Több évtizeddel ezelőtt jelent meg az ötlet, hogy egy rakéta űrrepülőgép képes felszállni a pályára, és visszatérni a Földre, mint egy repülőgép. Kialakulása idővel az ún. orbitális repülőgépek, beleértve azokat is, amelyek gyakorlati alkalmazást találtak. Azonban ezen a területen végzett munka egy bizonyos ideig nem hozhatta meg a kívánt eredményt. A világ vezető országai több űrrepülőgép -projektet fejlesztettek ki, de ezek nem haladtak tovább a kísérleti berendezések tesztelésénél.
Meg kell jegyeznünk, hogy a Szovjetunió és az USA űrrepülőgépekkel kapcsolatos korai fejlesztései, bár nem vezettek az alapvetően új technológia megjelenéséhez és működéséhez, még mindig nem voltak haszontalanok. Segítségükkel számos tudományos és tervezési intézmény szakemberei megszerezhették a szükséges tapasztalatokat, számos tanulmányt és kísérletet végezhettek, és meghatározhatták az űrtechnika fejlesztésének további módjait. Az új technológiák és fejlesztések alapján hamar elkészültek a kívánt tulajdonságokkal rendelkező űrrepülőgépek valós mintái.
X-20 DynaSoar
Az első teljes értékű űrrepülőgép-projekt, amelynek esélye volt a tesztrepülések elérésére, az amerikai X-20 DynaSoar. A program kidolgozása 1957 őszén kezdődött - alig néhány nappal az első, Szovjetunióban készült Föld mesterséges műhold felbocsátása után. A katonai és politikai vezetés, valamint az amerikai repülőgépipar vezetői arra a következtetésre jutottak, hogy szükség van saját űrrendszerek létrehozására, beleértve azokat is, amelyek alkalmasak katonai használatra.
Az X-20 DynoSoar űrrepülőgép belép a légkörbe. NASA rajz
December közepén konferenciát tartottak a NACA-ban a rakéta- és űrtechnológia fejlesztésének módjairól. Három fő űrhajó -típust tárgyalt emberek vagy teher szállítására: egy kapszula, amely hordozórakéta segítségével pályára áll, és ballisztikus pályán tér vissza; emelő test típusú pálya, amely képes néhány manőver végrehajtására; valamint egy teljes értékű orbitális űrrepülőgép. A megbeszélések eredményei alapján úgy döntöttek, hogy kidolgozzák a "ballisztikus" kapszula és űrrepülőgép fogalmát.
Az év végén az Egyesült Államok Légierő Kutatási és Fejlesztési Parancsnoksága új programot indított DynaSoar (rövidítve: Dynamic Soaring - "dinamikus tervezés") kóddal, amelyben a űrrepülőgép fejlesztését tervezték. Megkezdődött a leendő űrhajókra vonatkozó követelmények kialakítása, valamint a programban való részvételi jelentkezések gyűjtése. A BBC -hez összesen több mint száz javaslat érkezett, de csak 10 vállalat vett részt a programban, amelyek közül néhányan úgy döntöttek, hogy együttműködnek.
1958 kora tavaszán a légierő megismerkedett a DynaSoar rendszer tucat előzetes projektjével. A fejlesztő cégek különböző megközelítéseket alkalmaztak és különböző koncepciókat valósítottak meg. Ugyanakkor a projektek jelentős része bizonyos hasonlóságot mutatott. Rendelkeztek egy hiperszonikus rakétarepülőgép felépítéséről, amelyet egy emlékeztető hordozórakétához kellett csatlakoztatni. A különbségek a repülőgép kialakításában, a fedélzeti rendszerek összetételében és a hordozórakéta felépítésében mutatkoztak. A légierő a Boeing-Vought és a Bell-Martin vállalatcsoport projektjeit tartotta a legjobb megoldásnak. Őket fejlesztették ki.
A hordozórakéta és a űrrepülő szétválasztása. NASA rajz
A verseny győzteseinek felkutatásával párhuzamosan a katonaság tárgyalt a NACA -val: ennek a szervezetnek tudományos és gyakorlati eseményeket kellett biztosítania. A megfelelő megállapodás 1958 késő őszén jelent meg. Ezt követően a K + F Ügynökség és a légiközlekedési vállalatok együtt dolgoztak a légierő vezetésével. Ekkorra elhatározták, hogy a programot több szakaszban hajtják végre - a kutatástól kezdve az űrrepülőgép harci változatának megépítéséig és teszteléséig.
1959 folyamán a két vállalatcsoport különböző kutatási és fejlesztési tevékenységeket végzett. Ebben az időszakban az ügyfél többször módosította a űrrepülőre vonatkozó követelményeket. November elején a légierő kiválasztotta a verseny győztesét. A projekt legjobb változatát a Boeing és a Vought javasolta. Kíváncsi, hogy ekkorra az utóbbi élesen csökkentette a projektben való részvételét - csak néhány egységért volt felelős a jövőbeli készülékekért. Martin is részt vett a projektben, amelynek célja a szükséges hordozórakéta kifejlesztése volt.
A jövőbeli űrrepülőgép prototípusának fejlesztése 1959 legvégén kezdődött. A munka ezen szakaszát alfa fázisnak nevezték el. Az űrrepülőgép megjelenésének kidolgozása az X-20 megnevezéssel konkrét eredményeket hozott. Így a termék kialakítása folyamatosan változott, és egyre távolabb került az alapváltozattól. Ezzel párhuzamosan építési és vizsgálati ütemtervet is kidolgoztak. Egy bizonyos időtől kezdve a megrendelő és a fejlesztő két tucat tesztrepülést tervezett - és ez csak az első fázisok keretein belül van.
Az X-20 készülék modellje. Boeing Photos
1961 közepére a program résztvevői meghatározták a jövőbeli rakéta- és űrkomplexum végső megjelenését. Magán a hiperszonikus űrhajón kívül egy speciálisan módosított Titan IIIC hordozórakéta került bele. A hasznos terhelésű színpad helyett egy DynaSoar termék telepítését javasolták. A háromfokozatú rakétát fel lehetett szerelni egy speciális negyedik fokozattal is. Ennek az egységnek a űrsíkon kellett maradnia, megoldást kínálva néhány problémára.
Az X-20 projekt egy jellegzetes megjelenésű közepes méretű űrrepülőgép építését foglalta magában. Az alacsonyan fekvő delta szárnyat tartották optimálisnak, amely fölött egy törzs volt hegyes orrkúppal és egy pár oldalsó keel. A repülőgép vázát hőálló acélötvözetekből készítették, és speciális kerámia panelekkel borították. A burkolat hűtésének elvét folyadékkal ellátott belső radiátorokkal is alkalmazták. A törzs belsejében együléses pilótafülke, valamint folyékony hajtóanyagú rakétamotor és egyéb szükséges eszközök voltak. A jármű hossza nem haladta meg a 11 m -t, a szárnyfesztávolsága kevesebb, mint 6,5 m. Saját súlya 5,16 tonna.
Az akkori javaslatok szerint vezérelt rakétákat lehetne elhelyezni az X-20 rakodótérben, hogy megtámadják a pályán vagy a Földön lévő célpontokat. Ezenkívül nem volt kizárt a szabadon eső bombák használata. Amennyire ismert, a speciális űr-űr és űr-föld rakéták kifejlesztése még nem lépte túl az előzetes kutatási szakaszt.
Tesztpilóta a földi szimulátor pilótafülkéjében. Boeing Photos
1961 szeptemberében a Boeing bemutatta a vevőnek a repülőgép teljes méretű modelljét. Az ő jóváhagyása megnyitja az utat a projekt számára, hogy teljes értékű prototípust építsen. A tesztelés előkészítése is folyamatban volt: a NASA és a légierő pilótákat toborzott a jövőbeni tesztekben való részvételhez. Hat pilótát választottak ki egy speciális csoportba. Legalább kilenc orbitális repülést kellett végrehajtaniuk.
Ezek a tervek azonban nem teljesültek. Már 1961 októberében, a versengő űrprogramok megjelenésével kapcsolatban javaslatot tettek az X-20 DynaSoar projekt költségeinek csökkentésére. Ez a dokumentum a próbarepülések számának csökkentését és a repülési programok egyszerűsítését írta elő. Emiatt a tervek szerint a tesztek költségét 920 millió dollárra csökkentették, és 1967 -ig befejezték. Érdekes, hogy ugyanebben az időszakban az egyik párhuzamos űrprogramot olyan kemény kritika érte, hogy egyszerűen lezárták.
Ennek fényében azonban nem volt ok az örömre. Már a jövő év februárjában a DynaSoar programot átvitték a kutatási kategóriába, amit az űrrepülőgép és az ahhoz való rakéta fejlesztése okozott. Emellett nehézségekbe ütközött a finanszírozás megszerzése és a munka megszervezése. Októberben megjelent a programterv új változata, amely ismét a kiadások csökkentését írta elő.
DynaSoar elrendezés és készítői a Boeingtől. Boeing Photos
1963 -ban a DynaSoar projekt új versenytárssal szembesült a Gemini űrhajó formájában. A Pentagon összehasonlította a két fejleményt, és megpróbálta megállapítani, hogy ezek közül melyik érdekli jobban katonai szempontból. Ezt a katonai osztályon folyó viták követték, amelyek hátterében az X-20-as munka megszüntetésével kapcsolatos pletykák terjedtek. Tavasszal azonban a Boeing új szerződést kapott a fejlesztési munka folytatására. Ezzel párhuzamosan folytatódtak a viták a jövőbeli finanszírozásról és tesztelésről.
1963. december 20 -án Robert McNamara védelmi miniszter elrendelte a DynaSoar program megszüntetését az ASSET projekt javára, a finanszírozás megfelelő átirányításával. A jelentések szerint akkor 410 millió dollárt költöttek a DynaSoar programra. Az első repüléshez hasonló összegekre és több év munkára volt szükség. A projektnek azonban nem jutott elegendő idő és pénz.
Spirál
Míg az amerikai tudomány űrrepülőgépet próbált létrehozni, a szovjet szakemberek folytatták a ballisztikus származású kapszulahajók fejlesztését, és nagyon sikeresek voltak ebben a kérdésben. Azonban csak néhány évvel később hazánkban megkezdődött a munka egy orbitális repülőgép létrehozásával. Az űrhajózási rendszer hazai projektjét "Spiral" -nak nevezték el.
A spirális repülőgép-modell modellje felszálláskor. Fotó Epizodsspace.airbase.ru
Ismeretes, hogy a "Spirál" téma megjelenésének egyik oka az amerikai űrrepülőgépek létrehozására, nevezetesen a DynaSoar projektre vonatkozó információ volt. Ugyanakkor megjegyezhető, hogy az űrhajózás továbbfejlesztése különböző módon történhet, többek között űrrepülőgépek létrehozásával. Így a "Spiral", bár külföldi minták szemével készült, teljesen saját, eredeti ötleteken alapuló projektnek tekinthető.
A rendszer kész koncepcióját, amely ötvözi a rakétarepülőgép és az űrhajó ötleteit, 1964 -ben javasolta a Légierő 30. Központi Kutatóintézete. Ez a javaslat érdekelte a légiközlekedési ágazat vezetőit, és 1965 -ben megjelent egy megfelelő parancs. Ennek megfelelően az A. I. Mikoyannak egy ígéretes űrhajózási rendszer projektjét kellett kidolgoznia "Spiral" kóddal. A témával kapcsolatos munka 1966 -ban kezdődött, G. E. tervező vezetésével. Lozino-Lozinsky.
A 30. Központi Kutatóintézet befejezte a munka jelentős részét, ami nagymértékben leegyszerűsítette a Mikojan Tervező Iroda feladatát. Az intézet szakemberei kialakították a jövő komplexumának architektúráját, valamint meghatározták annak jellemzőit és képességeit. Ennek köszönhetően a repülőgép -tervezőknek csak fejlesztési munkát kellett végezniük. Ez a megközelítés bizonyos előnyökkel járt. Tehát a hatvanas évek közepének tervei szerint a "Spirál" első repülésére már a következő évtized elején sor kerülhet.
Spirális repülési profil. Ábra Epizodsspace.airbase.ru
A Spiral rendszer egy jellegzetes megjelenésű speciális 50-50 emlékeztető repülőgépen alapult. Állítólag söpört szárnya és nagy tolóerejű sugárhajtóművei voltak. A gép felső részén egy platformot biztosítottak egy felső lépcsővel rendelkező orbitális űrrepülőgép felszereléséhez. Az alapkoncepció szerint az emlékeztetőnek 30 km magasságra kellett emelkednie, és körülbelül M = 6 sebességet kellett kifejlesztenie. Egy ilyen gép teljes hossza elérte a 38 métert, szárnyfesztávolsága 16, 5 m. A teljes űrhajózási rendszer felszálló tömege 52 tonna.
Az "50-50" gyorsító hasznos terhelése az ún. orbitális repülőgép rakétaerősítővel. A űrrepülőgépet a terv szerint építették egy tartó törzs segítségével, amelyben a gép alsó része volt a szárnysík. Maga a törzs háromszög alakú volt, változó keresztmetszettel. Az autó oldalán egy pár repülőgép esett össze. A törzsön gerincet biztosítottak. A vitorlázórepülőt hőálló acélokból javasolták készíteni; a burkolat speciális kerámia bevonatot kapott. Számítások szerint a repülés bizonyos szakaszaiban a törzs orrát 1600 ° C -ra kellett felmelegednie, ami megfelelő védelmet igényelt.
Az "50" orbitális repülőgépeket javasolták fenntartó és kormánymotorokkal felszerelni. 8 tonnás tömegével legalább 500 kg hasznos terhet tud szállítani. Megfontolták a pályaelhárító és a felderítés létrehozásának lehetőségét. Ezen kívül volt egy űrrepülőgép -bombázó projekt, amely 2 tonna rakományt tudott szállítani. Az emlékeztető repülőgép és a rakétaerősítő blokk miatt a Spirali repülőgép legalább 150 km magasságú pályákra emelkedhet.
Keringési sík "50". Ábra Buran.ru
Az évtized végére a Mikojani Tervező Iroda elvégezte az elméleti munka nagy részét, és előkészítette a berendezéseket az első gyakorlati tesztekhez. 1969 júliusában piacra dobták a BOR-1 ("pilóta nélküli pályarendszer, első") kísérleti berendezést, amely egyszerűsített. Egy 1: 3 skála szerinti textolit vitorlázógépet módosított R-12 rakéta segítségével hoztak szuborbitális pályára. A termék kiégett a légkörben, de lehetővé tette bizonyos adatok gyűjtését. Ugyanezen év decemberében piacra dobták a BOR-2 készüléket, amelynek tervezése és konfigurációja eltérő. Repülés közben a vezérlőrendszerek meghibásodtak, és a prototípus kiégett.
1970 júliusától 1972 februárjáig további három BOR-2 prototípus indítását hajtották végre. Kettő sikerrel végződött, egy kudarccal. 1973-ban és 1974-ben két tesztet végeztek a továbbfejlesztett BOR-3 termékeken. Mindkét esetben különböző okok miatt történtek balesetek. Számos baleset és hiányosság ellenére a BOR család termékeinek tesztjei nagy mennyiségű információt szolgáltattak.
Már a BOR projekt elindítása után parancsot adtak ki a "Spirál" témával kapcsolatos munka befejezésére. Az ország vezetése úgy döntött, hogy más irányba tereli az ipar erőit. Azonban már 1974 -ben újrakezdték a programot, és hamarosan új eredmények születtek. A legújabb eredmény a "Spiral" repülőgép-rendszer létrehozásában a "105.11" analóg repülőgépnek, valamint a BOR-4 és a BOR-5 keringőnek tekinthető.
A BOR-3 egyik prototípusa. Fotó Buran.ru
A "105.11" / MiG-105 a "Spiral" orbitális repülőgép hozzávetőleges másolata volt, de csak a légkörben és szubszonikus sebességgel tudott repülni. Ezt a gépet a űrrepülőgépek ereszkedésének és vízszintes leszállásának gyakorlására szánták. 1976. október 11 -én megtörtént az első "105.11" járat. Az autót egy adott magasságba és irányba hozták Tu-95 hordozó repülőgéppel. Továbbá a makettet leejtették, és leereszkedve leszállt. Hét járatra került sor, ezt követően a prototípus meghibásodása miatt leállították a teszteket.
A hetvenes évek közepén technikai feladat jelent meg egy ígéretes újrafelhasználható űrrendszer-a jövő Energia-Buran komplexum-megalkotására. A Spiral és a Buran támogatói több éven keresztül vitatkoztak egymással, és megpróbálták megvédeni oldalukat, de hamarosan a probléma a legmagasabb szinten megoldódott. Úgy döntöttek, hogy a spirál témát a kevésbé merész, de ígéretes Buran javára csökkentik. Ugyanakkor a Mikoyan Design Bureau és a kapcsolódó vállalkozások számos fejlesztését tervezték felhasználni egy új projektben.
A nyolcvanas évek elején a Buran projekt érdekében több "4" -től "6" -ig terjedő számú BOR -pálya indítására is sor került. Feladatuk a jövőbeli űrsík hővédelmének tesztelése és egyéb problémák megoldása volt. Mindezek a kísérletek hozzájárultak a "Buran" további munkájához. Fontos, hogy a két repülőgép- és légiközlekedési rendszer programjában használt számos prototípust megőriztek, és múzeumokban vannak.
Sikerek és kudarcok
Az ötvenes évek vége óta a világ két vezető országa, űrprogramjait fejlesztve, több merész űrrepülő projektet dolgozott ki. Mindazonáltal számos ilyen vagy olyan ok miatt ezek a projektek nem tudtak túl messzire menni. A legjobb esetben is csak az analóg eszközök teszteléséről volt szó.
Tapasztalt MiG-105 a Légierő Múzeumban. Fotó Wikimedia Commons
Az X-20 DynaSoar projektet számos műszaki, szervezési és egyéb probléma miatt lezárták, amelyek a technikai feladat rendkívüli összetettségéből adódtak. A tervezőknek és tudósoknak számos fontos kérdést sikerült megoldaniuk, de ezeket a megoldásokat a gyakorlatban nem tesztelték teljes értékű kísérleti űrrepülőgép használatával. Az első amerikai űrrepülőgéphez létrehozott sok ötletet és technológiát azonban később új projektekben használták fel. Mindezek fő eredménye az Űrszállítási rendszer komplexum és fő eleme - az űrsikló újrafelhasználható űrhajója volt.
A "Spirál" szovjet projekt története és befejezése eltérő volt. Ez egyfajta válaszként jelent meg a külföldi fejlődésre, ugyanakkor másképpen alakult. Ráadásul sikeresebbnek bizonyult: az A. I. Mikoyan elvégezte a szükséges teszteket, beleértve a szuborbitális járatokat is. A "spirál" elutasításának fő oka az alternatív javaslatok és projektek megjelenése volt. Ugyanakkor a program keretében megvalósuló fejlesztések azonnal helyet kaptak az ígéretes projektekben, valamint néhány kísérleti termékben. Valójában az egyik projekt azonnal "beolvadt" a másikba, és biztosította annak fejlődését.
Köztudott, hogy a merész projektek, amelyek új irányokat indítanak el, nem mindig adják meg a kívánt eredményt. Ennek ellenére segítségükkel a szakemberek összegyűjtik a szükséges adatokat és értékes tapasztalatokat szereznek, amelyeket aztán fel lehet használni új projektek létrehozásakor. Ez lesz az első pillantásra nem túl sikeres programok fő eredménye. A DynaSoar és a Spiral esetében azonban a helyzet bonyolultabbnak tűnik. A tapasztalatok felhasználásával létrehozott űrrepülőgépnek csak egy változata érte el a teljes működést, és még ez is nyugdíjba vonult.
