 12,4 км с модифицированного широкофюзеляжного пассажирского самолёта Lockheed L-1011 «Трайстар» [65] ракета-носитель сверхлёгкого класса. Вес ракеты составляет 23,12 тонны, а полезная нагрузка может достигарть 443 кг. С 1990 года было запущено всего 43 [66] ракеты этого класса, при этом с середины 2013 года у Orbital ATK было всего 2 контракта с NASA по которым за 55 млн $ был запущен спутник CYGNSS 15 декабря 2016 года, а 8 декабря 2017 года должен полететь спутник ICON уже по цене 56,3 млн $, после чего у фирмы вовсе не остаётся контрактов. И это не удивительно: после появления на рынке SpaceX запускающей для NASA тонны грузов по цене в районе 87 млн $ [67], смысл от использования «Пегасов» практически пропал. А для коммерческих заказчиков, которым запуск на ракете Falcon 9 обходится в 62 млн $ [68] — «Пегас» выглядит ещё более неприглядным предложением.
Запуск 8 микроспутников в 28,9 кг каждый по миссии слежения за ураганами CYGNSS [69] от NASA
Несмотря на это фирма не отказываться [70] от своей крылатой ракеты и даже подписала в октябре 2016 года договор на их запуски с самого большого в мире самолёта Stratolaunch [71] позволяющей нести по 3 «Пегаса» сразу. Но с новостями о первых тестах ракеты «Электрон» [72] от Rocket Lab [73], возвратом [74] к полётам японской ракеты SS-520-4 [75] до конца 2017 года, первыми суборбитальными полётами ракеты Vector-R [76] и готовящейся к полётам Firefly Alpha [77] (имеющим тот же класс грузоподъёмности, но в 6-10 раз меньшую стоимость) — шансов у этого проекта практически не остаётся.

Проект швейцарского суборбитального корабля SOAR [78], использовавший в себе наработки другого европейского проекта «Гермес» [79]. Предполагалось что суборбитальный корабль будет запускать дополнительную ракетную ступень (которую по договору должна была производить РКК «Энергия» [80]) что позволяло бы выводить до 250 кг на орбиту. Первые тестовые полёты должны были стартовать в 2016 году, но из-за финансовых проблем к концу этого года фирма объявила о банкротстве. Дальнейшая судьба проекта находится под вопросом.
Это другая перспективная ветвь развития средств вывода на орбиту именуемая «single-stage-to-orbit» — выход одной ступенью на орбиту. Главной проблемой при данном подходе является необходимость набрать 7,8 км/с орбитальной скорости и 200 км высоты необходимых для опорной орбиты [22], при этом гравитационные [82] и аэродинамические потери приводят к тому что такой корабль должен иметь запас характеристической скорости [14] в 9-10 км/с.
Это весьма жёсткие условия для корабля с ЖРД [15], так как для самой эффективной топливной пары водород/кислород которая используется на данный момент, имеет удельный импульс 3816 м/с на уровне моря и 4462 м/с [83] в вакууме — по формуле Циолковского [84] выходит, что корабль должен в таком раскладе иметь соотношение собственной массы к массе топлива около 1:10 а то и больше — то есть на двигатели, баки, систему управления и полезную нагрузку должно приходиться меньше 10% массы. При этом массовое совершенство современных ракет использующие алюминий-литиевые сплавы и углеволокно достигает 5% [85] от веса только при компонентах керосин/кислород, а в случае водород/кислородного топлива — этот показатель оказывается ещё меньше. То есть на полезную нагрузку практически ничего не остаётся. При этом реальная возможность реализации такого проекта появилась совсем недавно, с первыми экспериментами по использованию в качестве конструкционного материала для самой ракеты и её баков углеродного волокна — прежние материалы не давали шансов получить необходимого массового совершенства.

X-30 [86] — проект многоразового корабля, прорабатывавшийся в 1982-1993 годах. В качестве двигателя в проекте предлагалось использовать ГПВРД, для охлаждения обшивки и рекуперации энергии — предлагалось прокачивать под обшивкой водород, который после нагрева должен был выбрасываться позади корабля создавая дополнительную тягу. В качестве обшивки рассматривались сплавы титана и алюминия и карбон-карбоновые композиты [87] (использовавшиеся также в Шаттлах и на Буране). Проект был закрыт из-за технических проблем — в частности отсутствия действующих образцов ГПВРД, которые в дальнейшем были разработаны и произведены в проектах X-43 [9] и X-51 [10].
Проект «КОРОНА» [89] от «ГРЦ Макеева» [90] прорабатывавшийся с 1992 по 2012 год — это одноступенчатая ракета-носитель около 300 тонн веса которая по мере развития проекта (и перехода с алюминий/магниевых сплавов на углепластик) полезная нагрузка росла с 1 до 7,5 тонн груза. Проект не получил должного финансирования и был закрыт в 2013 году.

Британский проект HOTOL [91] стартовавший в 1982 году, и его идеологический наследник Skylon [92] стартовавший в 2004 году и должен привести к первым испытательным полётам в районе 2025 года — это проект многоразового космического корабля с гибридными водородными двигателями, которые должны работать до скорости в 5,4М и высоты в 26 км, после чего переходить на использования собственных баков с кислородом. Корабль должен доставлять до 17 тонн на НОО и до 7,3 тонн на ГПО. Общая стоимость проекта оценивается в 12 млрд $, по планам корабль должен использоваться до 200 раз.
Проект «Дельта клиппер» [19]

Также именуемый просто как DC-X, этот проект стал первой попыткой продемонстрировать жизнеспособность идеи SSTO «в металле», и первой ракетой которая села на реактивной тяге 18 августа 1993 года (став тем самым основой для «Кузнечика» [93] от SpaceX). По программе было осуществлено 5 полётов последний из которых закончился жёсткой посадкой, повредившей корпус ракеты. Данный испытательный образец решено было не восстанавливать, а изготовить новый (DC-XA) который на свой 3-й полёт смог подняться на высоту в 3140 метров (в 4 раза выше полётов «Кузнечика»), но посадке после следующего полёта одна из опорных ног не вышла из-за чего ракета упала и загорелась (что усугубилось утечкой из бака кислорода). Хотя затраты на проект на тот момент составляли всего 110 млн $ (в пересчёте на текущие цены) — от проекта было решено отказаться в пользу следующего в списке:

Сравнение размеров X-33, VentureStar и Шаттла
Американский проект VentureStar [94] — стартовавший в 1992 году, был весьма немалых размеров как можно судить по схеме: при стартовой массе в тысячу тонн 20 из них должны приходиться на полезную нагрузку. По проекту должен был быть построен и испытан его уменьшенный аналог — X-33 [95], после чего к 2004 году должен был быть построен уже полноразмерный корабль. Из-за проблем с композитным баком жидкого водорода и другими техническими проблемами X-33 так и не был достроен, что вызвало отмену всего проекта. В дальнейшем NASA удалось решить проблему с композитными баками и ряд других проблем — но было уже поздно. На основе наработок этих проектов сейчас разрабатывается проект XS-1 [96] под эгидой DARPA [97]:

P.S. Если вас заинтересовала тема воздушного старта — я бы вам порекомендовал книгу «Космические крылья» В.П. Лукашевича и И.Б. Афанасьева, где тема существовавших ранее проектов (вроде X-15 и «Спирали» и множества других) освещается намного подробнее.
Автор: Денис Нырков
Источник [98]
Сайт-источник PVSM.RU: https://www.pvsm.ru
Путь до страницы источника: https://www.pvsm.ru/fizika/266773
Ссылки в тексте:
[1] Image: https://habrastorage.org/webt/59/f1/35/59f1354ab5ae5609687206.jpeg
[2] Ту-95КМ: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D1%83-95#.D0.9C.D0.BE.D0.B4.D0.B8.D1.84.D0.B8.D0.BA.D0.B0.D1.86.D0.B8.D0.B8
[3] МиГ-105.11: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B8%D0%93-105
[4] «Спираль»: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%D0%B8%D1%80%D0%B0%D0%BB%D1%8C_(%D0%B0%D0%B2%D0%B8%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%BE-%D0%BA%D0%BE%D1%81%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0)
[5] самолёт-разгонщик: http://www.buran.ru/htm/spiral.htm
[6] 6М: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A7%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%BE_%D0%9C%D0%B0%D1%85%D0%B0
[7] его копий: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%D0%B8%D1%80%D0%B0%D0%BB%D1%8C_(%D0%B0%D0%B2%D0%B8%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%BE-%D0%BA%D0%BE%D1%81%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0)#.D0.A5.D0.BE.D0.B4_.D0.BF.D1.80.D0.BE.D0.B5.D0.BA.D1.82.D0.B0
[8] ГПВРД: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B8%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B7%D0%B2%D1%83%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B9_%D0%BF%D1%80%D1%8F%D0%BC%D0%BE%D1%82%D0%BE%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B2%D0%BE%D0%B7%D0%B4%D1%83%D1%88%D0%BD%D0%BE-%D1%80%D0%B5%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C
[9] X-43: https://ru.wikipedia.org/wiki/NASA_X-43
[10] X-51: https://ru.wikipedia.org/wiki/Boeing_X-51
[11] SpaceX: https://ru.wikipedia.org/wiki/Falcon_9
[12] Blue Origin: https://ru.wikipedia.org/wiki/New_Glenn
[13] Индии: https://ru.wikipedia.org/wiki/RLV-TD
[14] характеристической скорости: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A5%D0%B0%D1%80%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%BA%D0%BE%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C_%D0%BE%D1%80%D0%B1%D0%B8%D1%82%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%BC%D0%B0%D0%BD%D1%91%D0%B2%D1%80%D0%B0
[15] ЖРД: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%96%D0%B8%D0%B4%D0%BA%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%BA%D0%B5%D1%82%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C
[16] удельный импульс: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B8%D0%BC%D0%BF%D1%83%D0%BB%D1%8C%D1%81
[17] ТРД: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D1%83%D1%80%D0%B1%D0%BE%D1%80%D0%B5%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C
[18] ПВРД: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D1%8F%D0%BC%D0%BE%D1%82%D0%BE%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B2%D0%BE%D0%B7%D0%B4%D1%83%D1%88%D0%BD%D0%BE-%D1%80%D0%B5%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C
[19] 1993 года: https://en.wikipedia.org/wiki/McDonnell_Douglas_DC-X
[20] несущим корпусом: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B5%D1%81%D1%83%D1%89%D0%B8%D0%B9_%D0%BA%D0%BE%D1%80%D0%BF%D1%83%D1%81
[21] Сравнение: http://www.griffshp.com/belchja/forums/ben%20donahue%20aiaa%20jsr%20air-launch%20april%202004.pdf
[22] НОО: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B8%D0%B7%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%BE%D0%BF%D0%BE%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BE%D1%80%D0%B1%D0%B8%D1%82%D0%B0
[23] сваливания: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B2%D0%B0%D0%BB%D0%B8%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5
[24] скорость звука: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BA%D0%BE%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C_%D0%B7%D0%B2%D1%83%D0%BA%D0%B0
[25] Локхид У-2: https://ru.wikipedia.org/wiki/Lockheed_U-2
[26] «гробовой угол»: https://en.wikipedia.org/wiki/Coffin_corner_(aerodynamics)
[27] три: https://www.popmech.ru/weapon/9007-legkokrylaya-ledi-drakon-legendarnyy-samolet-shpion/
[28] пециально разработанные: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BB%D0%B8%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B7%D0%B4%D1%83%D1%88%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%BA%D0%B5%D1%82%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C
[29] B-52: https://ru.wikipedia.org/wiki/Boeing_B-52_Stratofortress
[30] Уильям Найт: https://en.wikipedia.org/wiki/William_J._Knight
[31] Джозеф Уокер: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D0%BE%D0%BA%D0%B5%D1%80,_%D0%94%D0%B6%D0%BE%D0%B7%D0%B5%D1%84
[32] линию Кармана: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D1%8F_%D0%9A%D0%B0%D1%80%D0%BC%D0%B0%D0%BD%D0%B0
[33] Полёты продолжались: https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_X-15_flights
[34] Скотту Кроссфильду: https://en.wikipedia.org/wiki/Albert_Scott_Crossfield
[35] Джон Маккей: https://en.wikipedia.org/wiki/John_B._McKay
[36] Майкл Адамс: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%B4%D0%B0%D0%BC%D1%81,_%D0%9C%D0%B0%D0%B9%D0%BA%D0%BB_%D0%94%D0%B6%D0%B5%D0%B9%D0%BC%D1%81
[37] New Glenn: https://ru.wikipedia.org/wiki/New_Shepard
[38] F-104 «Старфайтер»: https://ru.wikipedia.org/wiki/Lockheed_F-104_Starfighter
[39] Робертом Макнамарой: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D0%BA%D0%BD%D0%B0%D0%BC%D0%B0%D1%80%D0%B0,_%D0%A0%D0%BE%D0%B1%D0%B5%D1%80%D1%82_%D0%A1%D1%82%D1%80%D0%B5%D0%B9%D0%BD%D0%B4%D0%B6
[40] X-20 «Динозавр»: https://ru.wikipedia.org/wiki/X-20_Dyna_Soar
[41] M2-F1: https://en.wikipedia.org/wiki/NASA_M2-F1
[42] M2-F2: https://en.wikipedia.org/wiki/Northrop_M2-F2
[43] M2-F3: https://en.wikipedia.org/wiki/Northrop_M2-F3
[44] Милтон Томпсон: https://en.wikipedia.org/wiki/Milton_Orville_Thompson
[45] HL-10: https://en.wikipedia.org/wiki/Northrop_HL-10
[46] X-25A: https://en.wikipedia.org/wiki/Martin_Marietta_X-24
[47] «Спейс Шаттла»: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%D0%B5%D0%B9%D1%81_%D1%88%D0%B0%D1%82%D1%82%D0%BB
[48] Ту-144: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D1%83-144
[49] «Конкорде»: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BD%D0%BA%D0%BE%D1%80%D0%B4
[50] Т-4: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2-4_(%D1%81%D0%B0%D0%BC%D0%BE%D0%BB%D1%91%D1%82)
[51] Delta IV: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D1%82%D0%B0-4
[52] Image: https://habrastorage.org/webt/r6/il/it/r6ilitxrma0taxojn2rk95cvbci.jpeg
[53] Як-35: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AF%D0%BA-35
[54] Казанском авиационном заводе: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B0%D0%B7%D0%B0%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%B0%D0%B2%D0%B8%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B7%D0%B0%D0%B2%D0%BE%D0%B4_%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D0%B8_%D0%A1._%D0%9F._%D0%93%D0%BE%D1%80%D0%B1%D1%83%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%B0
[55] Image: https://habrastorage.org/webt/59/f1/34/59f1349d30328196851783.jpeg
[56] Центральном музее военно-воздушных сил: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A6%D0%B5%D0%BD%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BC%D1%83%D0%B7%D0%B5%D0%B9_%D0%92%D0%BE%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE-%D0%B2%D0%BE%D0%B7%D0%B4%D1%83%D1%88%D0%BD%D1%8B%D1%85_%D1%81%D0%B8%D0%BB_%D0%A0%D0%A4
[57] Image: https://habrastorage.org/webt/u1/tb/5g/u1tb5g6a7xedcd48pyyfihtm3yu.jpeg
[58] АН-225: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BD-225
[59] РД-701: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%94-701
[60] «Юнкерс»: https://ru.wikipedia.org/wiki/Junkers
[61] MUSTARD: https://en.wikipedia.org/wiki/MUSTARD
[62] BAC: https://ru.wikipedia.org/wiki/British_Aircraft_Corporation
[63] Dassault Aviation: https://ru.wikipedia.org/wiki/Dassault_Aviation
[64] «Pegasus XL»: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B5%D0%B3%D0%B0%D1%81_(%D1%80%D0%B0%D0%BA%D0%B5%D1%82%D0%B0-%D0%BD%D0%BE%D1%81%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C)
[65] L-1011 «Трайстар»: https://ru.wikipedia.org/wiki/Stargazer_(%D0%B2%D0%BE%D0%B7%D0%B4%D1%83%D1%88%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D1%81%D1%83%D0%B4%D0%BD%D0%BE)
[66] всего 43: https://en.wikipedia.org/wiki/Pegasus_(rocket)#Launch_history
[67] в районе 87 млн $: https://www.nasa.gov/press/2014/december/nasa-awards-launch-services-contract-for-transiting-exoplanet-survey-satellite
[68] обходится в 62 млн $: http://www.spacex.com/about/capabilities
[69] CYGNSS: https://ru.wikipedia.org/wiki/CYGNSS
[70] не отказываться: https://spaceflightnow.com/2016/12/27/orbital-atk-has-no-plans-phase-out-seldom-used-pegasus-rocket/
[71] Stratolaunch: https://ru.wikipedia.org/wiki/Scaled_Composites_Stratolaunch_Model_351
[72] «Электрон»: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BD_(%D1%80%D0%B0%D0%BA%D0%B5%D1%82%D0%B0-%D0%BD%D0%BE%D1%81%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C)
[73] Rocket Lab: https://en.wikipedia.org/wiki/Rocket_Lab
[74] возвратом: http://spacenews.com/japanese-company-plans-second-launch-of-privately-funded-sounding-rocket-this-year/
[75] SS-520-4: https://ru.wikipedia.org/wiki/SS-520-4
[76] Vector-R: https://en.wikipedia.org/wiki/Vector-R
[77] Firefly Alpha: https://ru.wikipedia.org/wiki/Firefly_Aerospace#Firefly_Alpha
[78] SOAR: https://en.wikipedia.org/wiki/SOAR_(spaceplane)
[79] «Гермес»: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B5%D1%80%D0%BC%D0%B5%D1%81_(%D0%BA%D0%BE%D1%81%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%BA%D0%BE%D1%80%D0%B0%D0%B1%D0%BB%D1%8C)
[80] РКК «Энергия»: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B8%D1%8F_(%D0%BA%D0%BE%D1%80%D0%BF%D0%BE%D1%80%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F)
[81] SSTO:: https://en.wikipedia.org/wiki/Single-stage-to-orbit
[82] гравитационные: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%B8%D1%82%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%BF%D0%BE%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8
[83] 4462 м/с: https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid_rocket_propellant#Bipropellants
[84] формуле Циолковского: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%BE%D1%80%D0%BC%D1%83%D0%BB%D0%B0_%D0%A6%D0%B8%D0%BE%D0%BB%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B3%D0%BE
[85] 5%: https://en.wikipedia.org/wiki/Falcon_9_Full_Thrust#Vehicle_specifications
[86] X-30: https://ru.wikipedia.org/wiki/Rockwell_X-30
[87] карбон-карбоновые композиты: https://en.wikipedia.org/wiki/Reinforced_carbon%E2%80%93carbon
[88] Image: https://habrastorage.org/webt/vw/l0/pv/vwl0pv4kqvvi6py62swc24o9kic.jpeg
[89] «КОРОНА»: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%9E%D0%A0%D0%9E%D0%9D%D0%90_(%D1%80%D0%B0%D0%BA%D0%B5%D1%82%D0%B0-%D0%BD%D0%BE%D1%81%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C)
[90] «ГРЦ Макеева»: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%BE%D1%81%D1%83%D0%B4%D0%B0%D1%80%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%BA%D0%B5%D1%82%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%86%D0%B5%D0%BD%D1%82%D1%80
[91] HOTOL: https://ru.wikipedia.org/wiki/HOTOL
[92] Skylon: https://ru.wikipedia.org/wiki/Skylon
[93] «Кузнечика»: https://ru.wikipedia.org/wiki/Grasshopper_(%D1%80%D0%B0%D0%BA%D0%B5%D1%82%D0%B0)
[94] VentureStar: https://ru.wikipedia.org/wiki/VentureStar
[95] X-33: https://ru.wikipedia.org/wiki/Lockheed_Martin_X-33
[96] XS-1: https://en.wikipedia.org/wiki/XS-1_(spacecraft)
[97] DARPA: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D0%BF%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D0%BF%D0%B5%D1%80%D1%81%D0%BF%D0%B5%D0%BA%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D1%8B%D1%85_%D0%B8%D1%81%D1%81%D0%BB%D0%B5%D0%B4%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D1%81%D0%BA%D0%B8%D1%85_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B5%D0%BA%D1%82%D0%BE%D0%B2_%D0%9C%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D1%80%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B0_%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%BD%D1%8B_%D0%A1%D0%A8%D0%90
[98] Источник: https://geektimes.ru/post/294307/
Нажмите здесь для печати.