Sredinom prošlog stoljeća mlazni zrakoplovi s posadom, postupno svladavajući nove brzine i visine, uspjeli su se približiti pragu svemira.
Američki izazov
Prve uspjehe postigli su Amerikanci: 14. listopada 1947. godine pilot-pilot Chuck Yeager na eksperimentalnom raketnom avionu X-1 pao je s "leteće tvrđave" B-29 već 12. prosinca 1953. na poboljšanom X-1A raketni avion, postigao je najveću brzinu od 2655 km / h (M = 2, 5) na nadmorskoj visini od preko 21 km. 1953. započela su ispitivanja raketnog aviona X -2 na kojem je 25. srpnja 1956. postignuta rekordna brzina u horizontalnom letu od 3360 km / h, a početkom rujna 1956. - visina od 38 430 m.
U lipnju 1954. Sjedinjene Američke Države započele su program testiranja hipersoničnog raketnog aviona Kh-15, koji je, počevši ispod krila preuređenog strateškog bombardera B-52, morao razviti brzinu šest puta veću od brzine zvuka u nekoliko minuta i doseći visinu od 76 km! Let prvog uzorka pod krilom zrakoplova dovršen je 10. svibnja 1959. godine, a 8. lipnja X-15 se po prvi put odvojio od B-52 i napravio neovisni klizni let. Prvo aktiviranje raketnog motora provedeno je 17. rujna, a u daljnjim probnim letovima rekordi su se "slijevali" jedan za drugim - 4. kolovoza 1960. postignuta je brzina od 3514 km / h, a 12. kolovoza - nadmorska visina 41.605 m; 7. ožujka 1961. Kh-15 je postigao brzinu od 4264 km / h, u letu 31. ožujka uzeta je visina od 50.300 metara; 21. travnja postignuta je brzina od 5033 km / h, 12. rujna - već 5832 km / h. Linija od jednog kilometra, koja se smatra "službenom" granicom prostora, pređena je 22. kolovoza 1963. - najveća visina leta bila je 107.906 m!
Svemirski skijaš
Nadahnuti uspjehom X-15, zračne snage SAD-a započele su razvoj vojnog svemirskog raketnog aviona u sklopu projekta Dyna Soar (iz Dynamic Soaringa). Raketni avion, nazvan X-20, trebao je letjeti brzinom od 24.000 km / h i zapravo je bio razvoj ideje njemačkog svemirskog bombardera Zenger (vidi "PM" # 8'2004). To ne čudi, s obzirom na to da su ključna inženjerska mjesta u američkom svemirskom programu imali njemački stručnjaci. Planirano je da novi raketni avion bude naoružan raketama svemir-svemir, svemir-zrak i svemir-zemlja i konvencionalnim bombama. Donja površina X-20 bila je prekrivena metalnim toplinskim štitnikom od molibdena, koji može izdržati temperature do 1480 ° C, prednji rubovi krila izrađeni su od legure molibdena, koja je mogla izdržati temperature do 1650 ° C. Pojedini dijelovi vozila, koji su, po ulasku u atmosferu, zagrijani do 2371 ° C, bili zaštićeni ojačanim grafitom i cirkonijevom hemisferičnom kapom u nosu trupa ili obloženi keramičkim izolacijskim premazom od niobija. Pilot se nalazio na izbacivačkom sjedištu, pružajući spašavanje samo podzvučnim brzinama. Kokpit je bio opremljen bočnim prozorima i vjetrobranom, zaštićenim toplinskim štitnicima, koji su ispušteni neposredno prije slijetanja. Korisni teret mase do 454 kg postavljen je u odjeljak iza pijetla. Stajni trap sastojao se od tri uvlačiva podupirača opremljena skijama.
No, za razliku od svog njemačkog prethodnika, X-20 nije bio svemirski avion u pravom smislu riječi. Trebalo je krenuti s rta Canaveral na tradicionalan način na vrhu lansirnog vozila Titan-IIIC, koje je raketni avion lansiralo u orbitu s nadmorskom visinom od 97,6 km. Nadalje, X-20 je morao ili sam ubrzati, koristeći vlastite raketne motore, ili, nakon što je dovršio nepotpunu orbitu, planirati Edwards AFB. Planirano je da će prvi pad s zrakoplova B-52 biti napravljen već 1963. godine, prvi let bez posade obavit će se u studenom 1964. godine, a prvi let s posadom u svibnju 1965. godine. Međutim, ovaj vojni program tiho je umro ranije, ne mogavši se natjecati s jednostavnim i jeftinim rješenjem - slanjem astronauta u svemir na balističkoj raketi u kapsuli pod tlakom, koju je provela civilna organizacija NASA.
Kasni odgovor
Ironično, u trenutku kada su Amerikanci zatvarali program raketnih jedrilica s ljudskom posadom, SSSR je, impresioniran rekordima X-15, odlučio "sustići i prestići" Ameriku. Godine 1965. OKB-155 Artem Mikoyan dobio je upute da vodi radove na orbitalnim i hiperzvučnim zrakoplovima, točnije na stvaranju dvostupanjskog zrakoplovnog sustava "Spiral". Temu je nadzirao Gleb Lozino-Lozinsky.
"Spirala" od 115 tona sastojala se od 52-tonski hipersoničnog ubrzavajućeg zrakoplova, indeksiranog "50-50", te 8,8-tona orbitalnog zrakoplova s posadom (indeks "50") s 54-tonskim dvokanalnim pozornički raketni pojačivač. Pojačivač je postigao hipersoničnu brzinu od 1800 m / s (M = 6), a zatim se, nakon što je odvojio stepenice na nadmorskoj visini od 28-30 km, vratio na uzletište. Orbitalna ravnina, pomoću raketnog pojačivača koji radi na gorivu fluorid (F2 + H2), ušla je u radnu orbitu.
Pojasni avion
Pospješna posada bila je smještena u dvosjed pod kokpitom pod pritiskom sa sjedalom za izbacivanje. Živi zrakoplov, zajedno s raketnim pojačivačem, bio je pričvršćen odozgo u posebnu kutiju, pri čemu su nosni i repni dijelovi zatvoreni oplatama.
Akcelerator je koristio ukapljeni vodik kao gorivo, koje se dovodilo u blok od četiri turboreaktivna motora AL-51 koje je razvio Arkhip Lyulka, koji su imali zajednički usisnik zraka i radili su na jednoj nadzvučnoj vanjskoj ekspanzijskoj mlaznici. Značajka motora bila je upotreba vodikovih para za pogon turbine. Druga temeljna inovacija je integrirani, podesivi hiperzvučni usis zraka, koji je koristio gotovo cijeli prednji dio donje površine krila za sabijanje zraka koji ulazi u turbine. Procijenjeni raspon leta akceleratora s teretom bio je 750 km, a pri letenju kao izvidnički zrakoplov - više od 7000 km.
Orbitalna ravnina
Borbeni jednosjedni orbitalni zrakoplov s više osoba za posadu duljine 8 m i raspona krila 7,4 m izveden je prema shemi "nosivog tijela". Zbog odabranog aerodinamičkog rasporeda, od ukupnog raspona, pometene konzole krila imale su samo 3,4 m, a ostatak nosive površine odnosio se na širinu trupa. Konzole krila tijekom prolaska kroz odjeljak stvaranja plazme (lansiranje u orbitu i početna faza spuštanja) bile su skrenute prema gore kako bi se isključio izravni toplinski tok oko njih. U atmosferskom dijelu silaska, orbitalna ravnina razvila je krila i prešla u vodoravni let.
Orbitalni manevarski motori i dva hitna raketna motora na tekuće gorivo radili su na AT-NDMG gorivu s visokim vrelištem (dušikov tetraksid i asimetrični dimetilhidrazin), slično onom koje se koristilo za borbene balističke rakete, a koje je kasnije planirano zamijeniti ekološki prihvatljivijim fluorom. gorivo na bazi. Rezerve goriva bile su dovoljne za let koji je trajao do dva dana, no glavni zadatak orbitalnog zrakoplova morao je biti obavljen tijekom prve 2-3 orbite. Borbeno opterećenje iznosilo je 500 kg za izviđačku i presretačku varijantu i 2 tone za svemirski bombarder. Fotografska oprema ili projektili nalazili su se u odjeljku iza odvojive pilotske kabine-kapsule, koja je omogućila spašavanje pilota u bilo kojoj fazi leta. Slijetanje je izvršeno pomoću turbo-mlaznog motora na zemljanom uzletištu pri brzini od 250 km / h na šasiji sa četiri stupa.
Kako bi se vozilo zaštitilo od zagrijavanja tijekom kočenja u atmosferi, predviđen je metalni zaslon koji štiti od topline od ploča od čelika otpornog na toplinu VNS i slitina niobija postavljenih prema principu "riblje ljuske". Zaslon je bio ovješen na keramičke ležajeve koji su imali ulogu toplinskih barijera, a pri promjeni temperature zagrijavanja automatski je promijenio oblik, zadržavajući stabilan položaj u odnosu na tijelo. Tako su se u svim načinima rada dizajneri nadali da će osigurati postojanost aerodinamičke konfiguracije.
Dvostupanjska lansirna jedinica za jednokratnu upotrebu pristala je u orbitalnu ravninu, na čijem su prvom stupnju bila četiri raketna motora na tekuće gorivo s potiskom od 25 tf, a na drugom jedan. Prvi put se planiralo koristiti tekući kisik i vodik kao gorivo, a kasnije preći na fluor i vodik. Faze akceleratora, kad je zrakoplov stavljen u orbitu, bile su uzastopno odvojene i pale su u ocean.
Mitski planovi
Plan rada na projektu predviđao je stvaranje do 1968. godine analoga orbitalnog zrakoplova s visinom leta od 120 km i brzinom M = 6-8, spuštenom sa strateškog bombardera Tu-95, svojevrsni odgovor na američki rekordni sustav-B-52 i X-15.
Do 1969. bilo je planirano stvaranje eksperimentalnog orbitalnog zrakoplova s ljudskom posadom EPOS, koji u potpunosti podsjeća na borbeni orbitalni zrakoplov, koji bi u orbitu lansirala raketa -nosač Soyuz. Akcelerator je također trebao početi letjeti 1970. - prvo na petrolej, a dvije godine kasnije na vodik. Kompletan sustav trebao je biti lansiran u svemir 1973. godine. Od cijelog ovog grandioznog programa, početkom 1970 -ih, izgrađena su samo tri EPOS -a - jedan za istraživanje leta podzvučnom brzinom, jedan za nadzvučna istraživanja i jedan za dosezanje hiperzvuka. No, samo je prvom modelu bilo suđeno da se digne u zrak u svibnju 1976., kada su svi slični programi u Sjedinjenim Državama već bili ukinuti. Nakon što je izveo nešto više od desetak naleta, u rujnu 1978., nakon neuspješnog slijetanja, EPOS je dobio manju štetu i nije se više dizao u zrak. Nakon toga, ionako oskudno financiranje programa je smanjeno - Ministarstvo obrane već je bilo zauzeto razvijanjem drugog odgovora Amerikancima - sustava Energia - Buran.
Zaključana tema
Unatoč službenom zatvaranju programa Spiral, uloženi rad nije bio uzaludan. Stvoreni temelji i iskustvo stečeno u radu na "Spirali" uvelike su olakšali i ubrzali izgradnju svemirske letjelice "Buran" za višekratnu uporabu. Koristeći stečeno iskustvo, Gleb Lozino-Lozinsky predvodio je stvaranje jedrilice Buran. Budući kozmonaut Igor Volk, koji je letio na podzvučnom analognom EPOS-u, kasnije je prvi letio na atmosferskom analogu Burana BTS-002 i postao zapovjednik odreda testnih pilota prema programu Buran.
