В космос по спирали

В космос по спиралиВ середине прошлого столетия реактивная пилотируемая авиация, постепенно осваивая все новые скорости и высоты, смогла вплотную подойти к порогу космоса.

Американский вызов

Первых успехов добились американцы: 14 октября 1947 года летчик-испытатель Чак Игер на экспериментальном ракетоплане Х-1, сбрасываемом с «летающей крепости» Б-29, разогнавшись с помощью ракетного двигателя, работающего на спирте и жидком кислороде, впервые превысил скорость звука, а уже 12 декабря 1953 года он на усовершенствованном ракетоплане Х-1А достиг максимальной скорости 2655 км/ч (М=2,5) на высоте свыше 21 км. В 1953 году начались испытания ракетоплана Х-2, на котором 25 июля 1956 года была достигнута рекордная скорость в горизонтальном полете 3360 км/ч, а в начале сентября 1956 года – высота 38 430 м.


В июне 1954 года США начинают программу испытаний крылатого гиперзвукового ракетоплана Х-15, который должен был, стартуя из-под крыла переоборудованного стратегического бомбардировщика В-52, за несколько минут развить скорость в шесть раз больше скорости звука и достичь высоты 76 км! Облет первого образца под крылом самолета был совершен 10 мая 1959 года, а уже 8 июня Х-15 впервые отделился от В-52 и совершил самостоятельный планирующий полет. Первое включение ракетного двигателя провели 17 сентября, и в дальнейших испытательных полетах рекорды «посыпались» один за другим – 4 августа 1960 года достигнута скорость 3514 км/ч, а 12 августа – высота 41 605 м; 7 марта 1961 года Х-15 развил скорость 4264 км/ч, в полете 31 марта взята высота 50 300 метров; 21 апреля достигнута скорость 5033 км/ч, 12 сентября – уже 5832 км/ч. Стокилометровый рубеж, считающийся «официальной» границей космоса, был преодолен 22 августа 1963 года – максимальная высота полета 107 906 м!

В космос по спиралиМайор Роберт Уайт перед стартом. Всего Уайт совершил 16 полетов на Х-15, несколько раз устанавливая мировые рекорды скорости и высоты. Ракетоплан X-15 был образцом безаварийности и эффективности по меркам космических программ. Из 199 полетов на протяжении девяти лет лишь два закончились крушениями. Для экспериментальных самолетов это непревзойденное достижение

Космический лыжник

Вдохновленные успехом X-15 ВВС США начали разработку военного космического ракетоплана в рамках проекта «Дайна-Сор» (Dyna Soar – от Dynamic Soaring – «Динамичный взлет»). Ракетный самолет, получивший название X-20, должен был летать со скоростью 24 000 км/ч и был, по сути, развитием идеи немецкого космического бомбардировщика Зенгера (см. «ПМ» №8’2004). Это не удивительно, учитывая, что ключевые инженерные посты в американской космической программе занимали немецкие специалисты. Новый ракетоплан планировалось вооружить управляемыми ракетами классов «космос–космос», «космос–воздух» и «космос–земля» и обычными бомбами. Нижняя поверхность X-20 закрывалась металлическим теплозащитным экраном из молибдена, выдерживающего температуру до 1480°С, передние кромки крыла изготавливались из сплава молибдена, который выдерживал температуры до 1650°С. Отдельные места аппарата, которые при входе в атмосферу нагревались до 2371°С, были защищены армированным графитом и циркониевым полусферическим колпаком в носовой части фюзеляжа или облицовывались керамическим теплоизолирующим покрытием из ниобия. Пилот располагался в катапультном кресле, обеспечивающем спасение только на дозвуковых скоростях. Кабина экипажа была оснащена боковыми окнами и ветровым стеклом, защищенными теплозащитными экранами, которые сбрасывались перед самой посадкой. Полезный груз массой до 454 кг размещался в закабинном отсеке. Посадочное шасси состояло из трех убираемых стоек, оснащенных лыжами.

Но в отличие от немецкого предшественника X-20 не был космическим самолетом в прямом смысле этого слова. Он должен был стартовать с мыса Канаверал традиционным способом на вершине ракеты-носителя Titan-IIIC, которая и выводила ракетоплан на орбиту высотой 97,6 км. Далее X-20 должен был либо разгоняться сам, используя собственные ракетные двигатели, либо, совершив неполный виток, планировать на авиабазу Эдвардс. Намечалось, что первый сброс с самолета B-52 будет произведен уже в 1963 году, первый беспилотный полет осуществится в ноябре 1964 года, а первый пилотируемый – в мае 1965-го. Однако эта военная программа тихо умерла раньше, не выдержав конкуренции с простым и дешевым решением – отправкой астронавтов в космос на баллистической ракете в герметичной капсуле, осуществленной гражданской организацией NASA.

В космос по спиралиПервоначальные испытания Х-20 Dyna Soar предусматривали запуск ракетоплана из-под крыла сверхдальнего стратегического бомбардировщика-ракетоносца B-52a – самолета, построенного специально для исследовательского проекта X-15

Запоздалый ответ

По иронии судьбы именно в тот момент, когда американцы закрывали свою программу пилотируемых ракетопланов, СССР, впечатленный рекордами X-15, решил «догнать и перегнать» Америку. В 1965 году ОКБ-155 Артема Микояна поручают возглавить работы по орбитальным и гиперзвуковым самолетам, точнее – по созданию двухступенчатой авиационно-космической системы «Спираль». Руководил темой Глеб Лозино-Лозинский.

115-тонная «Спираль» состояла из 52-тонного гиперзвукового самолета-разгонщика, получившего индекс «50-50», и расположенного на нем 8,8-тонного пилотируемого орбитального самолета (индекс «50») с 54-тонным двухступенчатым ракетным ускорителем. Разгонщик достигал гиперзвуковой скорости 1800 м/с (М=6), а затем, после разделения ступеней на высоте 28–30 км, возвращался на аэродром. Орбитальный самолет с помощью ракетного ускорителя, работающего на фтороводородном (F2+H2) топливе, выходил на рабочую орбиту.

В космос по спиралиФантазии художника на тему "Ракетоплан X-20, совершивший успешную посадку в пустыне".

Самолет-разгонщик

Экипаж разгонщика размещался в двухместной герметичной кабине с катапультными креслами. Обитальный самолет вместе с ракетным ускорителем крепился сверху в специальном ложе, причем носовая и хвостовая части закрывались обтекателями.

В качестве топлива разгонщик использовал сжиженный водород, который подавался в блок из четырех турбореактивных двигателей АЛ-51 разработки Архипа Люльки, имеющих общий воздухозаборник и работающих на единое сверхзвуковое сопло внешнего расширения. Особенностью двигателей было использование паров водорода для привода турбины. Второе принципиальное новшество – интегрированный регулируемый гиперзвуковой воздухозаборник, который использовал для сжатия поступающего в турбины воздуха практически всю переднюю часть нижней поверхности крыла. Расчетная дальность полета разгонщика с нагрузкой составляла 750 км, а при полете в качестве разведчика – более 7000 км.

В космос по спирали«Спираль» в сборе

Орбитальный самолет

Боевой многоразовый пилотируемый одноместный орбитальный самолет длиной 8 м и с размахом крыла 7,4 м выполнялся по схеме «несущий корпус». Благодаря выбранной аэродинамической компоновке из общего размаха на стреловидные консоли крыла приходилось лишь 3,4 м, а остальная часть несущей поверхности соотносилась с шириной фюзеляжа. Консоли крыла при прохождении участка плазмообразования (выведение на орбиту и начальная фаза спуска) отклонялись вверх для исключения прямого обтекания их тепловым потоком. На атмосферном участке спуска орбитальный самолет раскладывал крылья и переходил в горизонтальный полет.

Двигатели орбитального маневрирования и два аварийных ЖРД работали на высококипящем топливе АТ-НДМГ (азотный тетраксид и несимметричный диметилгидразин), аналогичном применяемому на боевых баллистических ракетах, которое в дальнейшем планировалось заменить на более экологичное топливо на основе фтора. Запасов топлива хватало на полет продолжительностью до двух суток, но основная задача орбитального самолета должна была выполняться в течение первых 2–3 витков. Боевая нагрузка составляла 500 кг для варианта разведчика и перехватчика и 2 т – для космического бомбардировщика. Фотоаппаратура или ракеты располагались в отсеке за отделяемой кабиной-капсулой пилота, обеспечивающей спасение пилота на любых стадиях полета. Посадка совершалась с использованием турбореактивного двигателя на грунтовой аэродром со скоростью 250 км/ч на выпускаемое четырехстоечное лыжное шасси.

Для защиты аппарата от нагрева при торможении в атмосфере предусматривался теплозащитный металлический экран из пластин жаропрочной стали ВНС и ниобиевых сплавов, расположенных по принципу «рыбьей чешуи». Экран подвешивался на керамических подшипниках, выполнявших роль тепловых барьеров, и при колебаниях температуры нагрева автоматически изменял свою форму, сохраняя стабильность положения относительно корпуса. Таким образом на всех режимах конструкторы надеялись обеспечить постоянство аэродинамической конфигурации.

К орбитальному самолету пристыковывался одноразовый двухступенчатый блок выведения, на первой ступени которого стояли четыре ЖРД тягой 25 тс, а на второй – один. В качестве топлива на первое время планировалось использовать жидкие кислород и водород, а впоследствии перейти на фтор и водород. Ступени ускорителя по мере вывода самолета на орбиту последовательно отделялись и падали в океан.

В космос по спиралиНе кажется ли вам, что художников «Звездных войн» при разработке яхты королевы Набу вдохновляли пропорции «Спирали»? Сегодня эту красавицу можно увидеть в Центральном музее военно-воздушных сил РФ в Монино

Эпохальные планы

Планом работы над проектом предусматривалось создание к 1968 году аналога орбитального самолета с высотой полета 120 км и скоростью М=6–8, сбрасываемого со стратегического бомбардировщика Ту-95, своеобразного ответа американской рекордной системе – B-52 и X-15.

К 1969 году планировалось создать экспериментальный пилотируемый орбитальный самолет ЭПОС, имеющий полное сходство с боевым орбитальным самолетом, который выводился бы на орбиту ракетой-носителем «Союз». В 1970 году должен был начать летать и разгонщик – сначала на керосине, а спустя два года и на водороде. Полностью готовая система должна была стартовать в космос в 1973 году. Из всей этой грандиозной программы в начале 1970-х удалось построить всего три ЭПОСа – один для исследования полета на дозвуковой скорости, один для сверхзвуковых исследований и один – для выхода на гиперзвук. Но в воздух суждено было подняться только первому образцу в мае 1976 года, когда в США все аналогичные программы были уже свернуты. Совершив чуть более десятка вылетов, в сентябре 1978 года после неудачного приземления ЭПОС получил небольшие повреждения и больше в воздух не поднимался. После этого и так мизерное финансирование программы было свернуто – Минобороны уже вовсю было занято разработкой очередного ответа американцам – системы «Энергия»–»Буран».

Закрытая тема

Несмотря на официальное закрытие программы «Спираль», затраченный труд не пропал даром. Созданный задел и приобретенный опыт работы над «Спиралью» значительно облегчил и ускорил строительство многоразового космического корабля «Буран». Используя полученный опыт, Глеб Лозино-Лозинский возглавил создание планера «Бурана». Будущий космонавт Игорь Волк, выполнявший подлеты на дозвуковом аналоге ЭПОСа, впоследствии первым поднял в воздух атмосферный аналог «Бурана» БТС-002 и стал командиром отряда летчиков-испытателей по программе «Буран».
Автор: Вадим Лукашевич
Первоисточник: http://www.popmech.ru


Мнение редакции "Военного обозрения" может не совпадать с точкой зрения авторов публикаций

CtrlEnter
Если вы заметили ошибку в тексте, выделите текст с ошибкой и нажмите Ctrl+Enter

Видео в тему





Читайте также
Комментарии 26
  1. Canep 27 апреля 2013 07:22
    Зря "Спираль" не довели до ума, а на "Бураны" переключились, сейчас ни того ни другого нет, на американский шатл посмотрели: - "Во! такое же хочу", и до сих пор на "союзах" в космос летаем. Когда своей головой жить будем?
    1. patline 27 апреля 2013 12:33
      И станцию "Мир" затопили, совершенно незаслуженно.
      patline
      1. Sirocco 27 апреля 2013 16:11
        Цитата: patline
        И станцию "Мир" затопили, совершенно незаслуженно.

        Я бы так не сказал. Станция Мир, выработала свой ресурс. Это раз. Ну и во вторых давление со стороны США. Да и денег на тот момент, на космос не предполагалось. Запуск станции был произведен в 1986г. затопили в 2001. Так сказать, МИР оказался в ненужный момент, в ненужном месте. sad
        1. Grenader 28 апреля 2013 08:36
          Станция "Мир" имела модульную конструкцию. Для того , чтобы поменять нерабочий сегмент не надо было топить станцию целиком. Станцию затопил ВВП под давлением СПШ. Закрытие баз во Вьетнаме и на Кубе тоже его рук дело. И сделано всё это не в интересах России.
    2. Sirocco 27 апреля 2013 16:04
      Цитата: Canep
      "Во! такое же хочу", и до сих пор на "союзах" в космос летаем. Когда своей головой жить будем?

      У нас по привычке, происходят броски из одной крайности в другую. Как в случае с СОИ, ну а Шатлы это начало СОИ. В итоге что имеют США? Ни того ни другого. Ну а в случае с Бураном, и Спиралью скажу словами А.С.Пушкина. Не пропадет ваш скорбный труд
      И дум высокое стремленье.
    3. AndreyAB 29 апреля 2013 05:15
      А на счёт "Спирали" надо у подлеца Горбачёва спросить, личное распоряжение прекратить тратить деньги на ерунду, при горбаче очень много перспективных проектов было закрыто.
      AndreyAB
    4. гурт 14 мая 2013 15:26
      Цитата: Canep
      Зря "Спираль" не довели до ума

      такую схему загубили,да амер.удодам материалы скинули
  2. Jurkovs 27 апреля 2013 10:45
    А ведь Лозино-Лозинский чуть ли не подпольно, разработал дальнейшее усовершенствование Спирали, систему Молния. Молния опиралась на экспериментальные данные полученные от полета Бурана и на его технологии, и была проработана до этапа рабочих чертежей. Но мы, после Королева, разучились думать сами и заглядываем через забор, что там у амеров.
  3. Tektor 27 апреля 2013 13:03
    Цитата: Canep
    Зря "Спираль" не довели до ума, а на "Бураны" переключились, сейчас ни того ни другого нет, на американский шатл посмотрели: - "Во! такое же хочу", и до сих пор на "союзах" в космос летаем. Когда своей головой жить будем?

    Совсем не так: Спираль довели "до ума" в виде МАКСа. Этот аппарат полностью удовлетворяет тактико-техническим задачам. Во-первых, позволяет на низкую орбиту в 200 км забрасывать груз более 9 т (сравните с Воеводой). Во-вторых, позволяет достичь с грузом в 500 кг орбиты 40 000 км (~геостационарной). В-третьих, может быть пилотируемым (2 человека с системами жизнеобеспечения на приличный срок), а также - в полностью автоматическом режиме. Два спеца способны выполнять задачи управления-наведения из космоса (космического штаба) и вести противоспутниковую борьбу имеющимся штатным вооружением. В-четвёртых, МАКС может совершить манёвр при возвращении из космоса протяжённостью до 2000 км. Это позволяет зайти в атмосферу далеко от собственных границ, применить оружие, и дотянуть до своих. Чем хорош МАКС? Если стартовала межконтинентальная ракета - то это война. А если стартовал МАКС, то это ещё НЕ война, а сконцентрированная угроза нашей неумолимости и возмездия в случае чаво...
    1. ДимДим 27 апреля 2013 15:19
      Я что то не помню, когда проходил последний, или первый полет этой замечательной машины "МАКС". БОР хотя бы на орбиту поднимали, а от МАКС только идея, когда ее удастся изготовить в металле и испытать, тогда и будем ее хвалить.
      ДимДим
  4. Rusik.S 27 апреля 2013 15:25
    Не думаю,что на сегодняшний день в таких самолётах есть смысл.Сбивать спутники можно и дешевле.Содержание такой эскадрильи будет иметь заоблачную стоймойсть.Хоть можно подумать насчёт международного соеденения для противодействия метеоритьной угрозе.
    1. Tektor 27 апреля 2013 15:43
      Действительно, смысл появится, когда станет возможным размещать оружие на орбите: для обслуживания боевых спутников и станций нужен как-раз такой челнок.
      К тому же сбивать спутники на высоких орбитах, примерно, выше 2000 км - пока, на сегодняшний день, вообще НЕЧЕМ.
      И насчёт стоимости: МАКС - самый дешёвый вывод полезного груза на орбиту, причём, - в разы.
    2. гурт 7 мая 2013 15:32
      Цитата: Rusik.S
      Не думаю,что на сегодняшний день в таких самолётах есть смысл.Сбивать спутники можно и дешевле.
      замучаешься ракеты собирать на всю орбитальную групировку.........а так можно тихонько нужный спутник стырить.
  5. негоро 27 апреля 2013 16:15
    Пока в руководстве Роскосмоса будет править Поповкин и Ко летать будем на Союзах, т.к.выделенные на всё остальное деньги будут осваивать.
    негоро
  6. L.E.E. 27 апреля 2013 18:05
    Как обычно, у нас забыли, а, через какое-то время, идея "всплыла" на Западе. Космический аппарат Dream Chaser:
    L.E.E.
    1. Kir 27 апреля 2013 18:30
      Ну так правильно, только слова забыли надо заменить, кто-то явно постарался "убить" тему здесь, чтобы потом перепродав там стать автором и обладателем патентов, скудоумие одних и непомерная хитрозадость других.
      Kir
    2. jasorgho 30 апреля 2013 13:10
      Амеры не забыли у них у самих целое семейство подобных аппаратов причем датируется гораздо раньше наших Спиралей и БОРов:
      http://en.wikipedia.org/wiki/X-20_Dyna-Soar
      http://en.wikipedia.org/wiki/Martin-Marietta_X-24
      http://en.wikipedia.org/wiki/Northrop_HL-10
      http://en.wikipedia.org/wiki/Northrop_M2-F3
      http://en.wikipedia.org/wiki/Northrop_M2-F2
      http://en.wikipedia.org/wiki/NASA_M2-F1
    3. Комментарий был удален.
    4. Комментарий был удален.
    5. Grenader 10 мая 2013 21:34
      Едрёна мать, так это же "Клипер"
      1. svp67 10 мая 2013 21:41
        Цитата: Grenader
        Едрёна мать, так это же "Клипер"

        Вот "Клипер"


        А это "Спираль"


        Согласитесь на неё он больше похож
  7. viktor_ui 28 апреля 2013 09:11
    Догнать и перегнать и там и здесь и вот тут ... " куда крестьяне, туда и обезьяне "... особо умиляет, когда действительно прорывные изделия _херятся_ власть предержащими, ну а опосля крокодиловы слёзы и всё по новому и на старый лад догнать и перегнать wassat Прям бег по кругу и особо радует,что виноваты однозначно исключительно воры "евроамеры" в купе с жидомассонами. Че мы такие правильные все , но постоянно с грязной задницей ???
    Минусявые ЖДУ fellow
  8. Хорт 28 апреля 2013 11:07
    Несмотря на официальное закрытие программы «Спираль», затраченный труд не пропал даром. Созданный задел и приобретенный опыт работы над «Спиралью» значительно облегчил и ускорил строительство многоразового космического корабля «Буран».
    причём сам Лозино-Лозинский был против бурана, мотивируя это тем, что на тупое копирование американского шаттла прорва денег уйдёт
  9. crasever 28 апреля 2013 13:51
    Как бы там ни было при нашей "безалаберности" после августа-91 , проект Лозино-Лозинского очень даже воспроизводим - носитель АН-225 братья украинцы сохранили и в России образцы остались. Над нами матрасники почему-то смеются по поводу русского разгильдяйства , происходящего от выпивания водки из самовара , а вот сами совершенно до нуля извели все конструктивное и технологическое наследие легендарной программы "Аполлон" ...
  10. синоби 28 апреля 2013 17:27
    Многоразовые системы по типу Буран,амерский шатл бесперспективны.Наши деятели поняли это сразу после первого же беспилотного полёта Бурана,о чём кстати предупреждали его же разработчики.Они как раз предлагали довести до ума милевскую Спираль.Но как же,у амеров есть-должно быть у нас.Научно технический задел от разрабы конечно используется,но будущее таки за воздушно космическими системами самолётного типа м-19 КБ миля или ту что британцы разрабатывают.Амеры за свои шатлы цепляются только потому что про.с.ра.ли полностью весь НТ задел по программе РН сатурн.Блин,даж двигуны нормальные разучились делать.
  11. Alternative 5 мая 2013 02:10
    проект Лозино-Лозинского очень даже воспроизводим - носитель АН-225 братья украинцы сохранили и в России образцы остались.

    Как бы там ни было, ан -225 - произведен в единственном экземпляре, второй,насколько помню,всего на 70%. Аналогов в мире нет,так же как и образцов в РФ, и не будет в ближайшем будущем..
    Alternative
  12. Alternative 5 мая 2013 02:12
    Извиняюсь, а что за :
    но будущее таки за воздушно космическими системами самолётного типа м-19 КБ миля

    и
    или ту что британцы разрабатывают
    ?
    Alternative
  13. smershspy 17 мая 2013 15:52
    Господа! Хорошая статья! Спасибо!
    P.S. Прошу Вас помочь в одном деле! Нужна любая информация по Кольскому полуострову! Спасибо!
    С уважением, smershspy!
    smershspy

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Картина дня