„DynaSoar” i „Spirala”. Sukcesy i porażki pierwszych samolotów kosmicznych
Idea samolotu kosmicznego napędzanego rakietą, zdolnego do wejścia na orbitę i powrotu na Ziemię jak samolot, pojawiła się kilkadziesiąt lat temu. Z czasem jego rozwój doprowadził do tzw. samoloty orbitalne, w tym te, które znalazły praktyczne zastosowanie. Jednak do pewnego czasu praca w tym obszarze nie mogła dać oczekiwanych rezultatów. Wiodące kraje świata opracowały kilka projektów samolotów kosmicznych, ale nie wyszły poza testowanie sprzętu eksperymentalnego.
Należy zauważyć, że wszystkie wczesne osiągnięcia ZSRR i USA w dziedzinie samolotów kosmicznych, chociaż nie doprowadziły do powstania i działania całkowicie nowej technologii, nadal nie były bezużyteczne. Z ich pomocą specjaliści z wielu instytucji naukowych i projektowych byli w stanie zdobyć niezbędne doświadczenie, przeprowadzić szereg badań i eksperymentów, a także określić dalsze sposoby rozwoju technologii kosmicznej. Na podstawie nowych technologii i osiągnięć wkrótce powstały prawdziwe próbki samolotów kosmicznych o pożądanych cechach.
X-20 DynaSoara
Pierwszym pełnoprawnym projektem kosmolotu, który miał szansę trafić do lotów testowych, jest amerykański X-20 DynaSoar. Prace nad tym programem rozpoczęły się jesienią 1957 roku - zaledwie kilka dni po wystrzeleniu pierwszego sztucznego satelity Ziemi, wyprodukowanego w ZSRR. Kierownictwo wojskowe i polityczne, a także szefowie amerykańskiego przemysłu lotniczego i kosmicznego doszli do wniosku, że konieczne jest stworzenie własnych systemów kosmicznych, w tym nadających się do użytku wojskowego.
Samolot kosmiczny X-20 DynoSoar podczas ponownego wejścia na pokład. Rysunek NASA
W połowie grudnia NACA była gospodarzem konferencji poświęconej rozwojowi technologii rakietowej i kosmicznej. Omówiono trzy główne typy statków kosmicznych do transportu ludzi lub ładunku: kapsułę z wystrzeleniem na orbitę za pomocą pojazdu nośnego i powrót po trajektorii balistycznej; orbiter typu Lifting Body zdolny do wykonywania niektórych manewrów; a także pełnoprawny orbitalny samolot kosmiczny. Na podstawie wyników dyskusji postanowiono opracować koncepcję „balistycznej” kapsuły i kosmolotu.
Pod koniec roku Dowództwo Badawczo-Rozwojowe Sił Powietrznych USA uruchomiło nowy program o kodzie DynaSoar (skrót od Dynamic Soaring – „dynamiczne planowanie”), w którym planowano opracować samolot kosmiczny. Rozpoczęto tworzenie wymagań dla przyszłego statku kosmicznego, a także zbieranie wniosków o udział w programie. Siły Powietrzne otrzymały łącznie ponad sto propozycji, ale do programu przyciągnęło tylko 10 firm, z których część zdecydowała się na współpracę.
Wczesną wiosną 1958 roku Siły Powietrzne dokonały przeglądu kilkunastu wstępnych projektów systemu DynaSoar. Firmy deweloperskie stosowały różne podejścia i wdrażały różne koncepcje. Jednocześnie znaczna część projektów wykazywała pewne podobieństwo. Przewidywali budowę naddźwiękowego samolotu rakietowego, który miał być połączony z przyspieszającą rakietą nośną. Różnice dotyczyły konstrukcji samolotu, składu systemów pokładowych i architektury pojazdu startowego. Siły Powietrzne rozważały najlepsze opcje dla projektów z grup firm Boeing-Vought i Bell-Martin. Zostały opracowane.
Oddzielenie rakiety nośnej od samolotu kosmicznego. Rysunek NASA
Równolegle z poszukiwaniem zwycięzców konkursu wojsko negocjowało z NACA: organizacja ta miała zapewnić wydarzenia naukowe i praktyczne. Odpowiednia umowa pojawiła się późną jesienią 1958 roku. Następnie agencja badawcza i firmy lotnictwo oddziały pracowały razem pod kierownictwem Sił Powietrznych. Do tego czasu zdecydowano się przeprowadzić program w kilku etapach – od badań po budowę i testy bojowej wersji kosmolotu.
W 1959 roku obie grupy firm realizowały różne projekty badawcze. W tym okresie klient kilkakrotnie zmieniał wymagania dotyczące kosmolotu. Na początku listopada Siły Powietrzne wybrały zwycięzcę konkursu. Najlepszą wersję projektu zaproponowali Boeing i Vought. Ciekawe, że do tego czasu ten ostatni znacznie ograniczył swój udział w projekcie – odpowiadał tylko za kilka egzemplarzy przyszłego aparatu. Martin był również zaangażowany w projekt, który miał opracować wymagany pojazd startowy.
Prace nad przyszłym prototypem kosmolotu rozpoczęły się pod koniec 1959 roku. Ten etap prac został oznaczony jako Faza Alfa. Opracowanie wyglądu kosmolotu o roboczym oznaczeniu X-20 doprowadziło do konkretnych wyników. Tak więc projekt produktu ciągle się zmieniał i oddalał coraz bardziej od podstawowej wersji. Równolegle prowadzono opracowanie harmonogramu budowy i testów. Od pewnego czasu klient i deweloper planowali przeprowadzić dwa tuziny lotów testowych - i to tylko w pierwszych fazach.
Układ aparatu X-20. Zdjęcia Boeinga
W połowie 1961 r. uczestnicy programu ustalili ostateczny kształt przyszłego kompleksu rakietowo-kosmicznego. Oprócz samego statku kosmicznego naddźwiękowego zawierał specjalnie zmodyfikowany pojazd startowy Titan IIIC. Zamiast sceny z ładunkiem zaproponowano zainstalowanie na niej produktu DynaSoar. Rakieta trzystopniowa mogła być również wyposażona w specjalny czwarty stopień. Jednostka ta miała pozostać w kosmolocie, rozwiązując niektóre problemy.
Projekt X-20 zakładał budowę średniej wielkości kosmolotu, który miał charakterystyczny wygląd. Za optymalne uznano nisko położone skrzydło delta, powyżej którego znajdował się kadłub ze spiczastą owiewką nosową i parą bocznych kili. Zaproponowano wykonanie płatowca z żaroodpornych stopów stali i pokrycie specjalnymi płytami ceramicznymi. Zastosowano również zasadę chłodzenia skóry dzięki wewnętrznym radiatorom cieczą. Wewnątrz kadłuba umieszczono pojedynczy kokpit, a także silnik rakietowy na ciecz i inne niezbędne urządzenia. Długość aparatu nie przekraczała 11 m, rozpiętość skrzydeł nie przekraczała 6,5 m. Masa własna wynosiła 5,16 ton.
Zgodnie z ówczesnymi propozycjami pociski kierowane mogłyby zostać umieszczone w ładowni X-20, aby atakować cele na orbicie lub na Ziemi. Ponadto nie wykluczono użycia bomb spadających swobodnie. O ile wiadomo, rozwój specjalistycznych rakiet kosmos-kosmos i kosmos-ziemia nie wyszedł ze wstępnego etapu badań.
Pilot testowy w kokpicie symulatora naziemnego. Zdjęcia Boeinga
We wrześniu 1961 roku firma Boeing zaprezentowała klientowi pełnowymiarowy model kosmolotu. Jego aprobata otworzy drogę dla projektu do zbudowania pełnoprawnego prototypu. Trwały również przygotowania do testów: NASA i Siły Powietrzne rozpoczęły selekcję pilotów do udziału w przyszłych testach. Do specjalnej grupy wybrano sześciu pilotów. Musieli wykonać co najmniej dziewięć lotów orbitalnych.
Plany te jednak nie zostały zrealizowane. Już w październiku 1961 roku, w związku z pojawieniem się konkurencyjnych programów kosmicznych, zaproponowano plan obniżenia kosztów projektu X-20 DynaSoar. Dokument ten przewidywał zmniejszenie liczby lotów testowych i uproszczenie programów lotów. Z tego powodu koszt testów miał zostać zmniejszony do 920 milionów dolarów i ukończony do 1967 roku. Ciekawe, że jeden z równoległych programów kosmicznych w tym samym okresie został poddany tak ostrej krytyce, że został po prostu zamknięty.
Jednak na tym tle nie było powodów do radości. Już w lutym przyszłego roku program DynaSoar został przeniesiony do kategorii badań i rozwoju, co było spowodowane problemami w rozwoju kosmolotu i rakiety do niego. Ponadto pojawiły się trudności w pozyskiwaniu finansowania i organizacji pracy. W październiku pojawiła się nowa wersja harmonogramu programu, ponownie przewidująca cięcia wydatków.
Model DynaSoar i jego twórcy z firmy „Boeing”. Zdjęcia Boeinga
W 1963 roku projekt DynaSoar zmierzył się z nowym konkurentem w postaci statku kosmicznego Gemini. Pentagon porównał te dwa wydarzenia i próbował ustalić, który z nich jest bardziej interesujący z militarnego punktu widzenia. Po tym nastąpiły spory w departamencie wojskowym, przeciwko którym pojawiły się pogłoski o zakończeniu prac nad X-20. Jednak już wiosną Boeing otrzymał nowy kontrakt na kontynuację prac rozwojowych. Równolegle kontynuowano dyskusje na temat przyszłego finansowania i testowania.
20 grudnia 1963 r. sekretarz obrony Robert McNamara nakazał przerwanie prac nad programem DynaSoar na rzecz projektu ASSET z odpowiednim przekierowaniem finansowania. Program DynaSoar podobno wydał wówczas 410 milionów dolarów. Do wykonania pierwszego lotu potrzebne były porównywalne sumy i kilka kolejnych lat pracy. Na projekt nie przydzielono jednak niezbędnego czasu i pieniędzy.
"Spirala"
Podczas gdy amerykańska nauka próbowała stworzyć samolot kosmiczny, radzieccy specjaliści nadal opracowywali statki kapsułowe z balistycznym zniżaniem i odnieśli w tej kwestii duże sukcesy. Jednak już kilka lat później rozpoczęły się prace nad stworzeniem samolotu orbitalnego w naszym kraju. Krajowy projekt systemu lotniczego został nazwany „Spirala”.
Model systemu lotniczego „Spirala” w konfiguracji startowej. Zdjęcie epizodsspace.airbase.ru
Wiadomo, że jednym z powodów pojawienia się motywu „Spirala” były informacje o amerykańskich planach stworzenia kosmolotów, czyli projekcie DynaSoar. Jednocześnie można zauważyć, że dalszy rozwój astronautyki mógł odbywać się na różne sposoby, m.in. poprzez tworzenie samolotów kosmicznych. Tak więc „Spirala”, choć powstała z myślą o zagranicznych próbkach, można uznać za całkowicie własny projekt oparty na oryginalnych pomysłach.
Gotową koncepcję systemu, łączącego ideę samolotu rakietowego i statku kosmicznego, zaproponował w 1964 r. 30 Centralny Instytut Badawczy Wojsk Lotniczych. Ta propozycja zainteresowała liderów przemysłu lotniczego, aw 1965 roku pojawiło się odpowiednie zamówienie. Zgodnie z nim OKB A.I. Mikojan miał opracować projekt obiecującego systemu lotniczego o kodzie „Spirala”. Prace nad tym tematem rozpoczęły się w 1966 roku, kierował nimi projektant G.E. Łozino-Łoziński.
30. Centralny Instytut Badawczy wykonał znaczną część prac, co znacznie uprościło zadanie Mikojańskiego Biura Projektowego. Specjaliści Instytutu stworzyli architekturę przyszłego kompleksu, określili jego cechy i możliwości. Dzięki temu projektanci samolotów musieli wykonywać tylko prace rozwojowe. Takie podejście zapewniło pewne korzyści. Tak więc, zgodnie z planami z połowy lat sześćdziesiątych, pierwszy lot Spirali mógł się odbyć już na początku następnej dekady.
Profil lotu „Spirale”. Rysunek Epizodsspace.airbase.ru
Podstawą systemu „Spirala” był specjalny samolot przyspieszający „50-50” o charakterystycznym wyglądzie. Miał mieć skośne skrzydło i zestaw silników odrzutowych o wysokim ciągu. W górnej części maszyny przewidziano platformę do montażu kosmolotu orbitalnego z górnym stopniem. Zgodnie z podstawową koncepcją akcelerator musiał wznieść się na wysokość do 30 km i rozwinąć prędkość około M=6. Całkowita długość takiej maszyny osiągnęła 38 m przy rozpiętości skrzydeł 16,5 m. Masa startowa całego systemu lotniczego wynosiła 52 tony.
Ładunek overclockera „50-50” był tak zwany. samolot orbitalny z górnym stopniem rakiety. Zaproponowano zbudowanie kosmolotu według schematu z kadłubem nośnym, w którym dolną częścią maszyny był samolot skrzydłowy. Sam kadłub miał trójkątny kształt o zmiennym przekroju. Po bokach samochodu znajdowała się para samolotów zawalonych na boki. Na kadłubie przewidziano stępkę. Zaproponowano wykonanie płatowca ze stali żaroodpornych; skóra otrzymała specjalną powłokę ceramiczną. Według obliczeń na niektórych etapach lotu nos kadłuba musiał się rozgrzać do 1600°C, co wymagało odpowiedniej ochrony.
Samolot orbitalny „50” miał być wyposażony w silniki podtrzymujące i sterowe. Przy masie 8 ton mógł udźwignąć ładowność co najmniej 500 kg. Rozważano możliwość stworzenia orbitalnego myśliwca przechwytującego i rozpoznania. Ponadto powstał projekt bombowca kosmicznego, który mógł przewozić 2 tony ładunku. Dzięki samolotowi wspomagającemu i górnemu stopniowi rakiety samolot Spiral mógł wspinać się na orbity o wysokości co najmniej 150 km.
Samolot orbitalny „50”. Rysunek Buran.ru
Do końca dekady Biuro Konstrukcyjne Mikojan zakończyło główną część prac teoretycznych i przygotowało sprzęt do pierwszych testów praktycznych. W lipcu 1969 r. nastąpiła premiera pilotażowego aparatu BOR-1 („Bezzałogowy śmigłowiec rakietowy, pierwszy”) o uproszczonej konstrukcji. Szybowiec tekstolitowy w skali 1:3 został wystrzelony na trajektorię suborbitalną za pomocą zmodyfikowanej rakiety R-12. Produkt spłonął w atmosferze, ale pozwolił na zebranie pewnych danych. W grudniu tego samego roku nastąpiło uruchomienie aparatu BOR-2 o innej konstrukcji i wyposażeniu. W locie systemy sterowania zawiodły, a prototyp spłonął.
Od lipca 1970 do lutego 1972 przeprowadzono trzy kolejne starty prototypów BOR-2. Dwa zakończyły się sukcesem, jeden porażką. W latach 1973 i 1974 odbyły się dwa testy produktów BOR-3 o ulepszonej konstrukcji. W obu przypadkach wypadki miały miejsce z różnych przyczyn. Mimo szeregu wypadków i niedociągnięć testy produktów z rodziny BOR dały dużą ilość informacji.
Już po uruchomieniu projektu BOR pojawił się nakaz wstrzymania prac nad tematem Spirala. Kierownictwo kraju postanowiło skierować siły przemysłu na inne obszary. Jednak już w 1974 roku program został wznowiony i wkrótce uzyskano nowe wyniki. Za najnowsze osiągnięcie w tworzeniu systemu lotniczego Spiral można uznać samolot analogowy 105.11, a także orbitery BOR-4 i BOR-5.
Jeden z prototypów BOR-3. Zdjęcia Buran.ru
"105.11" / MiG-105 był przybliżoną kopią samolotu orbitalnego Spiral, ale mógł latać tylko w atmosferze i z prędkością poddźwiękową. Ta maszyna była przeznaczona do testowania opadania i poziomego lądowania samolotów kosmicznych. 11 października 1976 r. odbył się pierwszy lot „105.11”. Samochód został doprowadzony na z góry określoną wysokość i kurs samolotem lotniskowym Tu-95. Co więcej, prototyp został zrzucony, a po zejściu wylądował. Odbyło się siedem lotów, po których testy przerwano z powodu awarii prototypu.
W połowie lat siedemdziesiątych pojawiło się techniczne zadanie stworzenia obiecującego systemu kosmicznego wielokrotnego użytku - przyszłego kompleksu Energia-Buran. Przez kilka lat zwolennicy Spiral i Buran kłócili się ze sobą i próbowali bronić swojej strony, ale wkrótce sprawa została rozwiązana na najwyższym szczeblu. Postanowiono porzucić motyw spirali na rzecz mniej odważnego, ale obiecującego Burana. Jednocześnie w nowym projekcie planowano wykorzystać szereg rozwiązań Biura Projektowego Mikoyan i powiązanych przedsiębiorstw.
Na początku lat osiemdziesiątych w interesie projektu Buran miało miejsce kilka startów orbiterów BOR o numerach od „4” do „6”. Ich zadaniem było przetestowanie ochrony termicznej przyszłego samolotu kosmicznego i rozwiązanie innych problemów. Wszystkie te eksperymenty przyczyniły się do dalszych prac nad Buranem. Co istotne, zachowało się kilka prototypów używanych w dwóch programach systemów lotniczych i kosmicznych, które znajdują się obecnie w muzeach.
Sukcesy i porażki
Od końca lat pięćdziesiątych dwa wiodące kraje świata, rozwijając swoje programy kosmiczne, opracowały kilka odważnych projektów kosmolotów. Jednak z wielu różnych powodów projekty te nie były w stanie zajść zbyt daleko. W najlepszym razie chodziło tylko o testowanie urządzeń analogowych.
Doświadczony MiG-105 w Muzeum Sił Powietrznych. Fot. Wikimedia Commons
Projekt X-20 DynaSoar został zamknięty z powodu licznych problemów technicznych, organizacyjnych i innych, które wynikały ze skrajnej złożoności warunków zamówienia. Projektantom i naukowcom udało się rozwiązać szereg krytycznych problemów, ale te rozwiązania nie zostały przetestowane w praktyce za pomocą pełnoprawnego eksperymentalnego samolotu kosmicznego. Jednak wiele pomysłów i technologii stworzonych dla pierwszego amerykańskiego kosmolotu znalazło zastosowanie później w nowych projektach. Głównym rezultatem tego wszystkiego był kompleks Systemu Transportu Kosmicznego i jego główny element - wahadłowiec kosmiczny wielokrotnego użytku.
Historia Radziecki projekt „Spirala” i jego realizacja były inne. Pojawił się jako rodzaj odpowiedzi na rozwój zagraniczny, ale rozwijał się inaczej. Ponadto okazał się bardziej udany: OKB A.I. Mikojan przeprowadził niezbędne testy, w tym loty suborbitalne. Głównym powodem odrzucenia „Spirala” było pojawienie się alternatywnych propozycji i projektów. Jednocześnie rozwój programu natychmiast znalazł miejsce w obiecujących projektach, a także w niektórych eksperymentalnych produktach. W rzeczywistości jeden projekt natychmiast „połączył się” z drugim i zapewnił jego rozwój.
Nie od dziś wiadomo, że odważne projekty, które wytyczają nowe kierunki, nie zawsze dają pożądane rezultaty. Niemniej jednak z ich pomocą specjaliści zbierają niezbędne dane i zdobywają cenne doświadczenie, które następnie można wykorzystać przy tworzeniu nowych projektów. To właśnie staje się głównym rezultatem programów, które na pierwszy rzut oka nie są najbardziej udane. Jednak w przypadku DynaSoar i Spiral sytuacja wygląda bardziej skomplikowanie. Tylko jedna wersja kosmolotu, stworzona dzięki ich doświadczeniu, osiągnęła pełną eksploatację, a nawet ta była już na emeryturze.
Na podstawie materiałów z witryn:
http://nasa.gov/
http://dtic.mil/
http://boeing.com/
http://astronautix.com/
http://buran.ru/
http://testpilot.ru/
http://mapsssr.ru/
http://epizodsspace.airbase.ru/
http://airwar.ru/
Należy zauważyć, że wszystkie wczesne osiągnięcia ZSRR i USA w dziedzinie samolotów kosmicznych, chociaż nie doprowadziły do powstania i działania całkowicie nowej technologii, nadal nie były bezużyteczne. Z ich pomocą specjaliści z wielu instytucji naukowych i projektowych byli w stanie zdobyć niezbędne doświadczenie, przeprowadzić szereg badań i eksperymentów, a także określić dalsze sposoby rozwoju technologii kosmicznej. Na podstawie nowych technologii i osiągnięć wkrótce powstały prawdziwe próbki samolotów kosmicznych o pożądanych cechach.
X-20 DynaSoara
Pierwszym pełnoprawnym projektem kosmolotu, który miał szansę trafić do lotów testowych, jest amerykański X-20 DynaSoar. Prace nad tym programem rozpoczęły się jesienią 1957 roku - zaledwie kilka dni po wystrzeleniu pierwszego sztucznego satelity Ziemi, wyprodukowanego w ZSRR. Kierownictwo wojskowe i polityczne, a także szefowie amerykańskiego przemysłu lotniczego i kosmicznego doszli do wniosku, że konieczne jest stworzenie własnych systemów kosmicznych, w tym nadających się do użytku wojskowego.
Samolot kosmiczny X-20 DynoSoar podczas ponownego wejścia na pokład. Rysunek NASA
W połowie grudnia NACA była gospodarzem konferencji poświęconej rozwojowi technologii rakietowej i kosmicznej. Omówiono trzy główne typy statków kosmicznych do transportu ludzi lub ładunku: kapsułę z wystrzeleniem na orbitę za pomocą pojazdu nośnego i powrót po trajektorii balistycznej; orbiter typu Lifting Body zdolny do wykonywania niektórych manewrów; a także pełnoprawny orbitalny samolot kosmiczny. Na podstawie wyników dyskusji postanowiono opracować koncepcję „balistycznej” kapsuły i kosmolotu.
Pod koniec roku Dowództwo Badawczo-Rozwojowe Sił Powietrznych USA uruchomiło nowy program o kodzie DynaSoar (skrót od Dynamic Soaring – „dynamiczne planowanie”), w którym planowano opracować samolot kosmiczny. Rozpoczęto tworzenie wymagań dla przyszłego statku kosmicznego, a także zbieranie wniosków o udział w programie. Siły Powietrzne otrzymały łącznie ponad sto propozycji, ale do programu przyciągnęło tylko 10 firm, z których część zdecydowała się na współpracę.
Wczesną wiosną 1958 roku Siły Powietrzne dokonały przeglądu kilkunastu wstępnych projektów systemu DynaSoar. Firmy deweloperskie stosowały różne podejścia i wdrażały różne koncepcje. Jednocześnie znaczna część projektów wykazywała pewne podobieństwo. Przewidywali budowę naddźwiękowego samolotu rakietowego, który miał być połączony z przyspieszającą rakietą nośną. Różnice dotyczyły konstrukcji samolotu, składu systemów pokładowych i architektury pojazdu startowego. Siły Powietrzne rozważały najlepsze opcje dla projektów z grup firm Boeing-Vought i Bell-Martin. Zostały opracowane.
Oddzielenie rakiety nośnej od samolotu kosmicznego. Rysunek NASA
Równolegle z poszukiwaniem zwycięzców konkursu wojsko negocjowało z NACA: organizacja ta miała zapewnić wydarzenia naukowe i praktyczne. Odpowiednia umowa pojawiła się późną jesienią 1958 roku. Następnie agencja badawcza i firmy lotnictwo oddziały pracowały razem pod kierownictwem Sił Powietrznych. Do tego czasu zdecydowano się przeprowadzić program w kilku etapach – od badań po budowę i testy bojowej wersji kosmolotu.
W 1959 roku obie grupy firm realizowały różne projekty badawcze. W tym okresie klient kilkakrotnie zmieniał wymagania dotyczące kosmolotu. Na początku listopada Siły Powietrzne wybrały zwycięzcę konkursu. Najlepszą wersję projektu zaproponowali Boeing i Vought. Ciekawe, że do tego czasu ten ostatni znacznie ograniczył swój udział w projekcie – odpowiadał tylko za kilka egzemplarzy przyszłego aparatu. Martin był również zaangażowany w projekt, który miał opracować wymagany pojazd startowy.
Prace nad przyszłym prototypem kosmolotu rozpoczęły się pod koniec 1959 roku. Ten etap prac został oznaczony jako Faza Alfa. Opracowanie wyglądu kosmolotu o roboczym oznaczeniu X-20 doprowadziło do konkretnych wyników. Tak więc projekt produktu ciągle się zmieniał i oddalał coraz bardziej od podstawowej wersji. Równolegle prowadzono opracowanie harmonogramu budowy i testów. Od pewnego czasu klient i deweloper planowali przeprowadzić dwa tuziny lotów testowych - i to tylko w pierwszych fazach.
Układ aparatu X-20. Zdjęcia Boeinga
W połowie 1961 r. uczestnicy programu ustalili ostateczny kształt przyszłego kompleksu rakietowo-kosmicznego. Oprócz samego statku kosmicznego naddźwiękowego zawierał specjalnie zmodyfikowany pojazd startowy Titan IIIC. Zamiast sceny z ładunkiem zaproponowano zainstalowanie na niej produktu DynaSoar. Rakieta trzystopniowa mogła być również wyposażona w specjalny czwarty stopień. Jednostka ta miała pozostać w kosmolocie, rozwiązując niektóre problemy.
Projekt X-20 zakładał budowę średniej wielkości kosmolotu, który miał charakterystyczny wygląd. Za optymalne uznano nisko położone skrzydło delta, powyżej którego znajdował się kadłub ze spiczastą owiewką nosową i parą bocznych kili. Zaproponowano wykonanie płatowca z żaroodpornych stopów stali i pokrycie specjalnymi płytami ceramicznymi. Zastosowano również zasadę chłodzenia skóry dzięki wewnętrznym radiatorom cieczą. Wewnątrz kadłuba umieszczono pojedynczy kokpit, a także silnik rakietowy na ciecz i inne niezbędne urządzenia. Długość aparatu nie przekraczała 11 m, rozpiętość skrzydeł nie przekraczała 6,5 m. Masa własna wynosiła 5,16 ton.
Zgodnie z ówczesnymi propozycjami pociski kierowane mogłyby zostać umieszczone w ładowni X-20, aby atakować cele na orbicie lub na Ziemi. Ponadto nie wykluczono użycia bomb spadających swobodnie. O ile wiadomo, rozwój specjalistycznych rakiet kosmos-kosmos i kosmos-ziemia nie wyszedł ze wstępnego etapu badań.
Pilot testowy w kokpicie symulatora naziemnego. Zdjęcia Boeinga
We wrześniu 1961 roku firma Boeing zaprezentowała klientowi pełnowymiarowy model kosmolotu. Jego aprobata otworzy drogę dla projektu do zbudowania pełnoprawnego prototypu. Trwały również przygotowania do testów: NASA i Siły Powietrzne rozpoczęły selekcję pilotów do udziału w przyszłych testach. Do specjalnej grupy wybrano sześciu pilotów. Musieli wykonać co najmniej dziewięć lotów orbitalnych.
Plany te jednak nie zostały zrealizowane. Już w październiku 1961 roku, w związku z pojawieniem się konkurencyjnych programów kosmicznych, zaproponowano plan obniżenia kosztów projektu X-20 DynaSoar. Dokument ten przewidywał zmniejszenie liczby lotów testowych i uproszczenie programów lotów. Z tego powodu koszt testów miał zostać zmniejszony do 920 milionów dolarów i ukończony do 1967 roku. Ciekawe, że jeden z równoległych programów kosmicznych w tym samym okresie został poddany tak ostrej krytyce, że został po prostu zamknięty.
Jednak na tym tle nie było powodów do radości. Już w lutym przyszłego roku program DynaSoar został przeniesiony do kategorii badań i rozwoju, co było spowodowane problemami w rozwoju kosmolotu i rakiety do niego. Ponadto pojawiły się trudności w pozyskiwaniu finansowania i organizacji pracy. W październiku pojawiła się nowa wersja harmonogramu programu, ponownie przewidująca cięcia wydatków.
Model DynaSoar i jego twórcy z firmy „Boeing”. Zdjęcia Boeinga
W 1963 roku projekt DynaSoar zmierzył się z nowym konkurentem w postaci statku kosmicznego Gemini. Pentagon porównał te dwa wydarzenia i próbował ustalić, który z nich jest bardziej interesujący z militarnego punktu widzenia. Po tym nastąpiły spory w departamencie wojskowym, przeciwko którym pojawiły się pogłoski o zakończeniu prac nad X-20. Jednak już wiosną Boeing otrzymał nowy kontrakt na kontynuację prac rozwojowych. Równolegle kontynuowano dyskusje na temat przyszłego finansowania i testowania.
20 grudnia 1963 r. sekretarz obrony Robert McNamara nakazał przerwanie prac nad programem DynaSoar na rzecz projektu ASSET z odpowiednim przekierowaniem finansowania. Program DynaSoar podobno wydał wówczas 410 milionów dolarów. Do wykonania pierwszego lotu potrzebne były porównywalne sumy i kilka kolejnych lat pracy. Na projekt nie przydzielono jednak niezbędnego czasu i pieniędzy.
"Spirala"
Podczas gdy amerykańska nauka próbowała stworzyć samolot kosmiczny, radzieccy specjaliści nadal opracowywali statki kapsułowe z balistycznym zniżaniem i odnieśli w tej kwestii duże sukcesy. Jednak już kilka lat później rozpoczęły się prace nad stworzeniem samolotu orbitalnego w naszym kraju. Krajowy projekt systemu lotniczego został nazwany „Spirala”.
Model systemu lotniczego „Spirala” w konfiguracji startowej. Zdjęcie epizodsspace.airbase.ru
Wiadomo, że jednym z powodów pojawienia się motywu „Spirala” były informacje o amerykańskich planach stworzenia kosmolotów, czyli projekcie DynaSoar. Jednocześnie można zauważyć, że dalszy rozwój astronautyki mógł odbywać się na różne sposoby, m.in. poprzez tworzenie samolotów kosmicznych. Tak więc „Spirala”, choć powstała z myślą o zagranicznych próbkach, można uznać za całkowicie własny projekt oparty na oryginalnych pomysłach.
Gotową koncepcję systemu, łączącego ideę samolotu rakietowego i statku kosmicznego, zaproponował w 1964 r. 30 Centralny Instytut Badawczy Wojsk Lotniczych. Ta propozycja zainteresowała liderów przemysłu lotniczego, aw 1965 roku pojawiło się odpowiednie zamówienie. Zgodnie z nim OKB A.I. Mikojan miał opracować projekt obiecującego systemu lotniczego o kodzie „Spirala”. Prace nad tym tematem rozpoczęły się w 1966 roku, kierował nimi projektant G.E. Łozino-Łoziński.
30. Centralny Instytut Badawczy wykonał znaczną część prac, co znacznie uprościło zadanie Mikojańskiego Biura Projektowego. Specjaliści Instytutu stworzyli architekturę przyszłego kompleksu, określili jego cechy i możliwości. Dzięki temu projektanci samolotów musieli wykonywać tylko prace rozwojowe. Takie podejście zapewniło pewne korzyści. Tak więc, zgodnie z planami z połowy lat sześćdziesiątych, pierwszy lot Spirali mógł się odbyć już na początku następnej dekady.
Profil lotu „Spirale”. Rysunek Epizodsspace.airbase.ru
Podstawą systemu „Spirala” był specjalny samolot przyspieszający „50-50” o charakterystycznym wyglądzie. Miał mieć skośne skrzydło i zestaw silników odrzutowych o wysokim ciągu. W górnej części maszyny przewidziano platformę do montażu kosmolotu orbitalnego z górnym stopniem. Zgodnie z podstawową koncepcją akcelerator musiał wznieść się na wysokość do 30 km i rozwinąć prędkość około M=6. Całkowita długość takiej maszyny osiągnęła 38 m przy rozpiętości skrzydeł 16,5 m. Masa startowa całego systemu lotniczego wynosiła 52 tony.
Ładunek overclockera „50-50” był tak zwany. samolot orbitalny z górnym stopniem rakiety. Zaproponowano zbudowanie kosmolotu według schematu z kadłubem nośnym, w którym dolną częścią maszyny był samolot skrzydłowy. Sam kadłub miał trójkątny kształt o zmiennym przekroju. Po bokach samochodu znajdowała się para samolotów zawalonych na boki. Na kadłubie przewidziano stępkę. Zaproponowano wykonanie płatowca ze stali żaroodpornych; skóra otrzymała specjalną powłokę ceramiczną. Według obliczeń na niektórych etapach lotu nos kadłuba musiał się rozgrzać do 1600°C, co wymagało odpowiedniej ochrony.
Samolot orbitalny „50” miał być wyposażony w silniki podtrzymujące i sterowe. Przy masie 8 ton mógł udźwignąć ładowność co najmniej 500 kg. Rozważano możliwość stworzenia orbitalnego myśliwca przechwytującego i rozpoznania. Ponadto powstał projekt bombowca kosmicznego, który mógł przewozić 2 tony ładunku. Dzięki samolotowi wspomagającemu i górnemu stopniowi rakiety samolot Spiral mógł wspinać się na orbity o wysokości co najmniej 150 km.
Samolot orbitalny „50”. Rysunek Buran.ru
Do końca dekady Biuro Konstrukcyjne Mikojan zakończyło główną część prac teoretycznych i przygotowało sprzęt do pierwszych testów praktycznych. W lipcu 1969 r. nastąpiła premiera pilotażowego aparatu BOR-1 („Bezzałogowy śmigłowiec rakietowy, pierwszy”) o uproszczonej konstrukcji. Szybowiec tekstolitowy w skali 1:3 został wystrzelony na trajektorię suborbitalną za pomocą zmodyfikowanej rakiety R-12. Produkt spłonął w atmosferze, ale pozwolił na zebranie pewnych danych. W grudniu tego samego roku nastąpiło uruchomienie aparatu BOR-2 o innej konstrukcji i wyposażeniu. W locie systemy sterowania zawiodły, a prototyp spłonął.
Od lipca 1970 do lutego 1972 przeprowadzono trzy kolejne starty prototypów BOR-2. Dwa zakończyły się sukcesem, jeden porażką. W latach 1973 i 1974 odbyły się dwa testy produktów BOR-3 o ulepszonej konstrukcji. W obu przypadkach wypadki miały miejsce z różnych przyczyn. Mimo szeregu wypadków i niedociągnięć testy produktów z rodziny BOR dały dużą ilość informacji.
Już po uruchomieniu projektu BOR pojawił się nakaz wstrzymania prac nad tematem Spirala. Kierownictwo kraju postanowiło skierować siły przemysłu na inne obszary. Jednak już w 1974 roku program został wznowiony i wkrótce uzyskano nowe wyniki. Za najnowsze osiągnięcie w tworzeniu systemu lotniczego Spiral można uznać samolot analogowy 105.11, a także orbitery BOR-4 i BOR-5.
Jeden z prototypów BOR-3. Zdjęcia Buran.ru
"105.11" / MiG-105 był przybliżoną kopią samolotu orbitalnego Spiral, ale mógł latać tylko w atmosferze i z prędkością poddźwiękową. Ta maszyna była przeznaczona do testowania opadania i poziomego lądowania samolotów kosmicznych. 11 października 1976 r. odbył się pierwszy lot „105.11”. Samochód został doprowadzony na z góry określoną wysokość i kurs samolotem lotniskowym Tu-95. Co więcej, prototyp został zrzucony, a po zejściu wylądował. Odbyło się siedem lotów, po których testy przerwano z powodu awarii prototypu.
W połowie lat siedemdziesiątych pojawiło się techniczne zadanie stworzenia obiecującego systemu kosmicznego wielokrotnego użytku - przyszłego kompleksu Energia-Buran. Przez kilka lat zwolennicy Spiral i Buran kłócili się ze sobą i próbowali bronić swojej strony, ale wkrótce sprawa została rozwiązana na najwyższym szczeblu. Postanowiono porzucić motyw spirali na rzecz mniej odważnego, ale obiecującego Burana. Jednocześnie w nowym projekcie planowano wykorzystać szereg rozwiązań Biura Projektowego Mikoyan i powiązanych przedsiębiorstw.
Na początku lat osiemdziesiątych w interesie projektu Buran miało miejsce kilka startów orbiterów BOR o numerach od „4” do „6”. Ich zadaniem było przetestowanie ochrony termicznej przyszłego samolotu kosmicznego i rozwiązanie innych problemów. Wszystkie te eksperymenty przyczyniły się do dalszych prac nad Buranem. Co istotne, zachowało się kilka prototypów używanych w dwóch programach systemów lotniczych i kosmicznych, które znajdują się obecnie w muzeach.
Sukcesy i porażki
Od końca lat pięćdziesiątych dwa wiodące kraje świata, rozwijając swoje programy kosmiczne, opracowały kilka odważnych projektów kosmolotów. Jednak z wielu różnych powodów projekty te nie były w stanie zajść zbyt daleko. W najlepszym razie chodziło tylko o testowanie urządzeń analogowych.
Doświadczony MiG-105 w Muzeum Sił Powietrznych. Fot. Wikimedia Commons
Projekt X-20 DynaSoar został zamknięty z powodu licznych problemów technicznych, organizacyjnych i innych, które wynikały ze skrajnej złożoności warunków zamówienia. Projektantom i naukowcom udało się rozwiązać szereg krytycznych problemów, ale te rozwiązania nie zostały przetestowane w praktyce za pomocą pełnoprawnego eksperymentalnego samolotu kosmicznego. Jednak wiele pomysłów i technologii stworzonych dla pierwszego amerykańskiego kosmolotu znalazło zastosowanie później w nowych projektach. Głównym rezultatem tego wszystkiego był kompleks Systemu Transportu Kosmicznego i jego główny element - wahadłowiec kosmiczny wielokrotnego użytku.
Historia Radziecki projekt „Spirala” i jego realizacja były inne. Pojawił się jako rodzaj odpowiedzi na rozwój zagraniczny, ale rozwijał się inaczej. Ponadto okazał się bardziej udany: OKB A.I. Mikojan przeprowadził niezbędne testy, w tym loty suborbitalne. Głównym powodem odrzucenia „Spirala” było pojawienie się alternatywnych propozycji i projektów. Jednocześnie rozwój programu natychmiast znalazł miejsce w obiecujących projektach, a także w niektórych eksperymentalnych produktach. W rzeczywistości jeden projekt natychmiast „połączył się” z drugim i zapewnił jego rozwój.
Nie od dziś wiadomo, że odważne projekty, które wytyczają nowe kierunki, nie zawsze dają pożądane rezultaty. Niemniej jednak z ich pomocą specjaliści zbierają niezbędne dane i zdobywają cenne doświadczenie, które następnie można wykorzystać przy tworzeniu nowych projektów. To właśnie staje się głównym rezultatem programów, które na pierwszy rzut oka nie są najbardziej udane. Jednak w przypadku DynaSoar i Spiral sytuacja wygląda bardziej skomplikowanie. Tylko jedna wersja kosmolotu, stworzona dzięki ich doświadczeniu, osiągnęła pełną eksploatację, a nawet ta była już na emeryturze.
Na podstawie materiałów z witryn:
http://nasa.gov/
http://dtic.mil/
http://boeing.com/
http://astronautix.com/
http://buran.ru/
http://testpilot.ru/
http://mapsssr.ru/
http://epizodsspace.airbase.ru/
http://airwar.ru/
informacja