Александр Железняков
ПРОЕКТ "СПИРАЛЬ"
Идея создания аппарата, способного совершать полеты, как в атмосфере, так и в космическом пространстве, была выдвинута одним из пионеров космонавтики, нашим соотечественником Фридрихом Артуровичем Цандером в первой половине ХХ века. В своей статье “Описание межпланетного корабля системы Ф.А. Цандера”, опубликованной в 1924 г., он предложил использовать для космических полетов крылатые аппараты и показал преимущество крыльев перед парашютными системами при возвращении на Землю.
Но от идеи до ее реализации путь оказался не близким. И хотя работы по созданию авиационно-космических систем (АКС) уже ведутся довольно давно, нет их до сих пор и, судя по всему, в обозримом будущем они не появятся.
Причин тому несколько.
Во-первых, создание АКС оказалось делом достаточно сложным в техническом плане. Те проблемы, которые виделись первопроходцам, и которые предполагалось решить за несколько лет, являлись лишь вершиной айсберга. Даже сегодняшние технологии не позволяют создать такой аппарат, который стер бы границу между атмосферой и космическим пространством.
Во-вторых, создание АКС оказалось делом достаточно дорогим, да еще и с длительным сроком окупаемости. Именно поэтому не всякому государству под силу построить космоплан, не говоря о частном бизнесе, который не видит в авиационно-космических системах привлекательного для себя проекта.
В-третьих, отсутствуют проекты, где могли бы использоваться АКС. Причем, это утверждение справедливо и для мирного, и для военного космоса.
Все это и заставляет говорить об авиационно-космических системах, как о перспективных разработках завтрашнего дня.
Вместе с тем, работы над АКС ведутся уже почти полвека. Первыми за них взялись американцы, которые в 1950-х годах сформулировали концепцию системы “Дайна Сор”, призванной сочетать в себе преимущества авиационных и космических систем. Тогда же в США началась реализация программы испытаний ракетного самолета Х-15, который многие рассматривают как прообраз аппаратов будущего.
В нашей стране проекты АКС стали активно развиваться после появления первых публикаций об американских разработках, которые в советских военных кругах рассматривались как наступательные стратегические системы. Вполне естественно, что требовался адекватный ответ на угрозу со стороны “потенциального противника”, и в Советском Союзе начали активно заниматься изучением вопроса о возможности создания орбитального самолета. В первую очередь, он рассматривался с точки зрения военного применения. Например, как истребитель спутников.
Первыми за авиационно-космические системы взялись авиаторы, которым было сподручнее создавать машины, способные совершать полеты в атмосфере. Разработкой “космической составляющей” предполагалось заняться чуть позже и уже с привлечением ракетчиков.
Из проектов той поры стоит отметить ВКА-23 (Воздушно-космический аппарат ОКБ-23), создание которого началось в 1958 г. в руководимом известным советским авиаконструктором В.М. Мясищевым конструкторским бюро (КБ). Уже в следующем году в плане работ бюро появилась “Тема 48”, как в документах значилось создание этого аппарата.
По замыслу В.М. Мясищева это должен был быть небольшой самолет типа “летающее крыло”. Общий вес аппарата должен был составлять 4,4 т, высота полета до 400 км. Запускаться он должен был с борта самолета-разгонщика М-50. Уже к марту 1960 г. были детально просчитаны несколько вариантов ракетоплана.
Однако осенью того же года начался разгром авиационной промышленности. Руководство партии и государства посчитало, что при наличии бурно развивающейся ракетной техники нет смысла тратить деньги на создание самолетов, которые не могли решить задачу ядерного паритета с США. Среди тех предприятий, которые предполагалось закрыть, оказалось и ОКБ-23. “Тему 48” закрыли, а главного конструктора отправили директорствовать в Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ).
Почти в тоже самое время, когда началась разработка ВКА-23, аналогичные работы велись и в ОКБ-256, которое возглавлял П.В. Цыбин. Инициировал эти работы главный конструктор ракетно-космических систем С.П. Королев, озадаченный в тот момент подготовкой к полету в космос первого космонавта. Так как схема полета еще не была утверждена, то и рассматривались различные варианты его осуществления. Одним из них стал проект планирующего космического аппарата (ПЛА), предложенный Цыбиным.
ПЛА с космонавтом на борту должен был выводиться на орбиту высотой 300 км с помощью модифицированной ракеты Р-7 (в будущем легендарный носитель “Восток”). После орбитального полета продолжительностью около суток, аппарат должен был возвратиться на Землю, планируя в плотных слоях атмосферы. Несмотря на то, что цыбинскую разработку поддерживал Королев, в конце 1960 г. ОКБ-256, также как и ОКБ-23, было закрыто, а главный конструктор переведен на другую работу. Правда, Цыбину повезло. Он перешел на работу в ОКБ-1 заместителем Королева. Но материалы проекта ПЛА ушли в архив дожидаться своего часа.
В 1960 г. ракетопланами заинтересовался и стремительно набиравший силу В.Н. Челомей. Пользуясь своими связями в верхах (сын Н.С. Хрущева работал в то время у Челомея), он добился принятия постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР № 715-295 от 23 июня 1960 г., в котором ОКБ-52 было предписано заняться разработкой космического пилотируемого ракетоплана военного назначения (объекта “Р”). В начале 1960-х годов такие работы велись и дошли до этапа летных испытаний опытных образцов в беспилотном варианте.
Но так продолжалось до октября 1964 г., когда Н.С. Хрущев был снят с постов первого секретаря ЦК КПСС и председателя Совета Министров СССР. Вслед за смещением советского лидера в опалу попали все те, к кому он благоволил. С окончанием “эры Хрущева“ закончилась и “эра Челомея“, тем более что в результате перемещений в высшем партийном и государственном руководстве значительно усилил свои позиции его противник - Д.Ф. Устинов, ставший заместителем председателя Совета Министров. Через несколько дней после снятия Хрущева, 17 октября, была создана комиссия для “расследования деятельности ОКБ-52”. А спустя еще два дня все материалы по ракетопланам были переданы из ОКБ-52 в ОКБ-155, которое возглавлял А.И. Микоян.
Надо отметить, что за “обладание” челомеевскими материалами вели борьбу два конструкторских бюро: Микояна и П.О. Сухого. Оба КБ предложили сходные аэрокосмические системы, а Сухой, к тому же, имел проект тяжелого бомбардировщика Т-4, который предполагалось использовать в качестве носителя. Но, в конце концов, соревнование закончилось в пользу Микояна. В принципе, иначе быть и не могло, если вспомнить, что родной брат Микояна в то время являлся главой советского государства.
Тема “Спираль” была начата в КБ Микояна как продолжение проводившихся там ранее исследований комбинированных воздушно-космических систем (проект “50-50”). Основной целью программы было создание пилотируемого орбитального самолета для выполнения прикладных задач в космосе и обеспечение регулярных перевозок по маршруту “Земля-орбита-Земля”. Предполагалось и проведение инспекции находящихся на орбите аппаратов, а также размещение на борту самолета различных систем вооружения, начиная от традиционных (пушки и ракеты) и кончая перспективными (лазерное, пучковое оружие и прочее). Руководителем темы был назначен заместитель Главного конструктора Г.Е. Лозино-Лозинский. Спустя полтора года, 29 июня 1966 г., он подписал подготовленный аванпроект.
Для рабочего проектирования орбитального корабля в 1967 г. в подмосковной Дубне был создан филиал КБ Микояна, который возглавил заместитель Главного конструктора П.А. Шустер. Начальником КБ филиала стал Ю.Д. Блохин, ставший впоследствии заместителем Главного конструктора НПО “Молния”, а его заместителем по производству - Д.А. Решетников, впоследствии заместитель Генерального директора опытного завода НПО “Молния”.
АКС “Спираль” общей массой 115 т должна была включать в себя многоразовый гиперзвуковой самолет-разгонщик (ГСР) и многоразовый орбитальный самолет (ОС) с одноразовым 2-х ступенчатым ракетным ускорителем. После завершения орбитального полета предусматривался планирующий спуск.
Рассматривались два варианта ГСР с четырьмя многорежимными турбореактивными двигателями, работающими на жидком водороде (перспективный вариант) или на керосине (консервативный вариант). Запуск (отделение) орбитальной ступени предполагалось производить на высотах 28-30 км или 22-24 км соответственно, на скорости в шесть раз (первый вариант) или в четыре раза (второй вариант) превышающей скорость звука. Далее в действие вступал ускоритель с жидкостным ракетным двигателем (ЖРД), а ГСР возвращался к месту старта.
Самолет-разгонщик должен был представлять собой крупногабаритный самолет-бесхвостку длиной 38 м с крылом большой стреловидности размахом 16,5 м. Блок двигателей располагался под фюзеляжем и имел общий регулируемый сверхзвуковой воздухозаборник. В верхней части фюзеляжа ГСР на пилоне предполагалось крепить ОС, носовая и хвостовая часть которого закрывалась обтекателями.
Орбитальный самолет массой около 10 т проектировался по схеме “несущий корпус” треугольной формы и был значительно меньше самолета-разгонщика. Он имел стреловидные консоли крыла, которые при выведении и на начальном этапе спуска с орбиты занимали вертикальное положение, а при планировании поворачивались, увеличивая площадь несущей поверхности. ОС должен был выводиться на низкую околоземную орбиту высотой около 130 км и выполнять по ней 2-3 витка. Предполагалось, что он сможет совершать маневр по высоте и по изменению наклонения орбиты. Для маневрирования на орбите планировалось оснастить аппарат одним основным и двумя аварийными ЖРД. После выполнения программы полета ОС должен был совершить вход в атмосферу, спуск на гиперзвуковой скорости при большом угле атаки, а затем, после уменьшения скорости, раскрыть крыло, спланировать и сесть на любой, а не специально оборудованный, аэродром.
Одной из отличительных черт проектируемого аппарата было наличие на его борту электронно-вычислительной машины 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 и навигационный блок.
Основной особенностью системы “Спираль” была большая относительная масса полезной нагрузки, которая в 2-3 раза превышала аналогичные показатели для одноразовых носителей. Стоимость же выведения предполагалась в 3-3,5 раза ниже. Достоинством системы была и возможность широкого выбора направлений старта, маневрирования на орбите и самолетная посадка в любых погодных условиях.
Проект “Спираль” предусматривал проведение широкого спектра работ.
Для натурной отработки конструкции и основных систем ОС проектировался одноместный экспериментальный орбитальный самолет многоразового использования. Он строился так же, как и основной аппарат, но имел меньшие размеры и массу, и должен был выводиться на орбиту с помощью ракеты-носителя “Союз”.
По плану создание дозвукового самолета-аналога начиналось в 1967 г., гиперзвукового аналога - в 1968 г. Первый беспилотный орбитальный полет планировалось совершить в 1970 г., а первый пилотируемый - в 1977 г. Проектирование ГСР должно было начаться в 1970 г. В случае, если бы было принято решение о создании самолета-разгонщика на водороде, его строительство должно было бы начаться в 1972 г.
Параллельно с проектированием системы “Спираль” началась подготовка пилотов орбитального самолета. В 1967 г. в отряде советских космонавтов была сформирована группа, в которую на первом этапе вошли Г.С. Титов, А.В. Филипченко и А.П. Куклин.
Как видим, планы были довольно масштабные. Увы, но им не суждено было сбыться. Главной причиной этому стало закрытие в США темы “Дайна Сор” и, как следствие, потеря интереса со стороны советских военных к “Спирали”. Кроме того, многие советские проекты закрывались из-за отсутствия влиятельных покровителей в высшем руководстве партии и страны. Так случилось и со “Спиралью”. Ее “злыми гениями” были министр обороны СССР А.А. Гречко и заместитель председателя Совета Министров СССР Д.Ф. Устинов, которые сделали все, чтобы не допустить преобразования бумажного проекта в реальную машину. Гречко даже приписываются слова о “Спирали”: “Фантастикой мы не занимаемся!”. Правда, эту же фразу вкладывают в уста тогдашнего министра обороны и применительно к другим закрытым космическим проектам, так что нет уверенности, что он ее произносил на самом деле. А если она и прозвучала, то неизвестно применительно к чему.
Работы по теме “Спираль” начали свертываться в начале 1970-х годов. Сначала отказались от создания самолета-разгонщика, а потом и от орбитального самолета. Еще раньше была расформирована группа космонавтов.
В планах работы предприятий, задействованных по данной тематике, осталось только создание летающих моделей для исследования характеристик устойчивости и управляемости ОС на различных участках полета и оценке теплозащиты. Эти модели получили наименование “беспилотные орбитальные ракетопланы” (БОР).
Широкая программа испытаний включала их продувку в аэродинамических трубах ЦАГИ, подключенного к работам еще в 1966 г., стендовую отработку, имитирующую различные режимы и этапы полета, а также бросковые испытания, когда аппараты с помощью ракет выводились на баллистические траектории.
Был также создан для летных испытаний конструкции планера на дозвуковых скоростях - МиГ-105.11. В некоторых источниках используются также названия “ЭПОС” (Экспериментальный пассажирский орбитальный самолет) и “Лапоть”. МиГ-105.11 представлял из себя одноместный аппарат длиной 8,5 м, с размахом крыльев 6,4 м и массой 4220 кг. На самолете был установлен турбореактивный двигатель РД-36-35К.
Летные испытания пилотируемого самолета-аналога начались в мае 1976 г.: с помощью собственного двигателя аппарат взлетал с аэродрома и вскоре после этого шел на посадку. Состоялось более десятка полетов, в которых приняли участие летчики-испытатели А.Г. Фастовец, И.П. Волк, В.Е. Меницкий и А.В. Федотов. Первый перелет с одной полосы аэродрома на другую был совершен 11 октября 1976 г. в Подмосковье. Аппарат взлетел, набрал высоту в 560 метров и, пролетев 19 километров, совершил посадку.
В 1977 г. начались испытания с подъемом его на высоту на борту самолета-носителя Ту-95К. Сначала это делалось без отделения от носителя, а 27 октября 1977 года впервые состоялся воздушный старт. За штурвалом в тот день находился А.Г. Фастовец. Всего “Лапоть” совершил девять полетов. Один из них, состоявшийся в сентябре 1978 г., был аварийным при посадке. К счастью, все обошлось лишь трещинами в некоторых местах корпуса.
Окончание испытаний самолета-аналога можно считать фактическим концом проекта “Спираль”. После этого усилия конструкторов были сосредоточены на программе “Энергия”-”Буран”. Все, что было к тому времени создано, было решено использовать, но применительно к новой разработке. Модели “БОР” были оснащены новой системой теплозащиты, близкой по характеристикам теплозащиты корабля “Буран”. Из-за крайне малых по сравнению с реальным кораблем размеров, модели были предельно упрощены по оборудованию.
“БОР-4" представлял собой беспилотный экспериментальный аппарат, являющийся уменьшенной копией пилотируемого ОС, разрабатывавшегося ранее по программе "Спираль", и был выполнен по аэродинамической схеме "несущий корпус". Он имел следующие характеристики: длина 3,4 м, размах крыла 2,6 м и массу 1074 кг на орбите и 795 кг после возвращения.
В период с 1982 г. по 1984 г. с полигона Капустин Яр с помощью ракет-носителей “Космос” было произведено шесть пусков этого аппарата. В тех случаях, когда “БОР-4” выходили на околоземную орбиту, они получал наименования спутников серии “Космос”.
Первый запуск состоялся 3 июня 1982 г. Совершив один виток по орбите вокруг Земли, аппарат, получивший официальное название “Космос-1374”, приводнился в Индийском океане к югу от Кокосовых островов и был подобран советскими судами, находившимися в том районе.
Аналогичный полет состоялся 15 марта 1983 г. и также с приводнением в Индийском океане. В опубликованном сообщении ТАСС запущенный в космос аппарат был назван “Космос-1445”, но никаких подробностей полета не приводилось.
В обоих случаях операции по поиску и подъему на борт советских судов приводнившихся аппаратов проходила под пристальным вниманием австралийских разведывательных самолетов. Опубликованные затем в газетах снимки дали основание многим специалистам предположить, что в Советском Союзе готовится запуск пилотируемого мини-шаттла.
Следующим испытательным рейсом стал запуск 27 декабря 1983 г. спутника “Космос-1517”. В отличие от двух предыдущих полетов, этот аппарат приводнился в акватории Черного моря западнее Севастополя и затонул.
Спустя год состоялся последний орбитальный полет “БОР-4”. Запущенный 19 декабря 1984 г. аппарат под открытым наименованием “Космос-1616” успешно облетел Землю и приводнился в Черном море.
Еще два “БОР-4” были пущены по суборбитальной траектории (4 июля 1984 г. и 20 октября 1987 г.). Максимальная высота, которой достигли при этом аппараты, составила 130 км.
Аэродинамическая модель "БОР-5", геометрически подобная будущему кораблю “Буран”, была выполнена в масштабе 1:8 и имеет массу порядка 1,4т. Ее пуски производились по суборбитальной траектории с полигона Капустин Яр с помощью ракет-носителей “Космос”. После подъема аппарата по суборбитальной траектории на высоту около 120 км верхняя ступень носителя дополнительным импульсом ориентировала и ускоряла "БОР-5" для обеспечения требуемых условий входа в атмосферу (скорость входа в атмосферу на высоте 100 км от 7300 до 4000 м/с), после чего аппарат отделялся.
Запуски проводились в период с 1983 г. по 1988 г. Первый пуск (4 июля 1983 г.) оказался неудачным из-за аварии носителя, а пять последующих (6 июня 1984 г., 17 апреля 1985 г., 25 декабря 1986 г., 27 августа 1987 г., 22 июня 1988 г.) - успешными.
В принципе, на этом рассказ о проекте “Спирали” можно закончить. Первый и единственный полет “Бурана” - это уже другая история, лишь отдаленно связанная с авиационно-космическими системами 1960-х годов. Но труд, вложенный в проект “Спираль”, не пропал даром. Кроме уже упомянутых испытательных полетов аппаратов “БОР-4” и ”БОР-5”, была создана материальная база, методики испытаний, подготовлены высококлассные специалисты. Все это в значительной степени способствовало успеху в создании системы “Энергия”-”Буран”.
Рассказывая о проекте “Спираль”, нельзя обойти вниманием и сегодняшний день. Работы над перспективными АКС продолжаются, но из-за отсутствия государственного финансирования дела идут туго. Правда, есть надежда, что у них судьба будет счастливее, чем у их предшественников. Но об этом мы сможем узнать спустя годы.
Источники информации:
Авиационно-космическая система “Спираль”: подробности // на сайте “Космический корабль ”Буран” (http://www.buran.ru).
- Авиационно-космические системы. Сборник статей под редакцией Г.Е. Лозино-Лозинского и А.Г. Братухина. - М.: Изд-во МАИ, 1997.
- Афанасьев И.Б. Неизвестные корабли. - М.: “Знание”, 1991.
- Железняков А.Б. Проект “Спираль” // на сайте “Энциклопедия ”Космонавтика” (http://www.cosmoworld.ru/spaceencyclopedia/).
- История и самолеты ОКБ МиГ / ООО “Крылья России”, АНПК “МиГ”, 1999, CD-ROM.
- Лазутченко О., Борисов А. 30 лет несостоявшемуся полету. // в ж-ле “Новости космонавтики”, № 10, 2003.
- Ларионов Ю. “Боры” над планетой // в ж-ле “Новости космонавтики”, № 7, 2000.
- Лебедев В. Проект “Спираль”. Материалы XI Международного симпозиума по истории авиации и космонавтики - М., СПб, 2001.
- Летные эксперименты по программе “Космос”, проведенные в обеспечение создания ОК “Буран”. Доклад Г.Е. Лозино-Лозинского, Л.П. Воинова и В.А. Скородеева - ИИЕТ РАН, 30 марта 1992 г.
- Меницкий В. Моя небесная жизнь. - М., 1999.
- “Спираль” - авиационно-космическая система // на сайте “Космический корабль “Буран” (
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
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.
Советские ученые строили грандиозные планы. Их масштабные научные идеи, опережающие время, не реализованы до сих пор нигде в мире.
Колонизация Марса
Покорение космоса в Советском Союзе было «идеей фикс». Особый интерес проявляли к Марсу. Ученые полагали, что к концу XX века мы точно построим там научные базы. На то были основания: советский аппарат «Марс-3» первый совершил посадку на красную планету.
Путешествия по галактике казались реальным: советские космонавты готовились к полётам, а студенты авиационных вузов писали дипломные работы по установке оранжерей на межпланетных космических кораблях.
Первые проекты полёта на Марс появились ещё в 1959 году. Тогда две группы молодых учёных начали проектировать межпланетные космические корабли. Одну из групп возглавлял Глеб Юрьевич Максимов. Его проект «Тяжёлого космического корабля» предусматривал выведения на орбиту трёхместного межпланетного судна и ракетного блока, обеспечивающего разгон корабля до Марса, облёт вокруг планеты и благополучное возвращение обратно. Предполагалось наличие кабины экипажа, системы защиты от солнечной радиации и оранжереи, обеспечивающей кислород и пропитание на борту.
Старт первого полёта на Марс планировался на 8 июня 1971 года, возвращение на Землю – 10 июля 1974. Позже эти разработки легли в планирование проекта «МАВР», предусматривающего полёт к Марсу с промежуточным облётом Венеры, которым занимались в ОКБ-1. Но после смерти главного конструктора Сергея Павловича Королёва проект был закрыт.
Вторую группу возглавлял будущий космонавт корабля «Восток-1» Константин Петрович Феоктистов. Проект этой группы подразумевал сборку многомодульного корабля на околоземной орбите, на котором должен был отправиться экипаж из четырёх человек. После выхода на орбиту Марса планировалось исследование атмосферы красной планеты и спуск троих членов экипажа на её поверхность, в это время трое оставшихся должны были ждать в корабле.
Несмотря на недостатки технического обеспечения, при должных поправках и появлении новых возможностей, программа межпланетного космического полёта могла быть выполнена. На макете межпланетного корабля года проводились длительные испытания систем жизнеобеспечения в условиях, имитирующих межпланетный полет. В 1966 году в ОКБ-1 был образован отряд гражданских космонавтов. Им предстояло собирать и испытывать межпланетный корабль на околоземной орбите. Были проведены летные испытания на орбите лунного посадочного корабля, ставшего прототипом марсианского. Всё доказывало возможность осуществления идеи. Однако в 1969 году президента АН СССР Мстислава Всеволодовича Келдыша, предлагавшего отказаться от высадки на Луну в пользу межпланетного полёта, не поддержали, решив, что полёт на спутник Земли всё-таки более приоритетен. Со временем работы в этом направлении сошли на нет.
Поворот рек
В 1971 году был запланирован поворот рек Печоры, Вычегды и Северной Двины. Проект «Тайга» предполагал создать новые русла уральских рек путём осуществления 250 ядерных взрывов, но было реализовано лишь три из них. Ущерб населению и экологии оказался слишком велик, дальнейшие работы были остановлены. Единственным напоминанием о не воплотившейся в жизнь идее стало радиоактивное озеро между Печорой и Колвой.
Другой амбициозный проект – изменение движения Сибирских рек. По плану, разработанному в Минводхозе, Иртыш, Обь и другие реки должны были снабдить водой Узбекистан, Казахстан и, возможно, Туркмению для сохранения хлопководства в Средней Азии и спасения высыхающего Аральского моря. Первым этапом проекта было создание судоходного канала из Оби, который проходил через Казахстан в Узбекистан. Второй этап реализации, получивший довольно страшное название – Анти-Иртыш, предполагал поворот Иртыша вспять, в Казахстан. Для этого планировалась возвести гидроузел, 10 насосных станций, канал и одно регулирующее водохранилище.
В 1985 Академией наук было принято постановление о научной несостоятельности метода, работы были прекращены.
Разговоры о нереализованном проекте поворота рек идут до сих пор. Так в 2009 году Юрий Лужков во время визита в Астану представил свою новую книгу «Вода и мир» и выразил надежду на возрождение проекта по перебросу рек в Центральную Азию. В 2010 году президент Казахстана Нурсултан Назарбаев обратился к президенту Российской Федерации Дмитрию Медведеву с предложением снова рассмотреть перспективы перенаправления потоков на юг России и в Казахстан. Дмитрий Анатольевич подтвердил, что Россия готова к обсуждению возможных решений проблем засухи.
Полная автоматизация
Фото В.П. Костычёва «Техническая Эстетика» 9, 1987 год.
В 1970 году сотрудники журнала «Наука и техника» прогнозировали полную автоматизацию строительства зданий, дорог, плотин и появление целой сети наземного и воздушного транспорта, управляемой автопилотом, к 2000 году. Похожие прогнозы касались и быта: умные машины сами будут знать когда и что приготовить, постирать, включить и выключить.
Одним из прототипов современного умного дома стал проект радиоэлектронного оснащения «Сфинкс» (суперфункциональная интегрированная коммуникативная система).
В систему входили сферические и плоские акустические и колонки, тонкий жидкокристаллический или газоплазменный экран, ручной пульт со съёмным дисплеем, большой пульт с телефонной трубкой, головной телефон, процессор с тремя блоками памяти и небольшой экран. На самом деле количество предметов не было строго определено, человек сам должен был приобретать необходимое количество экранов, процессоров и пультов для оснащения своей квартиры.
Система позволяла работать с информационной базой, управлять всей домашней радиоэлектроникой, общаться с другими абонентами сети, проводить некое подобие современных онлайн конференций и выполняла развлекательные функции вроде проигрывания музыки и воспроизведения видео - и всё это не только при помощи пультов управления, но и по средствам голоса.
Помимо интересного и широкого функционала не мог не восхитить и внешний вид системы – настолько стильно она выглядела. (в подпись к иллюстрации)
О «Сфинксе» рассказал в 1987 году журнал «Техническая эстетика», его появление обещали к 2000 году, но больше информация о комплексе нигде не появлялась.
Транспорт
Сверхбыстрые автомобили и автомобили способные летать, частные экранопланы – и это далеко не полный перечень чудес будущего, которые обещал своим читателям журнал «Техника – молодёжи».
Одними из самых многообещающих проектов в Советском союзе были автомобиль на воздушной подушке ГАЗ-16 и супербыстрый ГАЗ-ТР.
ГАЗ-16 был способен зависать над поверхностью (а значит и преград для него не было), весил две тонны, имел два посадочных места и имел крейсерскую скорость в 70 км/ч.
ГАЗ-ТР, сконструированный в 1953 году гипотетически мог разогнаться до 800 км/ч и обладал турбореактивным двигателем ВК-1 мощностью в 1000 лошадиных сил (такой же двигатель использовался в истребителе МИГ-17). Правда, на деле все обстояло иначе: во-первых, для достижения рекордной скорости требовались специальные скоростные шины (а их как раз и не изобрели), во-вторых, на территории СССР не было достаточно длинной разгонной полосы для установления подобного рекорда. Поэтому испытания реактивного авто провели с ограничением скорости в 300 км/ч. Правда, эксперимент закончился неудачно, и проект был заморожен.
Зато советское телевидение в 1970 году обещало в ближайшие несколько лет массовое производство электромобилей, ничем не уступающих автомобилям на топливе и даже менее энергозатратных и более удобных на коротких расстояниях. Советские учёные уже понимали, как зарядить транспорт достаточной электроэнергией за несколько минут, а автозаправка будущего должна была обеспечить автомобили и бензином, и электричеством. Предлагалось и вовсе избавиться от постоянной «подзарядки», используя портативную электростанцию на борту гибрида или же использовать солнечную энергию. Однако из-за примитивности аккумуляторов и конструкции массовое производство советской «теслы» так и не было налажено.
Крионика
Ещё в Российской империи русский физик и биолог-экспериментатор Порфирий Иванович Бахметьев проводил опыты с летучими мышами. Так, одна из первых введённых в анабиоз летучих мышей очнулась и прожила дома у учёного ещё несколько недель.
В 1971 году в СССР приезжал Анатоль Долинов, президент Французского крионического общества. Целью его визита была встреча с ведущим советским реаниматологом Владимиром Неговским. Владимир Александрович положительно рассматривал крионику и согласился стать одним из соучредителей Европейской крионической корпорации. Учёные совместно разрабатывали проект, но в дальнейшем он так и не был реализован из-за бюрократических проблем.
В 1972 году в Харькове появился Институт проблем криобиологии и криомедицины Академии наук СССР (сегодня Национальной академии наук Украины), занимающийся исследованиями устойчивости живых существ к холоду и проблем криоконсервирования. По сей день Институт проблем криобиологии и криомедицины остаётся единственным подобным в мире.
Естественно на тему будущего развития и возможного применения данного метода сохранения жизни были свои фантазии – «Комсомольская правда» рассказала в своём знаменитом футурологическом выпуске от 1 января 1960 года об отлично сохранившемся мамонте, которого вот-вот разморозят и поселят в зоопарке на потеху публике.
Авиация
К авиации подход в советах был особенный. До, во время и после Великой Отечественной войны советские учёные разрабатывали уникальные аппараты, опережающее по технологиям весь мир.
Самым смелым проектом стала разработка космического истребителя «Спираль». В разгар космической гонки Союзу требовалась собственная авиационно-космическая система. Государственный заказ в 1965 году поступил опытно-конструкторскому бюро 115 имени М. А. Микояна. Возглавлять исследование было поручено главному конструктору Глебу Лозино-Лозинскому. Проект получил название «Спираль».
По задумке Лозино-Лозинского, «Спираль» должна была состоять из гиперзвукового самолета-разгонщика, двухступенчатого ракетного ускорителя и орбитального самолета. Самолет-разгонщик с орбитальным самолетом на спине взлетал и разгонялся до скорости 7,5 тысяч км/ч.
По достижению высоты в 30 километров орбитальный самолет отделялся и при помощи двухступенчатого ракетного ускорителя разгонялся до первой космической скорости. После этого орбитальный самолет выходил на околоземную орбиту и выполнял поставленную боевую задачу: бомбардировку ракетами класса «космос-космос» или «космос-земля». Однако во второй половине 70-х полностью готовый проект авиационно-космической системы «Спираль» в Министерстве обороны не утвердили, решив, что его вряд ли можно воплотить в жизнь. Проект был закрыт.
Торсионные поля
Торсионные поля – это гипотетическое физическое поле, порождаемое кручением пространства, то есть любой вращающийся предмет может стать его источником. С середины 80-х в СССР развернулась активная работа по изучению так называемых торсионных полей, возглавляемая членом Российской академии естественных наук Анатолием Евгеньевичем Акимовым и спонсируемая государством.Сам Анатолий Евгеньевич заявлял, что в ходе проведённых экспериментов советские учёные получили результаты, аналогичных которым не было во всём мире.
По словам Акимова, использование торсионных полей дарило человечеству уникальные возможности: создание торсионного двигателя, торсионных источников энергии, торсионных видов связи и материалов с новыми физическими свойствами.
Также Акимов утверждал, что торсионные поля способны помочь геологам увидеть землю насквозь, как на рентгене – это должно было сократить затраты государства при поиске полезных ископаемых. Анатолием Евгеньевичем была разработан генератор Акимова – источник торсионного излучения.
Однако в июле 1991 года на заседании Комитета по науке и технологиям при Верховном Совете СССР программа исследований была квалифицирована как лженаучная и прекратилась вскоре с распадом СССР. До сих пор бытует мнение, что закрытие работ было связанно с переделом научным сообществом государственных денег
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 история 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