ТАИНСТВЕННАЯ «СПИРАЛЬ»

ТАИНСТВЕННАЯ «СПИРАЛЬ»

Охоту за спутниками предполагалось осуществлять также с помощью космического самолёта «Спираль», разработка которого началась в 1965 году. Скажем несколько слов и о нём.

РЕКОРДЫ АМЕРИКАНЦЕВ. Уже вскоре после начала первых космических полётов конструкторы начали понимать, что полёты в космос на одноразовых ракетах весьма дороги и не очень надёжны. «Вот если бы можно было в космос взлететь с обычного аэродрома!» — мечтали они.

Для осуществления этой мечты было сделано немало по обе стороны океана. В США, в частности, была осуществлена целая программа постройки и испытаний экспериментальных ракетопланов, которые сбрасывались с самолётов-носителей Б-29 или Б-52 и, включив затем собственные двигатели, развивали гиперзвуковые скорости и ставили рекорды высоты.

Так, например, в ряде полётов, совершённых на самолёте X-15 в начале 60-х годов, был поставлен ряд рекордов, которые впечатляют и поныне. Скажем, в сентябре 1961 года самолёт развил скорость 5832 км/ч, а 22 августа 1963 года достиг высоты 107906 м!

В дальнейшем предполагалось, что подобные самолёты смогут выходить и на орбиту.

НАШ ОТВЕТ США. Узнав о достижениях американцев, наши конструкторы тоже принялись за освоение подобных рубежей. В середине 60-х годов ОКБ-155 Артёма Микояна получает задание правительства возглавить работы по орбитальным и гиперзвуковым самолётам, а точнее — по созданию двухступенчатой авиационно-космической системы «Спираль». Главным конструктором этой системы стал Глеб Евгеньевич Лозино-Лозинский.

Перебрав несколько вариантов, конструктор и его коллеги в конце концов пришли к такому решению. Система «Спираль» должна состоять из 52-тонного гиперзвукового самолёта-разгонщика, получившего индекс «50-50», и расположенного на нём 8,8-тонного пилотируемого орбитального самолёта (индекс «50») с 54-тонным двухступенчатым ракетным ускорителем.

Самолёт разгонял «Спираль» до гиперзвуковой скорости 1800 м/сек (6 М). Затем на высоте 28–30 км происходило разделение ступеней. Разгонщик возвращался на аэродром, а орбитальный самолёт с помощью ракетного ускорителя, работающего на фтороводородном (F₂+H₂) топливе, должен был выйти на орбиту.

Конструкции и той и другой машины были разработаны достаточно подробно.

Так, экипаж самолёта-разгонщика размещался в двухместной герметичной кабине с катапультными креслами. Собственно орбитальный самолёт вместе с ракетным ускорителем крепился сверху в специальном ложе, причём носовая и хвостовая части закрывались обтекателями.

В качестве топлива разгонщик использовал сжиженный водород, который подавался в блок из четырёх турбореактивных двигателей АЛ-51 разработки Архипа Люльки, имеющих общий воздухозаборник и работающих на единое сопло внешнего расширения. Особенностью двигателей являлось использование водорода для привода турбины. Вторым принципиальным новшеством был интегрированный регулируемый воздухозаборник, использующий для сжатия поступающего в турбины воздуха практически всю переднюю часть нижней поверхности крыла. Расчётная дальность полёта самолёта-разгонщика с нагрузкой составляла 750 км, а при полёте в качестве разведчика — более 7000 км.

Боевой многоразовый пилотируемый одноместный орбитальный самолёт длиной 8 м, с размахом крыла 7,4 м (в развёрнутом положении) выполнялся по схеме «несущий корпус». Консоли крыла при прохождении участка плазмообразования (выведение на орбиту и начальная фаза спуска) отклонялись вверх для исключения прямого обтекания их тепловым потоком. На атмосферном участке спуска орбитальный самолёт раскрывал крылья и переходил в горизонтальный полёт.

Двигатели орбитального маневрирования и два аварийных ЖРД работали на высококипящем топливе АТ-НДМГ (азотный тетраксид и несимметричный диметилгидразин), аналогичном применяемому на баллистических ракетах. Впрочем, в дальнейшем планировалось заменить эту гремучую смесь на более экологичное топливо. Запасов его хватало на орбитальный полёт продолжительностью до двух суток, но основная задача орбитального самолёта должна была выполняться в течение первых 2–3 витков. Боевая нагрузка составляла 500 кг для варианта разведчика и перехватчика и 2 т — для космического бомбардировщика. Фотоаппаратура или ракеты располагались в отсеке за отделяемой кабиной-капсулой пилота, обеспечивающей спасение пилота на любых стадиях полёта. Приземление совершалось с использованием турбореактивного двигателя на грунтовой аэродром со скоростью 250 км/ч.

Для защиты аппарата от нагрева при торможении в атмосфере предусматривался теплозащитный металлический экран, выполненный из множества пластин жаропрочной стали и ниобиевых сплавов, расположенных по принципу «рыбной чешуи». Экран подвешивался на керамических подшипниках, выполнявших роль тепловых барьеров, и при колебаниях температуры нагрева автоматически изменял свою форму, сохраняя стабильность положения относительно корпуса. Таким образом, на всех режимах конструкторы надеялись обеспечить постоянство аэродинамической конфигурации.

К орбитальному самолёту пристыковывался одноразовый двухступенчатый блок выведения, на первой ступени которого стояли четыре ЖРД тягой 25 т, а на второй — один. В качестве топлива на первое время планировалось использовать жидкие кислород и водород, а впоследствии перейти на фтор и водород. Ступени ускорителя по мере вывода самолёта на орбиту последовательно отделялись.

Планом работы над проектом предусматривалось создание к 1968 году аналога орбитального самолёта с высотой полёта 120 км и скоростью М=6–8, сбрасываемого со стратегического бомбардировщика Ту-95, своеобразного ответа американской рекордной системе: B-52 + X-15. К 1969 году планировалось создать экспериментальный пилотируемый орбитальный самолёт (ЭПОС), имеющий полное сходство с боевым орбитальным самолётом, который выводился бы на орбиту ракетой-носителем «Союз». В 1970 году должен был начать летать и собственно разгонщик — сначала на керосине, а спустя два года и на водороде. Полностью готовая система должна была стартовать в космос в 1973 году. Из всей этой грандиозной программы в начале 70-х удалось построить всего три ЭПОСа — для исследования полёта на дозвуковой скорости, для сверхзвуковых исследований и для выхода на гиперзвук. Но в воздух суждено было подняться только первому образцу в мае 1976 года, когда в США все аналогичные программы были уже свёрнуты. Совершив чуть более десятка вылетов, в сентябре 1978 года после неудачного приземления ЭПОС получил небольшие повреждения и больше в воздух не поднимался. Так что до полётов на «Спирали» космонавтов дело так и не дошло.

Впрочем, затраченный труд не пропал даром. Приобретённый опыт работы над «Спиралью» значительно облегчил и ускорил строительство многоразового космического корабля «Буран». Используя полученный опыт, Г.Е. Лозино-Лозинский возглавил создание планера «Буран». Игорь Волк, выполнявший подлеты на дозвуковом аналоге ЭПОСа, впоследствии первым поднял атмосферный аналог «Бурана» в воздух и стал командиром отряда лётчиков-испытателей по программе «Буран». Пригодились и уменьшенные копии ЭПОСа — беспилотные орбитальные ракетопланы (БОР). На них испытывались различные варианты теплозащитного покрытия, выверялись наилучшие траектории входа в атмосферу с орбиты при возвращении «челноков» из полёта.

Но подробный разговор о «Шаттлах» у нас ещё впереди.