Ideen om et raketrumsfly, der er i stand til at stige op i kredsløb og vende tilbage til jorden som et fly, dukkede op for flere årtier siden. Over tid førte dens udvikling til den såkaldte. orbitale fly, herunder dem, der har fundet praktisk anvendelse. Indtil et bestemt tidspunkt kunne arbejde på dette område imidlertid ikke give de ønskede resultater. De førende lande i verden har udviklet flere projekter med rumfly, men de er ikke kommet videre end at teste eksperimentelt udstyr.
Det skal bemærkes, at alle de tidlige udviklinger i Sovjetunionen og USA inden for rumfly, selvom de ikke førte til fremkomsten og driften af grundlæggende ny teknologi, stadig ikke var ubrugelige. Med deres hjælp var specialister fra et stort antal videnskabelige og designinstitutioner i stand til at få den nødvendige erfaring, foretage en række undersøgelser og eksperimenter og bestemme yderligere måder at udvikle rumteknologi på. På grundlag af nye teknologier og udviklinger blev der hurtigt oprettet reelle prøver af rumfly med de ønskede egenskaber.
X-20 DynaSoar
Det første fuldgyldige rumflyprojekt, der havde en chance for at nå testflyvninger, er den amerikanske X-20 DynaSoar. Arbejdet med dette program startede i efteråret 1957 - få dage efter lanceringen af den første kunstige jordsatellit, der blev foretaget i Sovjetunionen. Den militære og politiske ledelse samt lederne af den amerikanske rumfartsindustri kom til den konklusion, at det var nødvendigt at oprette deres egne rumsystemer, herunder dem, der er egnede til militær brug.
X-20 DynoSoar-rumflyet kommer ind i atmosfæren. NASA tegning
I midten af december blev der afholdt en konference på NACA om måder at udvikle raket- og rumteknologi på. Det diskuterede tre hovedtyper af rumfartøjer til transport af mennesker eller gods: en kapsel med opsendelse i kredsløb ved hjælp af et affyringsvogn og retur ved en ballistisk bane; en orbiter af typen Lifting Body, der er i stand til at udføre nogle manøvrer; samt et fuldgyldigt orbitalt rumfly. På baggrund af resultaterne af diskussionerne blev det besluttet at udvikle begreberne en "ballistisk" kapsel og rumfly.
I slutningen af året lancerede US Air Force Research and Development Command et nyt program med koden DynaSoar (forkortelse for Dynamic Soaring - "dynamisk planlægning"), hvor det var planlagt at udvikle rumflyet. Dannelsen af krav til det fremtidige rumfartøj begyndte, samt indsamling af ansøgninger om deltagelse i programmet. BBC modtog mere end hundrede forslag i alt, men kun 10 virksomheder var involveret i programmet, hvoraf nogle besluttede at arbejde sammen.
I det tidlige forår 1958 stiftede luftvåbnet bekendtskab med et dusin forprojekter af DynaSoar -systemet. Udviklingsselskaberne tog forskellige tilgange og implementerede forskellige koncepter. Samtidig havde en væsentlig del af projekterne en vis lighed. De sørgede for konstruktionen af et hypersonisk raketfly, der skulle forbindes med en booster -raket. Forskellene var i flyets design, sammensætningen af de indbyggede systemer og affyringsarkitekturens arkitektur. Luftvåbnet betragtede projekterne fra Boeing-Vought og Bell-Martin-koncernerne som de bedste muligheder. Det var dem, der blev udviklet.
Adskillelse af affyringsvognen og rumflyet. NASA tegning
Parallelt med søgningen efter vinderne af konkurrencen forhandlede militæret med NACA: denne organisation skulle levere videnskabelige og praktiske arrangementer. Den tilsvarende aftale dukkede op i slutningen af efteråret 1958. Derefter arbejdede R&D Agency og luftfartsindustrivirksomheder sammen under ledelse af luftvåbnet. På dette tidspunkt blev det besluttet at gennemføre programmet i flere faser - fra forskning til konstruktion og test af kampversionen af rumflyet.
I løbet af 1959 udførte de to grupper af virksomheder forskellige forsknings- og udviklingsaktiviteter. I løbet af denne periode ændrede kunden kravene til rumflyet flere gange. I begyndelsen af november valgte luftvåbnet vinderen af konkurrencen. Den bedste version af projektet blev foreslået af Boeing og Vought. Det er mærkeligt, at sidstnævnte på dette tidspunkt kraftigt havde reduceret sin deltagelse i projektet - hun var kun ansvarlig for nogle få enheder af det fremtidige apparat. Martin var også involveret i projektet, som skulle udvikle det krævede affyringsvogn.
Udviklingen af den fremtidige prototype rumfly startede i slutningen af 1959. Denne fase af arbejdet blev betegnet som fase Alpha. At beregne udseendet af rumflyet med arbejdsbetegnelsen X-20 førte til specifikke resultater. Således ændrede produktets design sig konstant og flyttede sig længere og længere fra grundversionen. Parallelt hermed blev udviklingen af en konstruktions- og testplan gennemført. Fra et bestemt tidspunkt planlagde kunden og udvikleren at gennemføre to dusin testflyvninger - og dette er kun inden for rammerne af de første faser.
Model af X-20 apparatet. Boeing fotos
I midten af 1961 havde deltagerne i programmet bestemt det endelige udseende af det fremtidige raket- og rumkompleks. Udover selve det hypersoniske rumfartøj var der inkluderet et specielt modificeret Titan IIIC -affyringsvogn. I stedet for et trin med en nyttelast blev det foreslået at installere et DynaSoar -produkt på det. Tretrinsraketten kunne også udstyres med en særlig fjerde etape. Denne enhed skulle forblive på rumflyet, hvilket gav en løsning på nogle problemer.
X-20-projektet involverede konstruktionen af et mellemstort rumfly med et karakteristisk udseende. Den lavtliggende deltavinge blev betragtet som optimal, over hvilken der var en skrog med en spids næsekegle og et par sidekøl. Flyrammen blev foreslået udført i varmebestandige stållegeringer og dækket med specielle keramiske paneler. Princippet om afkøling af huset blev også brugt ved hjælp af interne radiatorer med væske. Inde i flykroppen var et cockpit med et sæde, samt en flydende raketmotor og andre nødvendige anordninger. Køretøjets længde oversteg ikke 11 m, vingefanget var mindre end 6,5 m. Dens egen vægt var 5,16 tons.
Ifølge den tids forslag kunne guidede missiler placeres i X-20 lastrummet for at angribe mål i kredsløb eller på jorden. Derudover var brugen af fritfaldsbomber ikke udelukket. Så vidt vides er udviklingen af specialiserede rum-til-rum og rum-til-jord raketter endnu ikke gået ud over det foreløbige forskningsstadium.
Testpilot i cockpittet på jordsimulatoren. Boeing fotos
I september 1961 præsenterede Boeing kunden for en model i fuld størrelse af rumflyet. Hans godkendelse ville åbne mulighed for, at projektet kunne bygge en fuldgyldig prototype. Forberedelser til testning var også i gang: NASA og luftvåbnet begyndte at rekruttere piloter til at deltage i fremtidige tests. Seks piloter blev udvalgt til en særlig gruppe. De skulle udføre mindst ni orbitale flyvninger.
Disse planer blev imidlertid ikke opfyldt. Allerede i oktober 1961 blev der i forbindelse med fremkomsten af konkurrerende rumprogrammer foreslået en plan for at reducere omkostningerne ved X-20 DynaSoar-projektet. Dette dokument gav mulighed for et fald i antallet af testflyvninger og en forenkling af flyveprogrammer. På grund af dette var omkostningerne ved testene planlagt reduceret til $ 920 millioner og afsluttet i 1967. Det er mærkeligt, at et af de parallelle rumprogrammer i samme periode blev udsat for så hård kritik, at det simpelthen blev lukket.
På denne baggrund var der imidlertid ingen grunde til glæde. Allerede i februar næste år blev DynaSoar -programmet overført til forskningskategorien, der var forårsaget af problemer i udviklingen af et rumfly og en raket til det. Derudover var der vanskeligheder med at skaffe finansiering og organisere arbejde. I oktober dukkede en ny version af programplanen op, der igen gav mulighed for at reducere udgifterne.
DynaSoar -layout og dets skabere fra Boeing. Boeing fotos
I 1963 stod DynaSoar -projektet over for en ny konkurrent i form af Gemini -rumfartøjet. Pentagon sammenlignede de to udviklinger og forsøgte at fastslå, hvilken af dem der er af større interesse fra et militært synspunkt. Dette blev efterfulgt af tvister i militærafdelingen, på baggrund af hvilke der var rygter om ophør af arbejdet med X-20. I foråret modtog Boeing imidlertid en ny kontrakt om at fortsætte udviklingsarbejdet. Parallelt hermed fortsatte diskussionerne om fremtidig finansiering og test.
Den 20. december 1963 beordrede forsvarsminister Robert McNamara afslutningen af DynaSoar -programmet til fordel for ASSET -projektet med en tilsvarende omdirigering af finansiering. Ifølge rapporter blev der på det tidspunkt brugt 410 millioner dollars på DynaSoar -programmet. Den første flyvning krævede sammenlignelige summer og flere flere års arbejde. Projektet fik dog ikke tildelt den nødvendige tid og penge.
Spiralformet
Mens amerikansk videnskab forsøgte at skabe et rumfly, fortsatte sovjetiske specialister udviklingen af kapselskibe med ballistisk afstamning og havde stor succes i denne sag. Men bare et par år senere begyndte arbejdet i vores land at skabe et orbitalt fly. Luftfartssystemets hjemmeprojekt fik navnet "Spiral".
Model af Spiral aerospace system i startkonfiguration. Foto Epizodsspace.airbase.ru
Det vides, at en af årsagerne til, at temaet "Spiral" dukkede op, var information om de amerikanske planer om at oprette rumfly, nemlig DynaSoar -projektet. Samtidig kan det bemærkes, at den videre udvikling af astronautikken kunne udføres på forskellige måder, herunder gennem oprettelse af rumfly. Således kan "Spiral", selvom det blev skabt med øje for udenlandske prøver, betragtes som et helt eget projekt baseret på originale ideer.
Det færdige koncept for systemet, der kombinerer ideerne om et raketfly og et rumfartøj, blev foreslået i 1964 af det 30. centrale forskningsinstitut for luftvåbnet. Dette forslag interesserede lederne af luftfartsindustrien, og i 1965 dukkede en tilsvarende ordre op. I overensstemmelse hermed har A. I. Mikoyan skulle udvikle et projekt til et lovende luftfartssystem med koden "Spiral". Arbejdet med dette emne begyndte i 1966, ledet af designeren G. E. Lozino-Lozinsky.
Det 30. centrale forskningsinstitut gennemførte en væsentlig del af arbejdet, hvilket i høj grad forenklede Mikoyan Design Bureau's opgave. Instituttets specialister har dannet arkitekturen i det fremtidige kompleks, samt bestemt dets egenskaber og muligheder. Takket være dette måtte flydesignere kun udføre udviklingsarbejde. Denne fremgangsmåde gav visse fordele. Så ifølge planerne i midten af tresserne kunne den første flyvning af "Spiralen" finde sted allerede i begyndelsen af det næste årti.
Spiral flyveprofil. Figur Epizodsspace.airbase.ru
Spiralsystemet var baseret på et specielt 50-50 boosterfly med et karakteristisk udseende. Det skulle have en fejet vinge og et sæt jetmotorer med høj kraft. På den øverste del af maskinen var der tilvejebragt en platform til installation af et orbitalt rumfly med et øverste trin. Ifølge det grundlæggende koncept skulle boosteren stige til en højde af 30 km og udvikle en hastighed på omkring M = 6. Den samlede længde af en sådan maskine nåede 38 m med et vingefang på 16, 5 m. Startvægten for hele luftfartssystemet er 52 tons.
Nyttelasten til "50-50" acceleratoren var den såkaldte. orbitale fly med en raketforstærker. Rumflyet blev foreslået bygget i henhold til ordningen med en understøttende skrog, hvor den nederste del af maskinen var vingeplanet. Selve flykroppen havde en trekantet form med et variabelt tværsnit. På bilens sider faldt et par fly sammen til siderne. Der blev leveret en køl på skroget. Glideren blev foreslået fremstillet af varmebestandige stål; beklædningen modtog en særlig keramisk belægning. Ifølge beregninger skulle flyets næse på visse stadier af flyvningen varme op til 1600 ° C, hvilket krævede passende beskyttelse.
Orbitalfly "50" blev foreslået at blive udstyret med sustainer- og styringsmotorer. Med en masse på 8 tons kunne den bære en nyttelast på mindst 500 kg. Muligheden for at skabe en orbital interceptor og rekognoscering blev overvejet. Derudover var der et rumflybomberprojekt, der kunne transportere 2 tons gods. På grund af booster -flyet og raket -booster -blokken kunne Spirali -flyet stige op i baner med en højde på mindst 150 km.
Orbitalplan "50". Figur Buran.ru
Ved slutningen af årtiet færdiggjorde Mikoyan Design Bureau hovedparten af det teoretiske arbejde og forberedte udstyret til de første praktiske tests. I juli 1969 blev forsøgsapparatet BOR-1 ("Ubemandet orbitalt raketplan, det første") lanceret i et forenklet design. En tekstolit svævefly i skala 1: 3 ved hjælp af en modificeret R-12 raket blev bragt til en suborbital bane. Produktet brændte ud i atmosfæren, men tillod, at nogle data blev indsamlet. I december samme år blev BOR-2-apparatet med et andet design og en anden konfiguration lanceret. Under flyvningen mislykkedes kontrolsystemerne, og prototypen brændte ud.
Fra juli 1970 til februar 1972 blev yderligere tre lanceringer af BOR-2 prototyper udført. To endte med succes, en i fiasko. I 1973 og 1974 blev der udført to test af forbedrede BOR-3-produkter. I begge tilfælde skete der ulykker af forskellige årsager. På trods af en række ulykker og mangler gav tests af BOR -familieprodukterne en stor mængde information.
Allerede efter lanceringen af BOR -projektet blev der udstedt en ordre om at afslutte arbejdet med temaet "Spiral". Landets ledelse besluttede at kaste industriens kræfter i andre retninger. Men allerede i 1974 blev programmet genoptaget, og snart blev der opnået nye resultater. Den seneste præstation i oprettelsen af luftfartssystemet "Spiral" kan betragtes som et analogt fly "105.11", såvel som kredsløb BOR-4 og BOR-5.
En af prototyperne til BOR-3. Foto Buran.ru
"105.11" / MiG-105 var en omtrentlig kopi af "Spiral" orbitale fly, men kunne kun flyve i atmosfæren og med subsonisk hastighed. Denne maskine var beregnet til at øve nedstigning og vandret landing af rumfly. Den 11. oktober 1976 fandt den første flyvning "105.11" sted. Bilen blev bragt til en given højde og kurs ved hjælp af et Tu-95-fly. Ydermere blev mock-up droppet, og efter nedstigning landede den. Syv flyvninger fandt sted, hvorefter testene blev standset på grund af sammenbrud af prototypen.
I midten af halvfjerdserne dukkede en teknisk opgave op for at skabe et lovende genanvendeligt rumsystem-det fremtidige Energia-Buran-kompleks. I flere år argumenterede tilhængere af Spiral og Buran med hinanden og forsøgte at forsvare deres side, men snart blev problemet løst på højeste niveau. Det blev besluttet at begrænse Spiral -temaet til fordel for den mindre vovede, men lovende Buran. Samtidig var en række udviklinger af Mikoyan Design Bureau og beslægtede virksomheder planlagt til at blive brugt i et nyt projekt.
I begyndelsen af firserne fandt der i Buran -projektets interesse flere lanceringer sted af BOR -kredsløb med tal fra "4" til "6". Deres opgave var at teste den termiske beskyttelse til det fremtidige rumplan og løse andre problemer. Alle disse eksperimenter bidrog til yderligere arbejde med "Buran". Det er vigtigt, at flere prototyper, der bruges i de to luftfarts -systemprogrammer, er bevaret og nu findes på museer.
Succeser og fiaskoer
Siden slutningen af halvtredserne har de to førende lande i verden, der har udviklet deres rumprogrammer, udviklet flere dristige projekter af rumfly. Af en eller flere årsager har disse projekter imidlertid ikke været i stand til at gå for langt. I bedste fald handlede det kun om at teste analoge enheder.
Erfaren MiG-105 på Air Force Museum. Foto Wikimedia Commons
X-20 DynaSoar-projektet blev lukket på grund af talrige tekniske, organisatoriske og andre problemer, der stammede fra den ekstreme kompleksitet af den tekniske opgave. Designere og forskere formåede at løse en række vigtige spørgsmål, men disse løsninger blev ikke testet i praksis ved hjælp af et fuldgyldigt eksperimentelt rumfly. Imidlertid blev mange ideer og teknologier skabt til det første amerikanske rumfly senere brugt i nye projekter. Hovedresultatet af alt dette var Space Transportation System -komplekset og dets hovedelement - rumfærgen genanvendeligt rumfartøj.
Historien om det sovjetiske projekt "Spiral" og dets afslutning var anderledes. Det fremstod som en slags reaktion på udenlandsk udvikling, men samtidig udviklede det sig anderledes. Derudover viste det sig at være mere succesfuldt: A. I. Mikoyan udførte de nødvendige tests, herunder med suborbitalflyvninger. Hovedårsagen til afvisningen af "Spiralen" var fremkomsten af alternative forslag og projekter. På samme tid fandt udviklingen under programmet øjeblikkeligt plads i lovende projekter samt nogle eksperimentelle produkter. Faktisk "fusionerede" et projekt straks til et andet og sikrede dets udvikling.
Det er velkendt, at dristige projekter, der giver en start på nye retninger, ikke altid giver de ønskede resultater. Ikke desto mindre indsamler specialister med deres hjælp de nødvendige data og får værdifuld erfaring, som derefter kan bruges, når de opretter nye projekter. Dette er det, der bliver hovedresultatet af programmer, der ikke er særlig vellykkede ved første øjekast. For DynaSoar og Spiral ser situationen imidlertid mere kompliceret ud. Kun en version af rumflyet, der blev skabt ved hjælp af deres erfaring, nåede fuld drift, og selv den ene er allerede gået på pension.
