HL-20

HL-20 — это проект многоразового пилотируемого космического корабля-космоплана, разрабатывавшийся в США в 1990-х годах компанией Lockheed Martin по заказу Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA). Аппарат предназначался для вывода на низкую околоземную орбиту экипажа до 8 человек, а также для возвращения грузов и выполнения задач по спасению экипажей орбитальных станций. Проект не был реализован в полном объёме, но его концепция и конструкторские решения впоследствии были использованы в других программах, в том числе в российском проекте «Клипер» и американском Dream Chaser.

История создания

Предпосылки и начало разработки

В конце 1980-х годов NASA изучало возможность создания недорогого и безопасного средства доставки астронавтов на орбиту взамен космических кораблей «Спейс шаттл», эксплуатация которых была дорогой и сопряжённой с высокими рисками. В 1989 году NASA объявило конкурс на разработку концепции пилотируемого космоплана, который мог бы стартовать с помощью ракеты-носителя и приземляться как самолёт на взлётно-посадочную полосу.

Конкурс и выбор проекта

В 1990 году NASA выбрало проект HL-20, предложенный компанией Lockheed Martin. Проект основывался на более ранних исследованиях, в том числе на концепции «космического самолёта» (Spaceplane) и наработках по программе X-20 Dyna-Soar, закрытой в 1963 году. HL-20 отличался от других предложений более простой конструкцией и меньшей стоимостью разработки. В 1991 году NASA заключило с Lockheed Martin контракт на детальную проработку проекта и создание полноразмерного макета.

Техническая проработка и испытания

В 1992–1993 годах были проведены аэродинамические испытания моделей HL-20 в аэродинамических трубах, а также компьютерное моделирование полёта. В 1994 году был построен полноразмерный макет (mock-up) для отработки компоновки кабины и размещения оборудования. Испытания подтвердили, что аппарат способен совершать управляемый спуск в атмосфере и приземляться на обычную взлётно-посадочную полосу длиной около 3000 метров.

Закрытие проекта

Несмотря на успешные испытания, в середине 1990-х годов NASA пересмотрело приоритеты в пилотируемой космонавтике. Бюджетные ограничения и переход к программе Международной космической станции (МКС) привели к тому, что проект HL-20 был закрыт в 1995 году. Разработка не вышла за стадию эскизного проекта и макетирования.

Конструкция и характеристики

Общее описание

HL-20 представлял собой пилотируемый космоплан с треугольным крылом малого удлинения и вертикальным оперением. Корпус аппарата был выполнен по схеме «несущий корпус» (lifting body), при которой подъёмная сила создаётся в основном за счёт формы фюзеляжа, а не крыльев. Это позволяло снизить аэродинамическое сопротивление и улучшить управляемость на гиперзвуковых скоростях.

Размеры и масса

• Длина: 9,0 м
• Размах крыла: 6,7 м
• Высота: 3,2 м
• Стартовая масса: около 10 000 кг
• Масса полезного груза: до 2500 кг (в том числе до 8 человек экипажа)

Системы

• Теплозащита: плитки из углерод-углеродного композита на носовой части и кромках крыла, а также керамические плитки на остальной поверхности. Конструкция теплозащиты была аналогична применявшейся на «Спейс шаттл», но более лёгкая.
• Двигательная установка: два жидкостных ракетных двигателя на гиперголическом топливе (азотный тетраоксид + монометилгидразин) для орбитального маневрирования и торможения; 16 двигателей системы ориентации.
• Система управления: цифровая, с резервированием (три канала). Управление на атмосферном участке полёта — с помощью рулей высоты, элеронов и руля направления.
• Кабина: герметичная, рассчитана на экипаж из 2 пилотов и до 6 пассажиров. Кресла устанавливались в два ряда по схеме 2+2+2+2. Кабина имела иллюминаторы и аварийный люк.

Посадка

HL-20 должен был приземляться без двигателей, планируя с высоты около 10 км. Посадочная скорость составляла около 300 км/ч. Для смягчения удара при касании полосы предусматривалось трёхопорное шасси с носовой стойкой.

Применение и значение

Планируемые задачи

• Доставка экипажей на МКС и другие орбитальные станции.
• Эвакуация астронавтов в аварийных ситуациях.
• Возвращение научных грузов и результатов экспериментов.
• Выполнение краткосрочных автономных миссий (до 7 суток).

Влияние на последующие проекты

Конструктивные решения HL-20 были использованы при разработке российского многоразового корабля «Клипер» (2000-е годы), который, в свою очередь, также не был реализован. В 2010-х годах компания Sierra Nevada Corporation (SNC) создала на базе HL-20 проект Dream Chaser — многоразовый космоплан, предназначенный для доставки грузов на МКС. Dream Chaser прошёл лётные испытания и в 2024 году был сертифицирован NASA для коммерческих рейсов. Таким образом, HL-20, хотя и не был построен, стал важным этапом в эволюции концепции многоразовых космических аппаратов.

Интересные факты

• Название HL-20 расшифровывается как «Horizontal Landing — 20» (горизонтальная посадка, 20-й проект в серии).
• Полноразмерный макет HL-20 в настоящее время хранится в Музее авиации и космонавтики в Сан-Диего (США).
• В 1990-е годы рассматривалась возможность использования HL-20 в программе «Зенит» — совместном проекте США и России по созданию космоплана, стартующего с помощью ракеты-носителя «Зенит-2». Однако проект не был реализован из-за политических и экономических трудностей.
• Конструкция HL-20 была спроектирована таким образом, чтобы минимизировать риск при аварийном приводнении — аппарат имел положительную плавучесть и мог держаться на воде до прибытия спасателей.

Источники

• NASA Technical Memorandum 104772: «HL-20 Personnel Launch System» (1991).
• «Space Shuttle and Beyond: The HL-20 Lifting Body» — статья в журнале «Spaceflight» (1993).
• Отчёт Lockheed Martin «HL-20 Design and Development Study» (1994).
• «Dream Chaser: The Return of the Lifting Body» — публикация Sierra Nevada Corporation (2020).