Pagājušā gadsimta vidū pilotējamas reaktīvās lidmašīnas, pamazām apgūstot jaunus ātrumus un augstumus, spēja pietuvoties kosmosa slieksnim.
Amerikāņu izaicinājums
Pirmos panākumus guva amerikāņi: 1947. gada 14. oktobrī izmēģinājuma pilots Čaks Jīgers ar eksperimentālu raķešu lidmašīnu X-1 nokrita no B-29 "lidojošā cietokšņa" jau 1953. gada 12. decembrī ar uzlabotu X-1A. raķešu lidmašīnu, viņš sasniedza maksimālo ātrumu 2655 km / h (M = 2, 5) vairāk nekā 21 km augstumā. 1953. gadā sākās raķešu lidmašīnas X -2 testi, uz kuriem 1956. gada 25. jūlijā tika sasniegts rekordliels ātrums horizontālā lidojumā 3360 km / h, bet 1956. gada septembra sākumā - 38 430 m augstums.
1954. gada jūnijā ASV sāka izmēģinājuma programmu hiperskaņas spārnotai raķešu lidmašīnai Kh-15, kurai, sākot no pārveidotā stratēģiskā bumbvedēja B-52 spārna, bija jāattīsta ātrums, kas sešas reizes pārsniedz skaņas ātrumu. dažas minūtes un sasniedz 76 km augstumu! Pirmā parauga lidojums zem lidmašīnas spārna tika pabeigts 1959. gada 10. maijā, un 8. jūnijā X-15 pirmo reizi atdalījās no B-52 un veica neatkarīgu planēšanu. Pirmā raķešu dzinēja aktivizēšana tika veikta 17. septembrī, un turpmākajos pārbaudes lidojumos rekordi "lēja" viens pēc otra - 1960. gada 4. augustā tika sasniegts ātrums 3514 km / h, bet 12. augustā - augstums 41 605 m; 1961. gada 7. martā Kh-15 sasniedza ātrumu 4264 km / h, lidojumā 31. martā tika uzņemts 50 300 metru augstums; 21. aprīlī tika sasniegts ātrums 5033 km / h, 12. septembrī - jau 5832 km / h. Viena kilometra līnija, kas tiek uzskatīta par "oficiālo" telpas robežu, tika šķērsota 1963. gada 22. augustā - maksimālais lidojuma augstums bija 107 906 m!
Kosmosa slēpotājs
Iedvesmojoties no X-15 panākumiem, ASV gaisa spēki projekta Dyna Soar ietvaros (no Dynamic Soaring) uzsāka militārās kosmosa raķešu lidmašīnas izstrādi. Raķešu lidmašīnai ar nosaukumu X-20 vajadzēja lidot ar ātrumu 24 000 km / h, un tā faktiski bija Vācijas kosmosa bumbvedēja Zengera idejas attīstība (sk. "PM" # 8'2004). Tas nav pārsteidzoši, ņemot vērā, ka galvenos inženiertehniskos amatus Amerikas kosmosa programmā ieņēma vācu speciālisti. Jauno raķešu lidmašīnu bija plānots bruņot ar kosmosa-kosmosa, telpas-gaisa un kosmosa-zemes raķetēm un parastajām bumbām. X-20 apakšējā virsma bija pārklāta ar metāla siltuma vairogu, kas izgatavots no molibdēna, kas var izturēt temperatūru līdz 1480 ° C, spārna priekšējās malas bija izgatavotas no molibdēna sakausējuma, kas izturēja temperatūru līdz 1650 ° C. Transportlīdzekļa atsevišķas daļas, kuras, nokļūstot atmosfērā, uzkarsēja līdz 2371 ° C, bija aizsargātas ar pastiprinātu grafītu un cirkonija puslodes vāciņu fizelāžas degunā vai bija pārklātas ar keramisku izolējošu niobija pārklājumu. Pilots atradās izmešanas sēdeklī, nodrošinot glābšanu tikai ar zemskaņas ātrumu. Kabīne bija aprīkota ar sānu logiem un vējstiklu, ko aizsargāja siltuma vairogi, kuri tika nomesti tieši pirms nolaišanās. Aizmugurējā nodalījumā tika novietota krava, kas svēra līdz 454 kg. Šasiju veidoja trīs izvelkamas balsti, kas aprīkoti ar slēpēm.
Taču atšķirībā no vācu priekšgājēja X-20 nebija kosmosa lidmašīna šī vārda vistiešākajā nozīmē. Tam bija jāsākas no Kanaveralas raga tradicionālā veidā virs nesējraķetes Titan-IIIC, kas palaida raķešu lidmašīnu orbītā 97,6 km augstumā. Turklāt X-20 bija vai nu jāpaātrinās, izmantojot savus raķešu dzinējus, vai arī, pabeidzot nepilnīgu orbītu, jāplāno Edvarda AFB. Tika plānots, ka pirmais piliens no lidmašīnas B-52 tiks veikts jau 1963. gadā, pirmais bezpilota lidojums notiks 1964. gada novembrī, bet pirmais-1965. gada maijā. Tomēr šī militārā programma klusi nomira agrāk, nespējot konkurēt ar vienkāršo un lēto risinājumu - astronautu nosūtīšanu kosmosā ar ballistisko raķeti spiediena kapsulā, ko īstenoja civilā organizācija NASA.
Novēlota atbilde
Ironiski, bet tieši tajā brīdī, kad amerikāņi slēdza savu pilotējamo raķešu planieru programmu, PSRS, iespaidota no X-15 rekordiem, nolēma "panākt un apsteigt" Ameriku. 1965. gadā OKB-155 Artemam Mikojanam tika uzdots vadīt darbu pie orbītas un hiperskaņas lidmašīnām, precīzāk, par divpakāpju aviācijas un kosmosa sistēmas "Spiral" izveidi. Tēmu vadīja Gļebs Lozino-Lozinskis.
115 tonnu smagais "spirāle" sastāvēja no 52 tonnu hiperskaņas paātrinātāja lidmašīnas ar indeksu "50-50" un 8,8 tonnu apkalpes orbītas lidmašīnas (indekss "50"), kas atradās uz tās ar 54 tonnu smagu divu skatuves raķešu pastiprinātājs. Pastiprinātājs sasniedza hiperskaņas ātrumu 1800 m / s (M = 6), un pēc tam, atdalījis soļus 28–30 km augstumā, atgriezās lidlaukā. Orbitālā plakne, izmantojot raķešu pastiprinātāju, kas darbojas ar ūdeņraža fluorīda (F2 + H2) degvielu, iekļuva darba orbītā.
Pastiprinātāja lidmašīna
Palielinātāju apkalpe tika izvietota divvietīgā zem spiediena esošā kabīnē ar izmešanas sēdekļiem. Dzīvā lidmašīna kopā ar raķešu pastiprinātāju tika piestiprināta no augšas īpašā kastē, deguna un astes daļas aiztaisot ar apvalkiem.
Akselerators kā degvielu izmantoja sašķidrinātu ūdeņradi, kas tika ievadīts četru AL-51 turboreaktīvo dzinēju blokā, ko izstrādāja Arkhip Lyulka, kam bija kopīga gaisa ieplūde un kas darbojās ar vienu virsskaņas ārējo izplešanās sprauslu. Dzinēju iezīme bija ūdeņraža tvaiku izmantošana turbīnas darbināšanai. Otrs fundamentālais jauninājums ir integrēta, regulējama hiperskaņas gaisa ieplūde, kas izmantoja gandrīz visu apakšējās spārnu virsmas priekšējo daļu, lai saspiestu turbīnās ieplūstošo gaisu. Paredzētais akseleratora lidojuma diapazons ar kravu bija 750 km, bet, lidojot kā izlūkošanas lidmašīna - vairāk nekā 7000 km.
Orbitālā plakne
Kaujas daudzkārt lietojami pilotējami vienvietīgi orbitālie lidaparāti, kuru garums ir 8 m un spārnu platums ir 7, 4 m, tika veikti saskaņā ar "nesošā ķermeņa" shēmu. Sakarā ar izvēlēto aerodinamisko izkārtojumu, no kopējā laiduma slaucīto spārnu konsolēm bija tikai 3,4 m, un pārējā nesošās virsmas daļa bija saistīta ar fizelāžas platumu. Spārnu konsoles plazmas veidošanās sekcijas laikā (palaišana orbītā un nolaišanās sākuma fāze) tika novirzītas uz augšu, lai izslēgtu tiešu siltuma plūsmu ap tām. Nolaišanās atmosfēras daļā orbitālā plakne atpleta spārnus un pārslēdzās uz horizontālu lidojumu.
Orbitālie manevrēšanas dzinēji un divi avārijas šķidro propelentu raķešu dzinēji darbojās ar augstu viršanas temperatūru AT-NDMG degvielu (slāpekļa tetraksīdu un asimetrisku dimetilhidrazīnu), līdzīgu tai, ko izmantoja kaujas ballistiskajām raķetēm, kuras vēlāk tika plānots aizstāt ar videi draudzīgāku fluoru. uz degvielas bāzes. Degvielas rezerves bija pietiekamas lidojumam, kas ilga līdz divām dienām, bet orbitālās lidmašīnas galvenais uzdevums bija jāveic pirmo 2-3 orbītu laikā. Kaujas slodze bija 500 kg izlūkošanas un pārtvērēja variantam un 2 tonnas kosmosa bumbvedējam. Fotoiekārtas vai raķetes atradās nodalījumā aiz noņemamas pilota kabīnes kapsulas, kas nodrošināja pilota glābšanu jebkurā lidojuma posmā. Nosēšanās tika veikta, izmantojot turboreaktīvo dzinēju netīrumu lidlaukā ar ātrumu 250 km / h uz četru balstu slēpošanas šasijas.
Lai pasargātu transportlīdzekli no sasilšanas bremzēšanas laikā atmosfērā, no karstumizturīga tērauda VNS un niobija sakausējumu plāksnēm, kas sakārtotas pēc "zivju zvīņu" principa, tika nodrošināts metāla aizsargs. Ekrāns tika apturēts uz keramikas gultņiem, kuriem bija termiskās barjeras, un, kad apkures temperatūra svārstījās, tas automātiski mainīja savu formu, saglabājot stabilu stāvokli attiecībā pret ķermeni. Tādējādi visos režīmos dizaineri cerēja nodrošināt aerodinamiskās konfigurācijas noturību.
Orbitālajai plaknei tika piestiprināta vienreiz lietojama divpakāpju palaišanas iekārta, kuras pirmajā posmā bija četri šķidro propelentu raķešu dzinēji ar vilces spēku 25 tf, bet otrajā-viens. Pirmo reizi par degvielu bija paredzēts izmantot šķidro skābekli un ūdeņradi, vēlāk pāriet uz fluoru un ūdeņradi. Akseleratora posmi, lidmašīnai nonākot orbītā, tika secīgi atdalīti un nokrita okeānā.
Mītiski plāni
Projekta darba plāns paredzēja līdz 1968. gadam izveidot orbītas lidmašīnas analogu ar lidojuma augstumu 120 km un ātrumu M = 6-8, nokrītot no stratēģiskā bumbvedēja Tu-95, kas ir sava veida atbilde uz amerikāņu ierakstu sistēmu-B-52 un X-15.
Līdz 1969. gadam bija plānots izveidot eksperimentālu pilotējamu orbitālo lidaparātu EPOS, kas pilnībā līdzinās kaujas orbitālajai lidmašīnai, kuru orbītā palaistu Soyuz nesējraķete. 1970. gadā vajadzēja sākt lidot arī paātrinātājam - vispirms ar petroleju, bet divus gadus vēlāk - ar ūdeņradi. Visu sistēmu bija paredzēts palaist kosmosā 1973. No visas šīs grandiozās programmas septiņdesmito gadu sākumā tika uzbūvētas tikai trīs EPOS - viena lidojuma izpētei zemskaņas ātrumā, otra virsskaņas izpētei un otra hiperskaņas sasniegšanai. Bet tikai pirmajam modelim bija paredzēts pacelties gaisā 1976. gada maijā, kad visas līdzīgās programmas ASV jau bija pakāpeniski pārtrauktas. Veicot nedaudz vairāk nekā duci lidojumu, 1978. gada septembrī pēc neveiksmīgas nosēšanās EPOS saņēma nelielus bojājumus un vairs necēlās gaisā. Pēc tam jau tā trūcīgais programmas finansējums tika ierobežots - Aizsardzības ministrija jau bija aizņemta, izstrādājot vēl vienu atbildi amerikāņiem - Energia - Buran sistēmu.
Tēma bloķēta
Neskatoties uz oficiālo Spirālveida programmas slēgšanu, iztērētais darbs nebija veltīgs. Radītais pamats un pieredze, kas gūta, strādājot pie "spirāles", ievērojami atviegloja un paātrināja daudzkārt lietojamā kosmosa kuģa "Buran" uzbūvi. Izmantojot gūto pieredzi, Gleb Lozino-Lozinsky vadīja planiera Buran izveidi. Topošais kosmonauts Igors Volks, kurš veica lidojumus ar EPOS zemskaņas analogu, vēlāk bija pirmais, kurš lidoja ar Buran BTS-002 atmosfēras analogu, un kļuva par Buran programmas izmēģinājuma pilotu vienības komandieri.
