Spirala w kosmos
W połowie ubiegłego wieku załogowy odrzutowiec lotnictwo, stopniowo opanowując nowe prędkości i wysokości, był w stanie zbliżyć się do progu kosmosu.Amerykańskie wyzwanie
Pierwsze sukcesy odnieśli Amerykanie: 14 października 1947 r. pilot testowy Chuck Yeager na eksperymentalnym samolocie rakietowym X-1 zrzucony z „latającej fortecy” B-29, przyspieszony za pomocą silnika rakietowego napędzanego alkoholem i ciekły tlen, po raz pierwszy przekroczył prędkość dźwięku, a już 12 grudnia 1953 roku na ulepszonym samolocie rakietowym X-1A osiągnął maksymalną prędkość 2655 km/h (M=2,5) na wysokości ponad 21 km. W 1953 r. rozpoczęły się testy samolotu rakietowego X-2, na którym 25 lipca 1956 r. Osiągnięto rekordową prędkość w locie poziomym 3360 km/h, a na początku września 1956 r. wysokość 38 430 m.
W czerwcu 1954 r. Stany Zjednoczone rozpoczęły program testowy naddźwiękowego samolotu rakietowego X-15, który startując spod skrzydła przebudowanego bombowca strategicznego B-52, miał w kilkudziesięciu latach osiągnąć sześciokrotną prędkość dźwięku. minut i osiągnąć wysokość 76 km! Lot pierwszej próbki pod skrzydło samolotu odbył się 10 maja 1959 r., a już 8 czerwca X-15 po raz pierwszy oddzielił się od B-52 i wykonał samodzielny lot szybowcowy. Pierwsze włączenie silnika rakietowego miało miejsce 17 września, a w dalszych lotach testowych rekordy „spadały” jeden po drugim - 4 sierpnia 1960 r. Osiągnięto prędkość 3514 km / h, a 12 sierpnia - wysokość 41 605 m; 7 marca 1961 r. Ch-15 osiągnął prędkość 4264 km / h, 31 marca osiągnięto wysokość 50 300 metrów; 21 kwietnia osiągnięto prędkość 5033 km/h, 12 września – już 5832 km/h. Znak 22-kilometrowy, uważany za „oficjalną” granicę kosmosu, został pokonany 1963 sierpnia 107 r. - maksymalna wysokość lotu to 906 XNUMX m!
Major Robert White przed startem. White wykonał w sumie 16 lotów X-15, kilkakrotnie ustanawiając światowe rekordy prędkości i wysokości. Samolot rakietowy X-15 był wzorem bezpieczeństwa i wydajności według standardów programów kosmicznych. Spośród 199 lotów w ciągu dziewięciu lat tylko dwa zakończyły się katastrofą. W przypadku samolotów eksperymentalnych jest to niezrównane osiągnięcie.narciarz kosmiczny
Zainspirowane sukcesem X-15, Siły Powietrzne USA rozpoczęły prace nad wojskowym samolotem rakietowym w ramach projektu Dyna-Sor (Dyna Soar – od Dynamic Soaring – „Dynamic Takeoff”). Samolot rakietowy, nazwany X-20, miał lecieć z prędkością 24 000 km/h i był w rzeczywistości rozwinięciem idei niemieckiego bombowca kosmicznego Senger (patrz „PM” nr. 8'2004). Nie jest to zaskakujące, biorąc pod uwagę, że kluczowe stanowiska inżynierskie w amerykańskim programie kosmicznym zajmowali niemieccy specjaliści. Nowy samolot rakietowy miał być uzbrojony w pociski kierowane kosmos-kosmos, kosmos-powietrze i kosmos-ziemia oraz bomby konwencjonalne. Dolną powierzchnię X-20 pokryto metalową osłoną termiczną wykonaną z molibdenu, która wytrzymuje temperatury do 1480 ° C, krawędzie natarcia skrzydła wykonano ze stopu molibdenu, który wytrzymuje temperatury do 1650 °C. Wydzielone miejsca aparatu, które po wejściu do atmosfery nagrzewały się do 2371°C, zabezpieczono wzmocnionym grafitem i cyrkonową półkulistą pokrywą w przedniej części kadłuba lub wyłożono ceramiczną powłoką termoizolacyjną z niobu. Pilot siedział w fotelu katapultowanym, zapewniając ratunek tylko przy prędkościach poddźwiękowych. Kokpit został wyposażony w boczne szyby i przednią szybę chronioną osłonami termicznymi, które zrzucano tuż przed lądowaniem. W przedziale kabinowym znajdował się ładunek o wadze do 454 kg. Podwozie składało się z trzech chowanych rozpórek wyposażonych w narty.
Ale w przeciwieństwie do swojego niemieckiego poprzednika, X-20 nie był samolotem kosmicznym w dosłownym tego słowa znaczeniu. Miał wystartować z przylądka Canaveral w tradycyjny sposób na szczycie rakiety Titan-IIIC, która wystrzeliła samolot rakietowy na orbitę o wysokości 97,6 km. Co więcej, X-20 musiał albo przyspieszyć, używając własnych silników rakietowych, albo, po zakończeniu niekompletnej rewolucji, zaplanować bazę sił powietrznych Edwards. Planowano, że pierwszy zrzut z samolotu B-52 nastąpi już w 1963, pierwszy lot bezzałogowy odbędzie się w listopadzie 1964, a pierwszy lot załogowy w maju 1965. Jednak ten program wojskowy umarł po cichu wcześniej, nie mogąc konkurować z prostym i tanim rozwiązaniem – wysłaniem astronautów w kosmos na pocisku balistycznym w kapsule ciśnieniowej, realizowanym przez cywilną organizację NASA.
Wstępne testy X-20 Dyna Soar polegały na wystrzeleniu samolotu rakietowego spod skrzydła B-52a B-15a, samolotu zbudowanego specjalnie na potrzeby projektu badawczego X-XNUMX.spóźniona odpowiedź
Jak na ironię, właśnie w momencie, gdy Amerykanie zamykali swój program rakiet załogowych, ZSRR, pod wrażeniem zapisów X-15, postanowił „dogonić i wyprzedzić” Amerykę. W 1965 r. OKB-155 Artem Mikojan został przydzielony do kierowania pracami nad samolotami orbitalnymi i naddźwiękowymi, a dokładniej nad stworzeniem dwustopniowego systemu lotniczego „Spirala”. Temat poprowadził Gleb Lozino-Lozinsky.
115-tonowa „Spirala” składała się z 52-tonowego naddźwiękowego samolotu wspomagającego, który otrzymał indeks „50-50”, oraz znajdującego się na nim 8,8-tonowego załogowego samolotu orbitalnego (indeks „50”) z 54-tonowymi dwoma -stopniowy wzmacniacz rakietowy. Booster osiągnął prędkość hipersoniczną 1800 m/s (M=6), a następnie, po rozdzieleniu stopni na wysokości 28–30 km, wrócił na lotnisko. Na orbitę roboczą wszedł samolot orbitalny, wykorzystując dopalacz rakietowy działający na paliwie fluorowodorowym (F2 + H2).
Fantazja artysty na temat "Rakieta samolotu X-20 udanego lądowania na pustyni".przyspieszanie samolotu
Załoga dopalacza mieściła się w podwójnej kabinie ciśnieniowej z fotelami wyrzucanymi. Samolot mieszkalny wraz ze wzmacniaczem rakietowym został zamontowany na górze w specjalnej skrzyni, z częścią przednią i ogonową osłoniętą owiewkami.
Wzmacniacz wykorzystywał jako paliwo skroplony wodór, który był podawany do bloku czterech silników turboodrzutowych AL-51 opracowanych przez Arkhipa Lyulkę, które mają wspólny wlot powietrza i pracują na pojedynczej naddźwiękowej zewnętrznej dyszy rozprężnej. Cechą silników było wykorzystanie oparów wodoru do napędzania turbiny. Drugą fundamentalną innowacją jest zintegrowany, regulowany naddźwiękowy wlot powietrza, który wykorzystuje prawie całą przednią część dolnej powierzchni skrzydła do sprężania powietrza wchodzącego do turbin. Szacowany zasięg lotu boostera z ładunkiem wynosił 750 km, a podczas lotu jako samolot rozpoznawczy - ponad 7000 km.
Montaż „Spirala”Samoloty orbitalne
Jednomiejscowy, bojowy, załogowy samolot orbitalny wielokrotnego użytku o długości 8 m i rozpiętości skrzydeł 7,4 m został wykonany zgodnie ze schematem „korpusu nośnego”. Dzięki wybranemu układowi aerodynamicznemu, konsole skośnych skrzydeł stanowiły jedynie 3,4 m od całkowitej rozpiętości, a pozostała powierzchnia nośna skorelowana była z szerokością kadłuba. Konsole skrzydłowe podczas przejścia sekcji formowania plazmy (wtrysk na orbitę i początkowa faza opadania) odchylały się w górę, aby wykluczyć bezpośredni przepływ ciepła wokół nich. Na atmosferycznym odcinku opadania samolot orbitalny rozłożył skrzydła i przełączył się na lot poziomy.
Silniki manewrowania orbitalnego oraz dwa awaryjne silniki rakietowe na paliwo ciekłe, zasilane wysokowrzącym paliwem AT-UDMH (czterotlenek azotu i asymetryczna dimetylohydrazyna), podobnym do używanego w bojowych rakietach balistycznych, które planowano zastąpić bardziej przyjaznym dla środowiska fluorem. paliwo na bazie. Zapasy paliwa wystarczyły na lot trwający do dwóch dni, ale główne zadanie samolotu orbitalnego musiało zostać wykonane podczas pierwszych 2-3 orbit. Ładunek bojowy wynosił 500 kg dla wariantu rozpoznawczego i przechwytującego oraz 2 tony dla bombowca kosmicznego. Sprzęt fotograficzny lub pociski znajdowały się w przedziale za zdejmowaną kapsułą kokpitu pilota, co zapewniało ratunek pilotowi na każdym etapie lotu. Lądowanie przeprowadzono przy użyciu silnika turboodrzutowego na nieutwardzonym lotnisku z prędkością 250 km/h na wyprodukowanym czterosłupkowym podwoziu narciarskim.
W celu ochrony aparatu przed nagrzewaniem podczas hamowania w atmosferze wykonano ekran metalowy osłony termicznej z płyt ze stali żaroodpornej VNS i stopów niobu ułożonych zgodnie z zasadą „rybiej łuski”. Ekran zawieszony był na łożyskach ceramicznych, które pełniły funkcję bariery termicznej, a przy wahaniach temperatury nagrzewania automatycznie zmieniał swój kształt, utrzymując stabilną pozycję względem obudowy. Dlatego we wszystkich trybach projektanci mieli nadzieję na zapewnienie niezmienności konfiguracji aerodynamicznej.
Do samolotu orbitalnego zadokowano jednorazową dwustopniową jednostkę startową, na pierwszym etapie znajdowały się cztery LRE o ciągu 25 tf, a na drugim - jeden. Po raz pierwszy zaplanowano wykorzystanie ciekłego tlenu i wodoru jako paliwa, a następnie przejście na fluor i wodór. Stopnie startowe, w miarę wchodzenia samolotu na orbitę, sukcesywnie oddzielały się i spadały do oceanu.
Czy uważasz, że artyści z Gwiezdnych Wojen inspirowali się proporcjami Helixa, projektując jacht Królowej Naboo? Dziś to piękno można zobaczyć w Centralnym Muzeum Sił Powietrznych Federacji Rosyjskiej w MoninoEpokowe plany
Plan prac nad projektem przewidywał stworzenie do 1968 r. analogu samolotu orbitalnego o wysokości lotu 120 km i prędkości M = 6–8, zrzuconego z bombowca strategicznego Tu-95, rodzaj odpowiedzi do amerykańskiego systemu rekordów - B-52 i X-15.
Do 1969 r. planowano stworzyć eksperymentalny załogowy samolot orbitalny EPOS, który jest całkowicie podobny do bojowego samolotu orbitalnego, który zostałby wystrzelony na orbitę przez pojazd nośny Sojuz. W 1970 roku miał też zacząć latać akcelerator – najpierw na nafcie, a dwa lata później na wodorze. Kompletny system miał wystartować w kosmos w 1973 roku. Z całego tego wspaniałego programu we wczesnych latach 1970. zbudowano tylko trzy EPOS - jeden do badania lotu z prędkością poddźwiękową, jeden do badań naddźwiękowych i jeden do osiągnięcia hipersonii. Ale tylko pierwszy model miał wystartować w maju 1976 roku, kiedy wszystkie podobne programy w Stanach Zjednoczonych zostały już ograniczone. Wykonawszy nieco ponad tuzin lotów bojowych, we wrześniu 1978 r., po nieudanym lądowaniu, EPOS otrzymał niewielkie uszkodzenia i nie wzbił się ponownie w powietrze. Po tym ograniczono i tak już skromne finansowanie programu - Ministerstwo Obrony już zajęło się opracowaniem kolejnej odpowiedzi na Amerykanów - systemu Energia - Buran.
Zamknięty temat
Pomimo oficjalnego zamknięcia programu Spiral wydatkowana praca nie poszła na marne. Stworzone fundamenty i doświadczenie zdobyte przy pracy nad Spiralą znacznie ułatwiły i przyspieszyły budowę statku kosmicznego wielokrotnego użytku Buran. Wykorzystując zdobyte doświadczenie, Gleb Lozino-Lozinsky kierował stworzeniem szybowca Buran. Przyszły kosmonauta Igor Volk, który wykonywał loty na poddźwiękowym analogu EPOS, jako pierwszy wzniósł w powietrze atmosferyczny analog Buran BTS-002 i został dowódcą oddziału pilotów testowych w ramach programu Buran.
informacja