Su-22 and MiG-29 aircraft as air-launch platforms for space rockets

• Autorzy: Olejnik Aleksander , Zalewski Piotr

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0014.8874

Warianty tytułu

PL

Samoloty Su-22 oraz MiG-29 jako platformy do wynoszenia rakiet z ładunkiem kosmicznym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The work is an announcement on the current state of the research project implementation. The study presents the results of an analysis of the project’s research area. On this basis, the two-stage micro-satellite launch system was selected. The system, a space-kit is based on an adopted combat aircraft carrying a satellite-laden rocket that is fired at the maximum altitude. As a potential transport platform, two withdrawn supersonic aircraft were selected: the MiG-29 and the Su-22. A dedicated mission-laden rocket is to be carried under the fuselage. Preliminary analyses have shown that the aircraft indicated with the proposed mission profile will successfully carry out the task of launching a hypothetical rocket with a payload of at least 10 kg into low earth orbit. This confirmed the merits of the basic thesis of the research project. For the analysis of the aeromechanical properties of the kit, both 3D digital models for computer simulations and physical models scaled for tunnel tests were developed. Laser scanners were used to map aircraft geometry, and measurements were made on Su-22 and MiG-29 aircraft in the aviation laboratory of the Military University of Technology. Using three-dimensional scaled models generated in a CAD environment, physical solid models were printed for wind tunnel investigations. Preliminary computer simulations conducted in the ANSYS Fluent system did not point out any negative impact of the rocket on aerodynamic characteristics and stability of the both carrier aircraft.

PL

Praca jest komunikatem dotyczącym stanu realizacji projektu badawczego. W opracowaniu zaprezentowano wyniki analizy obszaru badawczego projektu. Na tej podstawie dokonano wyboru platformy-nosiciela rakiety kosmicznej. Dwustopniowy system do wynoszenia mikrosatelity bazuje na zaadaptowanym samolocie bojowym przenoszącym rakietę z ładunkiem satelitarnym, która odstrzeliwana jest na maksymalnie osiąganej wysokości. Jako potencjalną platformę transportową wytypowano dwa wycofywane ze służby bojowe samoloty naddźwiękowe: MiG-29 oraz Su-22. Wybrana rakieta z ładunkiem misyjnym ma być przenoszona pod kadłubem. Wstępne analizy wykazały, że wskazane samoloty przy zaproponowanym profilu misji z powodzeniem wykonają zadanie wyniesienia hipotetycznej rakiety z ładunkiem użytecznym o masie co najmniej 10 kg na niską orbitę okołoziemską. Potwierdziło to zasadność podstawowej tezy projektu badawczego. Dla potrzeb analizy własności aeromechanicznych zestawu opracowano zarówno modele cyfrowe 3D do symulacji komputerowych, jak i fizyczne modele skalowane do badań tunelowych. Do odwzorowania geometrii samolotów wykorzystano skanery laserowe, a pomiary wykonano na egzemplarzach samolotów Su-22 oraz MiG-29 znajdujących się w zasobach bazy laboratoryjnej Instytutu Techniki Lotniczej WML WAT. Wykorzystując trójwymiarowe modele skalowane wygenerowane w środowisku CAD, wydrukowano fizyczne modele bryłowe do badań w tunelu aerodynamicznym. Wstępne symulacje komputerowe przeprowadzone w systemie ANSYS Fluent nie wykazały negatywnego wpływu rakiety kosmicznej na charakterystyki aerodynamiczne i stateczność samolotu-nosiciela.

Słowa kluczowe

EN

air-launch satellite system; air-launch platform; microsatellite

PL

zestaw lotniczo-rakietowy; samolot-platforma; mikrosatelita

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 69, nr 3
• Strony: 89--103
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., fot., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Olejnik Aleksander

• Military University of Technology, Faculty of Mechatronics, Armament and Aerospace, 2 gen. S. Kaliskiego Str., 00-908 Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-2354-0782

autor

Zalewski Piotr

• Military University of Technology, Faculty of Mechatronics, Armament and Aerospace, 2 gen. S. Kaliskiego Str., 00-908 Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-3834-5376

Bibliografia

• [1] Chen T., Ferguson P.W., Deamer D.A., Hensley J.: Responsive Air Lunch F-15 Global Strike Eagle, AIAA – Proceedings of 4th Responsive Space Conference, AIAA RS4-2006-2001, 2006.
• [2] Bartolotta P.A.: Horizontal Launch: Versatile Concept for Assured Space Access, NASA, SP 2011-215994, 2011.
• [3] Clarke J.P., Cerven K., March J., Olszewski M., Wheaton B., Williams M., Yu J., Selig M., Loth E., Burton R.: Conceptual Design of a Supersonic Air-launch System, Proceedings of 43rd AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit AIAA 2007-584, 2007.
• [4] DARPA: Report on Horizontal Launch Study, 2011.
• [5] Kesteren M.W.: Air Launch versus Ground Launch: a Multidisciplinary Design Optimization Study of Expendable Launch Vehicles on Cost and Performance, Faculty of Aerospace Engineering, Delft University of Technology, Netherlands, 2013.
• [6] Niederstrasser C.: Small Launch Vehicles – A 2018 State of the Industry Survey, Proceedings of 32nd Annual AIAA/USU Conference on Small Satellites, 2018.
• [7] Lopata J., Rutan B.: RASCAL: A Demonstration of Operationally Responsive Space Launch, AIAA-Proceedings of 2nd Responsive Space Conference RS2-2004-8004, 2004.
• [8] Orbital ATK: Pegasus User’s Guide, 2015.
• [9] Smolyakov A.V., Yanakaev V.A., Kornev A.V., Shevko S.V.: “MARKS” Small Aviation-Rocket Space Launch System, Journal of Engineering Science and Technology Vol. 13, No. 5 (2018), 1143-1152, School of Engineering, Taylor’s University, 2018.
• [10] Garcia-Cuadrado G.: Nanosatellites ‒ The Tool for a New Economy of Space: Opening Space Frontiers to a Wider Audience, Journal of Aeronautics & Aerospace 2017, Volume 6, Issue 2 1000192, 2017.
• [11] Olejnik A., Dobrzyński P., Machowski B., Zalewski P.: Concept of Airborne Rocket System of Mini- and Micro-satellites Launching, Mechanik No. 7/2018, PL ISSN 0025-6552, pp. 511-513, 2018.
• [12] Olejnik A., Kiszkowiak L., Dziubiński A., Zalewski P., Machowski B., Dobrzyński P., Analiza aerodynamiczna samolotu odrzutowego pod kątem wykorzystania do wynoszenia mini- i mikrosatelitów, Nasze Stulecie, Nauka dla Obronności, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań, s. 407-423, 2018.
• [13] Olejnik A., Dobrzyński P., Machowski B., Zalewski P., Aspekty bezpieczeństwa lotniczo-rakietowego systemu wynoszenia nano- i mikrosatelitów, materiały konferencji „Wyzwania i rozwój obrony powietrznej Rzeczypospolitej Polskiej. Obronność RP XXI wieku”, Dęblin, s. 291-306, 2018.
• [14] Wojskowa Akademia Techniczna, sprawozdania etapowe z realizacji projektu badawczego Grant badawczy nr 13-989/2018/WAT pt. Lotniczo-rakietowy system wynoszenia ładunków na niską orbitę okołoziemską ‒ studium realizowalności, Warszawa, 2019.
• [15] Olejnik A., Borcuch D., Milczarczyk J., Radomski M., Zalewski P., Model powierzchniowy samolotu odrzutowego w kontekście badań systemu wynoszenia mini i mikrosatelitów, Nauka dla Obronności i Środowiska, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań, Tom 2, s. 149-160, 2020.
• [16] Olejnik A., Zalewski P., Lotniczo-rakietowy system wynoszenia ładunków kosmicznych jako Responsive Space Assets Sił Zbrojnych RP, Nauka dla Obronności i Środowiska, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań, Tom 2, s. 162-173, 2020.

Uwagi

Artykuł został przetłumaczony na język angielski na podstawie zadania finansowanego w ramach umowy nr 873/P-DUN/2019 ze środków Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę – stworzenie anglojęzycznych wersji wydawanych publikacji. Jego oficjalną wersją jest wersja anglojęzyczna. Niniejszy plik jest pierwotną wersją autorską po recenzjach, bez weryfikacji językowej i składu komputerowego.