DynaSoar i Spiral. Uspjesi i neuspjesi prvih svemirskih letjelica

Sadržaj:

DynaSoar i Spiral. Uspjesi i neuspjesi prvih svemirskih letjelica
DynaSoar i Spiral. Uspjesi i neuspjesi prvih svemirskih letjelica

Video: DynaSoar i Spiral. Uspjesi i neuspjesi prvih svemirskih letjelica

Video: DynaSoar i Spiral. Uspjesi i neuspjesi prvih svemirskih letjelica
Video: Experiments : Eruption Big Volcano and Spiral Worm From Coca-cola,Fanta , Mirinda and MENTOS 2024, Ožujak
Anonim

Ideja o raketnom svemirskom zrakoplovu sposobnom za uspinjanje u orbitu i povratak na Zemlju poput zrakoplova pojavila se prije nekoliko desetljeća. S vremenom je njegov razvoj doveo do tzv. orbitalnih zrakoplova, uključujući i one koji su našli praktičnu primjenu. Međutim, do određenog vremena rad na ovom području nije mogao dati željene rezultate. Vodeće zemlje svijeta razvile su nekoliko projekata svemirskih zrakoplova, ali nisu napredovale dalje od testiranja eksperimentalne opreme.

Valja napomenuti da svi rani razvoji SSSR -a i SAD -a na području svemirskih zrakoplova, iako nisu doveli do pojave i djelovanja bitno nove tehnologije, još uvijek nisu bili beskorisni. Uz njihovu pomoć, stručnjaci iz velikog broja znanstvenih i dizajnerskih institucija uspjeli su steći potrebno iskustvo, provesti niz studija i eksperimenata te odrediti daljnje načine razvoja svemirske tehnologije. Na temelju novih tehnologija i razvoja ubrzo su stvoreni pravi uzorci svemirskih zrakoplova željenih karakteristika.

X-20 DynaSoar

Prvi punopravni projekt svemirskog aviona koji je imao priliku doći do probnih letova je američki X-20 DynaSoar. Rad na ovom programu počeo je u jesen 1957. - samo nekoliko dana nakon lansiranja prvog umjetnog satelita Zemlje, napravljenog u SSSR -u. Vojno i političko vodstvo, kao i čelnici američke zrakoplovne industrije, došli su do zaključka da je potrebno stvoriti vlastite svemirske sustave, uključujući i one prikladne za vojnu uporabu.

DynaSoar i Spiral. Uspjesi i neuspjesi prvih svemirskih letjelica
DynaSoar i Spiral. Uspjesi i neuspjesi prvih svemirskih letjelica

Svemirski zrakoplov X-20 DynoSoar ulazi u atmosferu. NASA -in crtež

Sredinom prosinca u NACA-i je održana konferencija o načinima razvoja raketne i svemirske tehnologije. Raspravljalo se o tri glavne vrste svemirskih letjelica za prijevoz ljudi ili tereta: kapsulu s lansiranjem u orbitu pomoću lansirnog vozila i povratkom po balističkoj putanji; orbiter tipa podiznog tijela, sposoban izvesti neke manevre; kao i punopravni orbitalni svemirski avion. Na temelju rezultata rasprava odlučeno je razviti koncepte "balističke" kapsule i svemirskog zrakoplova.

Krajem godine Zapovjedništvo za istraživanje i razvoj zračnih snaga SAD -a pokrenulo je novi program s kodom DynaSoar (skraćeno od Dynamic Soaring - "dinamičko planiranje"), u kojem se planiralo razvoj svemirskog zrakoplova. Počelo je formiranje uvjeta za buduće svemirske letjelice, te prikupljanje prijava za sudjelovanje u programu. BBC je ukupno primio više od stotinu prijedloga, ali je u program bilo uključeno samo 10 tvrtki, od kojih su neke odlučile surađivati.

U rano proljeće 1958. Zračne snage upoznale su se s desetak idejnih projekata sustava DynaSoar. Razvojne tvrtke imale su različite pristupe i implementirale različite koncepte. Istodobno, značajan dio projekata imao je određenu sličnost. Predviđali su izgradnju hipersoničnog raketnog aviona, koji je trebao biti spojen na raketu -nosač. Razlike su bile u dizajnu zrakoplova, sastavu ugrađenih sustava i arhitekturi lansirnog vozila. Zračne snage smatrale su projekte iz skupina tvrtki Boeing-Vought i Bell-Martin najboljim opcijama. Oni su bili razvijeni.

Slika
Slika

Odvajanje lansirnog vozila i svemirskog aviona. NASA -in crtež

Paralelno s potragom za pobjednicima natjecanja, vojska je pregovarala s NACA -om: ova je organizacija trebala pružati znanstvene i praktične događaje. Odgovarajući sporazum pojavio se u kasnu jesen 1958. godine. Nakon toga, Agencija za istraživanje i razvoj i tvrtke u zračnoj industriji radile su zajedno pod vodstvom zračnih snaga. Do tada je odlučeno da se program provede u nekoliko faza - od istraživanja do izgradnje i ispitivanja borbene inačice svemirskog zrakoplova.

Tijekom 1959. dvije su grupe tvrtki provodile različite istraživačko -razvojne aktivnosti. U tom je razdoblju kupac nekoliko puta mijenjao zahtjeve za svemirski zrakoplov. Početkom studenog zračne snage odabrale su pobjednika natjecanja. Najbolju verziju projekta predložili su Boeing i Vought. Zanimljivo je da je do tada potonja oštro smanjila svoje sudjelovanje u projektu - bila je odgovorna samo za nekoliko jedinica budućeg aparata. Martin je također bio uključen u projekt, koji je trebao razviti potrebnu raketu -nosač.

Razvoj budućeg prototipa svemirskog zrakoplova započeo je na samom kraju 1959. godine. Ova faza rada označena je kao Phase Alpha. Razrada izgleda svemirskog zrakoplova s radnom oznakom X-20 dovela je do specifičnih rezultata. Stoga se dizajn proizvoda neprestano mijenjao i sve više udaljavao od osnovne inačice. Paralelno se odvijala izrada rasporeda izgradnje i ispitivanja. Od određenog vremena, kupac i programer planirali su provesti dvadesetak probnih letova - i to samo u okvirima prvih faza.

Slika
Slika

Model aparata X-20. Boeing fotografije

Do sredine 1961. sudionici programa utvrdili su konačan izgled budućeg raketno -svemirskog kompleksa. Osim same hiperzvučne letjelice, u nju je bila uključena i posebno izmijenjena lansirna raketa Titan IIIC. Umjesto pozornice s korisnim teretom, predloženo je na nju instalirati DynaSoar proizvod. Raketa u tri stupnja također bi mogla biti opremljena posebnim četvrtim stupnjem. Ova je jedinica trebala ostati na svemirskom zrakoplovu, pružajući rješenje za neke probleme.

Projekt X-20 uključivao je izgradnju svemirskog zrakoplova srednje veličine karakterističnog izgleda. Optimalno se smatralo nisko krilo delte, iznad kojeg se nalazio trup sa šiljastim nosnim konusom i par bočnih kobilica. Predviđeno je da se okvir napravi od čeličnih legura otpornih na toplinu i prekrije posebnim keramičkim pločama. Princip hlađenja kućišta također se koristio pomoću unutarnjih radijatora s tekućinom. Unutar trupa bio je kokpit s jednim sjedištem, kao i raketni motor na tekuće gorivo i drugi potrebni uređaji. Duljina vozila nije prelazila 11 m, raspon krila bio je manji od 6,5 m. Njegova vlastita težina bila je 5,16 tona.

Prema tadašnjim prijedlozima, vođene rakete mogle su se postaviti u teretni prostor X-20 za napad na ciljeve u orbiti ili na Zemlji. Osim toga, nije isključena ni upotreba bombi sa slobodnim padom. Koliko je poznato, razvoj specijaliziranih raketa svemir-svemir i svemir-zemlja još nije otišao dalje od preliminarne faze istraživanja.

Slika
Slika

Ispitni pilot u kokpitu simulatora na zemlji. Boeing fotografije

U rujnu 1961. Boeing je kupcu predstavio model svemirskog zrakoplova u punoj veličini. Njegovo odobrenje otvorilo bi put projektu za izgradnju punopravnog prototipa. Pripreme za testiranje također su bile u tijeku: NASA i zračne snage počele su regrutirati pilote za sudjelovanje u budućim testovima. Šest pilota odabrano je u posebnu skupinu. Morali su obaviti najmanje devet orbitalnih letova.

Međutim, ti planovi nisu ispunjeni. Već u listopadu 1961., u vezi s pojavom konkurentnih svemirskih programa, predložen je plan smanjenja troškova projekta X-20 DynaSoar. Ovaj dokument predviđa smanjenje broja probnih letova i pojednostavljenje letačkih programa. Zbog toga je planirano da se troškovi testova smanje na 920 milijuna dolara i završe do 1967. godine. Zanimljivo je da je jedan od paralelnih svemirskih programa u istom razdoblju bio izložen tako oštrim kritikama da je jednostavno zatvoren.

Međutim, s obzirom na tu pozadinu, nije bilo razloga za radost. Već u veljači iduće godine program DynaSoar prebačen je u kategoriju istraživanja, što je uzrokovano problemima u razvoju svemirskog zrakoplova i rakete za njega. Osim toga, bilo je poteškoća u dobivanju sredstava i organizaciji posla. U listopadu se pojavila nova verzija programskog rasporeda koja je ponovno predviđala smanjenje potrošnje.

Slika
Slika

DynaSoar izgled i njegovi tvorci iz Boeinga. Boeing fotografije

Godine 1963. projekt DynaSoar suočio se s novim konkurentom u obliku letjelice Gemini. Pentagon je usporedio dva razvoja događaja i pokušao ustanoviti koji je od njih od vojnog gledišta veći interes. Nakon toga su uslijedili sporovi u vojnom odjelu, na čijoj se pozadini pojavile glasine o prestanku rada na X-20. Međutim, u proljeće je Boeing dobio novi ugovor za nastavak razvojnih radova. Paralelno s tim, nastavili su se razgovori o budućem financiranju i testiranju.

Dana 20. prosinca 1963., ministar obrane Robert McNamara naredio je prekid programa DynaSoar u korist projekta ASSET, uz odgovarajuće preusmjeravanje sredstava. Prema izvješćima, u to je vrijeme za program DynaSoar potrošeno 410 milijuna dolara. Prvi let zahtijevao je usporedive svote i još nekoliko godina rada. Međutim, projektu nije dodijeljeno potrebno vrijeme i novac.

Spirala

Dok je američka znanost pokušavala stvoriti svemirski zrakoplov, sovjetski stručnjaci nastavili su razvoj brodova kapsula s balističkim podrijetlom i bili su vrlo uspješni u tom pitanju. Međutim, samo nekoliko godina kasnije u našoj su zemlji započeli radovi na stvaranju orbitalnog zrakoplova. Domaći projekt zrakoplovnog sustava nazvan je "Spiral".

Slika
Slika

Model spiralnog svemirskog sustava u konfiguraciji uzlijetanja. Fotografija Epizodsspace.airbase.ru

Poznato je da su jedan od razloga za pojavu teme "Spiral" bile informacije o američkim planovima za stvaranje svemirskih zrakoplova, odnosno projektu DynaSoar. Istodobno se može primijetiti da se daljnji razvoj astronautike mogao provesti na različite načine, uključujući i stvaranje svemirskih zrakoplova. Tako se "Spirala", iako je nastala s osvrtom na strane uzorke, može smatrati potpuno vlastitim projektom temeljenim na izvornim idejama.

Gotov koncept sustava, koji kombinira ideje raketnog aviona i svemirske letjelice, predložio je 1964. godine 30. Središnji istraživački institut zračnih snaga. Ovaj prijedlog zainteresirao je čelnike zrakoplovne industrije, pa se 1965. pojavila odgovarajuća naredba. U skladu s tim, A. I. Mikoyan je trebao razviti projekt za obećavajući zračno -svemirski sustav sa kodom "Spiral". Rad na ovoj temi započeo je 1966. godine, a vodio ga je dizajner G. E. Lozino-Lozinski.

30. Središnji istraživački institut završio je značajan dio posla, što je uvelike pojednostavilo zadatak Mikoyan Design Bureau -a. Stručnjaci Instituta oblikovali su arhitekturu budućeg kompleksa, te utvrdili njegove karakteristike i mogućnosti. Zahvaljujući tome, dizajneri zrakoplova morali su samo izvesti razvojne radove. Ovaj pristup dao je određene prednosti. Dakle, prema planovima sredinom šezdesetih, prvi let "Spirale" mogao bi se dogoditi već početkom sljedećeg desetljeća.

Slika
Slika

Spiralni profil leta. Slika Epizodsspace.airbase.ru

Spiralni sustav bio je temeljen na posebnom 50-50 pomoćnom zrakoplovu karakterističnog izgleda. Trebao je imati zamahnuto krilo i skup mlaznih motora s velikim potiskom. Na gornjem dijelu stroja bila je predviđena platforma za ugradnju orbitalnog svemirskog aviona s gornjom pozornicom. Prema osnovnom konceptu, pojačivač se trebao podići na visinu od 30 km i razviti brzinu od oko M = 6. Ukupna duljina takvog stroja dosegla je 38 m s rasponom krila 16,5 m. Poletna težina cijelog zrakoplovnog sustava je 52 tone.

Korisni teret akceleratora "50-50" bio je tzv. orbitalni zrakoplov s raketnim pojačivačem. Predviđeno je da se svemirski zrakoplov izgradi prema shemi s nosećim trupom, u kojoj je donji dio stroja bio ravnina krila. Sam trup imao je trokutasti oblik s promjenjivim presjekom. Na bočnim stranama automobila nalazio se par aviona koji su se srušili na bočne strane. Na trupu je bila predviđena kobilica. Predloženo je da se jedrilica napravi od čelika otpornih na toplinu; obloga je dobila poseban keramički premaz. Prema proračunima, u određenim fazama leta nos trupa morao se zagrijati na 1600 ° C, što je zahtijevalo odgovarajuću zaštitu.

Predloženo je da se orbitalni zrakoplov "50" opremi motorima za držanje i upravljanje. S masom od 8 tona mogao je nositi nosivost od najmanje 500 kg. Razmatrana je mogućnost stvaranja orbitalnog presretača i izviđanja. Osim toga, postojao je projekt bombarder svemirskog aviona koji je mogao nositi 2 tone tereta. Zbog zrakoplova za povišenje tlaka i bloka za pojačavanje raketa, zrakoplov Spirali mogao se popeti u orbite s nadmorskom visinom od najmanje 150 km.

Slika
Slika

Orbitalna ravnina "50". Slika Buran.ru

Do kraja desetljeća Dizajn biro Mikoyan dovršio je najveći dio teorijskog rada i pripremio opremu za prva praktična ispitivanja. U srpnju 1969. lansiran je eksperimentalni aparat BOR-1 ("Bespilotna orbitalna raketna letjelica, prvi") pojednostavljenog dizajna. Tekstolitna jedrilica u mjerilu 1: 3 uz pomoć modificirane rakete R-12 dovedena je na suborbitalnu putanju. Proizvod je izgorio u atmosferi, ali je omogućio prikupljanje nekih podataka. U prosincu iste godine lansiran je aparat BOR-2 drugačijeg dizajna i konfiguracije. U letu su upravljački sustavi otkazali, a prototip je izgorio.

Od srpnja 1970. do veljače 1972. izvedena su još tri lansiranja prototipova BOR-2. Dva su završila uspjehom, jedan neuspjehom. 1973. i 1974. provedena su dva ispitivanja poboljšanih proizvoda BOR-3. U oba slučaja nesreće su se dogodile iz različitih razloga. Unatoč brojnim nezgodama i nedostacima, testovi proizvoda obitelji BOR dali su veliku količinu informacija.

Već nakon pokretanja projekta BOR izdana je naredba o prekidu rada na temi "Spirala". Vodstvo zemlje odlučilo je industrijske snage baciti u drugim smjerovima. Međutim, već 1974. program je nastavljen i uskoro su postignuti novi rezultati. Najnovijim postignućem u stvaranju zrakoplovnog sustava "Spiral" mogu se smatrati analogni zrakoplovi "105.11", kao i orbiti BOR-4 i BOR-5.

Slika
Slika

Jedan od prototipova BOR-3. Fotografija Buran.ru

"105.11" / MiG-105 bio je približna kopija orbitalnog zrakoplova "Spiral", ali je mogao letjeti samo u atmosferi i podzvučnom brzinom. Ovaj stroj bio je namijenjen uvježbavanju spuštanja i horizontalnog slijetanja svemirskih zrakoplova. 11. listopada 1976. obavio se prvi let "105.11". Automobil je doveden na zadanu visinu i kurs pomoću zrakoplova nosača Tu-95. Nadalje, maketa je odbačena i, spustivši se, sletjela je. Održano je sedam letova, nakon čega su ispitivanja prekinuta zbog kvara prototipa.

Sredinom sedamdesetih pojavio se tehnički zadatak za stvaranje obećavajućeg svemirskog sustava za višekratnu uporabu-budućeg kompleksa Energia-Buran. Nekoliko godina pristaše Spirale i Burana međusobno su se svađali i pokušavali obraniti svoju stranu, no ubrzo je to pitanje riješeno na najvišoj razini. Odlučeno je smanjiti temu Spirale u korist manje odvažnog, ali obećavajućeg Burana. Istodobno je bilo planirano korištenje niza razvojnih biroa Mikoyan Design Bureau i povezanih poduzeća u novom projektu.

Početkom osamdesetih, u interesu projekta Buran, dogodilo se nekoliko lansiranja BOR orbitera s brojevima od "4" do "6". Njihov je zadatak bio ispitati toplinsku zaštitu budućeg svemirskog zrakoplova i riješiti druge probleme. Svi su ti pokusi pridonijeli daljnjem radu na "Buranu". Ono što je važno, nekoliko prototipova korištenih u programima dva svemirska sustava sačuvano je i sada se nalazi u muzejima.

Uspjesi i neuspjesi

Od kraja pedesetih, dvije vodeće zemlje svijeta, razvijajući svoje svemirske programe, razvile su nekoliko odvažnih projekata svemirskih zrakoplova. Međutim, iz niza ovakvih ili onih razloga, ti projekti nisu uspjeli otići predaleko. U najboljem slučaju radilo se samo o testiranju analognih uređaja.

Slika
Slika

Iskusni MiG-105 u Muzeju zračnih snaga. Fotografija Wikimedia Commons

Projekt X-20 DynaSoar zatvoren je zbog brojnih tehničkih, organizacijskih i drugih problema, koji su proizlazili iz iznimne složenosti tehničkog zadatka. Dizajneri i znanstvenici uspjeli su riješiti niz važnih pitanja, ali ta rješenja nisu testirana u praksi pomoću punopravnog eksperimentalnog svemirskog zrakoplova. Međutim, mnoge ideje i tehnologije stvorene za prvi američki svemirski zrakoplov kasnije su korištene u novim projektima. Glavni rezultat svega toga bio je kompleks svemirskog transportnog sustava i njegov glavni element - svemirska letjelica Space Shuttle.

Povijest sovjetskog projekta "Spirala" i njegov završetak bili su različiti. Pojavio se kao svojevrstan odgovor na inozemni razvoj, ali se istodobno i drugačije razvijao. Osim toga, pokazalo se da je uspješniji: A. I. Mikoyan je proveo potrebne testove, uključujući suborbitalne letove. Glavni razlog odbijanja "Spirale" bila je pojava alternativnih prijedloga i projekata. Istodobno, razvoj u okviru programa odmah je našao mjesto u obećavajućim projektima, kao i nekim eksperimentalnim proizvodima. Zapravo, jedan se projekt odmah "spojio" u drugi i osigurao njegov razvoj.

Poznato je da hrabri projekti koji daju početak novim smjerovima ne moraju uvijek dati željene rezultate. Ipak, uz njihovu pomoć stručnjaci prikupljaju potrebne podatke i stječu dragocjeno iskustvo koje se zatim može koristiti pri stvaranju novih projekata. To je ono što postaje glavni rezultat programa koji na prvi pogled nisu baš uspješni. Međutim, u slučaju DynaSoara i Spirale, situacija izgleda složenije. Samo jedna verzija svemirskog zrakoplova, stvorena na temelju njihovog iskustva, dostigla je puni rad, a čak je i ta već otišla u mirovinu.

Preporučeni: