Ideja o raketnom svemirskom avionu sposobnom da se popne u orbitu i vrati na Zemlju poput aviona pojavila se prije nekoliko decenija. Vremenom je njegov razvoj doveo do tzv. orbitalni avioni, uključujući i one koji su našli praktičnu primjenu. Međutim, do određenog vremena rad u ovoj oblasti nije mogao dati željene rezultate. Vodeće zemlje svijeta razvile su nekoliko projekata svemirskih aviona, ali nisu napredovale dalje od testiranja eksperimentalne opreme.
Valja napomenuti da svi prvi razvoji SSSR -a i SAD -a na području svemirskih aviona, iako nisu doveli do pojave i djelovanja fundamentalno nove tehnologije, još uvijek nisu bili beskorisni. Uz njihovu pomoć, stručnjaci iz velikog broja naučnih i dizajnerskih institucija uspjeli su steći potrebno iskustvo, provesti niz studija i eksperimenata te odrediti daljnje načine razvoja svemirske tehnologije. Na temelju novih tehnologija i razvoja, uskoro su stvoreni pravi uzorci svemirskih aviona sa željenim karakteristikama.
X-20 DynaSoar
Prvi punopravni projekt svemirskog aviona koji je imao priliku doći do probnih letova je američki X-20 DynaSoar. Rad na ovom programu počeo je u jesen 1957. - samo nekoliko dana nakon lansiranja prvog vještačkog satelita Zemlje, napravljenog u SSSR -u. Vojno i političko vodstvo, kao i čelnici američke zrakoplovne industrije, došli su do zaključka da je potrebno stvoriti vlastite svemirske sisteme, uključujući i one prikladne za vojnu upotrebu.
Svemirski avion X-20 DynoSoar ulazi u atmosferu. NASA -in crtež
Sredinom decembra u NACA-i je održana konferencija o načinima razvoja raketne i svemirske tehnologije. Raspravljalo se o tri glavne vrste svemirskih letjelica za prevoz ljudi ili tereta: kapsula sa lansiranjem u orbitu pomoću lansirnog vozila i povratkom po balističkoj putanji; orbiter tipa podiznog tijela, sposoban izvesti neke manevre; kao i punopravni orbitalni svemirski avion. Na osnovu rezultata diskusija, odlučeno je da se razviju koncepti "balističke" kapsule i svemirskog aviona.
Krajem godine, Zapovjedništvo za istraživanje i razvoj zračnih snaga Sjedinjenih Država pokrenulo je novi program sa kodom DynaSoar (skraćeno od Dynamic Soaring - "dinamičko planiranje"), u kojem je bilo planirano razvoj svemirskog aviona. Počelo je formiranje uslova za buduće svemirske letjelice, kao i prikupljanje prijava za učešće u programu. BBC je primio više od stotinu prijedloga, ali je u program bilo uključeno samo 10 kompanija, od kojih su neke odlučile raditi zajedno.
U rano proljeće 1958. zračne snage su se upoznale s desetak preliminarnih projekata sistema DynaSoar. Razvojne kompanije su imale različite pristupe i implementirale različite koncepte. U isto vrijeme, značajan dio projekata imao je određene sličnosti. Predviđali su izgradnju hipersoničnog raketnog aviona, koji je trebao biti povezan s raketom -nosačem. Razlike su bile u dizajnu aviona, sastavu ugrađenih sistema i arhitekturi lansirnog vozila. Zračne snage su smatrale da su projekti iz grupacija Boeing-Vought i Bell-Martin najbolja opcija. Oni su bili razvijeni.
Odvajanje lansirnog vozila i svemirskog aviona. NASA -in crtež
Paralelno s potragom za pobjednicima takmičenja, vojska je pregovarala s NACA -om: ova je organizacija trebala pružati naučne i praktične događaje. Odgovarajući sporazum pojavio se u kasnu jesen 1958. Nakon toga, Agencija za istraživanje i razvoj i kompanije u zračnoj industriji radile su zajedno pod vodstvom zračnih snaga. Do tada je odlučeno da se program izvede u nekoliko faza - od istraživanja do izgradnje i testiranja borbene verzije svemirskog aviona.
Tokom 1959. godine, dvije grupe kompanija vršile su različite aktivnosti istraživanja i razvoja. Tokom tog perioda, kupac je nekoliko puta mijenjao zahtjeve za svemirski avion. Početkom novembra vazduhoplovstvo je izabralo pobednika takmičenja. Najbolju verziju projekta predložili su Boeing i Vought. Zanimljivo je da je do tog trenutka ova druga oštro smanjila svoje učešće u projektu - bila je odgovorna samo za nekoliko jedinica budućeg aparata. Martin je također bio uključen u projekt, koji je trebao razviti potrebnu raketu -nosač.
Razvoj budućeg prototipa svemirskog aviona počeo je krajem 1959. Ova faza rada označena je kao Faza Alfa. Razrada izgleda svemirskog aviona s radnom oznakom X-20 dovela je do specifičnih rezultata. Stoga se dizajn proizvoda stalno mijenjao i sve više i više udaljavao od osnovne verzije. Paralelno se odvijala izrada rasporeda izgradnje i ispitivanja. Od određenog vremena, kupac i programer planirali su provesti dvadesetak probnih letova - a to je samo u okviru prvih faza.
Model aparata X-20. Boeing Photos
Do sredine 1961. godine, učesnici programa utvrdili su konačan izgled budućeg raketno -kosmičkog kompleksa. Osim same hiperzvučne svemirske letjelice, u nju je bila uključena i posebno modificirana lansirna raketa Titan IIIC. Umjesto pozornice s korisnim teretom, predloženo je da se na nju instalira DynaSoar proizvod. Trostupanjska raketa mogla bi biti opremljena i posebnom četvrtom stepenom. Ova jedinica je trebala ostati na svemirskom avionu, pružajući rješenje za neke probleme.
Projekt X-20 uključivao je izgradnju svemirskog aviona srednje veličine karakterističnog izgleda. Optimalno se smatralo nisko krilo delte, iznad kojeg se nalazio trup sa šiljastim konusom nosa i par bočnih kobilica. Predviđeno je da se okvir napravi od čeličnih legura otpornih na toplinu i prekrije posebnim keramičkim pločama. Princip hlađenja kućišta korišten je i pomoću unutrašnjih radijatora s tekućinom. Unutar trupa bio je kokpit s jednim sjedištem, kao i raketni motor na tekuće gorivo i drugi potrebni uređaji. Dužina vozila nije prelazila 11 m, raspon krila bio je manji od 6,5 m. Njegova vlastita težina bila je 5,16 tona.
Prema tadašnjim prijedlozima, vođene rakete mogle su se postaviti u teretni prostor X-20 za napad na ciljeve u orbiti ili na Zemlji. Osim toga, nije isključena ni upotreba bombi sa slobodnim padom. Koliko je poznato, razvoj specijalizovanih raketa svemir-svemir i svemir-zemlja još nije otišao dalje od preliminarne faze istraživanja.
Testni pilot u kokpitu simulatora na zemlji. Boeing Photos
U rujnu 1961. Boeing je kupcu predstavio model svemirskog aviona u punoj veličini. Njegovo odobrenje otvorilo bi put projektu da izgradi punopravni prototip. Pripreme za testiranje su također bile u toku: NASA i zračne snage počele su regrutirati pilote za učešće u budućim testovima. Šest pilota odabrano je u posebnu grupu. Morali su obaviti najmanje devet orbitalnih letova.
Međutim, ti planovi nisu ispunjeni. Već u listopadu 1961., u vezi s pojavom konkurentnih svemirskih programa, predložen je plan smanjenja troškova projekta X-20 DynaSoar. Ovaj dokument predviđa smanjenje broja probnih letova i pojednostavljenje letačkih programa. Zbog toga je planirano da se troškovi testova smanje na 920 miliona dolara i završe do 1967. godine. Zanimljivo je da je jedan od paralelnih svemirskih programa u istom razdoblju bio izložen tako oštrim kritikama da je jednostavno zatvoren.
Međutim, s obzirom na tu pozadinu, nije bilo razloga za radost. Već u februaru iduće godine program DynaSoar prebačen je u kategoriju istraživanja, što je uzrokovano problemima u razvoju svemirskog aviona i rakete za njega. Osim toga, bilo je poteškoća u dobijanju sredstava i organizaciji posla. U oktobru se pojavila nova verzija programskog rasporeda, koja je ponovo predviđala smanjenje potrošnje.
DynaSoar izgled i njegovi tvorci iz Boeinga. Boeing Photos
Godine 1963. projekt DynaSoar suočio se s novim konkurentom u obliku svemirske letjelice Gemini. Pentagon je uporedio dva razvoja događaja i pokušao da ustanovi koji je od njih od vojnog stanovišta veći interes. Nakon toga su uslijedili sporovi u vojnom odjelu, na čijem se pozadini pojavile glasine o prestanku rada na X-20. Međutim, u proljeće je Boeing dobio novi ugovor za nastavak razvojnih radova. Paralelno s tim, nastavili su se razgovori o budućem finansiranju i testiranju.
Dana 20. decembra 1963., ministar odbrane Robert McNamara naredio je prekid programa DynaSoar u korist projekta ASSET, uz odgovarajuće preusmjeravanje sredstava. Prema izvještajima, u to vrijeme je za program DynaSoar potrošeno 410 miliona dolara. Prvi let zahtijevao je usporedive svote i još nekoliko godina rada. Međutim, projektu nije dodijeljeno potrebno vrijeme i novac.
Spirala
Dok je američka nauka pokušavala stvoriti svemirski avion, sovjetski stručnjaci nastavili su razvoj brodova kapsula s balističkim porijeklom i bili su vrlo uspješni po tom pitanju. Međutim, samo nekoliko godina kasnije, u našoj zemlji počeli su radovi na stvaranju orbitalne letjelice. Domaći projekat vazduhoplovnog sistema nazvan je "Spiral".
Model spiralnog svemirskog sistema u konfiguraciji za polijetanje. Fotografija Epizodsspace.airbase.ru
Poznato je da su jedan od razloga za pojavu teme "Spiral" informacije o američkim planovima za stvaranje svemirskih aviona, odnosno projektu DynaSoar. Istodobno se može primijetiti da se daljnji razvoj astronautike mogao odvijati na različite načine, uključujući i stvaranje svemirskih letjelica. Tako se "Spirala", iako je nastala s osvrtom na strane uzorke, može smatrati potpuno vlastitim projektom zasnovanim na originalnim idejama.
Gotov koncept sistema, koji kombinira ideje raketnog aviona i svemirske letjelice, predložio je 1964. godine 30. Centralni istraživački institut Vazduhoplovstva. Ovaj prijedlog zainteresirao je čelnike zrakoplovne industrije, pa se 1965. pojavila odgovarajuća naredba. U skladu s tim, A. I. Mikoyan je trebao razviti projekt za obećavajući vazduhoplovni sistem sa kodom "Spiral". Rad na ovoj temi počeo je 1966. godine, pod vodstvom dizajnera G. E. Lozino-Lozinsky.
30. Centralni istraživački institut završio je značajan dio posla, što je uvelike pojednostavilo zadatak dizajnerskog biroa Mikoyan. Stručnjaci Instituta oblikovali su arhitekturu budućeg kompleksa, te utvrdili njegove karakteristike i mogućnosti. Zahvaljujući tome, dizajneri aviona morali su samo obavljati razvojne radove. Ovaj pristup je dao određene prednosti. Dakle, prema planovima sredinom šezdesetih, prvi let "Spirale" mogao bi se dogoditi već početkom sljedeće decenije.
Spiralni profil leta. Slika Epizodsspace.airbase.ru
Spiralni sistem je bio zasnovan na specijalnom 50-50 pomoćnom avionu karakterističnog izgleda. Trebalo je imati zamahnuto krilo i skup mlaznih motora s velikim potiskom. Na gornjem dijelu stroja bila je predviđena platforma za ugradnju orbitalnog svemirskog aviona s gornjim stepenom. Prema osnovnom konceptu, pojačivač se trebao uzdići na visinu od 30 km i razvijati brzinu od oko M = 6. Ukupna dužina takve mašine dosegla je 38 m sa rasponom krila 16,5 m. Poletna težina čitavog vazduhoplovnog sistema je 52 tone.
Korisni teret akceleratora "50-50" bio je tzv. orbitalni avion sa raketnim pojačivačem. Predviđeno je da se svemirski avion izgradi prema shemi s nosećim trupom, u kojem je donji dio mašine bio krilo. Sam trup imao je trokutasti oblik s promjenjivim presjekom. Sa bočnih strana automobila nalazilo se par aviona koji su se srušili na bočne strane. Na trupu je bila postavljena kobilica. Predloženo je da se jedrilica napravi od čelika otpornih na toplinu; obloga je dobila poseban keramički premaz. Prema proračunima, u određenim fazama leta nos trupa morao se zagrijati na 1600 ° C, što je zahtijevalo odgovarajuću zaštitu.
Predloženo je da orbitalni avion "50" bude opremljen nosačima i motorima za upravljanje. Sa masom od 8 tona, mogao je nositi nosivost od najmanje 500 kg. Razmatrana je mogućnost stvaranja orbitalnog presretača i izviđanja. Osim toga, postojao je projekat bombardera svemirskog aviona koji je mogao nositi 2 tone tereta. Zbog aviona za povišenje pritiska i raketnog pojačivača, avion Spirali se mogao popeti u orbite sa nadmorskom visinom od najmanje 150 km.
Orbitalna ravan "50". Slika Buran.ru
Do kraja desetljeća Dizajn biro Mikoyan završio je najveći dio teorijskog rada i pripremio opremu za prva praktična ispitivanja. U julu 1969. godine lansiran je eksperimentalni aparat BOR-1 ("Orbitalni raketni avion bez posade, prvi") pojednostavljenog dizajna. Tekstolitna jedrilica u razmjeri 1: 3 uz pomoć modificirane rakete R-12 dovedena je do suborbitalne putanje. Proizvod je izgorio u atmosferi, ali je omogućio prikupljanje nekih podataka. U prosincu iste godine lansiran je aparat BOR-2 drugačijeg dizajna i konfiguracije. U letu su otkazali upravljački sistemi i prototip je izgorio.
Od jula 1970. do februara 1972. izvedena su još tri lansiranja prototipova BOR-2. Dva su završila uspjehom, jedan neuspjehom. 1973. i 1974. godine provedena su dva ispitivanja poboljšanih proizvoda BOR-3. U oba slučaja nesreće su se dogodile iz različitih razloga. Uprkos brojnim nezgodama i nedostacima, testovi proizvoda porodice BOR dali su veliku količinu informacija.
Već nakon pokretanja projekta BOR izdata je naredba o prekidu rada na temi "Spirala". Rukovodstvo zemlje odlučilo je industrijske snage baciti na druge pravce. Međutim, već 1974. program je nastavljen i uskoro su postignuti novi rezultati. Najnovijim dostignućem u stvaranju vazduhoplovnog sistema "Spiral" mogu se smatrati analogni avioni "105.11", kao i orbiti BOR-4 i BOR-5.
Jedan od prototipova BOR-3. Fotografija Buran.ru
"105.11" / MiG-105 bio je približna kopija orbite orbite "Spiral", ali je mogao letjeti samo u atmosferi i podzvučnom brzinom. Ova mašina je bila namenjena za uvežbavanje spuštanja i horizontalnog sletanja svemirskih aviona. 11. oktobra 1976. godine obavljen je prvi let "105.11". Automobil je doveden na zadatu visinu i kurs pomoću aviona-nosača Tu-95. Dalje, maketa je odbačena i, spustivši se, sletjela je. Održano je sedam letova, nakon čega su testovi prekinuti zbog kvara prototipa.
Sredinom sedamdesetih pojavio se tehnički zadatak za stvaranje obećavajućeg svemirskog sistema za višekratnu upotrebu-budućeg kompleksa Energia-Buran. Nekoliko godina pristalice Spirale i Burana međusobno su se svađale i pokušavale braniti svoju stranu, ali ubrzo je to pitanje riješeno na najvišem nivou. Odlučeno je da se tema Spirale smanji u korist manje odvažnog, ali obećavajućeg Burana. U isto vrijeme, planirano je da se brojni razvojni biro Mikoyan Design Bureau -a i srodnih preduzeća koriste u novom projektu.
Početkom osamdesetih, u interesu projekta Buran, dogodilo se nekoliko lansiranja BOR orbita sa brojevima od "4" do "6". Njihov je zadatak bio testirati toplinsku zaštitu budućeg svemirskog aviona i riješiti druge probleme. Svi ovi eksperimenti doprinijeli su daljem radu na "Buranu". Ono što je važno, nekoliko prototipova korištenih u programima dva svemirska sistema sačuvano je i sada se nalazi u muzejima.
Uspesi i neuspesi
Od kraja pedesetih, dvije vodeće zemlje svijeta, razvijajući svoje svemirske programe, razvile su nekoliko odvažnih projekata svemirskih aviona. Međutim, iz niza ovakvih ili onih razloga, ti projekti nisu uspjeli otići predaleko. U najboljem slučaju radilo se samo o testiranju analognih uređaja.
Iskusni MiG-105 u Muzeju vazduhoplovstva. Fotografija Wikimedia Commons
Projekt X-20 DynaSoar zatvoren je zbog brojnih tehničkih, organizacijskih i drugih problema, koji su proizašli iz krajnje složenosti tehničkog zadatka. Dizajneri i naučnici uspjeli su riješiti niz važnih pitanja, ali ta rješenja nisu testirana u praksi pomoću punopravnog eksperimentalnog svemirskog aviona. Međutim, mnoge ideje i tehnologije stvorene za prvi američki svemirski avion kasnije su korištene u novim projektima. Glavni rezultat svega toga bio je kompleks Svemirskog transportnog sistema i njegov glavni element - svemirska letjelica Space Shuttle.
Istorija sovjetskog projekta "Spirala" i njegov završetak bili su različiti. Pojavio se kao neka vrsta odgovora na strani razvoj, ali se istovremeno i drugačije razvijao. Osim toga, pokazalo se da je uspješniji: A. I. Mikoyan je proveo potrebna ispitivanja, uključujući suborbitalne letove. Glavni razlog odbijanja "Spirale" bila je pojava alternativnih prijedloga i projekata. U isto vrijeme, razvoj u okviru programa odmah je našao mjesto u obećavajućim projektima, kao i nekim eksperimentalnim proizvodima. Zapravo, jedan se projekt odmah "spojio" u drugi i osigurao njegov razvoj.
Poznato je da hrabri projekti koji daju početak novim smjerovima ne moraju uvijek dati željene rezultate. Ipak, uz njihovu pomoć, stručnjaci prikupljaju potrebne podatke i stječu dragocjeno iskustvo koje se zatim može koristiti pri kreiranju novih projekata. To postaje glavni rezultat programa koji na prvi pogled nisu baš uspješni. Međutim, u slučaju DynaSoara i Spirale, situacija izgleda složenija. Samo jedna verzija svemirskog aviona, stvorena koristeći njihovo iskustvo, dostigla je punu operativnost, a čak je i ta već otišla u penziju.
