Sredinom prošlog stoljeća mlazni avioni s posadom, postepeno savladavajući nove brzine i visine, uspjeli su se približiti pragu svemira.
Američki izazov
Prve uspjehe postigli su Amerikanci: 14. oktobra 1947. godine pilot-pilot Chuck Yeager na eksperimentalnom raketnom avionu X-1 pao je sa "leteće tvrđave" B-29 već 12. decembra 1953. na poboljšanom X-1A raketni avion, postigao je maksimalnu brzinu od 2655 km / h (M = 2,5) na nadmorskoj visini od preko 21 km. 1953. godine započela su ispitivanja raketnog aviona X -2, na kojem je 25. jula 1956. godine postignuta rekordna brzina u horizontalnom letu od 3360 km / h, a početkom septembra 1956. godine - nadmorska visina od 38 430 m.
U junu 1954. Sjedinjene Države započele su program testiranja hipersoničnog raketnog aviona Kh-15, koji je, počevši od krila preuređenog strateškog bombardera B-52, morao razviti brzinu šest puta veću od brzine zvuka u nekoliko minuta i doseći nadmorsku visinu od 76 km! Let prvog uzorka pod krilom aviona završen je 10. maja 1959. godine, a 8. juna X-15 se po prvi put odvojio od B-52 i napravio nezavisni klizni let. Prvo aktiviranje raketnog motora izvedeno je 17. septembra, a u daljim probnim letovima rekordi su se "slijevali" jedan za drugim - 4. avgusta 1960. postignuta je brzina od 3514 km / h, a 12. avgusta - nadmorska visina od 41.605 m; 7. marta 1961. godine Kh-15 je dostigao brzinu od 4264 km / h, u letu 31. marta je uzeta visina od 50.300 metara; 21. aprila postignuta je brzina od 5033 km / h, 12. septembra - već 5832 km / h. Linija od jednog kilometra, koja se smatra "službenom" granicom svemira, pređena je 22. avgusta 1963. - maksimalna visina leta bila je 107.906 m!
Svemirski skijaš
Nadahnuti uspjehom X-15, američko ratno zrakoplovstvo započelo je razvoj vojnog svemirskog raketnog aviona u sklopu projekta Dyna Soar (iz Dynamic Soaring-a). Raketni avion, nazvan X-20, trebao je letjeti brzinom od 24.000 km / h i zapravo je bio razvoj ideje njemačkog svemirskog bombardera Zenger (vidi "PM" # 8'2004). To ne čudi, s obzirom na to da su ključne inženjerske pozicije u američkom svemirskom programu imali njemački stručnjaci. Planirano je da novi raketni avion bude naoružan raketama svemir-svemir, svemir-vazduh i svemir-zemlja i konvencionalnim bombama. Donja površina X-20 bila je prekrivena metalnim toplinskim štitnikom od molibdena, koji može izdržati temperature do 1480 ° C, prednji rubovi krila izrađeni su od legure molibdena, koja je mogla izdržati temperature do 1650 ° C. Pojedini dijelovi vozila, koji su, po ulasku u atmosferu, zagrijani do 2371 ° C, bili zaštićeni ojačanim grafitom i cirkonijevom hemisferičnom kapom u nosu trupa ili obloženi keramičkim izolacijskim premazom od niobija. Pilot je bio smješten na sjedalu za izbacivanje, pružajući spas samo podzvučnom brzinom. Kokpit je bio opremljen bočnim prozorima i vjetrobranom, zaštićenim toplinskim štitnicima, koji su ispušteni neposredno prije slijetanja. Korisni teret težine do 454 kg postavljen je u odjeljak iza pijetla. Stajni trap sastojao se od tri uvlačiva podupirača opremljena skijama.
Ali za razliku od svog njemačkog prethodnika, X-20 nije bio svemirski avion u pravom smislu riječi. Trebalo je krenuti od Cape Canaverala na tradicionalan način, na vrhu lansirnog vozila Titan-IIIC, koje je raketni avion lansiralo u orbitu s nadmorskom visinom od 97,6 km. Nadalje, X-20 je morao ili sam ubrzati, koristeći vlastite raketne motore, ili, nakon što je završio nepotpunu orbitu, planirati prema Edwards AFB-u. Planirano je da će prvi pad sa aviona B-52 biti obavljen već 1963. godine, prvi let bez posade obaviće se u novembru 1964. godine, a prvi let sa posadom u maju 1965. godine. Međutim, ovaj vojni program je tiho umro ranije, nesposoban da se takmiči sa jednostavnim i jeftinim rješenjem - slanjem astronauta u svemir na balističkoj raketi u kapsuli pod pritiskom, koju je implementirala civilna organizacija NASA.
Kasni odgovor
Ironično, u trenutku kada su Amerikanci zatvarali program raketnih jedrilica s ljudskom posadom, SSSR je, impresioniran rekordima X-15, odlučio "sustići i prestići" Ameriku. Godine 1965. OKB-155 Artem Mikoyan dobio je uputstvo da vodi radove na orbitalnim i hiperzvučnim avionima, tačnije, na stvaranju dvostepenog svemirskog sistema "Spiral". Temu je nadzirao Gleb Lozino-Lozinsky.
Spirala od 115 tona sastojala se od hipersoničnog ubrzavajućeg aviona od 52 tone, indeksiranog "50-50", i orbitalnog aviona s posadom od 8, 8 tona (indeks "50") sa 54-tonske dvije scenski raketni pojačivač. Pojačivač je dostigao hipersoničnu brzinu od 1800 m / s (M = 6), a zatim se, nakon odvajanja stepenica na nadmorskoj visini od 28-30 km, vratio na aerodrom. Orbitalna ravan, koristeći raketni pojačivač na gorivo fluorid (F2 + H2), ušla je u radnu orbitu.
Pojasni avion
Ekipa za povišenje pritiska bila je smještena u dvosjed pod kokpitom pod pritiskom sa sjedištima za izbacivanje. Živi zrakoplov, zajedno s raketnim pojačivačem, pričvršćen je odozgo u posebnu kutiju, a nos i rep su zatvoreni oplatama.
Akcelerator je koristio ukapljeni vodik kao gorivo, koje se dovodilo u blok od četiri turboreaktivna motora AL-51 koje je razvio Arkhip Lyulka, a koji su imali zajednički usisnik zraka i koji su radili na jednoj nadzvučnoj vanjskoj ekspanzijskoj mlaznici. Značajka motora bila je upotreba vodikovih para za pokretanje turbine. Druga temeljna inovacija je integrirani, podesivi hipersonični usis zraka, koji je koristio gotovo cijeli prednji dio donje površine krila za sabijanje zraka koji ulazi u turbine. Procijenjeni raspon leta akceleratora s teretom bio je 750 km, a pri letenju kao izviđački zrakoplov - više od 7000 km.
Orbitalna ravan
Borbeni jednosjedni orbitalni avion sa više ljudi za posadu dužine 8 m i raspona krila 7,4 m izveden je prema shemi "nosivog tijela". Zbog odabranog aerodinamičkog rasporeda, od ukupnog raspona, konusne krilne konzole imale su samo 3,4 m, a ostatak nosive površine odnosio se na širinu trupa. Konzole krila su tijekom prolaska kroz odjeljak za formiranje plazme (lansiranje u orbitu i početna faza spuštanja) bile skrenute prema gore kako bi se isključio direktni toplinski tok oko njih. U atmosferskom dijelu silaska, orbitalna ravan je rasklopila krila i prešla u horizontalni let.
Orbitalni manevarski motori i dva hitna raketna motora na tekuće gorivo radili su na AT-NDMG gorivu sa visokim ključanjem (dušikov tetraksid i asimetrični dimetilhidrazin), slično onom koje se koristilo za borbene balističke rakete, koje je kasnije planirano zamijeniti ekološki prihvatljivijim fluorom. gorivo na bazi. Rezerve goriva bile su dovoljne za let do dva dana, ali glavni zadatak orbitalnog aviona morao je biti obavljen tokom prve 2-3 orbite. Borbeno opterećenje iznosilo je 500 kg za izviđačku i presretačku varijantu i 2 tone za svemirski bombarder. Fotografska oprema ili projektili nalazili su se u odjeljku iza odvojive pilotske kabine-kapsule, koja je omogućila spašavanje pilota u bilo kojoj fazi leta. Slijetanje je izvršeno pomoću turboreaktivnog motora na zemljanom aerodromu brzinom od 250 km / h na četveronožnoj skijaškoj šasiji.
Kako bi se vozilo zaštitilo od zagrijavanja tijekom kočenja u atmosferi, metalni ekran zaštićen toplinom je postavljen od ploča od čelika otpornog na toplinu VNS i legura niobija postavljenih po principu "riblje ljuske". Zaslon je bio ovješen na keramičke ležajeve koji su igrali ulogu toplinskih barijera, a pri promjeni temperature zagrijavanja automatski je promijenio oblik, zadržavajući stabilan položaj u odnosu na tijelo. Tako su se u svim načinima rada dizajneri nadali da će osigurati postojanost aerodinamičke konfiguracije.
Dvostupanjska lansirna jedinica za jednokratnu upotrebu pristala je u orbitalnu ravninu, na kojoj su se u prvoj fazi nalazila četiri raketna motora na tekuće gorivo s potiskom od 25 tf, a u drugoj jedan. Prvi put je planirano korištenje tekućeg kisika i vodika kao goriva, a kasnije prelazak na fluor i vodik. Faze akceleratora, kako je avion pušten u orbitu, bile su uzastopno razdvojene i pale su u ocean.
Mitski planovi
Plan rada na projektu predviđao je stvaranje do 1968. godine analoga orbitalnog aviona s visinom leta od 120 km i brzinom M = 6-8, ispuštenom sa strateškog bombardera Tu-95, svojevrsni odgovor na američki rekordni sistem-B-52 i X-15.
Do 1969. bilo je planirano stvaranje eksperimentalnog orbitalnog aviona s ljudskom posadom EPOS, koji u potpunosti podsjeća na borbeni orbitalni avion, koji bi u orbitu lansirala raketa -nosač Sojuz. Akcelerator je također trebao početi letjeti 1970. - prvo na petrolej, a dvije godine kasnije na vodik. Kompletan sistem trebao je biti lansiran u svemir 1973. Od cijelog ovog grandioznog programa, početkom 1970 -ih, izgrađena su samo tri EPOS -a - jedan za istraživanje leta podzvučnom brzinom, jedan za nadzvučna istraživanja i jedan za dostizanje hipersoničnog. No, samo je prvom modelu bilo suđeno da se uzdigne u maju 1976. godine, kada su svi slični programi u Sjedinjenim Državama već bili ukinuti. Nakon što je izvršio nešto više od desetak naleta, u rujnu 1978., nakon neuspješnog slijetanja, EPOS je pretrpio manja oštećenja i više se nije dizao u zrak. Nakon toga, ionako oskudno finansiranje programa je smanjeno - Ministarstvo odbrane već je bilo zauzeto razvijanjem drugog odgovora Amerikancima - sistema Energia - Buran.
Zaključana tema
Uprkos službenom zatvaranju programa Spiral, uloženi rad nije bio uzaludan. Stvoreni temelji i iskustvo stečeno u radu na "Spirali" uvelike su olakšali i ubrzali izgradnju svemirske letjelice "Buran" za višekratnu upotrebu. Koristeći stečeno iskustvo, Gleb Lozino-Lozinsky predvodio je stvaranje jedrilice Buran. Budući kosmonaut Igor Volk, koji je letio na podzvučnom analognom EPOS-u, kasnije je prvi letio na atmosferskom analogu Burana BTS-002 i postao zapovjednik odreda probnih pilota u okviru programa Buran.
