Советский проект, признанный устаревшим в 1970-х, оказался передовой американской разработкой на излете 2010-х.
А это уже "американская новинка"
Предполагается, что Dream Chaser («Бегущий за мечтой») будет доставлять на околоземную орбиту грузы и экипаж численностью до 7 человек.
Dream Chaser создается по контракту с НАСА для доставки грузов на МКС. Первый полет на орбитальную станцию запланирован на 2020 год.
«Звездные войны» на заре космической эры
Возможно, этот проект не вызвал бы интереса в России, если бы не одно немаловажное обстоятельство: внешний вид, а также ряд технических решений, примененных при строительстве Dream Chaser, повторяют советский проект многоразового космического корабля, который был разработан еще полвека тому назад.
Речь идет о проекте «Спираль» , ставшем предтечей куда более известного «Бурана». Вот только предназначение «Спирали» было отнюдь не мирным: этот корабль должен был стать частью не выдуманных, а самых настоящих «звездных войн».
Через три недели после выхода на орбиту первого искусственного спутника Земли Соединенные Штаты начали готовить ответ. Речь шла не о запуске своей «искусственной Луны», а о создании боевого космолета.
X-20 Dyna-Soar задумывался как космический перехватчик-разведчик-бомбардировщик. Помимо ведения разведки, он должен был уничтожать спутники противника и, совершая «нырки» в атмосферу, наносить бомбовые удары по целям на Земле. Разумеется, речь шла о ядерных бомбардировках.
Удар с орбиты
Когда в СССР стало известно, над чем работают американцы, руководство страны поставило задачу создать аналогичный боевой космолет.
Так на свет появился проект, получивший название «Спираль». Космолет должен был выводиться на орбиту при помощи гиперзвукового самолета-разгонщика и ракетной ступени. Посадка была запланирована в режиме обычного самолета.
После формирования общей концепции в ЦНИИ 30 ВВС задание было передано конструкторскому бюро ОКБ-155 Артема Микояна . Руководителем проекта «Спираль» был назначен Глеб Лозино-Лозинский .
Военные хотели получить космолет, решающий сразу несколько задач. Поэтому разработчики предусматривали сразу несколько модификаций космолета: разведчик, перехватчик, космический бомбардировщик.
О последней роли стоит сказать особо. Советский космолет готовили к атакам на авианосные группы потенциального противника. Вооруженный ракетой «космос-земля» с ядерной боеголовкой космолет уже на первом витке должен был атаковать цель. Даже отклонение ракеты от цели на 200 метров обеспечивало гарантированное уничтожение вражеского авианосца.
Создатели «Спирали» готовились и к бою космических аппаратов на орбите. Помимо вооружения, для советского космолета разрабатывалась уникальная капсула, в которой должен был спастись экипаж в случае поражения корабля врагом.
Гениальный «Лапоть»
Проект «Спираль» разрабатывался в условиях, когда компьютерные технологии были далеки от совершенства. Поэтому многие решения, которые сегодня возложены на компьютеры, приходилось искать в других сферах.
Огромную проблему представляло преодоление при спуске плотных слоев атмосферы. Критически важные зоны защитили при помощи специальной теплозащиты, которая потом была доработана уже во время создания «Бурана».
Но этого было мало. В 1960-х годах было практически невозможно управлять спуском так, чтобы набегающий поток воздуха касался только зон, защищенных теплозащитой. И тогда Глеб Лозино-Лозинский предложил оснастить «Спираль» складными консолями крыльев.
Система самобалансировки работала так: в тот момент, когда при спуске с орбиты скорость достигала максимума, консоли треугольных крыльев автоматически складывались, «подставляя» под удар защищенные носовую часть и днище.
Фюзеляж космолета был выполнен по схеме несущего корпуса с сильно затупленной оперённой треугольной формой в плане.
Кто-то из создателей, взглянув на свое детище, неожиданно сказал: «Вот это лапоть!» Так и повелось: боевой космолет его разработчики нежно называли «Лаптем» или «Космическим лаптем».
Команда Титова: кто должен был пилотировать космические штурмовики
Пока конструкторы разрабатывали космолет, приступили к подготовке его будущие пилоты. В 1966 году в Центре подготовки космонавтов была сформирована группа, работавшая по «теме „Спираль“». Самым известным ее участником стал советский космонавт номер два Герман Титов . Также в группу входили будущие космонавты Василий Лазарев и Анатолий Филипченко .
Работы над космолетом шли трудно. И дело не только в сложности поставленной задачи. Одновременно в СССР реализовывали сразу несколько космических программ, и проект «Спираль» оказался в хвосте очереди на финансирование. Возможно, случилось это потому, что разведка сообщила: американский проект создания боевого орбитального корабля буксует и близок к провалу. К тому же ОКБ-1, которое после смерти Сергея Королева возглавил Василий Мишин , к конкурентам относилось крайне ревниво, убеждая советское руководство в бессмысленности самой идеи орбитального самолета.
В 1969 году в Центре подготовки космонавтов прошла реорганизация, и в группу летчиков, работавших по теме «Спираль», пришла молодежь: Леонид Кизим , Владимир Джанибеков , Юрий Романенко , Владимир Ляхов . Все они побывают в космосе, но пилотами «Спирали» не станут.
Как «Спираль» поменяли на «Буран»
С 1969 года в рамках проекта начались запуски суборбитальных аппаратов-аналогов БОР (Беспилотный орбитальный ракетоплан). Три модификации аппаратов БОР представляли собой модели в масштабе 1:3. Было проведено семь запусков, из которых полностью успешными оказались два.
В 1973 году отдел отряда космонавтов, работавший по проекту «Спираль», расформировали в связи с закрытием проекта.
Парадокс, однако, заключается в том, что в это время в правительственных кругах уже обсуждался вопрос о необходимости создания в СССР многоразовой космической системы.
В 1976 году министр обороны СССР Дмитрий Устинов утвердил тактико-техническое задание на разработку такой системы. А необходимость объяснялась тем, что еще раньше такие работы были начаты... в США. Спустя десятилетие ситуация повторялась в точности, только теперь программа «Энергия - Буран» должна была стать ответом на программу «Спейс шаттл».
Для работ по проекту было создано научно-производственное объединение «Молния», руководителем которого стал... Глеб Лозино-Лозинский.
«Спираль» же сочли морально устаревшим проектом, не отвечающим последним требованиям времени.
Специалисты, однако, полагают, что многие решения, применявшиеся в «Спирали», были куда удачнее тех, что использовались позднее как американцами, так и нашими конструкторами при создании системы «Буран».
Прототип «Спирали» все-таки побывал в космосе, причем не раз. В 1979 году был создан аппарат БОР-4, представлявший из себя габаритно-весовую модель «Спирали» в масштабе 1:2.
В 1982-1984 годах БОР-4 совершил четыре орбитальных полета. Для печати запуски аппарата были зашифрованы под именами спутников серии «Космос».
После одного из полетов БОР-4 приводнился в Индийском океане, где его поджидали не только советские военные корабли, но и представители ВМС Австралии, которые сделали огромное количество фотоснимков советского аппарата. Снимки были переданы в ЦРУ, откуда перекочевали в НАСА.
Проведя анализ, американские инженеры пришли в восторг: конструктивные решения русских коллег они признали гениальными. Настолько, что сначала они были фактически скопированы в проекте орбитального самолёта HL-20, который не был реализован в девяностых, а теперь перекочевали в Dream Chaser.
Обижаться на янки не стоит. То, что не понадобилось нам, они с успехом используют. Нам же остается только кусать локти и сожалеть об упущенных возможностях.
(Московская область).
Проект «Спираль», начатый в 1960-х годах, был ответом на программу создания США космического перехватчика-разведчика-бомбардировщика X-20 «Dyna Soar» .
Примерно в 1964-м группа учёных и специалистов ВВС разработала концепцию создания принципиально новой ВКС, которая наиболее рационально интегрировала в себе идеи самолёта, ракетоплана и космического объекта и удовлетворяла бы вышеуказанным требованиям.
В середине 1965-го министр авиационной промышленности П. В. Дементьев поручил ОКБ А. И. Микояна разработку проекта этой системы, получившей название «Спираль». Главным конструктором системы назначили Г. Е. Лозино-Лозинского . От ВВС руководство работами осуществлял С. Г. Фролов, военно-техническое сопровождение поручили начальнику ЦНИИ 30 - З. А. Иоффе, а также его заместителю по науке В. И. Семёнову и начальникам управлений - В. А. Матвееву и О. Б. Рукосуеву - основным идеологам концепции ВКС.
Разработка системы «Спираль» и её орбитального самолёта начались в конструкторском бюро ОКБ-155 А. И. Микояна летом 1966 года. Готовность системы к эксплуатации предполагалась в середине 1970-х годов. И в США , и в СССР эти программы были свёрнуты на разных стадиях разработки.
Руководителем проекта «Спираль» был Глеб Евгеньевич Лозино-Лозинский .
Самолёт-разгонщик
Мощный воздушный корабль-разгонщик (вес 52 т, длина 38 м, размах крыла 16,5 м) должен был разгоняться до шестикратной скорости звука (6), затем с его «спины» на высоте 28-30 км должен был стартовать 10-тонный пилотируемый орбитальный самолёт длиной 8 м и размахом 7,4 м.
«Самолёт-разгонщик до 6 махов предполагалось возможным использовать и как пассажирский самолёт-авиалайнер , что, безусловно, было рационально: его высокие скоростные характеристики позволили бы поднять скорости гражданской авиации ».
Самолёт-разгонщик был первым технологически-революционным детальным проектом гиперзвукового летательного аппарата с воздушно-реактивными двигателями. На 40-м конгрессе Международной авиационной федерации (FAI), проходившей в 1989 году в Малаге (Испания) представители американского Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) дали самолёту-разгонщику высокую оценку, отметив, что он «проектировался в соответствии с современными требованиями».
Ввиду требования больших средств для принципиально новых двигательных, аэродинамических и материаловедческих технологий для создания такого гиперзвукового самолёта-разгонщика, в последних вариантах проекта рассматривалась менее затратная и более быстро достижимая возможность создания не гиперзвукового, а сверхзвукового разгонщика, в качестве которого рассматривался модифицированный ударно-разведывательный самолёт Т-4 («100») , однако и он не был реализован.
Орбитальный самолёт
Бор-1 - 15.07.1969, макетное изделие из текстолита, масштаб 1:3, естественно сгорел
Бор-2 - 06.12.1969, аналог М 1:3, отказ системы управления, баллист. спуск, сгорел
Бор-2 - 31.07.1970, аналог М 1:3, успешный полет
Бор-2 - 22.04.1971, аналог М 1:3, прогар защиты, КЗ, парашют не вышел, разбился
Бор-2 - 08.02.1972, аналог М 1:3, успешный полет, аппарат хранится в ЛИИ
Бор-3 - 24.05.1973, аналог М 1:3, разрушение ГО на высоте 5 км, аппарат разбился
Бор-3 - 11.07.1974, аналог М 1:3, повреждение парашюта, аппарат разбился
Все запуски осуществлены с полигона Капустин Яр).
Работы по созданию «Спирали», в том числе аналогов её орбитального самолёта, прерванные в 1969 году, были возобновлены в 1974 году. В 1976-1978 годах было проведено 7 испытательных полётов Миг-105.11.
На дозвуковом аналоге орбитального самолёта Миг-105.11 проводили испытания лётчики Пётр Остапенко , Игорь Волк , Валерий Меницкий , Александр Федотов . На МиГ-105.11 стартовал из-под фюзеляжа тяжёлого бомбардировщика Ту-95 К Авиард Фастовец , окончательный этап испытаний аналога проводил Василий Урядов.
Также «на базе БОР-4 разрабатывались маневрирующие боевые блоки космического базирования, основной задачей которых была бомбардировка Америки из космоса с минимальным подлётным временем до целей (5…7 минут) ». Лукашевич В. П., финансовый директор ОАО «Международный консорциум Многоцелевые авиационно-космические системы».
Собственные работы над «Спиралью» (кроме аналогов БОР) были окончательно прекращены после начала разработки более масштабного, менее технологически рискованного, казавшегося более перспективным и во многом повторявшим американскую программу Спейс шаттл проекта «Энергия-Буран ». Министр обороны А. А. Гречко даже не дал разрешения на орбитальные испытания почти готового ЭПОС, начертав по разным данным резолюцию «Фантазиями мы заниматься не будем» или «Это - фантастика. Нужно заниматься реальным делом» . Основные специалисты, ранее работавшие по проекту «Спираль», были переведены из ОКБ А. И. Микояна и ОКБ «Радуга» приказом министра авиационной промышленности в НПО «Молния» .
В данное время самолёт-аналог 105.11 можно видеть в Центральном музее Военно-воздушных сил РФ в Монино .
Влияние американских программ на проект
На начало программы «Спираль» повлияло начало работ по американской программе «Dyna Soar». Выбор облика орбитального самолета "Спираль" производился не совсем на пустом месте. При выборе компоновки и алгоритмов управления орбитального самолета "Спираль" конструкторы внимательно следили за американскими работами и испытаниями беспилотных аппаратов «ASSET »(1963-1965), «SV-5D »(1966-1967). К моменту выпуска в СССР аванпроекта "Спирали" в США уже проводились исследование пилотируемых гиперзвуковых летательных аппаратов на малых скоростях полета («PILOT») и полеты пилотируемых аппаратов «M2-F1 », «M2-F2 » и «HL-10 », так же предусматривались летные исследования «X-24 ». Результаты этих испытаний были известны в ОКБ Микояна.
На закрытие программы «Спираль» повлияло начало создания программы «Буран как ответ на начало американской программы «Спейс Шаттл», а так же закрытие в 1975 году программы « PILOT ».
Так же по мнению сотрудников НАСА на дизайн Бора-4 могли повлиять данные по созданию и испытанию пилотируемых аппаратов M2-F1, M2-F2, HL-10, X-24A, X-24B купленные Советским Союзом.
Фильм
См. также
Примечания
- Dyna-Soar (англ. Dynamic Soaring - «разгон и планирование») в соответствии с методикой повторного входа в атмосферу
Проект "Спираль" (ОКБ-155)
В начале 60-х годов в ОКБ-155 Госкомитета по авиационной технике (ГКАТ) под руководством А.И.Микояна начались исследования комбинированных воздушно-космических систем, сочетающих в себе черты самолетов и ракет. В 1965 г. был подписан план работ по теме "Спираль" и аванпроект системы. Руководителем темы был назначен заместитель главного конструктора Г.Е.Лозино-Лозинский. Основной целью программы "Спираль" было создание пилотируемого орбитального самолета (ОС) для выполнения прикладных задач в космосе, а также для обеспечения возможности регулярных и безопасных перевозок по маршруту Земля-орбита-Земля. Для запуска ОС в космос предполагалось создать воздушно-орбитальную систему (рис. 3), состоящую из многоразового гиперзвукового самолета-разгонщика (ГСР) и одноразового двухступенчатого ракетного ускорителя.Рис. 3 Аппараты, разработанные по проекту "Спираль":
а - воздушно-орбитальная система: 1 - ДУ самолета-разгонщика; 2 - ускоритель; 3 - орбитальный самолет; 4 - самолет-разгонщик; б - пилотируемый аппарат-аналог; в - аппарат БОР-4; г - аппарат БОР-5Рассматривались два варианта ГСР с четырьмя многорежимными турбореактивными двигателями (ТРД), работающими на жидком водороде (более перспективный вариант) или на керосине (более консервативный вариант). ГСР использовал для старта с взлетно-посадочной полосы разгонную тележку и применялся для разгона системы до гиперзвуковой скорости, соответствующей ЧИСЛУ Маха М=6 (для первого варианта) или М=4 {для второго). Разделение ступеней системы предполагалось произвести на высоте 28-30 км или 22-24 км соответственно. Далее в действие вступал и ускоритель с ЖРД, а ГСР возвращался к месту старта. Самолет-разгонщик представлял собой сравнительно крупногабаритный самолет, построенный по схеме "летающее крыло", большой стреловидности с вертикальными стабилизирующими поверхностями на концах крыла. Блок ТРД располагался под фюзеляжем и имел общий регулируемый сверхзвуковой воздухозаборник. В верхней части фюзеляжа ГСР на пилоне крепился ОС с ракетным ускорителем, носовая и хвостовая части которого закрывались обтекателями. Орбитальный самолет проектировался по схеме "несущий корпус" треугольной формы в плане и был значительно меньше самолета-разгонщика. Он имел стреловидные консоли крыла, которые при выведении и в начальной фазе спуска с орбиты занимали вертикальное положение, а при планировании поворачивались, увеличивая несущую площадь. Ускорителем ОС выводился на низкую околоземную орбиту высотой порядка 130 км и выполнял на ней 2-3 витка. Он мог совершать маневр по изменению наклонения плоскости и высоты орбиты. После выполнения полета ОС совершал вход в атмосферу, спуск на гиперзвуковой скоростью при большом угле атаки с возможностью большого бокового маневра, а затем, после снижения скорости, раскрывал крыло, планировал и садился на любой аэродром. Для защиты корпуса ОС от нагрева при входе в атмосферу применялся нижний металлический теплозащитный экран, установленный на шарнирных подвесках, который выполнял некоторые силовые функции. При входе в атмосферу сложенные консоли крыла располагались в аэродинамической "тени" фюзеляжа. Для выведения ОС на орбиту после отделения от ГСР имелся ускоритель, представляющий собой двухступенчатую ракету с кислородно-водородными или с кислородно-керосиновыми ЖРД. Для маневрирования ОС на орбите использовался основной, а также два аварийных ЖРД. Для ориентации и управления служили микродвигатели с автономной системой подачи. Все ракетные двигатели ОС работали на топливе азотный тетраксид - несимметричный диметилгидразин (АТ-НДМГ), Для маневрирования самолета на конечном участке планирования (дотягивание до ВПП, заход на второй круг в случае невозможности посадки с первого захода) предназначался ТРД, работающий на керосине, посадка осуществлялась на лыжное шасси. Одной из отличительных черт проекта ОС была бортовая ЭВМ для навигации и автоматического управления полетом. Рассматривалась возможность аварийного спасения пилота ОС на любом участке полета с помощью кабины-капсулы фарообразной формы, имеющей механизм катапультирования из ОС, парашют и тормозные двигатели для входа в атмосферу (в случае невозможности возвращения на Землю с орбиты всего самолета) и навигационный блок. Для натурной отработки конструкции и основных систем ОС проектировался одноместный экспериментальный орбитальный самолет многоразового применения, Он строился по аналогичной схеме, имел несколько меньшие размеры и массу и должен был выводиться на орбиту при помощи РН "Союз", Для испытания конфигурации ОС на атмосферных участках полета предназначались самолеты-аналоги, оснащенные ТРД и стартующие с самолета-носителя Ту-95. Один из аналогов должен был совершать полет на дозвуковой скорости, второй - на скорости, соответствующей числу M=6-8. Основной особенностью системы "Спираль" была большая относительная масса полезной нагрузки (ПН), в 2-3 раза превышающая относительную массу ПН обычных одноразовых РН. Стоимость же выведения ПН предполагалась в 3-3,5 раза ниже. Кроме того, достоинствами системы были возможность широкого выбора диапазона направлений старта, маневрирование в космосе и самолетная посадка в сложных метеорологических условиях. Проект "Спираль" предусматиривал проведение широкого круга работ. По плану создание дозвукового самолета-аналога начиналось в 1967 г., гиперзвукового аналога - в 1968 г. Экспериментальный аппарат должен был впервые выводиться на орбиту в беспилотном варианте 81970 г. Первый пилотируемый полет его намечался на 1977 г. Работы по ГСР должны были начаться в 1970 г. В случае принятия решения о создании самолета-разгонщика на водороде постройку его предполагалось развернуть в 1972 г. В середине 70-х годов могли начаться полеты полностью укомплектованной системы "Спираль". Для исследований характеристик устойчивости и управляемости ОС на различных участках полета и оценки теплозащиты были построены летающие модели аппарата в масштабе 1: 3 и 1: 2, получившие название "беспилотные орбитальные ракетопланы" ("БОР"), с жестко зафиксированными консолями крыла. Широкая программа испытаний аппаратов включала их продувку в аэродинамических трубах ЦАГИ и стендовую отработку, имитирующую различные режимы и этапы полета. Затем начались бросковые испытания, в которых аппараты "БОР" с помощью ракет выводились, на баллистическую траекторию полета, имитирующую вход в атмосферу и посадку. Несмотря на строгое технико-экономическое обоснованне, руководство страны интереса к теме "Спираль" не проявляло, что отрицательно сказывалось на сроках выполнения программы, которые растянулись на многие годы. Постепенно программа "Спираль" была переориентирована на летные испытания аппаратов-аналогов без перспектив создания на их базе реальной системы. В 1976 г. с началом работ по программе "Энергия"- "Буран" судьба проекта "Спираль" была окончательно предрешена. Однако испытания аппаратов-аналогов, созданных в рамках программы "Спираль", продолжались. Пилотируемый самолет-аналог был готов к дозвуковым полетам в середине 70-х годов. Его летные испытания начались с коротких подлетов аппарата в мае 1976 г.: с помощью собственного ТРД самолет-аналог совершал взлет с ВПП и вскоре после этого шел на посадку. В этих полетах принимали участие летчики-испытатели А.Фастовец, И.Волк, В.Меницкий и А.Федотов. 11 октября 1976 г. аппарат совершил перелет с одной ВПП аэродрома на другую. В 1977 г. начались испытания аппарата-аналога с подъемом его на высоту с помощью самолета-носителя Ту-95К - сначала без сброса с самолета. 27 октября 1977 г. был проведен первый воздушный старт аналога с самолета-носителя; пилотировал аппарат А.Фастовец. В 1978 г. было проведено еще пять полетов самолета-аналога на дозвуковой скорости. Окончание летных испытаний аналога в сентябре 1978 г. положило конец программе "Спираль". Для отработки решений, положенных в основу концепции многоразового орбитального корабля (ОК) "Буран", было решено использовать задел, накопленный в рамках программы "Спираль". Для этого с существенной модификацией были использованы аппараты "БОР". Они оснащались новой системой теплозащиты, близкой по характеристикам к теплозащите ОК "Буран", и сбрасываемой тормозной ДУ для схода с орбиты. Системное оснащение ракетоплана из-за его крайне малых размеров было предельно упрощено. Полет после входа в атмосферу - планирующий, с последующим спуском на парашюте на воду. В момент, когда разработка ОК "Буран" приближаялась к своей кульминации, для испытания теплозащитных материалов корабля 3 июня 1982 г, с космодрома Капустин Яр с помощью РН "Космос" под обозначением спутника "Космос-1374" был запущен аппарат "БОР-4". Совершив 1,25 витка по орбите, ракетоплан выполнил вход в атмосферу с боковым маневром на дальность 600 км, полет и приводнение в 560 км от архипелага Кокосовы острова в Индийском океане, где дежурившие там семь кораблей спасения подобрали "БОР-4" из воды. Спасательные операции были засняты на фотопленку австралийским патрульным самолетом "Орион", находившимся в этой зоне. Второй орбитальный полет аппарата "БОР-4" под обозначением "Космос-1445" состоялся 15 марта 1983 г. Ракетоплан приводнился в 556 км южнее тех же Кокосовых островов и был успешно спасен советскими кораблями. Третий полет ракетоплана "БОР-4" ("Космос-1517") был выполнен 27 декабря 1983 г. На этот раз в качестве места посадки был выбран не Индийский океан, а Черное море. Корабли слежения засекли включение тормозной ДУ аппарата, когда тот находился над Южной Атлантикой. 4 июля 1983 г. была запущена первая модель ОК "Буран" в уменьшенном масштабе ("БОР-5", или "Б-5") для подтверждения реальной конфигурации корабля. Цельнометаллический миниатюрный орбитальный корабль, снабженный датчиками и регистрирующей аппаратурой, совершил суборбитальный полет с космодрома Капустин Яр. Впоследствии было проведено еще пять суборбитальных полетов аппарата "Б-5". Последний раз ракетоплан "БОР-4" был запущен 19 декабря 1984 г. под обозначением "Космос-1614". Как и в предыдущем запуске, "БОР-4" приводнился в Черном море после одновиткового полета по орбите.
Начало 60-х годов. Холодная война в разгаре. В США идут работы по программе Dyna Soar – гиперзвукового орбитального ракетоплана Х20. Как ответ на эту программу, работы по разработке собственных ракетопланов проводятся и в нашей стране многими институтами и КБ, как по заказу правительства, в виде НИОКР, так и в инициативном порядке. Но разработка аэрокосмической системы "Спираль" явилась первой официальной крупномасштабной темой, поддержанной руководством страны после ряда событий, ставших предысторией проекта.
В соответствии с пятилетним Тематическим планом ВВС по орбитальным и гиперзвуковым самолетам практические работы по авиационной космонавтике в нашей стране в 1965 г. были поручены ОКБ-155 А.И.Микояна, где их возглавил 55-летний Главный конструктор ОКБ Глеб Евгеньевич Лозино-Лозинский. Тема по созданию двухступенчатого воздушно-орбитального самолета (в современной терминологии - авиационно-космической системы - АКС) получила индекс "Спираль". Советский Союз серьезно готовился к масштабной войне в космосе и из космоса.
В соответствии с требованиями заказчика конструкторы взялись за разработку многоразового двухступенчатого комплекса, состоящего из гиперзвукового самолета-разгонщика (ГСР) и военного орбитального самолета (ОС) с ракетным ускорителем. Старт системы предусматривался горизонтальный, с использованием разгонной тележки, отрыв происходил на скорости 380-400 км/ч. После набора с помощью двигателей ГСР необходимых скорости и высоты происходило отделение ОС и дальнейший разгон происходил с помощью ракетных двигателей двухступенчатого ускорителя, работающих на фтороводородном топливе.
Боевой пилотируемый одноместный ОС многоразового применения предусматривал использование в вариантах дневного фоторазведчика, радиолокационного разведчика, перехватчика космических целей или ударного самолета с ракетой класса "космос-Земля" и мог применяться для инспекции космических объектов. Вес самолета во всех вариантах составлял 8800 кг, включая 500 кг боевой нагрузки в вариантах разведчика и перехватчика и 2000 кг у ударного самолета. Диапазон опорных орбит составлял 130...150 км по высоте и 450...1350 по наклонению в северном и южном направлениях при стартах с территории СССР, причем задача полета должна была выполняться в течение 2-3 витков (третий виток посадочный). Маневренные возможности ОС с использованием бортовой ракетной двигательной установки, работающей на высокоэнергетических компонентах топлива - фтор F2 + амидол (50% N2H4 + 50% BH3N2H4), должны были обеспечивать изменение наклонения орбиты для разведчика и перехватчика на 170, для ударного самолета с ракетой на борту (и уменьшенном запасе топлива) - 70...80. Перехватчик также был способен выполнить комбинированный маневр - одновременное изменение наклона орбиты на 120 с подъемом на высоту до 1000 км.
После выполнения орбитального полета и включения тормозных двигателей ОС должен входить в атмосферу с большим углом атаки, управление на этапе спуска предусматривалось изменением крена при постоянном угле атаки. На траектории планирующего спуска в атмосфере задавалась способность совершения аэродинамического маневра по дальности 4000...6000 км с боковым отклонением плюс/минус 1100...1500 км.
В район посадки ОС должен был выводиться с выбором вектора скорости вдоль оси взлетно-посадочной полосы, что достигалось выбором программы изменения крена. Маневренность самолета позволяла обеспечить посадку в ночных и сложных метеоусловиях на один из запасных аэродромов территории Советского Союза с любого из 3-х витков. Посадка совершалась с использованием турбореактивного двигателя ("36-35" разработки ОКБ-36), на грунтовой аэродром II класса со скоростью не более 250 км/ч.
Согласно утвержденному Г.Е.Лозино-Лозинским 29 июня 1966 года аванпроекту "Спирали", АКС с расчетной массой 115 тонн представляла собой состыкованные воедино крылатые широкофюзеляжные многоразовые аппараты горизонтального взлета-посадки - 52-тонный гиперзвуковой самолет-разгонщик (получивший индекс "50-50"), и расположенный на нем пилотируемый ОС (индекс "50") с двухступенчатым ракетным ускорителем - блоком выведения.
Из-за неосвоенности в качестве окислителя жидкого фтора для ускорения работ по АКС в целом в качестве промежуточного шага предлагалась альтернативная разработка двухступенчатого ракетного ускорителя на кислородно-водородном топливе и поэтапное освоение фторного топлива на ОС - сначала использование высококипящего топлива на азотном тетраксиде и несимметричном диметилгидразине (АТ+НДМГ), затем фторо-аммиачное топливо (F2+NH3), и только после накопления опыта планировалось заменить аммиак на амидол.
Благодаря особенностям заложенных конструктивных решений и выбранной схеме самолетного старта позволял реализовать принципиально новые свойства для средств выведения военных нагрузок в космос:
Вывод на орбиту полезного груза, составляющего по весу 9% и более от взлетного веса системы;
Уменьшение стоимости вывода на орбиту одного килограмма полезного груза в 3-3,5 раза по сравнению с ракетными комплексами на тех же компонентах топлива;
Вывод космических аппаратов в широком диапазоне направлений и возможность быстрого перенацеливания старта со сменой необходимого параллакса за счет самолетной дальности;
Самостоятельное перебазирование самолета-разгонщика;
Сведение к минимуму потребного количества аэродромов;
- быстрый вывод боевого орбитального самолета в любой пункт земного шара;
Эффективное маневрирование орбитального самолета не только в космосе, но и на этапе спуска и посадки;
Самолетная посадка ночью и в сложных метеоусловиях на заданный или выбранный экипажем аэродром с любого из трех витков.
СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ АКС СПИРАЛЬ.
Гиперзвуковой самолет-разгонщик (ГСР) "50-50".
ГСР представлял собой самолет-бесхвостку длиной 38 м с треугольным крылом большой переменной стреловидности по передней кромке типа "двойная дельта" (стреловидность 800 в зоне носового наплыва и передней части и 600 в концевой части крыла) размахом 16,5 м и площадью 240,0 м2 с вертикальными стабилизирующими поверхностями - килями (площадью по 18,5 м2) - на концах крыла.
Управление ГСР осуществлялось с помощью рулей направления на килях, элевонов и посадочных щитков. Самолет-разгонщик был оборудован 2-местной герметичной кабиной экипажа с катапультируемыми креслами.
Взлетая с разгонной тележки, для посадки ГСР использует трехопорное шасси с носовой стойкой, оборудованной спаренными пневматиками размером 850x250, и выпускаемой в поток в направлении "против полета". Основная стойка оснащена двухколесной тележкой с тандемным расположением колес размером 1300x350 для уменьшения требуемого объема в нише шасси в убранном положении. Колея основных стоек шасси 5,75 м.
В верхней части ГСР в специальном ложе крепился собственно орбитальный самолет и ракетный ускоритель, носовая и хвостовая части которых закрывались обтекателями.
На ГСР в качестве топлива использовался сжиженный водород, двигательная установка - в виде блока четырех турбореактивных двигателей (ТРД) разработки А.М.Люлька тягой на взлете по 17,5 т каждый, имеющих общий воздухозаборник и работающих на единое сверхзвуковое сопло внешнего расширения. При пустой массе 36 т ГСР мог принять на борт 16 т жидкого водорода (213 м3), для размещения которого отводилось 260 м3 внутреннего объема
Двигатель получил индекс АЛ-51 (в это же время в ОКБ-165 разрабатывался ТРДФ третьего поколения АЛ-21Ф, и для нового двигателя индекс выбрали "с запасом", начав с круглого числа "50", тем более что это же число фигурировало в индексе темы). Техническое задание на его создание получило ОКБ-165 А.М.Люльки (ныне - НТЦ имени А.М.Люльки в составе НПО "Сатурн").
Преодоление теплового барьера для ГСР обеспечивалось соответствующим подбором конструкционных и теплозащитных материалов.
Самолет-разгонщик.
В ходе работ проект постоянно дорабатывался. Можно сказать, что он находился в состоянии "перманентной разработки": постоянно вылезали какие-то неувязки - и все приходилось "доувязывать". В расчеты вмешивались реалии - существующие конструкционные материалы, технологии, возможности заводов и т.д. В принципе, на любом этапе проектирования двигатель был работоспособен, но не давал тех характеристик, которые хотели получить от него конструкторы. "Дотягивание" шло в течение еще пяти-шести лет, до начала 1970-х, когда работы по проекту "Спираль" были закрыты.
Двухступенчатый ракетный ускоритель.
Блок выведения представляет собой одноразовую двухступенчатую ракету-носитель, расположенную в "полуутопленном" положении в ложементе "на спине" ГСР. Для ускорения разработки аванпроектом предусматривалась разработка промежуточного (на топливе водород-кислород, H2+O2) и основного (на топливе водород-фтор, H2+F2) вариантов ракетного ускорителя.
При выборе топливных компонентов проектировщики исходили из условия обеспечения вывода на орбиту возможно большего полезного груза. Жидкий водород (H2) рассматривался как единственный перспективный вид горючего для гиперзвуковых воздушных аппаратов и как один из перспективных горючих для ЖРД, несмотря на его существенный недостаток - малый удельный вес (0,075 г/см3). Керосин в качестве топлива для ракетного ускорителя не рассматривался.
В качестве окислителей для водорода могут быть кислород и фтор. С точки зрения технологичности и безопасности кислород более предпочтителен, но его применение в качестве окислителя для водородного топлива приводит к значительно большим потребным объемам баков (101 м3 против 72,12 м3), то есть к увеличению миделя, а следовательно, лобового сопротивления самолета-разгонщика, что уменьшает его максимальную скорость расцепки до М=5,5 вместо М=6 при фторе.
Ускоритель.
Общая длина ракетного ускорителя (на фтороводородном топливе) 27,75 м, включая 18,0 м первой ступени с донным стекателем и 9,75 м второй ступени с полезной нагрузкой - орбитальным самолетом. Вариант кислородно-водородного ракетного ускорителя получился на 96 см длиннее и на 50 см толще.
Предполагалось, что фтороводородный ЖРД тягой 25 т для оснащения обеих ступеней ракетного ускорителя будет разрабатываться в ОКБ-456 В.П.Глушко на базе отработанного ЖРД тягой 10 т на фтороаммиачном (F2+NH3) топливе
Орбитальный самолет.
Орбитальный самолет (ОС) представлял собой летательный аппарат длиной 8 м и шириной плоского фюзеляжа 4 м, выполненный по схеме "несущий корпус", имеющий сильно затупленную оперенную треугольную форму в плане.
Основой конструкции являлась сварная ферма, на которую снизу крепился силовой теплозащитный экран (ТЗЭ), выполненный из пластин плакированного ниобиевого сплава ВН5АП с покрытием дисилицидом молибдена, расположенных по принципу "рыбной чешуи". Экран подвешивался на керамических подшипниках, выполнявших роль тепловых барьеров, снимая температурные напряжения за счет подвижности ТЗЭ относительно корпуса с сохранением внешней формы аппарата.
Верхняя поверхность находилась в затененной зоне и нагревалась не более 500 С, поэтому сверху корпус закрывался панелями обшивки из кобальт-никелевого сплава ЭП-99 и сталей ВНС.
Двигательная установка включала в себя:
ЖРД орбитального маневрирования тягой 1,5 тс (удельный импульс 320 сек, расход топлива 4,7 кг/сек) для выполнения маневра по изменению плоскости орбиты и выдачи тормозного импульса для схода с орбиты; впоследствии предусматривалась установка более мощного ЖРД с тягой в пустоте 5 тс с плавной регулировкой тяги до 1,5 тс для выполнения точных коррекций орбиты;
Два аварийных тормозных ЖРД с тягой в пустоте по 16 кгс, работающие от топливной системы основного ЖРД с вытеснительной системой подачи компонентов на сжатом гелии;
Блок ЖРД ориентации, состоящий из 6 двигателей грубой ориентации с тягой по 16 кгс и 10 двигателей точной ориентации с тягой 1 кгс;
ТРД со стендовой тягой 2 тс и удельным расходом топлива 1,38 кг/кг в час для полета на дозвуке и посадки, топливо - керосин. В основании киля расположен регулируемый воздухозаборник ковшового типа, открываемый только перед запуском ТРД.
В качестве промежуточного этапа на первых образцах боевых маневренных ОС предусматривалось применение для ЖРД топлива фтор+аммиак.
Для аварийного спасения пилота на любом участке полета в конструкции предусматривалась отделяемая кабина-капсула фарообразной формы, имеющая собственные пороховые двигатели для отстрела от самолета на всех этапах его движения от старта до посадки. Капсула была снабжена управляющими двигателями для входа в плотные слои атмосферы, радиомаяком, аккумулятором и аварийным блоком навигации. Приземление осуществлялось с помощью парашюта со скоростью 8 м/сек, поглощение энергии при этой скорости производится за счет остаточной деформации специальной сотовой конструкции угла капсулы.
Вес отделяемой снаряженной кабины с оборудованием, системой жизнеобеспечения, системой спасения кабины и пилотом 930 кг, вес кабины при приземлении 705 кг.
Система навигации и автоматического управления состояла из автономной астроинерциальной системы навигации, бортовой цифровой вычислительной машины, ЖРД ориентации, астрокорректора, оптического визира и радиовертикали-высотомера.
Для управления траекторией самолета при спуске помимо основной автоматической системы управления предусматривается резервная упрощенная система ручного управления по директорным сигналам.
Спасательная капсула
Варианты использования.
Дневной фоторазведчик.
Дневной фоторазведчик предназначался для детальной оперативной разведки малогабаритных наземных и подвижных морских предварительно заданных целей. Размещенная на борту фотоаппаратура обеспечивала разрешение на местности 1,2 м при съемке с орбиты высотой 130 плюс/минус 5 км.
Предполагалось, что поиск цели и визуальные наблюдения за земной поверхностью летчик будет вести через расположенный в кабине оптический визир с плавно изменяющейся кратностью увеличения от 3х до 50х. Визир был оснащен управляемым отражающим зеркалом для отслеживания цели с дистанции до 300 км. Съемка должна была производится автоматически после ручного совмещения летчиком плоскости оптической оси фотоаппарата и визира с целью; размер снимка на местности 20х20 км при дистанции фотографирования вдоль трассы до 100 км. За один виток летчик должен успеть сфотографировать 3-4 цели.
Фоторазведчик оснащен станциями КВ и УКВ диапазонов для передачи информации на землю. При необходимости повторного прохода над целью по команде летчика автоматически выполняется маневр поворота плоскости орбиты.
Радиолокационный разведчик.
Отличительной чертой радиолокационного разведчика являлось наличие внешней разворачиваемой одноразовой антенны размером 12х1,5 м. Предполагаемая разрешающая способность при этом должна была быть в пределах 20-30 м, что достаточно при разведке авианосных морских соединений и крупных наземных объектов, при ширине полосы обзора по наземным объектам - 25 км и до 200 км при разведке над морем.
Ударный орбитальный самолет.
Для поражения подвижных морских целей предназначался ударный орбитальный самолет. Предполагалось, что пуск ракеты "космос-Земля" с ядерной БЧ будет производиться из-за горизонта при наличии целеуказания от другого ОС-разведчика или спутника. Уточненные координаты цели определяются локатором, сбрасываемым перед сходом с орбиты, и средствами навигации самолета. Наведение ракеты по радиоканалу на начальных участках полета позволяло проводить коррекцию с повышением точности наведения ракеты на цель.
Ракета со стартовой массой 1700 кг при точности целеуказания плюс/минус 90 км обеспечивала поражение морской цели (типа авианосец), движущейся со скоростью до 32 узлов, с вероятностью 0,9 (круговое вероятное отклонение боеголовки 250 м).
Перехватчик космических целей "50-22".
Последним проработанным вариантом боевого ОС был перехватчик космических целей, разрабатывавшийся в двух модификациях:
Инспектор-перехватчик с выходом на орбиту цели, сближением с ней на расстояние 3-5 км и уравниванием скорости между перехватчиком и целью. После этого летчик мог провести инспекцию цели с помощью 50х-кратного оптического визира (разрешение на цели 1,5-2,5 см) с последующим фотографированием.
В случае решения пилота уничтожить цель в его распоряжении имелось шесть самонаводящихся ракет разработки СКБ МОП весом по 25 кг, обеспечивающих поражение целей на дальности до 30 км при относительных скоростях до 0,5 км/сек. Запаса топлива перехватчика хватает на перехват двух целей, расположенных на высотах до 1000 км при углах некомпланарности орбит целей до 100;
Дальний перехватчик, оснащенный самонаводящимися ракетами разработки СКБ МОП с оптическим координатором для перехвата космических целей на пересекающихся курсах при промахе перехватчика до 40 км, компенсируемым ракетой. Максимальная дальность пуска ракеты составляет 350 км. Вес ракеты с контейнером 170 кг. Поиск и обнаружение заранее заданной цели, а также наведение ракеты на цель производится летчиком вручную с помощью оптического визира. Энергетика этого варианта перехватчика также обеспечивает перехват 2-х целей, находящихся на высотах до 1000 км.
Космонавты "Спирали".
В 1966 году в Центре подготовки космонавтов (ЦПК) была сформирована группа для подготовки к полету на "изделии-50" - так в ЦПК зашифровывался орбитальный самолет по программе "Спираль". В состав группы вошли пять космонавтов, имеющих хорошую летную подготовку, в том числе космонавт N2 Герман Степанович Титов (1966-70 гг), и еще не летавшие в космос Анатолий Петрович Куклин (1966-67 гг), Василий Григорьевич Лазарев (1966-67 гг) и Анатолий Васильевич Филипченко (1966-67 гг).
Кадровый состав 4 отдела со временем менялся - подготовку к полету на "Спирали" в разное время прошли Леонид Денисович Кизим (1969-73 гг), Анатолий Николаевич Березовой (1972-74 гг), Анатолий Иванович Дедков (1972-74 гг), Владимир Александрович Джанибеков (июль-декабрь 1972 г), Владимир Сергеевич Козельский (август 1969 - октябрь 1971 г), Владимир Афанасьевич Ляхов (1969-73 гг), Юрий Васильевич Малышев (1969-73 гг), Александр Яковлевич Петрушенко (1970-73 гг) и Юрий Викторович Романенко (1972 г).
Наметившаяся тенденция к закрытию программы "Спираль" привела в 1972 году к численному сокращению 4 отдела до трех человек и к снижению интенсивности тренировок. В 1973 году группа космонавтов темы "Спираль" стала так и называться ВОС - Воздушно-орбитальный самолет (иногда встречается и другое наименование - Военный орбитальный самолет).
11 апреля 1973 года заместителем начальника 4 отдела 1 управления был назначен инструктор-космонавт-испытатель Лев Васильевич Воробьев. 1973 год стал последним годом 4 отдела 1 управления ЦПК - дальнейшая отряда космонавтов ВОС сошла на нет..
Закрытие проекта.
С технической точки зрения работы шли успешно. По календарному плану разработки проекта "Спираль" предусматривалось создание дозвукового ОС начать в 1967 г, гиперзвукового аналога в 1968 г. Экспериментальный аппарат должен был впервые выводиться на орбиту в беспилотном варианте в 1970 г. Первый пилотируемый полет его намечался на 1977 г. Работы по ГСР должны были начаться в 1970 г, если его 4 многорежимных ТРД будут работать на керосине. В случае принятия перспективного варианта, т.е. топливом для двигателей является - водород, то постройку его предполагалось развернуть в 1972 г. Во 2-й половине 70-х гг. могли начаться полеты полностью укомплектованной АКС "Спираль".
Но, несмотря на строгое технико-экономическое обоснование проекта, руководство страны интерес к теме "Спираль" потеряло. Вмешательство Д.Ф.Устинова, бывшего в ту пору секретарем ЦК КПСС, курировавшим оборонную промышленность и ратовавшего за ракеты, отрицательно сказывалось на ходе программы. А когда ставший министром обороны А.А.Гречко, ознакомился в начале 70-х гг. со "Спиралью", он выразился ясно и однозначно: "Фантазиями мы заниматься не будем". Дальнейшее выполнение программы прекратили.
Но благодаря сделанному большому научно-техническому заделу, важности затронутых тем, выполнение проекта "Спираль" трансформировалось в различные научно-исследовательские работы и связанные с ними конструкторские разработки. Постепенно программа была переориентирована на летные испытания аппаратов-аналогов без перспектив создания на их базе реальной системы (программа БОР (Беспилотный Орбитальный Ракетоплан)).
Такова история проекта, который даже не будучи осуществленным, сыграл значительную роль в космической программе страны.
Ctrl Enter
Заметили ошЫ бку Выделите текст и нажмите Ctrl+Enter
Нереализованные проект СССР. Часть II
В продолжении к первой части статьи расскажу вам о двух космическим проектах СССР, которым не суждено было прославлять нашу Родину.
Буран.
Советский “шаттл” Буран готовился не просто для покорения космоса, а как военная система. Это был советский ответ на американский шатл.
Глядя на американские разработки шатлов в СССР сделали выводы, что такой корабль может нести ядерные боеприпасы и ими атаковать нашу территорию практически с любой точки околоземного космического пространства. Поэтому СССР начала разработку “Бурана”.
Специального для посадок космоплана была построена усиленная взлетно-посадочная полоса на аэродроме Юбилейный на Байконуре. Для начала был построен полноразмерный аналог “Бурана” с обозначением БТС-002(ГЛИ) для летных испытаний в атмосфере Земли.
В хвостовой части космоплана стояли четыре турбореактивных двигателя, позволявших ему взлетать с обычного аэродрома.
Свой первый и к сожалению единственный космический полет космоплан “Буран” совершил 15 ноября 1988 года.
Запущен он был с космодрома Байконур при помощи ракеты-носителя “Энергия”. Продолжительность полета составила 205 минут, за это время корабль совершил два витка вокруг Земли и произвел посадку на построенной для него взлетно-посадочной полосе на Байконуре.
Самостоятельная посадка «Бурана» 
Проверка «Бурана» после посадки Полет проходил без экипажа в автоматическом режиме с использованием бортового компьютера и программного обеспечения, в отличие от американских шатлов, которые совершают последнюю стадию посадки обязательно в ручном режиме.
В 1990 году к нашему огромному сожалению работы по программе “Энергия-Буран” были приостановлены, а спустя три года вообще все было свернуто. Единственный летавший в космос “Буран” был разрушен в 2002 году из-за обрушения крыши того помещения где он хранился вместе с готовыми экземплярами ракеты-носителя “Энергия”.
«Буран» под завалами 
Во как закончилась, так и не начавшись история русского шаттла “Буран”.
Космический истребитель “Спираль”.
В разгар холодной войны в нашей стране появлялись, а самое главное реализовывались самые фантастические идеи.
Одной из таких идей был космический истребитель “Спираль”. Истребитель был решением СССР о создании собственной авиационно-космической системы и именно он должен был стать весомым аргументом нашей страны в возможной войне в космосе. Весь проект “Спираль” состоял из трех частей: гиперзвуковой самолет-разгонщик двухступенчатый ракетный ускоритель и орбитальный самолет.
Моделька космической системы «спираль» По задумке изобретателей самолет-разгонщик вместе со всеми остальными частями проекта должен был взлететь с аэродрома и разгонятся до скорости около 7500 км/ч. После достижения высоты в 30 км орбитальный самолет должен был отделится от самолета-разгонщика и благодаря двухступенчатому ракетному ускорителю должен был разогнаться до первой космической скорости — это около 7,9 км/сек.
Благодаря такой скорости орбитальный самолет очень быстро достигал до околоземной орбиты и там уже выполнял поставленную боевую задачу: разведку, перехват космических целей ракетами класса “космос-космос” или бомбардировку ракетами класса “космос-земля”.
Таким образом орбитальный самолет становился космическим истребителем. Разработка проекта “Спираль” шла успешно и к середине 70-х годов ученые уже хотели приступить к полетам полностью укомплектованной авиационно-космической системы. Но министр обороны того времени Андрей Гречко вместо того, что бы утвердить почти готовый проект “Спираль”, выкидывает всю документацию по этому проекту в мусорное ведро и заявляет: “Фантазиями мы заниматься не будем”.
Автор
Варвара
Творчество, работа над современной идеей миропознания и постоянный поиск ответов