Eelmise sajandi keskpaigas suutsid mehitatud reaktiivlennukid, järk -järgult uusi kiirusi ja kõrgusi omandades, kosmosekünnise lähedale jõuda.
Ameerika väljakutse
Esimesed õnnestumised saavutasid ameeriklased: 14. oktoobril 1947 langes katselendur Chuck Yeager eksperimentaalsel X-1 raketilennukil B-29 "lendavast kindlusest" juba 12. detsembril 1953 täiustatud X-1A-l. raketilennukiga saavutas ta maksimaalse kiiruse 2655 km / h (M = 2, 5) üle 21 km kõrgusel. 1953. aastal alustati raketilennuki X -2 katsetusi, mille käigus saavutati 25. juulil 1956 rekordkiirus horisontaallennul 3360 km / h ja 1956. aasta septembri alguses - 38 430 m kõrgusel.
USA alustas juunis 1954 USA-s testprogrammi hüperhelikindal tiibrakettlennukile Kh-15, mis, alustades ümberehitatud strateegilise pommitaja B-52 tiiva alt, pidi arendama kuuekordset kiirust. paar minutit ja jõuate 76 km kõrgusele! Esimese proovi lend lennuki tiiva all viidi lõpule 10. mail 1959 ja 8. juunil eraldus X-15 esmakordselt B-52-st ja tegi iseseisva liuglennu. Raketimootori esimene aktiveerimine viidi läbi 17. septembril ja edasistel katselendudel „kallati“rekordeid järjest alla - 4. augustil 1960 saavutati kiirus 3514 km / h ja 12. augustil - kõrgus 41 605 m; 7. märtsil 1961 saavutas Kh-15 kiiruse 4264 km / h, 31. märtsil lennates võeti 50 300 meetri kõrgus; 21. aprillil saavutati kiirus 5033 km / h, 12. septembril - juba 5832 km / h. Ühe kilomeetri pikkune joon, mida peetakse ruumi "ametlikuks" piiriks, ületati 22. augustil 1963. aastal - maksimaalne lennukõrgus oli 107 906 m!
Kosmosesuusataja
Inspireerituna X-15 edust alustasid USA õhujõud Dyna Soari projekti raames (firmalt Dynamic Soaring) sõjalise kosmoserakettlennuki väljatöötamist. Rakettlennuk nimega X-20 pidi lendama kiirusega 24 000 km / h ja see oli tegelikult Saksa kosmosepommitaja Zengeri idee edasiarendus (vt "PM" # 8'2004). See pole üllatav, arvestades, et Ameerika kosmoseprogrammi võtmeinseneride ametikohad olid Saksa spetsialistidel. Uus raketilennuk plaaniti relvastada kosmosest-kosmosesse, ruum-õhk ja kosmos-maa-tüüpi rakettide ja tavaliste pommidega. X-20 alumine pind oli kaetud molübdeenist valmistatud metallist kuumakilbiga, mis talub temperatuuri kuni 1480 ° C, tiiva esiservad olid valmistatud molübdeenisulamist, mis talus temperatuuri kuni 1650 ° C. Sõiduki üksikud osad, mis atmosfääri sisenedes soojendati temperatuurini 2371 ° C, olid kaitstud tugevdatud grafiidi ja tsirkooniumist poolkerakujulise korgiga kere ninas või olid kaetud keraamilise isoleeriva nioobiumkattega. Piloot asus väljatõmmataval istmel, pakkudes päästet ainult alahelikiirusel. Kabiin oli varustatud küljeakende ja tuuleklaasiga, mis olid kaitstud kuumakilpidega, mis kukutati maha vahetult enne maandumist. Kukese taha paigutati kupee, mis kaalus kuni 454 kg. Telik koosnes kolmest suuskadega varustatud ülestõstetavast tugipostist.
Kuid erinevalt oma Saksa eelkäijast ei olnud X-20 kosmoselennuk selle sõna otseses tähenduses. See pidi algama Canaverali neemelt traditsioonilisel viisil kanderaketi Titan-IIIC peal, mis viis raketilennuki 97,6 km kõrgusele orbiidile. Lisaks pidi X-20 kas ise oma raketimootoreid kasutades kiirendama või, lõpetades mittetäieliku orbiidi, kavandama Edwards AFB. Plaaniti, et esimene kukkumine lennukilt B-52 tehakse juba 1963. aastal, esimene mehitamata lend toimub 1964. aasta novembris ja esimene mehitatud lend mais 1965. aastal. See sõjaline programm suri aga vaikselt varem, suutmata konkureerida lihtsa ja odava lahendusega - astronautide saatmine kosmosesse ballistilisel raketil survestatud kapslis, mille viib ellu tsiviilorganisatsioon NASA.
Hilinenud vastus
Irooniline, et just sel hetkel, kui ameeriklased oma mehitatud raketipurilennukite programmi sulgesid, otsustas NSV Liit X-15 rekorditest muljet avaldades Ameerikale järele jõuda ja neist mööduda. 1965. aastal anti OKB-155 Artem Mikoyanile ülesandeks juhtida orbitaal- ja hüpersooniliste lennukite tööd, täpsemalt kaheastmelise kosmosesüsteemi "Spiral" loomist. Teemat juhendas Gleb Lozino-Lozinsky.
115-tonnine "Spiral" koosnes 52-tonnisest hüperhelikiirenduslennukist, mille indeks oli "50-50", ja 8, 8-tonnise mehitatud orbiidilennukiga (indeks "50") koos 54-tonnise kahe- etapi raketi võimendaja. Võimendi saavutas hüpersoonilise kiiruse 1800 m / s (M = 6) ja naasis seejärel pärast sammude eraldamist 28–30 km kõrgusel lennuväljale. Orbitaaltasand, kasutades vesinikfluoriid (F2 + H2) kütusel töötavat raketivõimendit, sisenes tööorbiidile.
Kiirendav lennuk
Võimendusmeeskond paigutati kahekohalisele survestatud kokpiti väljatõstetavate istmetega. Elav õhusõiduk koos raketivõimendiga kinnitati ülalt spetsiaalsesse kasti, nina- ja sabaosad suleti katetega.
Kiirendi kasutas kütusena veeldatud vesinikku, mis suunati nelja Arkhip Lyulka väljatöötatud turboreaktiivmootoriga plokki, millel oli ühine õhu sisselaskeava ja mis töötas ühe ülehelikiirusega välise paisumisotsikuga. Mootorite eripära oli vesinikuauru kasutamine turbiini juhtimiseks. Teine põhimõtteline uuendus on integreeritud reguleeritav hüpersooniline õhuvõtuava, mis kasutas turbiinidesse siseneva õhu kokkusurumiseks peaaegu kogu alumise tiiva pinna esiosa. Hinnanguline kiirendi lennuulatus koormusega oli 750 km ja luurelennukina lennates - üle 7000 km.
Orbitaaltasand
Võitluslahendusega korduvkasutatavad mehitatud üheistmelised orbitaallennukid pikkusega 8 m ja tiibade siruulatus 7, 4 m viidi läbi vastavalt kandekere skeemile. Valitud aerodünaamilise paigutuse tõttu oli kogu ulatusest pühkitud tiibkonsoolidel ainult 3,4 m ja ülejäänud kandepind oli seotud kere laiusega. Tiibkonsoolid plasma moodustamise sektsiooni läbimisel (orbiidile laskmine ja laskumise algfaas) suunati ülespoole, et välistada otsene soojusvoog nende ümber. Laskumise atmosfäärilõigus avas orbitaaltasapind tiivad ja lülitus horisontaallennule.
Orbitaalmanöövermootorid ja kaks hädaolukorras vedelikukütust kasutavat raketimootorit töötasid kõrge keemistemperatuuriga AT-NDMG kütusega (lämmastiktetraksiid ja asümmeetriline dimetüülhüdrasiin), mis oli sarnane ballistiliste rakettidega, mis hiljem kavatseti asendada keskkonnasõbralikuma fluori- baasil valmistatud kütus. Kütusevarud olid piisavad kuni kahepäevaseks lennuks, kuid orbiidilennuki põhiülesanne tuli täita esimese 2-3 tiiru ajal. Lahingukoormus oli luure- ja pealtkuulamisvariandi puhul 500 kg ning kosmosepommitaja jaoks 2 tonni. Fotovarustus või raketid asusid piloodis lahtivõetava kokpiti-kapsli taga olevas sektsioonis, mis päästis piloodi igal lennuetapil. Maandumiseks kasutati turboreaktiivmootorit mustal lennuväljal kiirusel 250 km / h neljapostilise suusakerega.
Sõiduki kaitsmiseks kuumutamise eest atmosfääris pidurdamise ajal esitati kuumuskindlast terasest VNS-plaatidest ja nioobiumisulamitest plaatidele, mis olid paigutatud vastavalt „kalakaalude” põhimõttele, kuumuskindel metallist ekraan. Ekraan riputati keraamilistele laagritele, mis mängisid soojustõkete rolli, ja kui kuumutamistemperatuur kõikus, muutis see automaatselt oma kuju, säilitades keha suhtes stabiilse asendi. Seega lootsid disainerid kõikides režiimides tagada aerodünaamilise konfiguratsiooni püsivuse.
Orbitaaltasapile oli dokitud ühekordselt kasutatav kaheastmeline stardiseade, mille esimesel etapil oli neli vedelkütusega raketimootorit, mille tõukejõud oli 25 tf, ja teisel-üks. Esimest korda plaaniti kütusena kasutada vedelat hapnikku ja vesinikku ning hiljem minna üle fluorile ja vesinikule. Kiirendi etapid, kui lennuk orbiidile viidi, eraldati järjest ja kukkusid ookeani.
Müütilised plaanid
Projekti tööplaan nägi ette, et 1968. aastaks luuakse orbitaallennuki analoog, mille lennukõrgus on 120 km ja kiirus M = 6–8, langes maha strateegilisest pommitaja Tu-95, omamoodi vastus Ameerika rekordisüsteemile-B-52 ja X-15.
1969. aastaks oli kavas luua eksperimentaalne mehitatud orbitaallennuk EPOS, mis sarnaneb täielikult lahingulennuki lennukiga, mis lastakse orbiidile kanderakett Sojuz. 1970. aastal pidi lendama hakkama ka gaasipedaal - algul petrooleumil ja kaks aastat hiljem vesinikul. Kogu süsteem pidi kosmosesse minema 1973. Kogu sellest suurejoonelisest programmist ehitati 1970ndate alguses vaid kolm EPOS -i - üks lendude uurimiseks alahelikiirusel, teine ülehelikiirusega ja teine hüperhelikiirusele jõudmiseks. Kuid ainult esimene mudel oli määratud õhku tõusma 1976. aasta mais, kui kõik sarnased programmid USA -s olid juba järk -järgult lõpetatud. Olles teinud veidi rohkem kui tosin lendu, sai EPOS septembris 1978 pärast ebaõnnestunud maandumist kergeid kahjustusi ega tõusnud uuesti õhku. Pärast seda piirati programmi niigi nappe rahastamisi - kaitseministeerium oli juba hõivatud ameeriklastele teise vastuse - Energia - Buran süsteemi väljatöötamisega.
Teema lukus
Vaatamata spiraaliprogrammi ametlikule sulgemisele ei läinud kulutatud töö asjata. Loodud alused ja "Spiraali" kallal töötamise käigus saadud kogemused hõlbustasid ja kiirendasid oluliselt korduvkasutatava kosmoselaeva "Buran" ehitamist. Kasutades saadud kogemusi, juhtis Gleb Lozino-Lozinsky purilennuki Buran loomist. Tulevane kosmonaut Igor Volk, kes tegi lende EPOS-i alahelikiirde analoogiga, lendas hiljem esimesena Buran BTS-002 atmosfäärianaloogi ja temast sai Buran-programmi raames katselendurite üksuse ülem.
