Sredi prejšnjega stoletja so se reaktivna letala s posadko, ki so postopoma obvladala nove hitrosti in višine, lahko približala pragu vesolja.
Ameriški izziv
Prve uspehe so dosegli Američani: 14. oktobra 1947 je poskusni pilot Chuck Yeager na poskusnem raketnem letalu X-1 padel iz "leteče trdnjave" B-29 že 12. decembra 1953 na izboljšani X-1A raketnega letala, je dosegel največjo hitrost 2655 km / h (M = 2, 5) na nadmorski višini več kot 21 km. Leta 1953 so se začeli preizkusi raketnega letala X -2, na katerem je bila 25. julija 1956 dosežena rekordna hitrost v vodoravnem letu 3360 km / h, v začetku septembra 1956 pa višina 38 430 m.
Junija 1954 so ZDA začele preskusni program za hipersonično krilato raketno letalo Kh-15, ki je moralo izpod krila preoblikovanega strateškega bombnika B-52 razviti hitrost, šestkrat večjo od hitrosti zvoka v nekaj minut in doseči nadmorsko višino 76 km! Let prvega vzorca pod krilom letala je bil zaključen 10. maja 1959, 8. junija pa se je X-15 prvič ločil od B-52 in opravil samostojen jadralni let. Prva aktivacija raketnega motorja je bila izvedena 17. septembra, pri nadaljnjih preizkusnih poletih pa so se rekordi »sesuli« drug za drugim - 4. avgusta 1960 je bila dosežena hitrost 3514 km / h, 12. avgusta pa - nadmorska višina 41.605 m; 7. marca 1961 je Kh-15 dosegel hitrost 4264 km / h, v letu 31. marca je bila vzeta višina 50.300 metrov; 21. aprila je bila dosežena hitrost 5033 km / h, 12. septembra - že 5832 km / h. Enokilometrsko črto, ki velja za "uradno" mejo vesolja, so prečkali 22. avgusta 1963 - največja višina leta je bila 107.906 m!
Vesoljski smučar
Navdihnjene za uspeh X-15 so ameriške letalske sile začele z razvojem vojaškega vesoljskega raketnega letala v okviru projekta Dyna Soar (iz Dynamic Soaring). Raketno letalo, imenovano X-20, naj bi letelo s hitrostjo 24.000 km / h in je bilo dejansko razvoj ideje o nemškem vesoljskem bombniku Zenger (glej "PM" # 8'2004). To ni presenetljivo, saj so bili ključni inženirski položaji v ameriškem vesoljskem programu nemški strokovnjaki. Novo raketno letalo naj bi bilo oboroženo z raketami vesolje-vesolje, vesolje-zrak in vesolje-zemlja ter običajnimi bombami. Spodnja površina X-20 je bila prekrita s kovinskim toplotnim ščitom iz molibdena, ki prenese temperature do 1480 ° C, sprednji robovi krila so bili iz zlitine molibdena, ki je zdržala temperature do 1650 ° C. Posamezni deli vozila, ki so bili ob vstopu v ozračje segreti do 2371 ° C, zaščiteni z ojačanim grafitom in cirkonijevo polkrožno kapico v nosu trupa ali obloženi s keramično izolacijsko prevleko iz niobija. Pilot je bil nameščen na izmetnem sedežu in je reševal le pri podzvočni hitrosti. Kokpit je bil opremljen s stranskimi okni in vetrobranskim steklom, zaščitenim s toplotnimi ščitniki, ki so jih spustili tik pred pristankom. Tovor, ki tehta do 454 kg, je bil postavljen v prostor za petelinom. Podvozje je bilo sestavljeno iz treh zložljivih opornikov, opremljenih s smučmi.
Toda za razliko od svojega nemškega predhodnika X-20 ni bil vesoljsko letalo v pravem pomenu besede. Začeti naj bi se iz rta Canaveral na tradicionalen način na vrhu nosilne rakete Titan-IIIC, ki je izstrelila raketno letalo v orbito z nadmorsko višino 97,6 km. Poleg tega se je moral X-20 pospešiti sam z uporabo lastnih raketnih motorjev ali pa je po nepopolni orbiti načrtovati Edwards AFB. Načrtovano je bilo, da bo prvi spust z letala B-52 opravljen že leta 1963, prvi let brez posadke bo novembra 1964, prvi let s posadko pa maja 1965. Vendar je ta vojaški program tiho umrl prej, ne da bi se lahko kosal s preprosto in poceni rešitvijo - pošiljanje astronavtov v vesolje z balistično raketo v kapsuli pod pritiskom, ki jo je izvedla civilna organizacija NASA.
Prepozni odgovor
Ironično, v trenutku, ko so Američani zaključevali svoj program raketnih jadralnih letal s posadko, se je ZSSR, navdušena nad rekordi X-15, odločila, da Ameriko "dohiti in prehiti". Leta 1965 je bil OKB-155 Artem Mikoyan zadolžen, da vodi dela na orbitalnih in hiperzvočnih letalih, natančneje, pri ustvarjanju dvostopenjskega vesoljskega sistema "Spiral". Temo je nadzoroval Gleb Lozino-Lozinsky.
115-tonsko "Spiralo" je sestavljalo 52-tonsko hipersonično pospeševalno letalo z indeksom "50-50" in 8,8-tonsko orbitalno letalo s posadko (indeks "50") s 54-tonsko dvo odrski raketni ojačevalnik. Ojačevalnik je dosegel hipersonično hitrost 1800 m / s (M = 6), nato pa se je po ločitvi stopnic na nadmorski višini 28-30 km vrnil na letališče. Orbitalna ravnina je z raketnim ojačevalnikom, ki deluje na gorivo vodikov fluorid (F2 + H2), vstopila v delovno orbito.
Ojačevalno letalo
Okrepčevalna posadka je bila nastanjena v dvosedežni kabini pod tlakom s potisnimi sedeži. Živo letalo je bilo skupaj z raketnim ojačevalnikom pritrjeno od zgoraj v posebno škatlo, pri čemer sta nos in rep zaprta s kritinami.
Za pospeševanje je kot gorivo uporabil utekočinjen vodik, ki je bil doveden v blok štirih turboreaktivnih motorjev AL-51, ki jih je razvil Arkhip Lyulka, ki so imeli skupni dovod zraka in so delovali na eni nadzvočni zunanji ekspanzijski šobi. Značilnost motorjev je bila uporaba vodikovih hlapov za pogon turbine. Druga temeljna inovacija je integriran, nastavljiv hiperzvočni dovod zraka, ki je za stiskanje zraka, ki vstopa v turbine, uporabil skoraj celoten sprednji del spodnje površine krila. Ocenjeni doseg letenja pospeševalnika z obremenitvijo je bil 750 km, pri letenju kot izvidniško letalo pa več kot 7000 km.
Orbitalna ravnina
Bojno enosedežno orbitalno letalo s posadko za večkratno uporabo z dolžino 8 m in razponom kril 7,4 m je bilo izvedeno po shemi "nosilno telo". Zaradi izbrane aerodinamične postavitve so od celotnega razpona imele pometene krilne konzole le 3,4 m, preostala nosilna površina pa je bila povezana s širino trupa. Konzole kril med prehodom odseka za tvorbo plazme (izstrelitev v orbito in začetna faza spuščanja) so bile odklonjene navzgor, da se izključi neposreden toplotni tok okoli njih. V atmosferskem odseku spusta je orbitalna ravnina razgrnila krila in prešla v vodoravni let.
Orbitalni manevrirni motorji in dva zasilna raketna motorja s tekočim pogonom so delovali na visoko vrelem gorivu AT-NDMG (dušikov tetraksid in asimetrični dimetilhidrazin), podobno kot pri bojnih balističnih raketah, ki so ga pozneje nameravali zamenjati z okolju prijaznejšim fluorom. gorivo na osnovi. Zaloge goriva so zadostovale za let, ki je trajal do dva dni, vendar je bilo treba glavno nalogo orbitalnega letala opraviti v prvih 2-3 orbitah. Bojna obremenitev je bila 500 kg za izvidniško in prestreževalno varianto ter 2 toni za vesoljski bombnik. Fotografska oprema ali izstrelki so bili nameščeni v oddelku za snemljivo pilotsko kabino-kapsulo, ki je omogočila reševanje pilota na kateri koli stopnji leta. Pristanek je bil izveden z uporabo turboreaktivnega motorja na umazanem letališču s hitrostjo 250 km / h na štiristepenskem podvozju.
Za zaščito vozila pred segrevanjem med zaviranjem v ozračju je bil iz plošč iz toplotno odpornega jekla VNS in zlitin niobija, razporejenih po principu "ribjih lusk", nameščen kovinski zaslon, ki ščiti pred toploto. Zaslon je bil obešen na keramične ležaje, ki so igrali vlogo toplotnih ovir, in ko je temperatura ogrevanja nihala, je samodejno spremenil svojo obliko in ohranil stabilen položaj glede na telo. Tako so oblikovalci v vseh načinih upali zagotoviti konstantnost aerodinamične konfiguracije.
Dvostopenjska izstrelitvena enota za enkratno uporabo je bila priklopljena na orbitalno ravnino, na prvi stopnji katere so bili štirje raketni motorji na tekoče gorivo s potiskom 25 tf, na drugi pa eden. Prvič je bilo načrtovano, da se kot gorivo uporabi tekoči kisik in vodik, kasneje pa prehod na fluor in vodik. Stopnje pospeševalnika, ko je bilo letalo postavljeno v orbito, so bile zaporedno ločene in padle v ocean.
Mitski načrti
Načrt dela na projektu je predvideval izdelavo do leta 1968 analoga orbitalnega letala z višino letenja 120 km in hitrostjo M = 6-8, padlo s strateškega bombnika Tu-95, nekakšen odziv na ameriški zapisni sistem-B-52 in X-15.
Do leta 1969 je bilo načrtovano ustvariti eksperimentalno orbitalno letalo s posadko EPOS, ki je v celoti podobno bojnemu orbitalnemu letalu, ki bi ga v orbito izstrelila raketa nosilec Soyuz. Leta 1970 naj bi tudi pospeševalnik začel leteti - najprej na petrolej, dve leti kasneje pa na vodik. Celoten sistem naj bi v vesolje izstrelili leta 1973. Od tega celotnega grandioznega programa so bili v zgodnjih sedemdesetih letih zgrajeni samo trije EPOS - eden za raziskovanje letenja s podzvočno hitrostjo, drugi za nadzvočne raziskave in eden za doseganje hiperzvoka. Toda le prvemu modelu je bilo usojeno, da se dvigne v zrak maja 1976, ko so bili vsi podobni programi v ZDA že opuščeni. EPOS je po neuspešnem pristanku septembra 1978, ko je opravil nekaj več kot ducat letov, prejel manjšo škodo in se ni več dvignil v zrak. Po tem je bilo že tako skromno financiranje programa skrajšano - obrambno ministrstvo je bilo že zaposleno pri razvoju drugega odziva na Američane - sistema Energia - Buran.
Zaklenjena tema
Kljub uradnemu zaključku programa Spiral porabljeno delo ni bilo zaman. Ustvarjena podlaga in izkušnje, pridobljene pri delu na "Spirali", so močno olajšale in pospešile gradnjo vesoljskega plovila za večkratno uporabo "Buran". Gleb Lozino-Lozinsky je z pridobljenimi izkušnjami vodil ustvarjanje jadralnega letala Buran. Bodoči kozmonavt Igor Volk, ki je letel na podzvočnem analognem sistemu EPOS, je bil nato prvi, ki je letel z atmosferskim analogom Burana BTS-002, in postal poveljnik odreda testnih pilotov v okviru programa Buran.
