Аннотация: Не так уж много времени осталось до столетия космической эры. 38 лет всего. Ну и любопытно прикинуть - чего там к тому моменту может оказаться.
ЧАСТЬ 1. ТИПА СТАТИСТИЧЕСКАЯ
Если какому-нибудь чайнику вроде меня взять и посмотреть тяговооруженность больших самолетов (реактивных) по мере их развития, то примерно вот что увидим:
Первый полёт 12 июня 1994 года Максимальная взлётная масса 351 534 кг
Двигатели (× 2) GE90-115B Тяга 2 × 510 кН
Взлетная тяговооруженность 29,01%
СПРАВКА: на самом деле двигатели тягой 50 тонн появились на 777-м только в 2000 году, а в 2003-м появилась даже разновидность тягой 57700 (ну это просто для уточнения)
Блин, чуть не забыл:
Scaled Composites Stratolaunch Model 351 Пресловутая "Птица Рух"
(Первого полета еще не было, но в январе 2019 были достигнут уровень пробежек с отрывом от земли)
Максимальная взлетная масса: 589,670 кг
Двигатель 6 х Pratt & Whitney PW4056 тягой 252,4 кН каждый
(то есть общей взлетной тягой 151, 440 (чего-то ))
Что дает нам взлетную тяговооруженность 25%
Чисто для памяти: полезная нагрузка 250 тонн, назначение - "Воздушный старт", выводимая на орбиту полезная нагрузка 5-6 тонн
ЧАСТЬ 2. ВРОДЕ КАК АНАЛИТИЧЕСКАЯ
Информация типа для размышления:
Если на "Птицу Рух" вместо шести двигателей от 747-го поставить шесть двигателей от 777-го (которые 50+) то мы получим взлетную тягу в 300 (чего-то там) и соответственно взлетный вес в 1000 тонн.
Что называется - "прямо сейчас".
То есть, понятно, что имеющаяся "Птица Рух" такой нагрузки не вынесет. Но абсолютно ничего не мешает в том же ангаре, где сделали ее по той же модельной технологии выклеить еще одну такую же нужной прочности.
Честно сказать - не знаю, станет ли этим кто-нибудь заниматься. Ибо слишком специфично.
Но главное не в этом.
ГЛАВНОЕ В ТОМ ЧТО ЭТО АБСОЛЮТНО ТЕХНИЧЕСКИ РЕАЛЬНО.
...................
Ну а теперь - дальше...
Что мы видим из вышеприведенного в части первой?
Ну, во-первых, можно сказать, что новые тяжелые самолеты появлялись примерно раз лет в 15 (Приблизительно. Но для нас тут это не очень существенно)
А вот тяга двигателей - это будет "во-вторых" - росла не так равномерно: в 1952 году - 75 килоньютонов, в 1969 - 230 и в 1986 - тоже 230. И только в конце 90-х дошла до 500... (Точнее говоря - практически в 2000-м - на одной из модификаций Боинга-777)
То есть с 1952 (Б-52) по 1969 (Боинг-747) тяга выросла почти в трое - с 75 до 223 (Ну чуть меньше чем втрое) За 17 лет
А с 1969 по 2000 (С Боинга 747 по Боинг-777-200) тяга поднялась чуть больше чем вдвое. И на это ушло чуть не вдвое больше времени - 31 год против 17-ти (Ну 15 где-то - если учитывать что двигатели такой тяги появились еще на Гэлакси. Не принципиально)
Сколько времени уйдет на следующее увеличение мощности? И до какого значения? Столько же (То есть тридцать)? Или вдвое больше? (То есть шестьдесят? (Про втрое у меня как-то самому не верится)) Пожалуй что вдвое слишком много... Или нет? В полтора? (Сорок пять?..) Ну, пожалуй что точно не скажешь, но где-то вот примерно так... 40-60-е. Середина века.
В третьих... Двигатели Боинга- 777-300ER в 2003 году развивали тягу 57700 килограмм. С тех пор что-то особо ничего не слышно. Но и 57700 тоже не фунт изюму - четыре таких двигателя это 230 тонн стартовой тяги. То есть 690 тонн взлетного веса (Или 1150, ага)
Так что серийный тяжелый транспортный самолет в таком диапазоне взлетного веса в 20-е годы, мягко выражаясь, вполне реален. (Специально оговорю: речь идет именно о серийном - типа тех же Боингов или Ан-124 - летательном аппарате. Не о Мрии и не о "Птице Рух" - это штучные изделия, о них речь отдельно) А в тридцатые годы - так просто "неизбежен". Ориентируясь, например, на разработку у нас в России двигателя тягой в 35 тонн (в серию обещают во второй половине 20-х) можно прогнозировать самолет взлетным весом 700 тонн (при четырех двигателях. При шести, понятное дело, может быть больше - если кому захочется - 1050)
Но интересно-то не это.
ЧАСТЬ 3. ДОПУЩЕНЧЕСКАЯ
А интересно то, что к этому времени - помним, мы же назначили 45-60 лет для следующего шага в двигателестроении - то есть в 40-е следует ожидать двигателя тягой под 100 тонн (ну или чего там еще) Может быть не ровно сто, может быть 90. Или больше ста... Я усреднено. И может быть совсем не в 40-е, а раньше - от 57700 до тех же 90 000 - сильно далеко ли? (Тем более двигателисты грозят вон детонационным движком... Ну это так - оговорка "на всякий случай")
Но в любом случае - среднестатистически середина века.
А 100 тонн - это как минимум 1200 тонн взлетного веса. А максимум... Ну с четырьмя - 2000. С шестью - от 1800 до 3000 (как показывает опыт "Птицы Рух" - не перевелись еще энтузиасты многомоторных конструкций...). С восемью.... Ладно, вряд ли кто за такое реально возьмется - нынче не 1952-й год. Но в принципе 2400-4000 тонн...
И вот тут начинается уже то самое "интересное"
2000 тонн взлетного веса при таких же весовой и конструкционной отдаче как у Мрии (по 40%, хотя с увеличением веса эти проценты должны возрастать, но не станем жадничать - пусть будет как у реально достигнутого (При том - специально подчеркнем тоже - двигателей тут четыре штуки, не шесть!)) мы получим вес конструкции и полезной нагрузки одинаковые - по 800 тонн. И еще 400 тонн останется на, типа, керосин. (Или еще на что-нибудь, если мы топлива не дольем. Я, честно сказать, не знаю, сколько на 400 тоннах такой самолет может пролететь. Руслан в свое время, имея емкость баков в 212 350 кг, пролетел вокруг границ Советского Союза 22 с лишним тысячи километров. А тот же Боинг-777 на сотне тонн пролетает чуть не пятнадцать тысяч. Уж наверное тот гипотетический будущий самолет сможет пролететь не меньше...)
Так вот - про интересное.
Например надежная биологическая защита на первой атомной подводной лодке "Наутилус" весила 750 тонн (740 если верить Википедии, но не станем крохоборничать) ну возьмем вообще 800 - чтобы уж полностью занять всю "полезную нагрузку".
Что получим?
А получим атомный самолет с неограниченным радиусом действия. И полезной нагрузкой в сотню-другую тонн (примерно как у Мрии). Не четыреста - поскольку сколько-то керосина все же потребуется. Но и двести ведь неплохо? (Для военных, пожалуй, так и вовсе подарок. Правда не всякая страна захочет пускать к себе такой летающий реактор - плавали, знаем... Но над своей территорией кто мешает его применять? И над нейтральными водами?)
Тут еще надо отметить вот что: этот самолет может быть вовсе не самолетом. А неким "летательным аппаратом" (Не надо про дирижабль) Причем связано это не с атомной тягой, а именно с возрастанием взлетного веса. И - опять же! - не в плане конструкторских сложностей, а в плане сложностей эксплуатации - для машин такой массы потребуется инфраструктура, которая может оказаться дороже самих самолетов. Эксплуатационный предел для аэродромов.
Поэтому что именно это будет - самолет, гидросамолет (Бе-2500 например), экраноплан ("Каспийский монстр" не зря ведь был на самом деле всего лишь "Корабль-макет". Реально-то предполагалось строить тысячетонные транспорты...) или экранолет Щукина (ЭКИП который - наиболее вероятный вариант выхода из того самого кризиса эксплуатационного предела аэродромов - ему как минимум взлетная полоса не нужна) Да хоть судно на воздушной подушке.
Главное - появится техническая возможность воткнуть на летающую технику безопасный атомный реактор.
НАПРИМЕР: трансполярный экраноплан класса "Нордмакс" весом тыщ в десять, способный принять груз где-нибудь у берегов Японии (Не в самой Японии!) и с самолетной скоростью доставить его, скажем, в Мурманск по Северному Морскому пути (А из Мурманска в экологически чистую Европу - ну порто-франко, например ) Это чистая фантазия. Просто для наглядности. Можно и гидросамолет.
В общем, главное - в середине века технически возможно станет (не "надо" не "хочется" а именно просто можно станет) поставить на самолет (чем бы он реально ни был) атомный двигатель.
И вот тут мы подходим к финалу нашего рассуждения.
ЧАСТЬ 4. ПРОЖЕКТЕРСКАЯ
Атомолет (Он же по слухам "гурколет") КБ Мясищева должен был иметь следующие расчетные характеристики:
Стартовый вес - 500 тонн
Вес выводимой нагрузки - 40 тонн
Вес конструкции - 125 тонн
Вес топлива (жидкий водород) - 220 тонн
Двигатели:
10 ВРДУ тягой по 25 тонн
1 ЯРД тягой 320 тонн
Взлетать он должен был как обычный самолет, разгоняться как самолет, использующий нагрев воздуха теплоносителем от реактора, затем переходить на прямоточные гиперзвуковые двигатели на водороде, а на высоте 50 километров и скорости 16 М включать ЯРД и выходить на орбиту высотой в 185 километров...
Понятное дело - масштабировать мы тут ничего не будем - ибо не так все просто. Но некоторые характеристики запомним. Например - скорость 16 М. У гиперзвукового "Циркона" нынче - 10 М. Не шестнадцать - но тоже неплохо. А главное - уже сейчас есть
10 Махов - это 12250 км/час, если верить онлайн-конвертатору
А 16 Махов, соответственно - 19600 км\час. Что существенно приятней.
Поскольку первая космическая скорость 7,9 км\с - это 28440 км\час (Если верить калькулятору)
Но и 10 Махов тоже неплохо. Поскольку в этом случае нам потребуется добрать только 16190 км час (Или 4,49 километра в секунду) что потребует у нас при конечном весе на орбите в те самые 1800 тонн (ну помним же, что двести у нас полезная нагрузка, а еще двести - запас керосина? Вот керосин и вычитаем - расходуем при взлете) и скорости истечения ЯРД равном 9000 м\с (возьмем, опять же, реальное значение с нашего РД-0410) 4490 разделить на 9000 будет 0,4988, возведем число "е" в эту степень - 1,644, отнимем 1, получим 0,644, умножим на 1800 и получим 1159,2 тонны.
Т.е. - плюсуя полученный вес потребного для выхода на орбиту топлива (1159,2) к весу корабля на орбите (после израсходования топлива) получим стартовый вес 2959, 2 тонны. То есть - 3000 тонн.
Вспомним приводившиеся в предыдущей части прикидочные цифры - получается совсем немного. Нам надо будет иметь самолетные двигатели, взлётной тягой от 1000 до 600 тонн. (Да, не четыре по сто, а десять (Ну можно и шесть, как мы раньше выяснили - если не изображать из себя истребитель) Тоже вполне реально (А просто до кучи вспомним что летательные аппараты весом в три тысячи тонн на Земле уже успешно строились. Сатурн-5, Н-1, Энергия. Так что ничего запредельного вообще не имеется).
А САМОЕ ГЛАВНОЕ: это будет самолет. Со всеми самолетными характеристиками, включая эксплуатационную норму и расценки за провоз. Двести тонн хоть каждый день по цене в 5 баксов за килограмм на современные деньги. И это, как понимаете, минимум.
В случае если на гиперзвуковых движках мы разгоняемся не до 10 а до 16 махов, нам потребуется доразогнаться только на 8840 в час или 2,45 км\с (О.27 - 1,3 отнять 1=0,3 умножить на 1800=540 тонн. Плюсуем к выводимой массе - 1800+540 получаем 2340. Существенно меньше. Так что можно и полезную нагрузку увеличить. А можно и вес реактора интегрировать в вес конструкции. Тогда у нас масса и вовсе меньше двух усохнет (Примерно полтыщи тонн экономии - не хухры-мухры) - но это в данном случае (наших рассуждениях) уже лишние рассусоливания.
Резюмируем общий вывод: середина -вторая половина века - вывод в космос сотен тонн за раз САМОЛЕТАМИ и, соответственно, поднятие годового трафика по сравнению с современным как минимум на порядок. До десятка тысяч тонн в год (Ну прикинем... Если только один такой "самолетик" каждый день будет выводить на орбиту 200 тонн - сколько это будет в год? В году дней - ... А? Ну или возьмем скромней (и совершенно от балды) - два таких корабля по разу в неделю - скромно же? - ну и в год тогда 400х48=19200. Так что рост на порядок - до десяти тысяч, вполне гарантируется). По самолетной, напомним, цене.
Чего человечество с этим станет делать - лично я без понятия.