Idén om ett rymdplan för raketer som kunde stiga upp i en bana och återvända till jorden som ett flygplan dök upp för flera decennier sedan. Med tiden ledde dess utveckling till den s.k. orbitalflygplan, inklusive de som har funnits praktisk tillämpning. Men fram till en viss tid kunde arbetet inom detta område inte ge önskat resultat. De ledande länderna i världen har utvecklat flera rymdplanprojekt, men de gick inte längre än att testa experimentell utrustning.
Det bör noteras att all tidig utveckling av Sovjetunionen och USA inom rymdplan, även om de inte ledde till framväxten och driften av grundläggande ny teknik, fortfarande inte var värdelös. Med deras hjälp kunde specialister från ett stort antal vetenskaps- och designinstitutioner få nödvändig erfarenhet, genomföra ett antal studier och experiment och bestämma ytterligare sätt att utveckla rymdteknik. På grundval av ny teknik och utveckling skapades snart riktiga prover av rymdplan med önskade egenskaper.
X-20 DynaSoar
Det första fullvärdiga rymdplansprojektet som hade en chans att nå testflygningar är amerikanska X-20 DynaSoar. Arbetet med detta program startade hösten 1957 - bara några dagar efter lanseringen av den första artificiella jordsatelliten, gjord i Sovjetunionen. Det militära och politiska ledarskapet, liksom cheferna för den amerikanska rymdindustrin, kom fram till att det var nödvändigt att skapa sina egna rymdsystem, inklusive sådana som är lämpliga för militärt bruk.
Rymdplanet X-20 DynoSoar kommer in i atmosfären. NASA teckning
I mitten av december hölls en konferens på NACA om sätten att utveckla raket- och rymdteknik. Den diskuterade tre huvudtyper av rymdfarkoster för att transportera människor eller gods: en kapsel med sjösättning i en bana med hjälp av ett uppskjutningsfordon och återvändande längs en ballistisk bana; en orbiter av lyftkroppstypen, som kan utföra vissa manövrar; samt ett fullvärdigt rymdplan. Baserat på resultaten av diskussionerna beslutades det att utveckla begreppen en "ballistisk" kapsel och rymdplan.
I slutet av året lanserade US Air Force Research and Development Command ett nytt program med koden DynaSoar (kort för Dynamic Soaring - "dynamisk planering"), där det var planerat att utveckla rymdplanet. Kravbildningen för det framtida rymdfarkosten började, liksom insamlingen av ansökningar om deltagande i programmet. Totalt fick BBC mer än hundra förslag, men endast 10 företag var inblandade i programmet, varav några beslutade att arbeta tillsammans.
I början av våren 1958 fick flygvapnet bekanta sig med ett dussin förprojekt av DynaSoar -systemet. Utvecklingsföretagen tog olika förhållningssätt och implementerade olika koncept. Samtidigt hade en betydande del av projekten en viss likhet. De föreskrev byggandet av ett hypersoniskt raketplan, som skulle anslutas till en raket för bältesbärare. Skillnaderna var i flygplanets konstruktion, de inbyggda systemens sammansättning och uppskjutningsfordonets arkitektur. Flygvapnet ansåg att projekten från företagsgrupperna Boeing-Vought och Bell-Martin var de bästa alternativen. Det var de som utvecklades.
Separation av startbilen och rymdplanet. NASA teckning
Parallellt med jakten på vinnarna i tävlingen förhandlade militären med NACA: denna organisation skulle ge vetenskapliga och praktiska evenemang. Motsvarande överenskommelse dök upp sent på hösten 1958. Därefter arbetade FoU -byrån och flygindustrins företag tillsammans under ledning av flygvapnet. Vid denna tidpunkt beslutades att genomföra programmet i flera steg - från forskning till konstruktion och testning av stridsversionen av rymdplanet.
Under 1959 bedrev de två företagsgrupperna olika forsknings- och utvecklingsaktiviteter. Under denna period ändrade kunden kraven för rymdplanet flera gånger. I början av november valde flygvapnet vinnaren av tävlingen. Den bästa versionen av projektet föreslogs av Boeing och Vought. Det är märkligt att den senare vid detta tillfälle kraftigt hade minskat sitt deltagande i projektet - hon var bara ansvarig för några få enheter av den framtida apparaten. Martin var också involverad i projektet, som skulle utveckla det nödvändiga skjutbilen.
Utvecklingen av den framtida prototypen rymdplan började i slutet av 1959. Detta arbetsskede betecknades som fas Alpha. Att räkna ut rymdplanets utseende med arbetsbeteckningen X-20 ledde till specifika resultat. Således förändrades produktens design ständigt och flyttade sig längre och längre från grundversionen. Parallellt genomfördes utvecklingen av ett konstruktions- och testschema. Från en viss tid planerade kunden och utvecklaren att genomföra två dussin testflygningar - och detta är bara inom ramen för de första faserna.
Modell av X-20-apparaten. Boeing foton
I mitten av 1961 hade deltagarna i programmet bestämt det slutliga utseendet på det framtida raket- och rymdkomplexet. Förutom själva hypersoniska rymdfarkosten inkluderades ett specialmodifierat Titan IIIC -uppskjutningsfordon. Istället för en scen med en nyttolast föreslogs det att installera en DynaSoar -produkt på den. Trestegsraketen kan också utrustas med en särskild fjärde etapp. Den här enheten skulle ligga kvar på rymdplanet och ge en lösning på vissa problem.
X-20-projektet innebar byggandet av ett medelstort rymdplan med ett karakteristiskt utseende. Den lågt liggande deltavingen ansågs vara optimal, över vilken det fanns en flygkropp med en spetsig näskotte och ett par sidoköl. Flygkroppen föreslogs vara gjord av värmebeständiga stållegeringar och täckt med speciella keramiska paneler. Principen att kyla höljet användes också med hjälp av inre radiatorer med vätska. Inuti flygkroppen var en cockpit med en sits samt en raketmotor med flytande drivmedel och andra nödvändiga anordningar. Fordonets längd översteg inte 11 m, vingspannet var mindre än 6,5 m. Dess egen vikt var 5,16 ton.
Enligt den tidens förslag kunde guidade missiler placeras i lastrummet X-20 för att attackera mål i omloppsbana eller på jorden. Dessutom var användningen av fritt fallbomber inte utesluten. Såvitt är känt har utvecklingen av specialiserade rymd-till-rymd- och rymd-till-mark-raketer ännu inte gått utöver det preliminära forskningsstadiet.
Testpilot i cockpiten på marksimulatorn. Boeing foton
I september 1961 presenterade Boeing kunden en fullstor modell av rymdplanet. Hans godkännande skulle öppna vägen för projektet att bygga en fullvärdig prototyp. Förberedelser för testning pågick också: NASA och flygvapnet började rekrytera piloter för att delta i framtida tester. Sex piloter valdes ut för en särskild grupp. De var tvungna att utföra minst nio orbitalflygningar.
Dessa planer uppfylldes dock inte. Redan i oktober 1961, i samband med uppkomsten av konkurrerande rymdprogram, föreslogs en plan för att minska kostnaderna för X-20 DynaSoar-projektet. Detta dokument föreskrev en minskning av antalet testflygningar och en förenkling av flygprogram. På grund av detta planerades kostnaden för testerna att sänkas till 920 miljoner dollar och slutföras 1967. Det är märkligt att ett av de parallella rymdprogrammen under samma period utsattes för så hård kritik att det helt enkelt stängdes.
Men mot denna bakgrund fanns det inga skäl till glädje. Redan i februari nästa år överfördes DynaSoar -programmet till forskningskategorin, som orsakades av problem i utvecklingen av ett rymdplan och en raket för det. Dessutom fanns det svårigheter att få finansiering och organisera arbete. I oktober dök en ny version av programschemat upp, vilket återigen innebar en minskning av utgifterna.
DynaSoar -layout och dess skapare från Boeing. Boeing foton
1963 mötte DynaSoar -projektet en ny konkurrent i form av rymdfarkosten Gemini. Pentagon jämförde de två utvecklingen och försökte fastställa vilken av dem som är av större intresse ur militär synvinkel. Detta följdes av tvister inom militäravdelningen, mot vilka det gick rykten om att arbetet med X-20 skulle avslutas. Men under våren fick Boeing ett nytt kontrakt för att fortsätta utvecklingsarbetet. Parallellt fortsatte diskussionerna om framtida finansiering och testning.
Den 20 december 1963 beordrade försvarsminister Robert McNamara att DynaSoar -programmet skulle avslutas till förmån för ASSET -projektet, med en motsvarande omdirigering av finansiering. Enligt rapporter, vid den tiden, 410 miljoner dollar spenderades på DynaSoar -programmet. Den första flygningen krävde jämförbara summor och flera års arbete. Projektet tilldelades dock inte nödvändig tid och pengar.
Spiral
Medan amerikansk vetenskap försökte skapa ett rymdplan, fortsatte sovjetiska specialister utvecklingen av kapselfartyg med ballistisk härkomst och var mycket framgångsrika i denna fråga. Men bara några år senare började arbetet i vårt land för att skapa ett banflygplan. Flygsystemets inhemska projekt fick namnet "Spiral".
Modell av Spiral aerospace system i startkonfiguration. Foto Epizodsspace.airbase.ru
Det är känt att en av anledningarna till utseendet på "Spiral" -temat var information om de amerikanska planerna att skapa rymdplan, nämligen DynaSoar -projektet. Samtidigt kan det noteras att den vidare utvecklingen av astronautiken skulle kunna utföras på olika sätt, bland annat genom att skapa rymdplan. Således kan "Spiral", även om det skapades med ett öga på utländska prover, betraktas som ett helt eget projekt baserat på originalidéer.
Det färdiga konceptet för systemet, som kombinerar idéerna om ett raketplan och ett rymdfarkoster, föreslogs 1964 av det 30: e centrala forskningsinstitutet för flygvapnet. Detta förslag intresserade flygindustrins ledare, och 1965 dök en motsvarande order upp. I enlighet med det har A. I. Mikoyan skulle utveckla ett projekt för ett lovande rymdsystem med koden "Spiral". Arbetet med detta ämne började 1966, ledd av designern G. E. Lozino-Lozinsky.
Det 30: e centrala forskningsinstitutet slutförde en betydande del av arbetet, vilket förenklade uppgiften för Mikoyan Design Bureau. Institutets specialister har utformat arkitekturen för det framtida komplexet, liksom bestämt dess egenskaper och kapacitet. Tack vare detta fick flygplanskonstruktörer bara utföra utvecklingsarbete. Detta tillvägagångssätt gav vissa fördelar. Så, enligt planerna i mitten av sextiotalet, skulle den första flygningen i "Spiralen" kunna äga rum redan i början av nästa decennium.
Spiral flygprofil. Figur Epizodsspace.airbase.ru
Spiralsystemet baserades på ett speciellt 50-50 boosterflygplan med ett karakteristiskt utseende. Den skulle ha en svepad vinge och en uppsättning jetmotorer med hög dragkraft. På maskinens övre del fanns en plattform för installation av ett orbital rymdplan med ett övre steg. Enligt grundkonceptet skulle boostern stiga till en höjd av 30 km och utveckla en hastighet på cirka M = 6. Den totala längden på en sådan maskin nådde 38 m med ett vingspann på 16, 5 m. Startvikten för hela rymdsystemet är 52 ton.
Nyttolasten för "50-50" -acceleratorn var den s.k. orbitalflygplan med en raketförstärkare. Rymdplanet föreslogs byggas enligt schemat med en stödkropp, där den nedre delen av maskinen var vingplanet. Kroppen själv hade en triangulär form med ett variabelt tvärsnitt. På bilens sidor fanns ett par plan som föll ihop till sidorna. En köl fanns på flygkroppen. Glidplanet föreslogs vara tillverkat av värmebeständigt stål; beklädnaden fick en speciell keramisk beläggning. Enligt beräkningar fick flygkroppens näsa vid vissa stadier av flygningen värmas upp till 1600 ° C, vilket krävde lämpligt skydd.
Orbitalflygplan "50" föreslogs att utrustas med hållarmotorer och styrmotorer. Med en massa på 8 ton kan den bära en nyttolast på minst 500 kg. Möjligheten att skapa en banbrytare och spaning övervägdes. Dessutom fanns det ett rymdplan bombplan projekt som kunde bära 2 ton last. På grund av förstärkningsplanet och raketförstärkningsblocket kunde Spirali -planet stiga upp i banor med en höjd av minst 150 km.
Orbitalplan "50". Figur Buran.ru
I slutet av decenniet slutförde Mikoyan Design Bureau huvuddelen av det teoretiska arbetet och förberedde utrustningen för de första praktiska testerna. I juli 1969 lanserades experimentapparaten BOR-1 ("Unmanned orbital raketplan, det första") av en förenklad design. Ett textolitglider i skala 1: 3 med hjälp av en modifierad R-12-raket fördes till en suborbital bana. Produkten brann ut i atmosfären, men tillät viss data att samlas in. I december samma år lanserades BOR-2-apparaten med en annan design och konfiguration. Under flygningen misslyckades kontrollsystemen och prototypen brann ut.
Från juli 1970 till februari 1972 genomfördes ytterligare tre lanseringar av BOR-2-prototyper. Två slutade med framgång, en i misslyckande. 1973 och 1974 genomfördes två tester av förbättrade BOR-3-produkter. I båda fallen inträffade olyckor av olika skäl. Trots ett antal olyckor och brister gav tester av BOR -familjens produkter en stor mängd information.
Redan efter lanseringen av BOR -projektet utfärdades en order om att avsluta arbetet med temat "Spiral". Landets ledning beslutade att kasta industrins krafter i andra riktningar. Men redan 1974 återupptogs programmet och snart fick nya resultat. Den senaste prestationen i skapandet av rymdsystemet "Spiral" kan betraktas som ett analogt flygplan "105,11", liksom banor BOR-4 och BOR-5.
En av prototyperna till BOR-3. Foto Buran.ru
"105.11" / MiG-105 var en ungefärlig kopia av "Spiral" -planet, men kunde bara flyga i atmosfären och med subsonisk hastighet. Denna maskin var avsedd för övning av nedstigning och horisontell landning av rymdplan. Den 11 oktober 1976 ägde den första flygningen "105.11" rum. Bilen fördes till en given höjd och kurs med ett flygplan från Tu-95. Vidare tappades mock-up, och efter att ha sjunkit landade den. Sju flygningar ägde rum, varefter testerna stoppades på grund av att prototypen gick sönder.
I mitten av sjuttiotalet dök det upp en teknisk uppgift för att skapa ett lovande återanvändbart rymdsystem-det framtida Energia-Buran-komplexet. Under flera år argumenterade anhängare av Spiral och Buran med varandra och försökte försvara sin sida, men snart löstes frågan på högsta nivå. Det beslutades att begränsa Spiral -temat till förmån för den mindre vågade men lovande Buran. Samtidigt planerades ett antal utvecklingar av Mikoyan Design Bureau och närstående företag att användas i ett nytt projekt.
I början av åttiotalet, i Buran -projektets intresse, skedde flera lanseringar av BOR -banor med siffror från "4" till "6". Deras uppgift var att testa det termiska skyddet för det framtida rymdplanet och lösa andra problem. Alla dessa experiment bidrog till ytterligare arbete med "Buran". Viktigare är att flera prototyper som används i de två flyg- och rymdsystemprogrammen har bevarats och finns nu på museer.
Framgångar och misslyckanden
Sedan slutet av femtiotalet har de två ledande länderna i världen, som utvecklat sina rymdprogram, utvecklat flera vågade rymdplansprojekt. Av ett antal skäl av ett eller annat slag har dessa projekt dock inte kunnat gå för långt. I bästa fall handlade det bara om att testa analoga enheter.
Erfaren MiG-105 på Air Force Museum. Foto Wikimedia Commons
X-20 DynaSoar-projektet stängdes på grund av många tekniska, organisatoriska och andra problem, som härrörde från den extrema komplexiteten i den tekniska uppgiften. Designers och forskare lyckades lösa ett antal viktiga frågor, men dessa lösningar testades inte i praktiken med hjälp av ett fullvärdigt experimentellt rymdplan. Många idéer och tekniker som skapades för det första amerikanska rymdplanet användes dock senare i nya projekt. Huvudresultatet av allt detta var rymdtransportsystemkomplexet och dess huvudelement - rymdfärjan för återanvändning av rymdfärjan.
Historien om det sovjetiska projektet "Spiral" och dess genomförande var annorlunda. Det framstod som ett slags svar på utländsk utveckling, men samtidigt utvecklades det annorlunda. Dessutom visade det sig vara mer framgångsrikt: A. I. Mikoyan genomförde nödvändiga tester, bland annat med suborbitalflygningar. Den främsta orsaken till avvisandet av "Spiralen" var framväxten av alternativa förslag och projekt. Samtidigt fann utvecklingen under programmet omedelbart en plats i lovande projekt, liksom några experimentella produkter. Faktum är att ett projekt omedelbart "slogs samman" i ett annat och säkerställde dess utveckling.
Det är välkänt att djärva projekt som ger en början på nya riktningar kanske inte alltid ger önskat resultat. Men med deras hjälp samlar specialister in nödvändig data och får värdefull erfarenhet, som sedan kan användas när du skapar nya projekt. Detta är det som blir huvudresultatet av program som inte är särskilt framgångsrika vid första anblicken. Men när det gäller DynaSoar och Spiral ser situationen mer komplicerad ut. Endast en version av rymdplanet, som skapats med hjälp av deras erfarenhet, nådde full drift, och även det har redan gått till pension.
