Saenger или Sänger — западногерманский концептуальный проект двухступенчатого орбитального космического самолета . Он назван в честь Ойгена Зенгера , который был ключевой фигурой в разработке концепции для аэрокосмической компании Junkers . [2] [3]
Его первое воплощение, обозначенное как Saenger I , начало разрабатываться в 1960-х годах. Немецкая аэрокосмическая фирма Messerschmitt-Bölkow-Blohm (MBB) разработала концепции для его использования как гиперзвукового пассажирского авиалайнера и как двухступенчатой ракеты-носителя для развертывания различных полезных нагрузок, включая астронавтов с помощью концептуального космического самолета Horus (Hypersonic Orbital Upper Stage), на орбите. Эти идеи получили поддержку Немецкого аэрокосмического центра (DLR), что привело к проведению дальнейших подробных исследований в рамках национального гиперзвукового исследования.
В 1980-х годах правительство Германии проявляло все больший интерес к проекту для использования в качестве многоразовой системы запуска , в результате чего проект получил официальную поддержку и началась работа над увеличенной версией транспортного средства, известной как Saenger II . Работа над проектом была прекращена в 1995 году из-за высоких прогнозируемых затрат на продолжение и предполагаемого ограниченного прироста производительности (по сравнению с существующими одноразовыми системами запуска, такими как ракета Ariane 5 ).
В начале 1940-х годов немецкий инженер и ракетчик Ойген Зенгер разработал первоначальные проекты двухступенчатого ракетного самолета . [3] Предложенный на фоне Второй мировой войны , предполагалось, что предполагаемый самолет будет использоваться в военных целях; в концепции этот аппарат был бы способен развивать скорость до 17 000 километров в час, пересекать Атлантический океан и сбрасывать одну тонну полезного груза вооружения на цели на восточном побережье Соединенных Штатов , включая Нью-Йорк . Хотя такой самолет так и не был построен в то время, как концепция, он послужил отправной точкой для более поздних работ. [3]
В 1960-х и 1970-х годах Messerschmitt-Bölkow-Blohm (MBB) возобновила работу над концепцией, которая стала известна как Saenger. [4] Исследовательский проект привлек внимание Немецкого аэрокосмического центра (DLR), который официально принял его в качестве эталонной концепции для западногерманской гиперзвуковой программы. Saenger рассматривался как потенциальный пассажирский авиалайнер, который был бы и больше, и быстрее, чем англо-французский Concorde , а также для его использования для запуска полезных грузов на низкую околоземную орбиту (LEO). [4] Другим ключевым потенциальным использованием для этого типа было в качестве первой ступени двухступенчатой пусковой платформы для предполагаемого космического корабля, который был известен как Horus (гиперзвуковая орбитальная верхняя ступень), а также беспилотный грузовой модуль, который был известен как Cargus (грузовая верхняя ступень). [4] Также считалось, что теоретически Зенгер должен был быть способен снизить стоимость запуска полезных грузов на орбиту с 3500 долларов за фунт до 500 долларов за фунт; предполагаемая стоимость запуска рассматривалась как главный экономический аргумент в пользу продолжения разработки. [5]
В середине 1980-х годов официальный интерес к программе Saenger становился все более заметным. [6] В июне 1985 года была сделана официальная презентация системы запуска Saenger в совете Европейского космического агентства (ESA). [7] На этом этапе ESA рассматривало три конкурирующих проекта, помимо Saenger, а именно французский Hermes и HOTOL . Согласно аэрокосмическому изданию Flight International , с самого начала было очевидно, что финансирование от ESA будет трудно получить, как из-за отсутствия у агентства доступного бюджета, так и из-за предполагаемого отсутствия политической поддержки программы. [7] Хотя немецкая поддержка Saenger присутствовала, также было широко распространено желание, чтобы ESA уменьшило акцент и снизило приоритетность разработки и развертывания независимых пилотируемых космических программ, вместо этого сосредоточившись на использовании существующих возможностей и других исследовательских программах, связанных с космосом. [8]
Правительство Западной Германии пришло к соглашению о финансировании опытно-конструкторских работ по Saenger; это было направлено на демонстрацию компонентов, которая должна была состояться между 1993 и 1999 годами, и прототип, который должен был быть завершен к 2000 году. [9] На протяжении первой фазы, которая, как предполагалось, продлится до 1992 года, Министерство исследований Западной Германии выделило 122 миллиона долларов, 7 процентов своего бюджета, связанного с космосом, в то время как DLR внесло 48 миллионов долларов, Немецкое исследовательское общество дало 17 миллионов долларов, а немецкая промышленность инвестировала еще 22 миллиона долларов. [10] В августе 1988 года была создана первая конфигурация Saenger. [11]
К этому моменту предполагаемое время и стоимость, необходимые для полного завершения опытно-конструкторских работ, составили 12 миллиардов долларов в течение 20 лет. [12] Однако внимание в правительстве Германии было сосредоточено не только на Зенгере; конкурирующий космический самолет Hermes , который был одобрен Европейским космическим агентством (ЕКА), также привлек внимание и рассматривался как имеющий более широкую поддержку среди европейских партнеров. [12] В 1995 году проект был прекращен, в первую очередь, из-за проблем с затратами на разработку и ограниченного выигрыша в цене и производительности по сравнению с существующими космическими системами запуска , такими как ракета Ariane 5. [13]
Saenger был высокоаэродинамическим гиперзвуковым самолетом, похожим по размеру на обычный авиалайнер Boeing 747 , и способным взлетать как обычный самолет. [4] Как обычный самолет, он должен был развивать крейсерскую скорость до 4,4 Маха на расстояние 11 000 километров, перевозя около 230 пассажиров; это было более чем вдвое больше скорости, дальности и вместимости англо-французского Concorde , единственного действующего сверхзвукового пассажирского авиалайнера, который прослужил долгое время. [14] Saenger должен был быть оснащен шестью гибридными турбопрямоточными двигателями; [5] [15] Согласно аэрокосмическому изданию Flight International , «ключом к успеху, без сомнения, является наличие очень современных реактивных двигателей для базового корабля». [7]
Saenger планировалось разрабатывать для различных функций. Для космических запусков он должен был использоваться в качестве базового корабля для вывода полезных грузов на орбиту. [4] Как предполагалось, он должен был нести меньший пилотируемый орбитальный космический самолет , известный как Horus (горизонтальная верхняя ступень); Horus в основном использовался бы для обслуживания и снабжения космических станций путем транспортировки различных полезных грузов, в том числе от 4000 до 6000 фунтов груза и до шести астронавтов , на 270-мильную орбиту. [5] Предполагалось использование дополнительных верхних ступеней, в том числе беспилотного одноразового транспортного средства Cargus (грузовая верхняя ступень), которое использовалось бы для доставки полезных грузов весом от 5 до 15 тонн на низкую околоземную орбиту (НОО). [4] Двигательная установка Cargus должна была повторно использовать элементы ракеты Ariane 5 . [5] В конфигурации космического запуска Saenger стартовал бы обычным способом и поднялся бы на высоту потолка 100 000 футов и максимальную скорость 6 Махов, после чего вторая ступень отделилась бы и начала бы свой независимый подъем на орбиту. [7]
Использование Saenger в качестве гиперзвукового пассажирского авиалайнера было изучено подробно; поскольку он летал бы на очень больших высотах, уровень шума на уровне земли был бы значительно снижен, что было предметом публичных споров для более раннего Concorde. [14] Первая ступень системы запуска Saenger была аэродинамически похожа на предлагаемую модель гиперзвукового авиалайнера и, таким образом, имела определенный уровень общности с точки зрения разработки. [7]
Ракета Saenger I использовала двухступенчатую концепцию, похожую на концепцию американского космического челнока . Первая ступень со второй ступенью, прикрепленной сверху, взлетала горизонтально с помощью взлетно-посадочной полосы и поднималась на высоту 30 км с помощью воздушно-реактивных прямоточных двигателей. Затем вторая ступень отделялась и разгонялась до орбитальных скоростей и высот с помощью своего ракетного двигателя LOX/LH2 . [5] Преимущество этого подхода заключается в том, что первая ступень использует преимущества воздушно-реактивных двигателей (такие как более высокий удельный импульс ), пока они не перестанут быть жизнеспособными из-за низкого давления воздуха и высоких скоростей. Вторая ступень имела размеры 31 м × 12 м и могла бы перевозить двух астронавтов. [2] Другая концепция РТ-8 «Raumtransporter-8» или «Space Transport 8» должна была приводиться в движение паровой ракетой, которая разгоняла первую и вторую ступени по 3-километровой трассе до скорости отделения 900 км/ч. [16]
Проект Saenger II вырос из Saenger I в конце 1980-х годов; планировалось, что это будет европейская ракета-носитель, которая должна была имитировать концепцию и возможности программы Space Shuttle. Разработка велась западногерманской аэрокосмической компанией Messerschmitt-Bölkow-Blohm (MBB). [13] Как предполагалось, аппарат должен был взлетать с взлетно-посадочной полосы с помощью прямоточных воздушно-реактивных двигателей и подниматься на высоту 30 км и достигать скорости 7 Махов. Затем вторая ступень отделялась и разгонялась до орбитальных скоростей и высот с помощью своего ракетного двигателя, первая ступень возвращалась на исходную взлетно-посадочную полосу. Космический корабль мог бы доставить полезную нагрузку массой 10 000 кг или модуль экипажа на низкую околоземную орбиту . [13]
Другое применение Sanger II могло бы быть в качестве пассажирского самолета EHTV (европейский гиперзвуковой транспортный аппарат) MBB HST-230 с 230 пассажирами на дальность более 10 000 км (от Франкфурта до Токио) с крейсерской скоростью 4,4 Маха на высоте 24,5 км. [17] [18] [19] [20]