Idee raketi kosmoselennukist, mis on võimeline orbiidile tõusma ja Maale naasma nagu lennuk, ilmus mitu aastakümmet tagasi. Aja jooksul viis selle areng nn. orbitaallennukid, sealhulgas need, mis on leidnud praktilist rakendust. Kuid kuni teatud ajani ei saanud selles valdkonnas tehtud töö soovitud tulemusi anda. Maailma juhtivad riigid on välja töötanud mitmeid kosmoselennukite projekte, kuid need ei edenenud kaugemale kui katseseadmete katsetamine.
Tuleb märkida, et kõik NSV Liidu ja USA varajased arengud kosmoselennukite valdkonnas, kuigi need ei toonud kaasa põhimõtteliselt uue tehnoloogia tekkimist ja toimimist, ei olnud siiski kasutud. Nende abiga suutsid spetsialistid paljudest teadus- ja disainiasutustest omandada vajalikud kogemused, viia läbi mitmeid uuringuid ja katseid ning määrata kindlaks edasised viisid kosmosetehnoloogia arendamiseks. Uute tehnoloogiate ja arengute põhjal loodi peagi reaalsed soovitud omadustega kosmoselennukite näidised.
X-20 DynaSoar
Esimene täislennuprojekt, millel oli võimalus katselendudele jõuda, on Ameerika X-20 DynaSoar. Töö selle programmiga algas 1957. aasta sügisel - vaid mõni päev pärast esimese NSV Liidus valmistatud tehisliku Maa satelliidi käivitamist. Sõjaväeline ja poliitiline juhtkond ning USA lennundustööstuse juhid jõudsid järeldusele, et on vaja luua oma kosmosesüsteemid, sealhulgas need, mis sobivad sõjaliseks kasutamiseks.
X-20 DynoSoar kosmoselennuk siseneb atmosfääri. NASA joonis
Detsembri keskel toimus NACA-s konverents raketi- ja kosmosetehnoloogia arendamise viiside kohta. Selles arutati kolme peamist tüüpi kosmoseaparaate inimeste või lasti transportimiseks: kapsel, mis kanderaketi abil orbiidile paisati ja ballistilist trajektoori pidi tagasi pöördus; tõstekeha tüüpi orbiit, mis on võimeline sooritama mõningaid manöövreid; samuti täieõiguslik orbitaallennuk. Arutelude tulemuste põhjal otsustati välja töötada "ballistilise" kapsli ja kosmoselennuki kontseptsioonid.
Aasta lõpus käivitas USA õhujõudude uurimis- ja arendusüksus uue programmi koodiga DynaSoar (lühend Dynamic Soaring - "dünaamiline planeerimine"), milles plaaniti arendada kosmoselennuk. Alustati tulevaste kosmoselaevade nõuete kujundamist ning programmis osalemiseks avalduste kogumist. BBC -le laekus kokku üle saja ettepaneku, kuid programmi oli kaasatud vaid 10 ettevõtet, millest mõned otsustasid koostööd teha.
1958. aasta varakevadel tutvusid õhuväed tosina DynaSoari süsteemi eelprojektiga. Arendusettevõtted kasutasid erinevaid lähenemisviise ja rakendasid erinevaid kontseptsioone. Samas oli märkimisväärne osa projektidest teatud sarnasusega. Need nägid ette hüperhelikiirusega raketilennuki ehitamise, mis pidi olema ühendatud kanderakettidega. Erinevused olid õhusõiduki konstruktsioonis, pardasüsteemide koostises ja kanderaketi arhitektuuris. Õhuvägi pidas Boeing-Vought ja Bell-Martin kontsernide projekte parimateks valikuteks. Just neid arendati.
Kanderaketi ja kosmoselennuki eraldamine. NASA joonis
Paralleelselt konkursi võitjate otsimisega pidasid sõjaväelased NACAga läbirääkimisi: see organisatsioon pidi pakkuma teaduslikke ja praktilisi üritusi. Vastav kokkulepe ilmus 1958. aasta hilissügisel. Seejärel tegid teadus- ja arendusagentuur ning lennundustööstuse ettevõtted õhujõudude juhtimisel koostööd. Selleks ajaks otsustati programm läbi viia mitmes etapis - alates uuringutest kuni kosmoselaeva lahinguvariandi ehitamise ja katsetamiseni.
Aastal 1959 viisid kaks ettevõtete gruppi läbi erinevaid uurimis- ja arendustegevusi. Selle aja jooksul muutis klient mitu korda kosmoselennukile esitatavaid nõudeid. Novembri alguses valisid õhuväed konkursi võitja. Projekti parima versiooni pakkusid välja Boeing ja Vought. On uudishimulik, et selleks ajaks oli viimane oma osalemist projektis järsult vähendanud - ta vastutas vaid mõne tulevase aparaadi üksuse eest. Martin osales ka projektis, mis pidi välja töötama vajaliku kanderaketi.
Tulevase kosmoselennuki prototüübi väljatöötamine algas 1959. aasta lõpus. See tööetapp määrati alfafaasiks. Kosmoselennuki välimuse väljatöötamine töötähisega X-20 viis konkreetsete tulemusteni. Seega muutus toote disain pidevalt ja liikus põhiversioonist üha kaugemale. Paralleelselt viidi läbi ehitus- ja katsekava koostamine. Teatud ajast alates plaanisid klient ja arendaja läbi viia kaks tosinat katselendu - ja seda ainult esimeste etappide raames.
Aparaadi X-20 mudel. Boeingi fotod
1961. aasta keskpaigaks olid programmis osalejad kindlaks teinud tulevase raketi- ja kosmosekompleksi lõpliku välimuse. Lisaks hüpersoonilisele kosmoseaparaadile endale lisati sinna spetsiaalselt muudetud kanderakett Titan IIIC. Kasuliku koormusega lava asemel tehti ettepanek paigaldada sellele DynaSoari toode. Kolmeastmelise raketi võiks varustada ka spetsiaalse neljanda astmega. See üksus pidi jääma kosmoselennukile, pakkudes lahendust mõnele probleemile.
Projekt X-20 hõlmas iseloomuliku välimusega keskmise suurusega kosmoselennuki ehitamist. Optimaalseks peeti madalal asetsevat delta tiiba, mille kohal asus terava nina koonusega kere ja paar külgmist kiilu. Lennuki raam tehti ettepanek valmistada kuumuskindlast terasest sulamist ja kaetud spetsiaalsete keraamiliste paneelidega. Korpuse jahutamise põhimõtet kasutati ka vedelikuga sisemiste radiaatorite abil. Kere sees oli ühekohaline kabiin, samuti vedelkütusega raketimootor ja muud vajalikud seadmed. Sõiduki pikkus ei ületanud 11 m, tiibade siruulatus oli alla 6,5 m. Tema enda kaal oli 5,16 tonni.
Tolleaegsete ettepanekute kohaselt võiks X-20 kaubalahte paigutada juhitavad raketid, et rünnata sihtmärke orbiidil või Maal. Lisaks ei välistatud vabalangemisega pommide kasutamine. Teadaolevalt ei ole kosmose-kosmose ja kosmose-maa spetsialiseeritud rakettide väljatöötamine esialgse uurimistöö etapist kaugemale jõudnud.
Proovipilood maapealse simulaatori kokpitis. Boeingi fotod
1961. aasta septembris esitles Boeing kliendile täismõõdus kosmoselaeva mudelit. Tema heakskiit avab projektile võimaluse rajada täieõiguslik prototüüp. Samuti käisid ettevalmistused testimiseks: NASA ja õhujõud alustasid pilootide värbamist tulevastes katsetustes osalemiseks. Erirühma valiti kuus pilooti. Nad pidid sooritama vähemalt üheksa orbiidilendu.
Need plaanid aga ei täitunud. Juba 1961. aasta oktoobris esitati seoses konkureerivate kosmoseprogrammide tekkimisega kava vähendada X-20 DynaSoar projekti kulusid. See dokument nägi ette katselendude arvu vähendamise ja lennuprogrammide lihtsustamise. Seetõttu plaaniti testide maksumust vähendada 920 miljoni dollarini ja lõpetada 1967. aastaks. On uudishimulik, et ühte paralleelset kosmoseprogrammi samal perioodil kritiseeriti nii karmilt, et see lihtsalt suleti.
Selle taustal polnud aga rõõmu põhjust. Juba järgmise aasta veebruaris viidi DynaSoari programm üle uuringute kategooriasse, mille põhjustasid probleemid kosmoselaeva ja selle jaoks raketi väljatöötamisel. Lisaks oli raskusi rahastuse hankimisel ja töö korraldamisel. Oktoobris ilmus programmide ajakava uus versioon, mis nägi taas ette kulutuste vähendamist.
DynaSoari paigutus ja selle loojad Boeingist. Boeingi fotod
1963. aastal seisis DynaSoari projekt silmitsi uue konkurendiga kosmoselaeva Gemini näol. Pentagon võrdles neid kahte arengut ja püüdis kindlaks teha, milline neist pakub sõjalisest seisukohast suuremat huvi. Sellele järgnesid vaidlused sõjaväeosakonnas, mille taustal levisid kuulujutud X-20 töö lõpetamise kohta. Kevadel sai Boeing aga uue lepingu arendustööde jätkamiseks. Paralleelselt jätkusid arutelud tulevase rahastamise ja testimise üle.
20. detsembril 1963 andis kaitseminister Robert McNamara käsu lõpetada DynaSoari programm ASSET projekti kasuks, kusjuures raha suunati ümber. Aruannete kohaselt kulutati sel ajal DynaSoari programmile 410 miljonit dollarit. Esimene lend nõudis võrreldavaid summasid ja veel mitu aastat tööd. Projektile ei eraldatud aga vajalikku aega ja raha.
Spiraal
Samal ajal kui Ameerika teadus üritas luua kosmoselennukit, jätkasid Nõukogude spetsialistid ballistilise päritoluga kapsellaevade arendamist ja olid selles küsimuses väga edukad. Kuid vaid paar aastat hiljem algas meie riigis töö orbiidilennuki loomiseks. Lennundussüsteemi kodumaine projekt sai nime "Spiral".
Spiraalse kosmosesüsteemi mudel stardikonfiguratsioonis. Foto Epizodsspace.airbase.ru
Teadaolevalt oli "Spiraali" teema ilmumise üheks põhjuseks teave Ameerika plaanidest luua kosmoselennukeid, nimelt projekt DynaSoar. Samas võib märkida, et astronautika edasiarendamist saaks läbi viia erineval viisil, sealhulgas kosmoselennukite loomise kaudu. Seega võib "Spiraali", kuigi see loodi välismaiste näidiste pilguga, pidada täiesti originaalsetel ideedel põhinevaks projektiks.
Süsteemi valmis kontseptsiooni, mis ühendab raketilennuki ja kosmoselaeva ideed, pakkus 1964. aastal välja õhuväe 30. kesk -uurimisinstituut. See ettepanek huvitas lennundustööstuse juhte ja 1965. aastal ilmus vastav korraldus. Selle kohaselt on A. I. Mikoyan pidi välja töötama paljutõotava kosmosesüsteemi projekti koodiga "Spiral". Selle teemaga alustati tööd 1966. aastal, seda juhtis disainer G. E. Lozino-Lozinsky.
30. Kesk -uurimisinstituut lõpetas märkimisväärse osa tööst, mis lihtsustas oluliselt Mikojani disainibüroo ülesannet. Instituudi spetsialistid on kujundanud tulevase kompleksi arhitektuuri, samuti määranud selle omadused ja võimalused. Tänu sellele pidid lennukidisainerid tegema vaid arendustöid. See lähenemisviis andis teatud eeliseid. Niisiis võiks kuuekümnendate keskpaiga plaanide kohaselt "Spiraali" esimene lend toimuda juba järgmise kümnendi alguses.
Spiraallennuprofiil. Joonis Epizodsspace.airbase.ru
Spiraalsüsteem põhines iseloomuliku välimusega spetsiaalsel 50-50 korduslennukil. Sellel pidi olema pühkitud tiib ja suure tõukejõuga reaktiivmootorite komplekt. Masina ülemisele osale oli ette nähtud platvorm ülemise astmega orbitaallennuki paigaldamiseks. Põhikontseptsiooni kohaselt pidi võimendi tõusma 30 km kõrgusele ja arendama kiirust umbes M = 6. Sellise masina kogupikkus ulatus 38 m -ni, tiivaulatus 16, 5 m. Kogu kosmosesüsteemi stardimass on 52 tonni.
Kiirendi "50-50" kasulik koormus oli nn. orbiidilennuk raketi võimendiga. Kosmoselennuk tehti ettepanek ehitada vastavalt skeemile koos tugikerega, milles masina alumine osa oli tiivatasand. Kere ise oli muutuva ristlõikega kolmnurkse kujuga. Auto külgedel oli paar lennukit, mis olid küljele varisenud. Kerele anti kiil. Purilennuk pakuti välja kuumuskindlast terasest; kattekiht sai spetsiaalse keraamilise katte. Arvutuste kohaselt pidi lennu teatud etappidel kere nina soojenema temperatuurini 1600 ° C, mis nõudis asjakohast kaitset.
Orbitaallennukile "50" tehti ettepanek varustada toestus- ja roolimootorid. Kaaluga 8 tonni võiks see kanda vähemalt 500 kg kasulikku koormust. Kaaluti võimalust luua orbiidi pealtkuulaja ja luure. Lisaks oli olemas lennukipommitaja projekt, mis mahutas 2 tonni kaupa. Tänu lennukile ja raketi võimendusplokile võib Spirali lennuk tõusta orbiitidele, mille kõrgus on vähemalt 150 km.
Orbitaaltasand "50". Joonis Buran.ru
Kümnendi lõpuks lõpetas Mikojani disainibüroo suurema osa teoreetilisest tööst ja valmistas ette seadmed esimesteks praktilisteks katseteks. 1969. aasta juulis toodi turule lihtsustatud konstruktsiooniga katseaparaat BOR-1 ("Mehitamata orbitaalraketitasand, esimene"). Tekstiili purilennuk mõõtkavas 1: 3 modifitseeritud raketi R-12 abil viidi suborbitaalsele trajektoorile. Toode põles atmosfääris läbi, kuid võimaldas koguda mõningaid andmeid. Sama aasta detsembris toodi turule erineva disaini ja konfiguratsiooniga aparaat BOR-2. Lennu ajal juhtimissüsteemid ebaõnnestusid ja prototüüp põles läbi.
1970. aasta juulist kuni 1972. aasta veebruarini viidi läbi veel kolm BOR-2 prototüübi käivitamist. Kaks lõppesid edukalt, üks ebaõnnestunult. Aastatel 1973 ja 1974 viidi läbi kaks täiustatud BOR-3 toodete katset. Mõlemal juhul juhtusid õnnetused erinevatel põhjustel. Hoolimata paljudest õnnetustest ja puudustest andsid perekonna BOR toodete testid suure hulga teavet.
Juba pärast projekti BOR käivitamist anti käsk lõpetada töö teemal "Spiraal". Riigi juhtkond otsustas tööstusjõud teistesse suundadesse visata. Kuid juba 1974. aastal jätkati programmiga ja peagi saadi uued tulemused. Viimast saavutust lennundussüsteemi "Spiral" loomisel võib pidada analooglennukiks "105.11", samuti orbiite BOR-4 ja BOR-5.
Üks BOR-3 prototüüpe. Foto Buran.ru
"105.11" / MiG-105 oli orbiidilennuki "Spiral" ligikaudne koopia, kuid suutis lennata ainult atmosfääris ja alahelikiirusel. See masin oli mõeldud kosmoselennukite laskumise ja horisontaalse maandumise harjutamiseks. 11. oktoobril 1976 toimus esimene lend "105.11". Auto viidi Tu-95 kandelennukiga etteantud kõrgusele ja kursile. Edasi visati makett maha ja laskudes see maandus. Toimus seitse lendu, misjärel katkestati testid prototüübi rikke tõttu.
Seitsmekümnendate keskel ilmus tehniline ülesanne paljutõotava korduvkasutatava kosmosesüsteemi-tulevase Energia-Burani kompleksi-loomiseks. Spiraali ja Burani toetajad vaidlesid mitu aastat omavahel ja püüdsid oma poolt kaitsta, kuid peagi lahenes küsimus kõrgeimal tasemel. Spiraali teema otsustati kärpida vähem julge, kuid paljutõotava Burani kasuks. Samal ajal kavatseti uues projektis kasutada mitmeid Mikojani disainibüroo ja sellega seotud ettevõtete arendusi.
Kaheksakümnendate alguses toimus Burani projekti huvides mitu BORi orbiidide stardipauku numbritega "4" kuni "6". Nende ülesanne oli testida tulevase kosmosetasapinna soojuskaitset ja lahendada muid probleeme. Kõik need katsed aitasid kaasa "Burani" edasisele tööle. Oluline on see, et mitmed kahe kosmosesüsteemi programmides kasutatud prototüübid on säilinud ja on nüüd muuseumides.
Õnnestumised ja ebaõnnestumised
Alates viiekümnendate lõpust on kaks maailma juhtivat riiki oma kosmoseprogramme arendades välja töötanud mitmeid julgeid kosmoselennukite projekte. Kuid mitmel ühel või teisel põhjusel ei ole need projektid suutnud liiga kaugele jõuda. Parimal juhul oli see ainult analoogseadmete testimine.
Kogenud MiG-105 õhuväe muuseumis. Foto Wikimedia Commons
Projekt X-20 DynaSoar suleti arvukate tehniliste, korralduslike ja muude probleemide tõttu, mis tulenesid tehnilise ülesande äärmiselt keerukusest. Disaineritel ja teadlastel õnnestus lahendada mitmeid olulisi küsimusi, kuid neid lahendusi ei katsetatud praktikas täieõigusliku eksperimentaalse kosmoselennuki abil. Paljusid esimese Ameerika kosmoselennuki jaoks loodud ideid ja tehnoloogiaid kasutati hiljem aga uutes projektides. Selle kõige peamine tulemus oli kosmosetranspordisüsteemi kompleks ja selle põhielement - kosmosesüstiku korduvkasutatav kosmoselaev.
Nõukogude projekti "Spiral" ajalugu ja selle valmimine olid erinevad. See ilmus omamoodi vastusena välismaisele arengule, kuid samal ajal arenes see erinevalt. Lisaks osutus see edukamaks: A. I. Mikoyan viis läbi vajalikud testid, sealhulgas suborbitaalsete lendudega. "Spiraali" tagasilükkamise peamine põhjus oli alternatiivsete ettepanekute ja projektide ilmumine. Samas leidsid programmi raames toimuvad arengud kohe koha paljutõotavates projektides, aga ka mõned eksperimentaalsed tooted. Tegelikult "sulandus" üks projekt kohe teise ja tagas selle arengu.
On hästi teada, et julged projektid, mis annavad alguse uutele suundadele, ei pruugi alati soovitud tulemusi anda. Sellest hoolimata koguvad spetsialistid nende abiga vajalikke andmeid ja saavad väärtuslikke kogemusi, mida saab seejärel kasutada uute projektide loomisel. Sellest saabki esmapilgul mitte eriti edukate programmide peamine tulemus. DynaSoari ja Spirali puhul tundub aga olukord keerulisem. Ainult üks kosmoselaeva versioon, mis on loodud nende kogemuste põhjal, jõudis täielikult tööle ja isegi see on juba pensionile jäänud.
