В списке стран, лидирующих в разработке инновационных технологий для аэрокосмической отрасли, Австралия обычно не упоминается в числе первых. Однако, практически не привлекая внимания общественности, в этой стране уже более двух десятилетий функционирует одна из ведущих в мире инженерных школ, специализирующаяся на создании гиперзвуковых двигателей. Среди наиболее значимых проектов этой школы – уникальный самолет-носитель, предназначенный для вывода космических спутников на орбиту, который в будущем станет платформой для пассажирского лайнера, способного преодолевать Тихий океан за два с половиной часа.
Компания Hypersonix Launch Systems появилась в 2019 году и за прошедшее время довольно редко подавала признаки жизни в медиапространстве. Но на прошлой неделе австралийский инженерный стартап выпустил сразу три пресс-релиза, как бы напоминая миру, что работа по созданию революционной аэрокосмической техники продолжается полным ходом. А проект Hypersonix — воздушно-космическая система Wirraway, — бесспорно, производит привлекательное впечатление.
Идея эта, казалось бы, не представляет собой нечто принципиально новое: использование самолета-носителя для вывода малогабаритных полезных грузов в космос по трехступенчатой схеме. Однако интересные особенности кроются, как это часто бывает, в нюансах. Прежде всего, самолет-носитель Delta Velos в схеме Wirraway — не является заменой начального уровня, как это часто происходит (например, при использовании ракет Pegasus и LauncherOne), а также является полноценной второй частью всей системы. Кроме того, ключевой особенностью этого летательного аппарата является силовая установка, состоящая из четырех гиперзвуковых прямоточных воздушно-реактивных двигателей (ГПВРД, scramjet), что и обуславливает необходимость в стартовом ускорителе.
В конечном счете, главная цель стартапа заключается не в разработке еще одного способа быстрого вывода малых спутников на орбиту, а в совершенствовании технологии. Предсказать, насколько амбициозные планы реализуют австралийские инженеры, сложно: их приоритетной задачей является создание гиперзвукового авиалайнера для пассажирских перевозок на большие расстояния. Трудно поверить в такую возможность, однако, по всей видимости, талантливых специалистов мало что сможет сдержать. Теперь рассмотрим причины, по которым успех Hypersonix Launch Systems в той или иной степени неизбежен.
Крепкий фундамент
Эта инновационная австралийская компания не возникла спонтанно. Её создатели и ключевые сотрудники Hypersonix Launch Systems — группа инженеров, которые непосредственно участвовали в разработке, исследовании и испытаниях в реальных условиях нескольких программ, посвященных серии прямоточных реактивных двигателей. Самая известная из них — Международные исследования и эксперименты в области гиперзвуковых полетов (HIFiRE), в итоге была проведена работа, завершившаяся циклом удачных летных проверок опытных образцов гиперзвукового оборудования.
Слово «международный» (international) в названии не является случайным: в реализации этого проекта были задействованы как австралийские, так и американские организации. Среди них следует выделить Организацию оборонной науки и техники Австралии ( DSTO), а также Научно-исследовательскую лабораторию ВВС США (AFRL), но роль оборонных структур в будущем Wirraway мы оценим чуть ниже.
Помимо реализации национальных проектов, значительное число работников Hypersonix прошли через ряд авторитетнейших компаний и организаций в отрасли. Основатель компании Майкл Смарт ( Michael Smart), например, несколько лет трудился в Исследовательском центре Лэнгли ( NASA Langley). Большинство из них либо сейчас занимаются научной работой, либо недавно прекратили ее в ведущих австралийских исследовательских институтах. Таким образом, команда состоит из высококлассных специалистов.
Кстати говоря, имя проекта — Wirraway — имеет отношение к истории авиации страны и, косвенно, к ее культурному наследию. Так именовался многоцелевой самолет, выпускавшийся компанией в период с 1939 по 1946 год Commonwealth Aircraft Corporation (в настоящее время, в связи с последовавшими слияниями и поглощениями, является частью Boeing). Пусть и созданный на базе американского учебного North American NA-16, для Австралии Wirraway олицетворяет зарождение собственной авиастроительной отрасли.
Разумный подход и планирование
Ограничиться лишь результатами работы над рядом схожих государственных программ исследований и пообещать готовый продукт в перспективе – удобный способ для необоснованного использования инвестиционных средств. Но Hypersonix Launch Systems действует несколько иначе. В арсенале компании уже есть двигатель Spartan, являющийся результатом «30 лет опыта, более шести тысяч наземных испытаний и 11 суборбитальных полетов в рамках различных проектов HiFiRe и HyShot». До конца не определена степень готовности данного генератора протонов вращающейся дисперсии, но, по словам представителей стартапа, его прототипы разработаны и находятся в стадии активных испытаний.
Три недавних пресс-релиза рассказывают о сотрудничестве Hypersonix с различными научно-исследовательскими организациями с целью практического воплощения проекта Wirraway. Ключевую роль в дальнейшем развитии стартапа будет играть Сиднейский университет, в котором заключено соглашение о совместной научной работе над гиперзвуковым самолетом. А производственный центр этого учреждения ( SMH) поможет в создании материалов и деталей. Третья публикация компании в очередной раз восхваляла композиты с керамической матрицей ( CMC), которые станут главным ноу-хау Hypersonix.
Из CMC компания собирается изготавливать «сердце» Delta Velos — ГПВРД Spartan. В таких установках, как правило, не предусмотрены подвижные элементы, а их конструкция отличается минимальным количеством деталей. По сути, это емкость для хранения водорода, патрубки которой подведены к трубе сложной конфигурации. Именно геометрия двигателя определяет все его параметры: необходимо правильно рассчитать Spartan — вот основная задача Hypersonix. Большая доля оставшихся работ по реализации проекта, как уже было отмечено, будет поручена партнерам. Это выглядит вполне логично: многие стартапы, пытавшиеся выполнить все самостоятельно, столкнулись с трудностями.
На первом этапе Hypersonix с партнерами построит прототип Delta Velos — технологический демонстратор Dart AE. Длиной всего 2,8 метра и с одним Spartan, этот аппарат планируется впервые запустить в первом квартале следующего года и преодолеть расстояние в 500 километров. После завершения испытаний будет разработан следующий прототип, который получит название Delta Velos Demonstrator. От финального гиперзвукового самолета он отличается лишь по габаритам (длина — 5,5 метра, диаметр фюзеляжа — 60 сантиметров), объему топливного бака и отсутствию точек крепления для полезной нагрузки (третьей ступени всей системы Wirraway). Он будет оборудован четырьмя газотурбинными двигателями и запланирован к полету на 2500 километров в конце 2023 года.
Завершением деятельности стартапа должно стать полноценное Delta Velos Orbiter: гиперзвуковой самолет длиной 12 метров, с размахом крыла 3,5 метра и фюзеляжем диаметром около метра. Движение обеспечивают четыре двигателя Spartan. Что касается первой и третьей ступеней воздушно-космической системы, то Hypersonix пока не загадывает так далеко. Компания рассматривает возможность самостоятельной разработки, но, согласно основному плану, предпочитает заказать их у более опытных в отрасли партнеров. Аппарат Delta Velos рассчитывается на использование с практически любым ускорителем (что критически важно для испытаний), а вот с разгонным блоком (верхней ступенью) все несколько сложнее: ее придется создавать уникальной.
Успех неизбежен
Технологии, относящиеся к гиперзвуковому движению, имеют стратегическое значение. Ввиду чрезвычайной сложности их разработки, команды инженеров, обладающие необходимыми навыками и достигшие определенных результатов, представляют собой огромную ценность, превышающую стоимость даже самого дорогого металла.
Да, сама концепция Wirraway не выглядит коммерчески перспективной в качестве средства выведения спутников на орбиту. Но если посмотреть чуть прищурившись, в этой системе угадывается гиперзвуковая боевая ракета для решения широкого спектра задач. Потенциально — межконтинентальной дальности. Так что военные будут самым пристальным образом следить за Hypersonix и помогать всеми силами, чтобы затем воспользоваться наработками. Так или иначе, плоды австралийских специалистов будут летать.