Орбитаға көтеріліп, ұшақ тәрізді Жерге оралуға қабілетті зымыран ғарыштық ұшақ идеясы бірнеше ондаған жылдар бұрын пайда болды. Уақыт өте келе оның дамуы деп аталатын нәрсеге әкелді. орбиталық әуе кемелері, соның ішінде практикалық қолдану тапқан. Алайда, белгілі бір уақытқа дейін бұл бағыттағы жұмыс қажетті нәтиже бере алмады. Әлемнің жетекші елдері ғарыштық ұшақтардың бірнеше жобасын жасады, бірақ олар эксперименттік қондырғыларды сынаудан басқа ілгерілемеді.
Айта кету керек, КСРО мен АҚШ -тың ғарыштық ұшақтар саласындағы барлық алғашқы дамуы, олар түбегейлі жаңа технологияның пайда болуына және жұмысына әкелмесе де, әлі де пайдасыз болған жоқ. Олардың көмегімен көптеген ғылыми -конструкторлық мекемелердің мамандары қажетті тәжірибе жинақтап, бірқатар зерттеулер мен эксперименттер жүргізіп, ғарыш техникасын дамытудың одан әрі жолдарын анықтай алды. Жаңа технологиялар мен әзірлемелер негізінде көп ұзамай қажетті сипаттамалары бар ғарыштық ұшақтардың нақты үлгілері жасалды.
X-20 DynaSoar
Сынақ рейстеріне жетуге мүмкіндік алған ғарыштық ұшақтың алғашқы толыққанды жобасы-американдық X-20 DynaSoar. Бұл бағдарлама бойынша жұмыс 1957 жылдың күзінде басталды - КСРО -да жасалған Жердің бірінші жасанды жер серігі ұшырылғаннан бірнеше күн өткен соң. Әскери және саяси басшылық, сондай -ақ АҚШ -тың аэроғарыш өнеркәсібінің басшылары өздерінің ғарыштық жүйелерін, соның ішінде әскери қолдануға жарамдыларын құру қажет деген қорытындыға келді.
X-20 DynoSoar ғарыш ұшағы атмосфераға енуде. NASA суреті
Желтоқсанның ортасында NACA-да зымыран мен ғарыштық техниканы дамыту жолдарына арналған конференция өтті. Онда адамдарды немесе жүкті тасымалдауға арналған ғарыш аппараттарының үш негізгі түрі талқыланды: зымыран тасығыштың көмегімен орбитаға шығарылатын және баллистикалық траектория бойымен оралатын капсула; көтергіш дене түріндегі орбита, кейбір маневр жасауға қабілетті; сондай-ақ толыққанды орбиталық ғарыштық ұшақ. Талқылау нәтижелері бойынша «баллистикалық» капсула мен ғарыштық ұшақ туралы түсініктерді әзірлеу туралы шешім қабылданды.
Жылдың соңында АҚШ Әуе күштерін зерттеу және дамыту қолбасшылығы DynaSoar коды бар жаңа бағдарламаны іске қосты (Динамикалық көтерілудің қысқаша мағынасы - «динамикалық жоспарлау»), онда ғарыштық ұшақты жасау жоспарланған болатын. Болашақ ғарыш кемесіне талаптарды қалыптастыру басталды, сонымен қатар бағдарламаға қатысуға өтінімдер жиналды. ВВС -ге барлығы жүзден астам ұсыныс түсті, бірақ бағдарламаға тек 10 компания тартылды, олардың кейбіреулері бірлесіп жұмыс істеуге шешім қабылдады.
1958 жылдың көктемінде Әуе күштері DynaSoar жүйесінің ондаған алдын ала жобаларымен танысты. Әзірлеуші компаниялар әр түрлі көзқарастарды қолданып, әр түрлі тұжырымдамаларды енгізді. Сонымен қатар, жобалардың едәуір бөлігі белгілі бір ұқсастыққа ие болды. Олар күшейткіш зымыранға қосылатын гипертониялық зымыран ұшағының құрылысын қарастырды. Ұшақтың конструкциясында, борттық жүйелердің құрамында және ұшыру қондырғысының архитектурасында айырмашылықтар болды. Әуе күштері Boeing-Vought және Bell-Martin компаниялар тобының жобаларын ең жақсы нұсқа деп санады. Дәл солар дамыған.
Зымыран -тасығыш пен ғарыштық ұшақтың бөлінуі. NASA суреті
Байқау жеңімпаздарын іздеумен қатар, әскерилер NACA -мен келіссөздер жүргізді: бұл ұйым ғылыми және практикалық іс -шаралар өткізуі керек еді. Сәйкес келісім 1958 жылдың күзінің соңында пайда болды. Содан кейін ҒЗТКЖ мен авиация өнеркәсібі компаниялары ӘӘК басшылығымен бірге жұмыс жасады. Осы уақытқа дейін бағдарламаны бірнеше кезеңмен - ғарыш ұшағының жауынгерлік нұсқасын зерттеуден және сынауға дейін жүзеге асыру туралы шешім қабылданды.
1959 жылдың ішінде екі компания тобы әр түрлі ғылыми -зерттеу жұмыстарын жүргізді. Осы уақыт ішінде тапсырыс беруші ғарыштық ұшаққа қойылатын талаптарды бірнеше рет өзгертті. Қараша айының басында Әуе күштері конкурстың жеңімпазын таңдады. Жобаның ең жақсы нұсқасын Boeing және Vought ұсынды. Бір қызығы, осы уақытқа дейін оның жобаға қатысуы күрт төмендеді - ол болашақ аппараттың бірнеше бірлігіне ғана жауап берді. Мартин сонымен қатар қажетті зымыран тасығышты жасау жобасына қатысты.
Болашақ ғарыштық ұшақтың прототипін жасау 1959 жылдың соңында басталды. Жұмыстың бұл кезеңі Альфа фазасы деп белгіленді. X-20 жұмыс белгісімен ғарыш ұшағының сыртқы түрін жасау нақты нәтижелерге әкелді. Осылайша, өнімнің дизайны үнемі өзгеріп отырды және негізгі нұсқадан әрі қарай жылжи бастады. Сонымен қатар құрылыс пен сынақ кестесін әзірлеу жүргізілді. Белгілі бір уақыттан бастап тапсырыс беруші мен әзірлеуші екі ондаған сынақ рейсін өткізуді жоспарлады - бұл тек бірінші кезеңдер шеңберінде.
X-20 аппаратының моделі. Боинг фотосуреттері
1961 жылдың ортасына қарай бағдарламаға қатысушылар болашақ зымыран -ғарыш кешенінің соңғы көрінісін анықтады. Гиперсониялық ғарыш кемесінен басқа, оған арнайы модификацияланған Titan IIIC зымыран тасығышы енгізілді. Пайдалы жүктемесі бар сатының орнына оған DynaSoar өнімін орнату ұсынылды. Үш сатылы зымыран арнайы төртінші сатымен де жабдықталуы мүмкін. Бұл қондырғы кейбір мәселелерді шешуді қамтамасыз ететін ғарыштық ұшақта қалуы керек еді.
X-20 жобасы өзіне тән келбеті бар орташа өлшемді ғарыштық ұшақтың құрылысын қамтыды. Төмен орналасқан дельта қанаты оңтайлы деп саналды, оның үстінде мұрынды конусы бар конусы мен жұп бүйірлік фильтрі болды. Ұшақтың қаңқасы ыстыққа төзімді болат қорытпаларынан жасалған және арнайы керамикалық панельдермен қапталған болуы ұсынылды. Корпусты салқындату принципі сұйықтық қосылған ішкі радиаторлардың көмегімен де қолданылды. Фюзеляждың ішінде бір орындық кокпит, сондай-ақ сұйық отынды зымыран қозғалтқышы және басқа да қажетті құрылғылар болды. Көліктің ұзындығы 11 м -ден аспады, қанатының ұзындығы 6,5 м -ден аз болды, меншікті салмағы 5,16 т.
Сол кездегі ұсыныстарға сәйкес, орбитадағы немесе Жердегі нысандарға шабуыл жасау үшін Х-20 жүк шығанағына басқарылатын зымырандар орналастырылуы мүмкін еді. Сонымен қатар, еркін түсетін бомбалардың қолданылуы да жоққа шығарылмады. Белгілі болғандай, ғарыштан-ғарышқа және ғарыштан-жерге арнайы мамандандырылған зымырандардың дамуы әзірге алдын ала зерттеу кезеңінен шықпады.
Жердегі тренажер кабинасында сынақшы. Боинг фотосуреттері
1961 жылдың қыркүйегінде Boeing тапсырыс берушіге ғарыштық ұшақтың толық өлшемді моделін сыйға тартты. Оның мақұлдауы жобаның толыққанды прототипін жасауға жол ашады. Тестілеуге дайындық жұмыстары да жүргізілуде: NASA мен ӘӘК болашақ сынақтарға қатысу үшін ұшқыштарды жинай бастады. Арнайы топқа алты ұшқыш таңдалды. Олар кем дегенде тоғыз орбиталық ұшуды орындауға мәжбүр болды.
Алайда бұл жоспарлар орындалмады. 1961 жылдың қазанында бәсекелес ғарыштық бағдарламалардың пайда болуына байланысты X-20 DynaSoar жобасының шығындарын төмендету жоспары ұсынылды. Бұл құжат сынақ рейстерінің санын азайтуды және ұшу бағдарламаларын жеңілдетуді қарастырды. Осының арқасында сынақтардың құнын 920 миллион долларға дейін төмендету жоспарланды және 1967 жылға дейін аяқталды. Бір мезгілде параллель ғарыштық бағдарламалардың бірі осындай қатал сынға ұшырап, жабылып қалғаны қызық.
Алайда, бұл жағдайда қуанышқа себеп жоқ еді. Келесі жылдың ақпанында DynaSoar бағдарламасы ғарыш ұшағы мен оған арналған зымыран жасау проблемаларынан туындаған зерттеулер санатына ауыстырылды. Сонымен қатар, қаржыландыру алу мен жұмысты ұйымдастыруда қиындықтар болды. Қазан айында бағдарлама кестесінің жаңа нұсқасы пайда болды, ол тағы да шығындарды қысқартуды қарастырады.
DynaSoar макеті және оны Boeing -тен құрушылар. Боинг фотосуреттері
1963 жылы DynaSoar жобасы Gemini ғарыш кемесі түрінде жаңа бәсекелеске тап болды. Пентагон екі оқиғаны салыстырып, олардың қайсысы әскери тұрғыдан көбірек қызығушылық тудыратынын анықтауға тырысты. Осыдан кейін әскери кафедрада даулар пайда болды, олардың аясында Х-20-дағы жұмысты тоқтату туралы қауесеттер болды. Алайда, көктемде Боинг даму жұмыстарын жалғастыру үшін жаңа келісімшарт алды. Сонымен қатар, болашақта қаржыландыру мен тестілеу бойынша талқылаулар жалғасты.
1963 жылы 20 желтоқсанда Қорғаныс хатшысы Роберт Макнамара DynaSoar бағдарламасын ASSET жобасының пайдасына тоқтатуды бұйырды, сәйкесінше қаржыландыру қайта бағытталды. Мәліметтерге сәйкес, сол кезде DynaSoar бағдарламасына 410 миллион доллар жұмсалған. Бірінші рейс салыстырмалы соманы және тағы бірнеше жыл жұмыс істеуді қажет етті. Алайда жобаға қажетті уақыт пен ақша бөлінбеді.
«Спираль»
Американдық ғылым ғарыштық ұшақ жасауға тырысқанда, кеңес мамандары баллистикалық түсетін капсулалық кемелердің дамуын жалғастырды және бұл мәселеде өте табысты болды. Алайда, бірнеше жылдан кейін ғана біздің елде орбиталық ұшақ жасау бойынша жұмыс басталды. Аэроғарыштық жүйенің отандық жобасы «Спираль» деп аталды.
Ұшу конфигурациясындағы спиральды аэроғарыштық жүйенің моделі. Фото Epizodsspace.airbase.ru
Белгілі болғандай, «Спираль» тақырыбының пайда болуының бір себебі американдықтардың ғарыштық ұшақтарды жасау жоспары туралы ақпарат болды, атап айтқанда DynaSoar жобасы. Сонымен қатар, космонавтиканың одан әрі дамуы әр түрлі жолдармен, соның ішінде ғарыштық ұшақтар жасау арқылы жүзеге асырылуы мүмкін екенін атап өтуге болады. Осылайша, «Спираль», ол шетелдік үлгілерге назар аудару арқылы жасалғанына қарамастан, түпнұсқалық идеяларға негізделген толықтай меншікті жоба деп санауға болады.
Зымыран ұшақ пен ғарыш кемесінің идеяларын біріктіретін жүйенің дайын тұжырымдамасы 1964 жылы 30 -шы әуе күштері орталық ғылыми -зерттеу институтымен ұсынылды. Бұл ұсыныс авиация өнеркәсібінің көшбасшыларын қызықтырды, ал 1965 жылы тиісті бұйрық пайда болды. Соған сәйкес А. И. Микоян «Спираль» коды бар перспективалы аэроғарыштық жүйенің жобасын әзірлеуге тиіс еді. Бұл тақырып бойынша жұмыс 1966 жылы дизайнер Г. Е. Лозино-Лозинский.
30 -шы орталық ғылыми -зерттеу институты жұмыстың маңызды бөлігін аяқтады, бұл Микоян конструкторлық бюросының міндетін айтарлықтай жеңілдетті. Институт мамандары болашақ кешеннің архитектурасын қалыптастырды, сонымен қатар оның сипаттамалары мен мүмкіндіктерін анықтады. Осының арқасында ұшақ конструкторлары тек әзірлеу жұмыстарын жүргізуге мәжбүр болды. Бұл тәсіл белгілі бір артықшылықтар берді. Сонымен, алпысыншы жылдардың ортасындағы жоспарларға сәйкес, «Спиральдың» алғашқы ұшуы келесі онжылдықтың басында-ақ орын алуы мүмкін еді.
Спиральды ұшу профилі. Сурет Epizodsspace.airbase.ru
Спиральдық жүйе 50-50 типті арнайы күшейткіш ұшаққа негізделген. Оның қанаты сыпырылған және жоғары серпімді реактивті қозғалтқыштар жиынтығы болуы керек еді. Машинаның жоғарғы бөлігінде жоғарғы сатысы бар орбиталық ғарыштық ұшақты орнатуға арналған платформа қарастырылған. Негізгі тұжырымдамаға сәйкес, күшейткіш 30 км биіктікке көтеріліп, шамамен M = 6 жылдамдықты дамытуы керек еді. Мұндай машинаның жалпы ұзындығы 38 м -ге жетті, қанатының ұзындығы 16, 5 м. Барлық аэроғарыштық жүйенің ұшу салмағы 52 тоннаны құрайды.
«50-50» үдеткішінің пайдалы жүктемесі деп аталатын болды. зымыран күшейткіші бар орбиталық ұшақтар. Ғарыш ұшағын тірек фюзеляжі бар схемаға сәйкес жасау ұсынылды, онда машинаның төменгі бөлігі қанатты жазықтық болды. Фюзеляждың көлденең қимасы ауыспалы үшбұрышты пішіні болды. Автокөліктің бүйірлерінде екі ұшақ екі жаққа құлаған. Фюзеляжға киль берілді. Планерді ыстыққа төзімді болаттардан жасау ұсынылды; қаптау арнайы керамикалық жабынды алды. Есептеулерге сәйкес, ұшудың белгілі бір кезеңінде фюзеляждың мұрны 1600 ° C дейін қызуы керек еді, бұл тиісті қорғауды қажет етті.
Орбиталық «50» ұшағына тірек және рульдік қозғалтқыштармен жабдықтау ұсынылды. Массасы 8 тонна, ол кемінде 500 кг жүк көтере алады. Орбиталық ұстағыш пен барлауды құру мүмкіндігі қарастырылды. Сонымен қатар, 2 тонна жүк тасымалдай алатын ғарыштық ұшақ бомбалаушы жобасы болды. Күшейткіш ұшақ пен зымыран күшейткіш блогының арқасында Spirali ұшағы кемінде 150 км биіктіктегі орбитаға көтеріле алды.
Орбиталық ұшақ «50». Сурет Buran.ru
Онжылдықтың соңына қарай Микоян конструкторлық бюросы теориялық жұмыстың негізгі бөлігін аяқтап, жабдықты алғашқы практикалық сынақтарға дайындады. 1969 жылдың шілдесінде BOR-1 эксперименттік аппараты («ұшқышсыз орбиталық зымырандық ұшақ, бірінші») іске қосылды. Суборбитальды траекторияға модификацияланған R-12 зымыранының көмегімен масштабы 1: 3 болатын текстолитті планер әкелінді. Өнім атмосферада жанып кетті, бірақ кейбір деректерді жинауға мүмкіндік берді. Сол жылдың желтоқсанында конструкциясы мен конфигурациясы басқа БОР-2 аппараты іске қосылды. Ұшу кезінде басқару жүйелері істен шығып, прототипі жанып кетті.
1970 жылдың шілдесінен 1972 жылдың ақпанына дейін БОР-2 прототиптерінің тағы үш ұшырылымы жасалды. Екеуі сәтті аяқталды, біреуі сәтсіз болды. 1973 және 1974 жылдары жетілдірілген БОР-3 өнімдерінің екі сынағы жүргізілді. Екі жағдайда да жазатайым оқиғалар әр түрлі себептерге байланысты болды. Бірқатар апаттар мен кемшіліктерге қарамастан, BOR отбасылық өнімдерінің сынақтары үлкен көлемде ақпарат берді.
BOR жобасы іске қосылғаннан кейін «Спираль» тақырыбындағы жұмысты тоқтату туралы бұйрық шығарылды. Ел басшылығы өнеркәсіптік күштерді басқа бағытқа лақтыруға шешім қабылдады. Алайда, 1974 жылы бағдарлама қайта жанданды, көп ұзамай жаңа нәтижелер алынды. «Спираль» аэроғарыштық жүйесін құрудағы соңғы жетістік «105.11» аналогты ұшағын, сондай-ақ БОР-4 және БОР-5 орбиталарын қарастыруға болады.
BOR-3 прототиптерінің бірі. Фото Buran.ru
«105.11» / МиГ-105 «Спираль» орбиталық ұшағының шамамен көшірмесі болды, бірақ атмосферада және дыбыс асты жылдамдығымен ғана ұшатын. Бұл машина ғарыштық ұшақтардың түсуі мен көлденең қонуын жүзеге асыруға арналған. 1976 жылы 11 қазанда «105.11» бірінші рейсі болды. Автокөлік Ту-95 әуе кемесінің көмегімен берілген биіктікке және бағытқа жеткізілді. Әрі қарай, макет түсірілді, және төмен түсіп, жерге түсті. Жеті рейс болды, содан кейін прототиптің бұзылуына байланысты сынақтар тоқтатылды.
Жетпісінші жылдардың ортасында перспективалы қайта пайдалануға болатын ғарыш жүйесін-болашақ Энергия-Буран кешенін құру бойынша техникалық тапсырма пайда болды. Бірнеше жылдар бойы Спираль мен Буранның жақтастары бір -бірімен дауласып, өз жақтарын қорғауға тырысты, бірақ көп ұзамай мәселе жоғары деңгейде шешілді. Спираль тақырыбын батыл, бірақ перспективалы Буранның пайдасына қысқарту туралы шешім қабылданды. Сонымен қатар, Микоян конструкторлық бюросы мен онымен байланысты кәсіпорындардың бірқатар әзірлемелерін жаңа жобада қолдану жоспарланды.
Сексенінші жылдардың басында «Буран» жобасының мүддесі үшін «4» -тен «6» -ға дейінгі сандары бар BOR орбитааторларының бірнеше ұшырылымы болды. Олардың міндеті болашақ ғарыштық ұшақтың термиялық қорғанысын сынау және басқа мәселелерді шешу болды. Барлық осы эксперименттер «Буран» бойынша әрі қарай жұмыс жасауға ықпал етті. Маңыздысы, екі аэроғарыштық жүйеде қолданылатын бірнеше прототиптер сақталған және қазір мұражайларда.
Сәттілік пен сәтсіздік
Елуінші жылдардың соңынан бастап әлемнің жетекші екі елі ғарыштық бағдарламаларын дамыта отырып, ғарыштық ұшақтардың бірнеше батыл жобаларын жасады. Алайда, белгілі бір себептерге байланысты бұл жобалар тым алысқа бара алмады. Ең жақсы жағдайда, бұл тек аналогты құрылғыларды сынау туралы болды.
Әуе күштері мұражайында тәжірибелі МиГ-105. Суреттер Wikimedia Commons
X-20 DynaSoar жобасы техникалық тапсырманың күрделілігінен туындаған көптеген техникалық, ұйымдастырушылық және басқа да мәселелерге байланысты жабылды. Дизайнерлер мен ғалымдар бірқатар маңызды мәселелерді шешуге қол жеткізді, бірақ бұл шешімдер толыққанды эксперименттік ғарыштық ұшақтың көмегімен іс жүзінде тексерілмеді. Алайда, бірінші американдық ғарыш ұшағы үшін жасалған көптеген идеялар мен технологиялар кейін жаңа жобаларда қолданылды. Мұның бәрінің басты нәтижесі - ғарыштық тасымалдау жүйесі кешені және оның негізгі элементі - ғарыштық кемесі қайта пайдалануға болатын ғарыш аппараты.
Кеңестік «Спираль» жобасының тарихы мен оның аяқталуы басқаша болды. Ол шетелдік дамуға жауап ретінде пайда болды, бірақ сонымен бірге ол басқаша дамыды. Сонымен қатар, бұл табысты болды: А. И. Микоян қажетті сынақтарды жүргізді, оның ішінде суборбитальды ұшулармен. «Спиралдан» бас тартудың негізгі себебі балама ұсыныстар мен жобалардың пайда болуы болды. Сонымен қатар, бағдарлама шеңберіндегі әзірлемелер перспективалы жобалардан, сондай -ақ кейбір тәжірибелік өнімдерден бірден орын алды. Шындығында, бір жоба бірден басқа жобаға «қосылып», оның дамуын қамтамасыз етті.
Жаңа бағыттарды бастайтын батыл жобалар әрқашан қажетті нәтиже бере бермейтіні белгілі. Соған қарамастан, мамандар қажетті мәліметтерді жинайды және құнды тәжірибе жинайды, оларды кейін жаңа жобалар жасау кезінде пайдалануға болады. Бұл бір қарағанда өте табысты емес бағдарламалардың басты нәтижесі болып табылады. Алайда DynaSoar және Spiral жағдайында жағдай күрделірек болып көрінеді. Ғарыш ұшағының тек бір нұсқасы, олардың тәжірибесін пайдаланып, толық жұмыс істеді, тіпті ол зейнеткерлікке шықты.
