Ideea unui avion spațial rachetă capabil să urce pe orbită și să se întoarcă pe Pământ ca un avion a apărut în urmă cu câteva decenii. În timp, dezvoltarea sa a dus la așa-numitul. aeronavele orbitale, inclusiv cele care au găsit aplicații practice. Cu toate acestea, până la un anumit timp, munca în acest domeniu nu a putut da rezultatele dorite. Țările de frunte ale lumii au dezvoltat mai multe proiecte de avioane spațiale, dar nu au progresat mai departe decât testarea echipamentelor experimentale.
Trebuie remarcat faptul că toate evoluțiile timpurii ale URSS și ale SUA în domeniul avioanelor spațiale, deși nu au condus la apariția și funcționarea unei tehnologii fundamental noi, nu au fost încă inutile. Cu ajutorul lor, specialiștii dintr-un număr mare de instituții științifice și de proiectare au reușit să câștige experiența necesară, să efectueze o serie de studii și experimente și să determine alte modalități de dezvoltare a tehnologiei spațiale. Pe baza noilor tehnologii și dezvoltări, au fost create în curând mostre reale de avioane spațiale cu caracteristicile dorite.
X-20 DynaSoar
Primul proiect de avion spațial cu drepturi depline care a avut șansa de a ajunge la zboruri de testare este americanul X-20 DynaSoar. Lucrările la acest program au început în toamna anului 1957 - la doar câteva zile după lansarea primului satelit artificial al Pământului, realizat în URSS. Conducerea militară și politică, precum și șefii industriei aerospațiale americane, au ajuns la concluzia că era necesar să se creeze propriile sisteme spațiale, inclusiv cele potrivite pentru uz militar.
Avionul spațial X-20 DynoSoar intră în atmosferă. Desen NASA
La jumătatea lunii decembrie, la NACA a avut loc o conferință despre modalitățile de dezvoltare a rachetei și a tehnologiei spațiale. S-au discutat despre trei tipuri principale de nave spațiale pentru transportul de persoane sau marfă: o capsulă cu lansarea pe orbită folosind un vehicul de lansare și revenirea de-a lungul unei traiectorii balistice; un orbitator de tipul corpului de ridicare, capabil să efectueze unele manevre; precum și un plan spațial orbital cu drepturi depline. Pe baza rezultatelor discuțiilor, s-a decis dezvoltarea conceptelor de capsulă și avion spațial „balistic”.
La sfârșitul anului, Comandamentul de Cercetare și Dezvoltare al Forțelor Aeriene din SUA a lansat un nou program cu codul DynaSoar (prescurtare pentru Dynamic Soaring - „planificare dinamică”), în care era planificată dezvoltarea avionului spațial. A început formarea cerințelor pentru viitoarea navă spațială, precum și colectarea cererilor de participare la program. BBC a primit mai mult de o sută de propuneri în total, dar doar 10 companii au fost implicate în program, dintre care unele au decis să colaboreze.
La începutul primăverii anului 1958, Forțele Aeriene s-au familiarizat cu o duzină de proiecte preliminare ale sistemului DynaSoar. Companiile de dezvoltare au adoptat abordări diferite și au implementat concepte diferite. În același timp, o parte semnificativă a proiectelor avea o anumită similitudine. Aceștia au prevăzut construcția unui avion de rachetă hipersonic, care urma să fie conectat la o rachetă de rapel. Diferențele se refereau la proiectarea aeronavei, la compoziția sistemelor de la bord și la arhitectura vehiculului de lansare. Forțele aeriene au considerat că cele mai bune opțiuni sunt proiectele grupurilor de companii Boeing-Vought și Bell-Martin. Ei au fost cei care au fost dezvoltați.
Separarea vehiculului de lansare și a avionului spațial. Desen NASA
În paralel cu căutarea câștigătorilor concursului, armata a negociat cu NACA: această organizație trebuia să ofere evenimente științifice și practice. Acordul corespunzător a apărut la sfârșitul toamnei anului 1958. Ulterior, agenția de cercetare și dezvoltare și companiile din industria aeronautică au lucrat împreună sub conducerea forțelor aeriene. În acest moment, s-a decis desfășurarea programului în mai multe etape - de la cercetare la construirea și testarea versiunii de luptă a avionului spațial.
În 1959, cele două grupuri de companii au desfășurat activități de cercetare și dezvoltare diferite. În această perioadă, clientul a schimbat de mai multe ori cerințele pentru planul spațial. La începutul lunii noiembrie, Forțele Aeriene l-au ales pe câștigătorul competiției. Cea mai bună versiune a proiectului a fost propusă de Boeing și Vought. Este curios că până în acest moment aceasta din urmă își redusese brusc participarea la proiect - ea era responsabilă doar de câteva unități ale aparatului viitor. Martin a fost, de asemenea, implicat în proiect, care urma să dezvolte vehiculul de lansare necesar.
Dezvoltarea viitorului prototip de avion spațial a început chiar la sfârșitul anului 1959. Această etapă de lucru a fost desemnată ca Faza Alfa. Elaborarea aspectului avionului spațial cu denumirea de lucru X-20 a condus la rezultate specifice. Astfel, designul produsului a fost în continuă schimbare și sa mutat din ce în ce mai mult față de versiunea de bază. În paralel, s-a realizat dezvoltarea unui program de construcție și testare. De la un anumit moment, clientul și dezvoltatorul au planificat să efectueze două duzini de zboruri de testare - și acest lucru este doar în cadrul primelor faze.
Modelul aparatului X-20. Fotografii Boeing
Până la mijlocul anului 1961, participanții la program stabiliseră aspectul final al viitorului complex de rachete și spațiu. În plus față de nava spațială hipersonică, un vehicul de lansare Titan IIIC special modificat a fost inclus în ea. În loc de o etapă cu o sarcină utilă, s-a propus instalarea pe ea a unui produs DynaSoar. Racheta cu trei etape ar putea fi, de asemenea, echipată cu o a patra etapă specială. Această unitate trebuia să rămână pe planul spațial, oferind o soluție la unele probleme.
Proiectul X-20 a presupus construirea unui avion spațial de dimensiuni medii, cu un aspect caracteristic. Aripa deltă joasă a fost considerată optimă, deasupra căreia se afla un fuselaj cu un con nas ascuțit și o pereche de chile laterale. S-a propus ca aeronava să fie fabricată din aliaje de oțel rezistente la căldură și acoperită cu panouri ceramice speciale. Principiul răcirii carcasei a fost, de asemenea, utilizat prin intermediul radiatoarelor interne cu lichid. În interiorul fuselajului se afla o cabină cu un singur loc, precum și un motor rachetă cu combustibil lichid și alte dispozitive necesare. Lungimea vehiculului nu depășea 11 m, anvergura aripilor era mai mică de 6,5 m. Greutatea proprie era de 5,16 tone.
Conform propunerilor din acea vreme, rachetele ghidate ar putea fi plasate în portul de încărcare X-20 pentru a ataca ținte pe orbită sau pe Pământ. În plus, utilizarea bombelor cu cădere liberă nu a fost exclusă. Din câte se știe, dezvoltarea rachetelor specializate spațiu-spațiu și spațiu-sol nu a depășit încă stadiul preliminar de cercetare.
Testează pilotul în cabina simulatorului de sol. Fotografii Boeing
În septembrie 1961, Boeing a prezentat clientului un model de dimensiune completă al avionului spațial. Aprobarea sa va deschide calea către proiect pentru construirea unui prototip cu drepturi depline. Pregătirile pentru testare erau, de asemenea, în curs: NASA și Forțele Aeriene au început să recruteze piloți pentru a participa la viitoarele teste. Șase piloți au fost selectați pentru un grup special. Ei au trebuit să efectueze cel puțin nouă zboruri orbitale.
Cu toate acestea, aceste planuri nu au fost îndeplinite. Deja în octombrie 1961, în legătură cu apariția programelor spațiale concurente, a fost propus un plan de reducere a costurilor proiectului X-20 DynaSoar. Acest document prevedea o scădere a numărului de zboruri de test și o simplificare a programelor de zbor. Datorită acestui fapt, costul testelor a fost planificat să fie redus la 920 milioane dolari și finalizat până în 1967. Este curios că unul dintre programele spațiale paralele din aceeași perioadă a fost supus unor critici atât de dure încât a fost pur și simplu închis.
Cu toate acestea, în acest context, nu existau motive de bucurie. Deja în februarie anul viitor, programul DynaSoar a fost transferat la categoria de cercetare, care a fost cauzată de probleme în dezvoltarea unui avion spațial și a unei rachete pentru acesta. În plus, au existat dificultăți în obținerea finanțării și organizarea muncii. În octombrie, a apărut o nouă versiune a programului, care prevede din nou reducerea cheltuielilor.
Aspectul DynaSoar și creatorii săi de la Boeing. Fotografii Boeing
În 1963, proiectul DynaSoar s-a confruntat cu un nou concurent sub forma navei spațiale Gemini. Pentagonul a comparat cele două evoluții și a încercat să stabilească care dintre ele prezintă un interes mai mare din punct de vedere militar. Au urmat dispute în departamentul militar, pe fondul cărora au existat zvonuri despre încetarea lucrărilor la X-20. Cu toate acestea, în primăvară, Boeing a primit un nou contract pentru continuarea lucrărilor de dezvoltare. În paralel, au continuat discuțiile cu privire la finanțarea și testarea viitoare.
La 20 decembrie 1963, secretarul apărării Robert McNamara a dispus încetarea programului DynaSoar în favoarea proiectului ASSET, cu o redirecționare corespunzătoare a finanțării. Potrivit rapoartelor, la acel moment, 410 milioane de dolari erau cheltuiți pentru programul DynaSoar. Primul zbor a necesitat sume comparabile și încă câțiva ani de muncă. Cu toate acestea, proiectului nu i s-au alocat timpul și banii necesari.
Spirală
În timp ce știința americană încerca să creeze un avion spațial, specialiștii sovietici au continuat dezvoltarea navelor capsule cu descendență balistică și au avut mare succes în această chestiune. Cu toate acestea, doar câțiva ani mai târziu, au început lucrările în țara noastră pentru a crea o aeronavă orbitală. Proiectul intern al sistemului aerospațial a fost denumit „Spiral”.
Modelul sistemului aerospațial spiralat în configurație la decolare. Fotografie Epizodsspace.airbase.ru
Se știe că unul dintre motivele apariției temei „Spiral” a fost informația despre planurile americane de a crea avioane spațiale, și anume proiectul DynaSoar. În același timp, se poate observa că dezvoltarea ulterioară a astronauticii ar putea fi realizată în moduri diferite, inclusiv prin crearea de avioane spațiale. Astfel, „Spiral”, deși a fost creat cu un ochi asupra eșantioanelor străine, poate fi considerat un proiect complet propriu bazat pe idei originale.
Conceptul final al sistemului, care combină ideile unui avion rachetă și a unei nave spațiale, a fost propus în 1964 de către cel de-al 30-lea Institut Central de Cercetare al Forțelor Aeriene. Această propunere i-a interesat pe liderii industriei aviatice, iar în 1965 a apărut o comandă corespunzătoare. În conformitate cu aceasta, A. I. Mikoyan urma să dezvolte un proiect pentru un sistem aerospațial promițător cu codul „Spiral”. Lucrările pe această temă au început în 1966, conduse de designerul G. E. Lozino-Lozinsky.
Al 30-lea Institut Central de Cercetare a finalizat o parte semnificativă a lucrării, ceea ce a simplificat mult sarcina Biroului de Proiectare Mikoyan. Specialiștii Institutului au format arhitectura viitorului complex, precum și au determinat caracteristicile și capacitățile acestuia. Datorită acestui fapt, proiectanții de aeronave au fost nevoiți să efectueze doar lucrări de dezvoltare. Această abordare a oferit anumite avantaje. Deci, conform planurilor de la mijlocul anilor șaizeci, primul zbor al „Spiralei” ar putea avea loc încă de la începutul deceniului următor.
Profil de zbor în spirală. Figura Epizodsspace.airbase.ru
Sistemul Spiral s-a bazat pe o aeronavă specială 50-50 cu aspect caracteristic. Trebuia să aibă o aripă măturată și un set de motoare cu reacție cu forță mare. În partea superioară a mașinii, a fost prevăzută o platformă pentru instalarea unui plan spațial orbital cu un etaj superior. Conform conceptului de bază, boosterul trebuia să se ridice la o altitudine de 30 km și să dezvolte o viteză de aproximativ M = 6. Lungimea totală a unei astfel de mașini a ajuns la 38 m cu o anvergură a aripilor de 16, 5 m. Greutatea la decolare a întregului sistem aerospațial este de 52 de tone.
Sarcina utilă a acceleratorului „50-50” a fost așa-numitul. aeronavă orbitală cu rapel de rapel. Avionul spațial a fost propus să fie construit conform schemei cu un fuselaj de susținere, în care partea inferioară a mașinii era planul de aripă. Fuzelajul în sine avea o formă triunghiulară cu o secțiune transversală variabilă. Pe părțile laterale ale mașinii existau o pereche de avioane prăbușite în lateral. O chila a fost prevăzută pe fuzelaj. Planorul a fost propus să fie fabricat din oțeluri rezistente la căldură; placarea a primit un strat ceramic special. Conform calculelor, în anumite etape ale zborului, nasul fuselajului a trebuit să se încălzească la 1600 ° C, ceea ce a necesitat o protecție adecvată.
Avionul orbital „50” a fost propus să fie echipat cu motoare de susținere și direcție. Cu o masă de 8 tone, ar putea transporta o sarcină utilă de cel puțin 500 kg. A fost luată în considerare posibilitatea creării unui interceptor orbital și a recunoașterii. În plus, a existat un proiect de bombardier spațial care putea transporta 2 tone de marfă. Datorită avionului de rapel și a blocului de rachetă, avionul Spirali ar putea urca pe orbite cu o altitudine de cel puțin 150 km.
Planul orbital „50”. Figura Buran.ru
Până la sfârșitul deceniului, Biroul de Proiectare Mikoyan a finalizat cea mai mare parte a lucrărilor teoretice și a pregătit echipamentul pentru primele teste practice. În iulie 1969, a fost lansat aparatul experimental BOR-1 („Rachetă orbitală fără pilot, primul”) cu un design simplificat. Un planor textolit pe o scară de 1: 3 cu ajutorul unei rachete R-12 modificate a fost adus pe o traiectorie suborbitală. Produsul a ars în atmosferă, dar a permis colectarea unor date. În luna decembrie a aceluiași an, a fost lansat aparatul BOR-2 cu un design și o configurație diferită. În zbor, sistemele de control au eșuat, iar prototipul a ars.
Din iulie 1970 până în februarie 1972, au fost efectuate încă trei lansări de prototipuri BOR-2. Doi s-au încheiat cu succes, unul cu eșec. În 1973 și 1974, au fost efectuate două teste ale produselor BOR-3 îmbunătățite. În ambele cazuri, accidentele au avut loc din diferite motive. În ciuda unui număr de accidente și deficiențe, testele produselor din familia BOR au furnizat o cantitate mare de informații.
Deja după lansarea proiectului BOR, a fost emis un ordin de terminare a lucrărilor pe tema „Spiral”. Conducerea țării a decis să arunce forțele industriei în alte direcții. Cu toate acestea, deja în 1974, programul a fost reluat și în curând au fost obținute noi rezultate. Cea mai recentă realizare în crearea sistemului aerospațial "Spiral" poate fi considerată o aeronavă analogică "105.11", precum și orbitatorii BOR-4 și BOR-5.
Unul dintre prototipurile BOR-3. Fotografie Buran.ru
„105.11” / MiG-105 era o copie aproximativă a avionului orbital „Spiral”, dar putea zbura doar în atmosferă și la viteza subsonică. Această mașină a fost destinată practicării coborârii și aterizării orizontale a avioanelor spațiale. La 11 octombrie 1976 a avut loc primul zbor „105.11”. Mașina a fost adusă la o altitudine și un curs dat folosind un avion de transport Tu-95. Mai mult, macheta a fost abandonată și, după ce a coborât, a aterizat. Au avut loc șapte zboruri, după care testele au fost oprite din cauza defectării prototipului.
La mijlocul anilor șaptezeci, a apărut o sarcină tehnică pentru crearea unui sistem spațial reutilizabil promițător - viitorul complex Energia-Buran. Câțiva ani, susținătorii Spiral și Buran s-au certat între ei și au încercat să-și apere partea, dar în curând problema a fost rezolvată la cel mai înalt nivel. S-a decis reducerea temei Spiralei în favoarea Buranului mai puțin îndrăzneț, dar promițător. În același timp, o serie de dezvoltări ale Biroului de Proiectare Mikoyan și întreprinderile conexe au fost planificate pentru a fi utilizate într-un nou proiect.
La începutul anilor optzeci, în interesul proiectului Buran, au avut loc mai multe lansări de orbitari BOR cu numere de la „4” la „6”. Sarcina lor era să testeze protecția termică pentru viitorul plan spațial și să rezolve alte probleme. Toate aceste experimente au contribuit la continuarea lucrărilor asupra „Buranului”. Important, mai multe prototipuri utilizate în cele două programe de sisteme aerospațiale au fost păstrate și sunt acum în muzee.
Succesuri și eșecuri
De la sfârșitul anilor cincizeci, cele două țări de frunte ale lumii, dezvoltându-și programele spațiale, au dezvoltat mai multe proiecte îndrăznețe de avioane spațiale. Cu toate acestea, din mai multe motive de un fel sau altul, aceste proiecte nu au reușit să meargă prea departe. În cel mai bun caz, era vorba doar de testarea dispozitivelor analogice.
MiG-105 cu experiență la Muzeul Forțelor Aeriene. Fotografie Wikimedia Commons
Proiectul X-20 DynaSoar a fost închis din cauza numeroaselor probleme tehnice, organizaționale și de altă natură, care provin din complexitatea extremă a sarcinii tehnice. Proiectanții și oamenii de știință au reușit să rezolve o serie de probleme importante, dar aceste soluții nu au fost testate în practică folosind un plan spațial experimental complet. Cu toate acestea, multe idei și tehnologii create pentru primul avion spațial american au fost folosite ulterior în noi proiecte. Rezultatul principal al tuturor acestor aspecte a fost complexul sistemului de transport spațial și elementul său principal - nava spațială reutilizabilă a navetei spațiale.
Istoria proiectului sovietic „Spiral” și finalizarea acestuia au fost diferite. A apărut ca un fel de răspuns la dezvoltarea externă, dar în același timp s-a dezvoltat diferit. În plus, s-a dovedit a avea mai mult succes: A. I. Mikoyan a efectuat testele necesare, inclusiv cu zboruri suborbitale. Motivul principal al respingerii „Spiralei” a fost apariția de propuneri și proiecte alternative. În același timp, evoluțiile din cadrul programului și-au găsit imediat un loc în proiecte promițătoare, precum și în unele produse experimentale. De fapt, un proiect s-a „fuzionat” imediat în altul și i-a asigurat dezvoltarea.
Este bine cunoscut faptul că proiectele îndrăznețe care dau startul unor noi direcții pot să nu dea întotdeauna rezultatele dorite. Cu toate acestea, cu ajutorul lor, specialiștii colectează datele necesare și câștigă o experiență valoroasă, care poate fi apoi utilizată la crearea de noi proiecte. Acesta este rezultatul principal al programelor care nu au prea mult succes la prima vedere. Cu toate acestea, în cazul DynaSoar și Spiral, situația pare mai complicată. Doar o singură versiune a spațiului spațial, creată folosind experiența lor, a ajuns la funcționare completă și chiar și acea a trecut deja la pensionare.
