Prieš kelis dešimtmečius atsirado idėja apie raketinį erdvėlaivį, galintį pakilti į orbitą ir grįžti į Žemę kaip lėktuvas. Laikui bėgant jo plėtra lėmė vadinamąjį. orbitiniai orlaiviai, įskaitant tuos, kurie buvo praktiškai pritaikyti. Tačiau iki tam tikro laiko darbas šioje srityje negalėjo duoti norimų rezultatų. Pirmaujančios pasaulio šalys sukūrė keletą erdvėlaivių projektų, tačiau jie nepasiekė tolesnės pažangos nei eksperimentinės įrangos bandymai.
Reikėtų pažymėti, kad visi ankstyvieji SSRS ir JAV pokyčiai erdvėlaivių srityje, nors ir nesukėlė iš esmės naujų technologijų atsiradimo ir veikimo, vis tiek nebuvo nenaudingi. Padedami daugelio mokslo ir dizaino institucijų specialistai galėjo įgyti reikiamos patirties, atlikti daugybę tyrimų ir eksperimentų bei nustatyti tolesnius kosmoso technologijų plėtros būdus. Remiantis naujomis technologijomis ir pasiekimais, netrukus buvo sukurti tikri erdvėlaivių mėginiai su norimomis charakteristikomis.
X-20 DynaSoar
Pirmasis visavertis erdvėlaivių projektas, turėjęs galimybę pasiekti bandomuosius skrydžius, yra amerikiečių „X-20 DynaSoar“. Darbas prie šios programos pradėtas 1957 m. Rudenį - praėjus vos kelioms dienoms po to, kai buvo paleistas pirmasis SSRS sukurtas dirbtinis Žemės palydovas. Karinė ir politinė vadovybė, taip pat JAV aviacijos ir kosmoso pramonės vadovai priėjo prie išvados, kad būtina sukurti savo kosmoso sistemas, įskaitant ir kariniam naudojimui tinkamas.
„X-20 DynoSoar“erdvėlaivis patenka į atmosferą. NASA piešinys
Gruodžio viduryje NACA įvyko konferencija apie raketų ir kosmoso technologijų kūrimo būdus. Jame buvo aptariami trys pagrindiniai žmonių ar krovinių gabenimo erdvėlaivių tipai: kapsulė su paleidimu į orbitą naudojant raketą ir grįžtanti balistine trajektorija; kėlimo kėbulo tipo orbita, galinti atlikti kai kuriuos manevrus; taip pat visavertis orbitinis erdvėlaivis. Remiantis diskusijų rezultatais, buvo nuspręsta sukurti „balistinės“kapsulės ir erdvėlaivio koncepcijas.
Metų pabaigoje JAV karinių oro pajėgų tyrimų ir plėtros vadovybė pradėjo naują programą su kodu „DynaSoar“(sutrumpintai „Dynamic Soaring“- „dinamiškas planavimas“), kurioje buvo planuojama sukurti erdvėlaivį. Prasidėjo formuoti būsimam erdvėlaiviui keliami reikalavimai, taip pat buvo renkamos paraiškos dalyvauti programoje. Iš viso BBC gavo daugiau nei šimtą pasiūlymų, tačiau programoje dalyvavo tik 10 kompanijų, kai kurios nusprendė bendradarbiauti.
Ankstyvą 1958 metų pavasarį Karinės oro pajėgos susipažino su keliolika preliminarių „DynaSoar“sistemos projektų. Plėtros įmonės laikėsi skirtingų požiūrių ir įgyvendino skirtingas koncepcijas. Tuo pačiu metu nemaža dalis projektų turėjo tam tikrą panašumą. Juose buvo numatyta sukurti hipergarsinę raketinę plokštumą, kuri turėjo būti prijungta prie nešiklio raketos. Skirtumai buvo orlaivio konstrukcijoje, borto sistemų sudėtyje ir paleidimo priemonės architektūroje. Oro pajėgos geriausiu pasirinkimu laikė „Boeing-Vought“ir „Bell-Martin“įmonių grupių projektus. Būtent jie buvo sukurti.
Raketos ir erdvėlaivio atskyrimas. NASA piešinys
Kartu su konkurso nugalėtojų paieška kariuomenė derėjosi su NACA: ši organizacija turėjo teikti mokslinius ir praktinius renginius. Atitinkamas susitarimas atsirado vėlyvą 1958 m. Rudenį. Vėliau MTEP agentūra ir aviacijos pramonės įmonės kartu dirbo vadovaujant oro pajėgoms. Iki to laiko buvo nuspręsta programą vykdyti keliais etapais - nuo tyrimų iki kosminio lėktuvo kovinės versijos konstravimo ir bandymo.
1959 m. Abi įmonių grupės vykdė skirtingą mokslinių tyrimų ir plėtros veiklą. Per šį laikotarpį klientas keletą kartų pakeitė reikalavimus erdvėlaiviui. Lapkričio pradžioje oro pajėgos išrinko konkurso nugalėtoją. Geriausią projekto versiją pasiūlė „Boeing“ir „Vought“. Įdomu, kad iki to laiko pastaroji smarkiai sumažino savo dalyvavimą projekte - ji buvo atsakinga tik už kelis būsimo aparato vienetus. Martinas taip pat dalyvavo projekte, kuris turėjo sukurti reikiamą raketą.
Būsimojo erdvėlaivio prototipo kūrimas prasidėjo pačioje 1959 m. Šis darbo etapas buvo pavadintas alfa faze. Išsiaiškinus erdvėlaivio išvaizdą su darbiniu žymėjimu X-20, buvo gauti konkretūs rezultatai. Taigi gaminio dizainas nuolat keitėsi ir vis labiau nukrypo nuo pagrindinės versijos. Kartu buvo parengtas statybos ir bandymų grafikas. Nuo tam tikro laiko klientas ir kūrėjas planavo atlikti dvi dešimtis bandomųjų skrydžių - ir tai tik per pirmuosius etapus.
X-20 aparato modelis. „Boeing“nuotraukos
Iki 1961 m. Vidurio programos dalyviai nustatė galutinę būsimos raketos ir kosminio komplekso išvaizdą. Be paties hipergarsinio erdvėlaivio, į jį buvo įtraukta specialiai modifikuota paleidimo priemonė „Titan IIIC“. Vietoj scenos su naudingu kroviniu buvo pasiūlyta ant jos įdiegti „DynaSoar“produktą. Trijų pakopų raketa taip pat galėtų būti aprūpinta specialia ketvirtąja pakopa. Šis įrenginys turėjo likti erdvėlaivyje ir pateikti kai kurių problemų sprendimą.
Projektas X-20 apėmė vidutinio dydžio erdvėlaivio su būdinga išvaizda statybą. Optimaliu buvo laikomas žemai esantis delta sparnas, virš kurio buvo fiuzeliažas su smailiu nosies kūgiu ir pora šoninių kilpų. Orlaivio korpusas buvo pasiūlytas iš karščiui atsparaus plieno lydinių ir padengtas specialiomis keraminėmis plokštėmis. Korpuso aušinimo principas taip pat buvo naudojamas naudojant vidinius radiatorius su skysčiu. Fiuzeliažo viduje buvo vienos sėdynės kabina, taip pat skystą raketinį raketinį variklį ir kitus reikalingus įtaisus. Transporto priemonės ilgis neviršijo 11 m, sparnų plotis buvo mažesnis nei 6,5 m. Jos svoris buvo 5,16 tonos.
Remiantis to meto pasiūlymais, į X-20 krovinių skyrių galėtų būti dedamos valdomos raketos, skirtos pulti taikinius orbitoje ar Žemėje. Be to, nebuvo atmesta galimybė naudoti laisvo kritimo bombas. Kiek žinoma, specializuotų raketų iš kosmoso ir erdvės į žemę kūrimas dar neperžengė išankstinio tyrimo etapo.
Bandomasis pilotas antžeminio treniruoklio kabinoje. „Boeing“nuotraukos
1961 m. Rugsėjo mėn. „Boeing“pristatė klientui viso dydžio erdvėlaivio modelį. Jo pritarimas atvertų kelią projektui sukurti visavertį prototipą. Taip pat buvo ruošiamasi bandymams: NASA ir oro pajėgos pradėjo verbuoti pilotus dalyvauti būsimuose bandymuose. Į specialią grupę buvo atrinkti šeši pilotai. Jie turėjo atlikti mažiausiai devynis orbitinius skrydžius.
Tačiau šie planai nebuvo įgyvendinti. Jau 1961 m. Spalio mėn., Atsirandant konkuruojančioms kosmoso programoms, buvo pasiūlytas planas sumažinti „X-20 DynaSoar“projekto išlaidas. Šiame dokumente buvo numatyta sumažinti bandomųjų skrydžių skaičių ir supaprastinti skrydžių programas. Dėl šios priežasties bandymų išlaidas planuota sumažinti iki 920 milijonų JAV dolerių ir užbaigti iki 1967 m. Įdomu, kad viena iš lygiagrečių kosminių programų tuo pačiu laikotarpiu buvo taip griežtai kritikuojama, kad buvo tiesiog uždaryta.
Tačiau šiomis aplinkybėmis nebuvo jokių džiaugsmo priežasčių. Jau kitų metų vasarį „DynaSoar“programa buvo perkelta į tyrimų kategoriją, kurią sukėlė kosminio lėktuvo ir jam skirtos raketos kūrimo problemos. Be to, buvo sunku gauti finansavimą ir organizuoti darbą. Spalį pasirodė nauja programos tvarkaraščio versija, vėl numatanti sumažinti išlaidas.
„DynaSoar“išdėstymas ir jo kūrėjai iš „Boeing“. „Boeing“nuotraukos
1963 m. „DynaSoar“projektas susidūrė su nauju konkurentu „Gemini“erdvėlaivio pavidalu. Pentagonas palygino šiuos du įvykius ir bandė nustatyti, kuris iš jų labiau domina kariniu požiūriu. Po to kilo ginčai kariniame departamente, kurio fone sklandė gandai apie X-20 darbo nutraukimą. Tačiau pavasarį „Boeing“gavo naują sutartį tęsti kūrimo darbus. Tuo pat metu buvo tęsiamos diskusijos dėl būsimo finansavimo ir bandymų.
1963 m. Gruodžio 20 d. Gynybos sekretorius Robertas McNamara įsakė nutraukti „DynaSoar“programą naudai ASSET projektui, atitinkamai nukreipiant finansavimą. Remiantis pranešimais, tuo metu „DynaSoar“programai buvo išleista 410 mln. Pirmajam skrydžiui prireikė palyginamų sumų ir dar kelerių metų darbo. Tačiau projektui nebuvo skirta reikiamo laiko ir pinigų.
Spiralė
Kol Amerikos mokslas bandė sukurti erdvėlaivį, sovietų specialistai toliau kūrė balistinės kilmės laivus su kapsulėmis ir šiuo klausimu buvo labai sėkmingi. Tačiau vos po kelerių metų mūsų šalyje prasidėjo darbas sukurti orbitinį orlaivį. Vidaus erdvėlaivių sistemos projektas buvo pavadintas „Spiral“.
Kilimo konfigūracijos spiralinės aviacijos ir kosmoso sistemos modelis. Nuotrauka Epizodsspace.airbase.ru
Yra žinoma, kad viena iš „Spiralės“temos atsiradimo priežasčių buvo informacija apie amerikiečių planus kurti erdvėlaivius, būtent projektą „DynaSoar“. Kartu galima pastebėti, kad tolesnė astronautikos plėtra galėtų būti vykdoma įvairiais būdais, įskaitant erdvėlaivių kūrimą. Taigi, „Spiralė“, nors ir buvo sukurta žvelgiant į užsienio pavyzdžius, gali būti laikoma visiškai savitu projektu, paremtu originaliomis idėjomis.
Galutinę sistemos koncepciją, apimančią raketinio lėktuvo ir erdvėlaivio idėjas, 1964 m. Pasiūlė 30 -asis oro pajėgų centrinis tyrimų institutas. Šis pasiūlymas sudomino aviacijos pramonės lyderius, ir 1965 m. Remiantis juo, A. I. Mikoyanas turėjo sukurti perspektyvios aviacijos ir kosmoso sistemos projektą su kodu „Spiral“. Darbas šia tema pradėtas 1966 m., Vadovaujamas dizainerio G. E. Lozino-Lozinskis.
30 -asis centrinis tyrimų institutas atliko didelę darbo dalį, o tai labai supaprastino Mikojano projektavimo biuro užduotį. Instituto specialistai suformavo būsimo komplekso architektūrą, taip pat nustatė jo ypatybes ir galimybes. Dėl šios priežasties orlaivių dizaineriai turėjo atlikti tik kūrimo darbus. Šis metodas suteikė tam tikrų pranašumų. Taigi, pagal šeštojo dešimtmečio vidurio planus, pirmasis „Spiralės“skrydis galėtų įvykti jau kito dešimtmečio pradžioje.
Spiralinis skrydžio profilis. Pav. Epizodsspace.airbase.ru
Spiralinė sistema buvo pagrįsta specialiu būdingos išvaizdos 50-50 stiprintuvu. Jis turėjo turėti nušlifuotą sparną ir didelės traukos reaktyvinių variklių rinkinį. Viršutinėje mašinos dalyje buvo numatyta platforma orbitiniam erdvėlaiviui su viršutine pakopa įrengti. Pagal pagrindinę koncepciją, stiprintuvas turėjo pakilti į 30 km aukštį ir išvystyti maždaug M = 6 greitį. Bendras tokios mašinos ilgis siekė 38 m, o sparnų plotis - 16,5 m. Visos aviacijos ir kosmoso sistemos kilimo svoris yra 52 tonos.
Akceleratoriaus „50-50“naudingoji apkrova buvo vadinamoji. orbitinis orlaivis su raketų stiprintuvu. Erdvėlaivį buvo pasiūlyta pastatyti pagal schemą su atraminiu fiuzeliažu, kuriame apatinė mašinos dalis buvo sparno plokštuma. Pats fiuzeliažas buvo trikampio formos su kintamu skerspjūviu. Automobilio šonuose pora lėktuvų sugriuvo į šonus. Ant fiuzeliažo buvo pateiktas kilis. Sklandytuvas buvo pasiūlytas iš karščiui atsparaus plieno; danga gavo specialią keraminę dangą. Remiantis skaičiavimais, tam tikruose skrydžio etapuose fiuzeliažo nosis turėjo įšilti iki 1600 ° C, o tai reikalavo atitinkamos apsaugos.
Orbitiniuose orlaiviuose „50“buvo pasiūlyta įrengti atraminius ir vairo variklius. Turėdamas 8 tonų svorį, jis gali atlaikyti ne mažiau kaip 500 kg naudingą krovinį. Buvo svarstoma galimybė sukurti orbitinį perėmėją ir žvalgybą. Be to, buvo sukurtas erdvėlaivių bombonešio projektas, galintis gabenti 2 tonas krovinio. Dėl lėktuvo stiprintuvo ir raketų stiprintuvo bloko „Spirali“lėktuvas galėjo pakilti į orbitą, kurios aukštis ne mažesnis kaip 150 km.
Orbitinis lėktuvas „50“. Paveikslas Buran.ru
Iki dešimtmečio pabaigos Mikoyan dizaino biuras atliko didžiąją dalį teorinių darbų ir paruošė įrangą pirmiesiems praktiniams bandymams. 1969 m. Liepos mėn. Buvo paleistas supaprastinto dizaino eksperimentinis aparatas BOR-1 („nepilotuojama orbitinė raketų plokštuma, pirmoji“). Teksto sklandytuvas skalėje 1: 3 modifikuotos R-12 raketos pagalba buvo nukreiptas į suborbitalinę trajektoriją. Gaminys sudegė atmosferoje, tačiau leido surinkti tam tikrus duomenis. Tų pačių metų gruodį buvo paleistas kitokios konstrukcijos ir konfigūracijos aparatas BOR-2. Skrydžio metu valdymo sistemos sugedo, o prototipas sudegė.
Nuo 1970 m. Liepos iki 1972 m. Vasario mėn. Buvo atlikti dar trys BOR-2 prototipų paleidimai. Du baigėsi sėkme, vienas - nesėkme. 1973 ir 1974 metais buvo atlikti du patobulintų BOR-3 produktų bandymai. Abiem atvejais nelaimingi atsitikimai įvyko dėl skirtingų priežasčių. Nepaisant daugybės nelaimingų atsitikimų ir trūkumų, BOR šeimos produktų bandymai suteikė daug informacijos.
Jau pradėjus BOR projektą buvo išleistas įsakymas nutraukti darbą „Spiralės“tema. Šalies vadovybė nusprendė mesti pramonės jėgas kitomis kryptimis. Tačiau jau 1974 m. Programa buvo atnaujinta ir netrukus buvo gauti nauji rezultatai. Naujausiu pasiekimu kuriant aviacijos ir kosmoso sistemą „Spiral“galima laikyti analoginį orlaivį „105.11“, taip pat orbitos BOR-4 ir BOR-5.
Vienas iš BOR-3 prototipų. Nuotrauka Buran.ru
„105.11“/ „MiG-105“buvo apytikslė orbitinio orlaivio „Spiral“kopija, tačiau galėjo skristi tik atmosferoje ir negarsiniu greičiu. Ši mašina buvo skirta praktikuoti žemyn ir horizontaliai nusileisti erdvėlaiviais. 1976 metų spalio 11 dieną įvyko pirmasis skrydis „105.11“. Automobilis buvo nukeltas į tam tikrą aukštį ir kursą naudojant lėktuvą „Tu-95“. Be to, maketas buvo numestas ir nusileidus nusileido. Įvyko septyni skrydžiai, po kurių bandymai buvo sustabdyti dėl sugedusio prototipo.
Aštuntojo dešimtmečio viduryje atsirado techninė užduotis sukurti perspektyvią daugkartinio naudojimo kosmoso sistemą-būsimąjį „Energia-Buran“kompleksą. Keletą metų „Spiral“ir „Buran“šalininkai ginčijosi tarpusavyje ir bandė apginti savo pusę, tačiau netrukus problema buvo išspręsta aukščiausiu lygiu. Buvo nuspręsta apriboti spiralės temą mažiau drąsaus, bet daug žadančio Burano naudai. Tuo pačiu metu naujame projekte buvo numatyta panaudoti nemažai „Mikoyan Design Bureau“ir susijusių įmonių plėtros.
Devintojo dešimtmečio pradžioje, siekiant „Buran“projekto, įvyko keli BOR orbitų paleidimai su skaičiais nuo „4“iki „6“. Jų užduotis buvo išbandyti būsimos erdvės plokštumos šiluminę apsaugą ir išspręsti kitas problemas. Visi šie eksperimentai prisidėjo prie tolesnio „Buran“kūrimo. Svarbu tai, kad keli prototipai, naudojami dviejose aviacijos ir kosmoso sistemų programose, buvo išsaugoti ir dabar yra muziejuose.
Sėkmės ir nesėkmės
Nuo penktojo dešimtmečio pabaigos dvi pirmaujančios pasaulio šalys, kurdamos savo kosmoso programas, sukūrė keletą drąsių erdvėlaivių projektų. Tačiau dėl daugelio vienokių ar kitokių priežasčių šie projektai negalėjo būti pernelyg toli. Geriausiu atveju tai buvo tik analoginių įrenginių testavimas.
Patyręs MiG-105 oro pajėgų muziejuje. Nuotrauka „Wikimedia Commons“
„X-20 DynaSoar“projektas buvo uždarytas dėl daugybės techninių, organizacinių ir kitų problemų, kylančių dėl itin sudėtingos techninės užduoties. Dizaineriams ir mokslininkams pavyko išspręsti daugybę svarbių klausimų, tačiau šie sprendimai nebuvo išbandyti praktiškai, naudojant visavertį eksperimentinį erdvėlaivį. Tačiau daugelis idėjų ir technologijų, sukurtų pirmajam amerikietiškam erdvėlaiviui, vėliau buvo panaudotos naujuose projektuose. Pagrindinis viso to rezultatas buvo „Space Transportation System“kompleksas ir jo pagrindinis elementas - daugkartinio naudojimo erdvėlaivis „Space Shuttle“.
Sovietinio projekto „Spiralė“istorija ir jo užbaigimas buvo skirtingi. Tai pasirodė kaip savotiškas atsakas į užsienio raidą, tačiau tuo pačiu metu jis vystėsi skirtingai. Be to, jis pasirodė sėkmingesnis: A. I. Mikoyanas atliko būtinus bandymus, įskaitant suborbitalinius skrydžius. Pagrindinė „Spiralės“atmetimo priežastis buvo alternatyvių pasiūlymų ir projektų atsiradimas. Tuo pačiu metu programos pokyčiai iš karto rado vietą perspektyviuose projektuose, taip pat kai kuriuose eksperimentiniuose produktuose. Tiesą sakant, vienas projektas iškart „susiliejo“į kitą ir užtikrino jo plėtrą.
Gerai žinoma, kad drąsūs projektai, suteikiantys pradžią naujoms kryptims, ne visada gali duoti norimų rezultatų. Nepaisant to, su jų pagalba specialistai renka reikiamus duomenis ir įgyja vertingos patirties, kurią vėliau galima panaudoti kuriant naujus projektus. Būtent tai tampa pagrindiniu iš pirmo žvilgsnio nelabai sėkmingų programų rezultatu. Tačiau „DynaSoar“ir „Spiral“atveju situacija atrodo sudėtingesnė. Tik viena erdvėlaivio versija, sukurta naudojant jų patirtį, pasiekė visišką veikimą ir net ta jau išėjo į pensiją.
