A múlt század közepén az ember által irányított sugárhajtású repülőgépek fokozatosan elsajátították az új sebességeket és magasságokat, és képesek voltak megközelíteni az űr küszöbét.
Amerikai kihívás
Az első sikereket az amerikaiak érték el: 1947. október 14-én Chuck Yeager tesztpilóta egy kísérleti X-1 rakétarepülőgépen, már 1953. december 12-én, egy továbbfejlesztett X-1A-n kiesett a B-29 "repülő erődből". rakétagép, 21 km feletti magasságban érte el a 2655 km / h maximális sebességet (M = 2, 5). 1953 -ban megkezdődtek az X -2 rakétarepülőgép vizsgálatai, amelyeken 1956. július 25 -én rekordsebességet értek el vízszintes repülés közben, 3360 km / h sebességgel, 1956. szeptember elején pedig - 38 430 m magasságban.
1954 júniusában az Egyesült Államok tesztprogramba kezdett a Kh-15 hiperszonikus szárnyas rakétarepülőgéphez, amelynek egy átalakított B-52 stratégiai bombázó szárnya alól kiindulva a hangsebesség hatszorosát kellett kifejlesztenie néhány perc és eléri a 76 km -es magasságot! Az első minta repülése a repülőgép szárnya alatt 1959. május 10-én fejeződött be, és június 8-án az X-15 először vált el a B-52-től, és önálló siklórepülést hajtott végre. A rakétahajtómű első aktiválására szeptember 17 -én került sor, és a további tesztrepüléseken a rekordok egymás után "dőltek le" - 1960. augusztus 4 -én 3514 km / h sebességet értek el, augusztus 12 -én pedig - 41.605 m tengerszint feletti magasság; 1961. március 7-én a Kh-15 elérte a 4264 km / h sebességet, repülés közben március 31-én 50 300 méter magasságot vett fel; Április 21 -én 5033 km / h sebességet, szeptember 12 -én - már 5832 km / h sebességet értek el. Az űr "hivatalos" határaként számon tartott egy kilométeres vonalat 1963. augusztus 22 -én lépték át - a maximális repülési magasság 107 906 m volt!
Űrsíelő
Az X-15 sikerének hatására az amerikai légierő megkezdte egy katonai űrrakéta fejlesztését a Dyna Soar projekt részeként (a Dynamic Soaringtól). Az X-20 nevű rakétagépnek 24 000 km / h sebességgel kellett repülnie, és valójában a német Zenger űrbombázó ötletének fejlesztése volt (lásd "PM" # 8'2004). Ez nem meglepő, tekintve, hogy az amerikai űrprogram legfontosabb mérnöki pozícióit német szakemberek töltötték be. Az új rakétagépet a tervek szerint tér-űr, tér-levegő és tér-föld rakétákkal és hagyományos bombákkal szerelték fel. Az X-20 alsó felületét molibdénből készült fém hőpajzs borította, amely ellenáll az 1480 ° C-os hőmérsékletnek, a szárny vezető szélei molibdénötvözetből készültek, amely 1650 ° -ig is ellenáll. C. A jármű egyes részei, amelyeket a légkörbe való belépéskor 2371 ° C -ra melegítettek, megerősített grafittal és cirkónium félgömb alakú kupakkal védettek a törzs orrában, vagy kerámia szigetelő nióbium bevonattal voltak ellátva. A pilóta egy kidobó ülésen helyezkedett el, és csak szubszonikus sebességgel biztosított mentést. A pilótafülkét oldalablakokkal és szélvédővel látták el, amelyeket hőpajzsok védtek, amelyeket közvetlenül a leszállás előtt ejtettek le. A kakas mögötti rekeszbe 454 kg súlyú hasznos teher került. A futómű három, síléccel felszerelt visszahúzható rugóstagból állt.
De német elődjével ellentétben az X-20 nem volt űrrepülő a szó valódi értelmében. Állítólag a hagyományos módon a Canaveral-fokról kellett elindulni a Titan-IIIC hordozórakéta tetején, amely 97,6 km magasságú pályára indította a rakétagépet. Ezenkívül az X-20-nak vagy fel kellett gyorsítania magát, saját rakéta-hajtóműveit használva, vagy miután befejezte a nem teljes körpályát, az Edwards AFB felé kellett terveznie. A tervek szerint az első cseppet a B-52-es repülőgépről már 1963-ban hajtják végre, az első pilóta nélküli járatra 1964 novemberében, az első emberes repülésre pedig 1965 májusában kerül sor. Ez a katonai program azonban halkan halt meg korábban, nem tudott felvenni a versenyt az egyszerű és olcsó megoldással - űrhajósokat küldött az űrbe ballisztikus rakétával, túlnyomásos kapszulában, amelyet a NASA civil szervezet valósított meg.
Késői válasz
Ironikus módon éppen abban a pillanatban, amikor az amerikaiak lezárták az emberekkel működő rakétavitorlázó programjukat, a Szovjetunió, lenyűgözve az X-15 rekordoktól, úgy döntött, hogy "utoléri és megelőzi" Amerikát. 1965-ben az OKB-155 Artem Mikoyan utasítást kapott, hogy vezesse az orbitális és hiperszonikus repülőgépeken végzett munkát, pontosabban a kétlépcsős "Spiral" repülőgép-rendszer létrehozását. A témát Gleb Lozino-Lozinsky felügyelte.
A 115 tonnás "spirál" egy 52 tonnás, 50-50-es indexű hiperszonikus gyorsítógépből és egy 8,8 tonnás emberes orbitális repülőgépből állt (50-es index), amelyen 54 tonnás két- színpadi rakétaerősítő. Az emlékeztető elérte az 1800 m / s (M = 6) hiperszonikus sebességet, majd 28-30 km magasságban a lépések elválasztása után visszatért a repülőtérre. A pályasík egy hidrogén -fluorid (F2 + H2) üzemanyaggal működő rakétaerősítőt használva lépett a munkapályára.
Emelőgép
Az emlékeztető személyzet egy kétüléses, túlnyomásos pilótafülkében kapott helyet, kilökődő ülésekkel. Az élő repülőgépet a rakétaerősítővel együtt felülről egy speciális dobozba rögzítették, az orr- és farokrészeket burkolatokkal lezárva.
A gázpedál cseppfolyósított hidrogént használt üzemanyagként, amelyet az Arkhip Lyulka által kifejlesztett négy AL-51 turboreaktív motorból álló blokkba tápláltak, amelyek közös légbeömlővel rendelkeztek és egyetlen szuperszonikus külső expanziós fúvókán működtek. A motorok egyik jellemzője a hidrogéngőz használata volt a turbina meghajtásához. A második alapvető újítás az integrált, állítható hiperszonikus légbeömlő, amely az alsó szárnyfelület szinte teljes elülső részét használta fel a turbinákba belépő levegő tömörítésére. A gyorsító becsült repülési távolsága terheléssel 750 km, felderítő repülőgépként történő repülés esetén pedig több mint 7000 km.
Keringési sík
A 8 m hosszú és 7, 4 m szárnyfesztávú harci, többször használható, együléses orbitális repülőgépeket a „hordozó test” séma szerint hajtották végre. A kiválasztott aerodinamikai elrendezés miatt a teljes fesztávolságból a söpört szárnykonzolok mindössze 3,4 m -rel rendelkeztek, és a csapágyfelület többi része a törzs szélességéhez kapcsolódott. A szárnykonzolokat a plazmaképző szakasz áthaladásakor (pályára állítás és a süllyedés kezdeti fázisa) felfelé terelték, hogy kizárják a közvetlen hőáramlást körülöttük. A süllyedés légköri szakaszában a pályasík kibontotta szárnyait, és vízszintes repülésre váltott.
Az orbitális manőverező motorok és két sürgősségi folyékony hajtóanyagú rakéta hajtóművek magas forráspontú AT-NDMG üzemanyaggal (nitrogén-tetraxid és aszimmetrikus dimetil-hidrazin) működtek, hasonlóan a harci ballisztikus rakétákhoz, amelyet később környezetbarátabb fluorral helyettesítettek. alapú üzemanyag. Az üzemanyag-tartalékok elegendőek voltak egy legfeljebb két napos repüléshez, de az orbitális repülőgép fő feladatát az első 2-3 keringés során kellett végrehajtani. A harci teher a felderítő és elfogó változatnál 500 kg, az űrbombázónál 2 tonna volt. A fényképészeti berendezések vagy rakéták a pilóta leszerelhető pilótafülke-kapszula mögötti rekeszben helyezkedtek el, amely a pilóta mentését biztosította a repülés bármely szakaszában. A leszállást turboreaktív motorral hajtották végre egy földi repülőtéren, 250 km / h sebességgel, négyoszlopos síalvázon.
Annak érdekében, hogy megvédje a járművet a felmelegedéstől a légkörben történő fékezés során, hőálló árnyékoló fémrácsot helyeztek el a hőálló acél VNS és niobiumötvözet lemezekből, amelyek a "halpikkelyek" elve szerint vannak elrendezve. A szitát kerámiacsapágyakra függesztették, amelyek a hőgátlók szerepét játszották, és amikor a fűtési hőmérséklet ingadozott, automatikusan megváltoztatta alakját, megőrizve a testhez viszonyított stabil helyzetet. Így a tervezők minden üzemmódban abban bíztak, hogy biztosítani tudják az aerodinamikai konfiguráció állandóságát.
Egy eldobható kétfokozatú indítóegységet rögzítettek a pályasíkhoz, amelynek első szakaszában négy folyékony hajtóanyagú rakétahajtómű volt, 25 tf tolóerővel, a másodikon pedig egy. Először tervezték, hogy üzemanyagként folyékony oxigént és hidrogént használnak, később pedig fluorra és hidrogénre váltanak. A gázpedál szakaszai, amikor a repülőgépet pályára állították, egymást követően elváltak és az óceánba estek.
Mitikus tervek
A projekt munkaterve 1968-ra előírta a 120 km-es repülési magasságú és M = 6-8 sebességű orbitális repülőgép analógjának létrehozását, leesett a Tu-95 stratégiai bombázóról, egyfajta válasz az amerikai rekordrendszerhez-B-52 és X-15.
1969 -re a tervek szerint létrehozták az EPOS kísérleti repülőgép -repülőgépet, amely teljes mértékben hasonlít egy harci orbitális repülőgépre, amelyet egy Szojuz hordozórakéta bocsátana pályára. 1970 -ben a gázpedállal is repülni kellett volna - először petróleummal, majd két évvel később hidrogénnel. A teljes rendszert 1973 -ban kellett volna az űrbe juttatni. Ebből az egész grandiózus programból a hetvenes évek elején mindössze három EPOS épült - az egyik a repülés szubszonikus sebességű, egy a szuperszonikus és egy a hiperszonikus eléréséhez. De csak az első modell volt a célja, hogy 1976 májusában a levegőbe emelkedjen, amikor az Egyesült Államokban már minden hasonló programot megszüntettek. Kicsit több mint egy tucat repülést hajtott végre, 1978 szeptemberében, egy sikertelen leszállás után az EPOS kisebb sérüléseket szenvedett, és nem emelkedett többé a levegőbe. Ezt követően a program amúgy is szűkös finanszírozását megszorították - a Honvédelmi Minisztérium már elfoglalt volt az amerikaiaknak adott másik válasz - az Energia - Buran rendszer kidolgozásával.
Zárolt téma
A Spirál program hivatalos lezárása ellenére a ráfordított munka nem volt hiábavaló. A létrehozott alapok és a "Spirál" -on végzett munka során szerzett tapasztalatok nagyban megkönnyítették és felgyorsították a "Buran" újrafelhasználható űrhajó építését. A megszerzett tapasztalatokat felhasználva Gleb Lozino-Lozinsky vezette a Buran sikló létrehozását. A leendő űrhajós, Igor Volk, aki az EPOS szubszonikus analógjával végzett repülést, utólag elsőként repülte a Buran BTS-002 légköri analógját, és a Buran program keretében a tesztpilóták különítményének parancsnoka lett.
