Спираль (авиационно-космическая система)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Спираль
MiG-105-11a.JPG105.11 — дозвуковой самолёт-аналог орбитального самолёта в авиамузее в Монино (Московская область).

Авиацио́нно-косми́ческая систе́ма «Спира́ль» — система космического назначения, состоящая из орбитального самолёта, который по технологии воздушный старт должен был выводиться в космос гиперзвуковым самолётом-разгонщиком, а затем ракетной ступенью на орбиту.

Проект «Спираль», начатый в 1960-х годах, был ответом на программу создания США космического перехватчика-разведчика-бомбардировщика X-20 «Dyna Soar»[1][2].

Примерно в 1964-м группа учёных и специалистов ЦНИИ 30 ВВС разработала концепцию создания принципиально новой ВКС, которая наиболее рационально интегрировала в себе идеи самолёта, ракетоплана и космического объекта и удовлетворяла бы вышеуказанным требованиям.

В середине 1965-го министр авиационной промышленности П. В. Дементьев поручил ОКБ А. И. Микояна разработку проекта этой системы, получившей название «Спираль». Главным конструктором системы назначили Г. Е. Лозино-Лозинского. От ВВС руководство работами осуществлял С. Г. Фролов, военно-техническое сопровождение поручили начальнику ЦНИИ 30 — З. А. Иоффе, а также его заместителю по науке В. И. Семёнову и начальникам управлений — В. А. Матвееву и О. Б. Рукосуеву — основным идеологам концепции ВКС.

Труфакин, В. Начало авиакосмических технологий. О проекте многоразовой космической системы «спираль» // Крылья Родины. — 2003. — № 6. — С. 5—10.

Разработка системы «Спираль» и её орбитального самолёта начались в конструкторском бюро ОКБ-155 А. И. Микояна летом 1966 года. Готовность системы к эксплуатации предполагалась в середине 1970-х годов. И в США, и в СССР эти программы были свёрнуты на разных стадиях разработки.

Руководителем проекта «Спираль» был Глеб Евгеньевич Лозино-Лозинский.

Самолёт-разгонщик[править | править код]

Мощный воздушный корабль-разгонщик (вес 52 т, длина 38 м, размах крыла 16,5 м) должен был разгоняться до шестикратной скорости звука (6М), затем с его «спины» на высоте 28—30 км должен был стартовать 10-тонный пилотируемый орбитальный самолёт длиной 8 м и размахом 7,4 м.

«Самолёт-разгонщик до 6 махов предполагалось возможным использовать и как пассажирский самолёт-авиалайнер, что, безусловно, было рационально: его высокие скоростные характеристики позволили бы поднять скорости гражданской авиации».[3]

Самолёт-разгонщик был первым технологически-революционным детальным проектом гиперзвукового летательного аппарата с воздушно-реактивными двигателями. На 40-м конгрессе Международной авиационной федерации (FAI), проходившей в 1989 году в Малаге (Испания) представители американского Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) дали самолёту-разгонщику высокую оценку, отметив, что он «проектировался в соответствии с современными требованиями».[4]

Ввиду требования больших средств для принципиально новых двигательных, аэродинамических и материаловедческих технологий для создания такого гиперзвукового самолёта-разгонщика, в последних вариантах проекта рассматривалась менее затратная и более быстро достижимая возможность создания не гиперзвукового, а сверхзвукового разгонщика, в качестве которого рассматривался модифицированный ударно-разведывательный самолёт Т-4 («100»)[5], однако и он не был реализован.

Орбитальный самолёт[править | править код]

Орбитальный самолёт-космоплан по проекту представлял собой летательный аппарат со стреловидным крылом, имеющими отклоняющиеся вверх консоли для изменения поперечного угла атаки. При спуске с орбиты самолёт самобалансировался на разных участках траектории. Фюзеляж был выполнен по схеме несущего корпуса с сильно затупленной оперённой треугольной формой в плане, из-за чего получил прозвище «Лапоть».

Теплозащита была выполнена с применением плакированных пластин, то есть покрытой методом горячей прокатки поверхности материала слоем металла. В данном случае был ниобиевый сплав с покрытием на основе дисилицида молибдена. Температура поверхности носовой части фюзеляжа на разных стадиях спуска с орбиты могла достигать 1600 °C.

Двигательная установка состояла из жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) орбитального маневрирования, двух аварийных тормозных ЖРД с вытеснительной системой подачи компонентов топлива на сжатом гелии, блока ориентации, состоящего из 6 двигателей грубой ориентации и 10 двигателей точной ориентации; турбореактивный двигатель для полёта на дозвуковых скоростях и посадки, работающий на керосине.

Для спасения пилота в случае аварии орбитального самолёта предусматривалась отделяемая кабина в виде капсулы с собственными пороховыми двигателями для отстрела от самолёта на всех этапах его движения от старта до посадки, а также с управляющими двигателями для входа в плотные слои атмосферы.

Помимо возможности транспортного варианта с небольшим грузовым отсеком, были разработаны основные военные варианты орбитальных самолётов:

  • фото- и радиоразведчики;
  • для поражения авианосцев, имеющие ракеты с ядерной боевой частью и системой наведения со спутника;
  • перехватчики космических целей в двух вариантах. Первый вариант для фотографирования и передачи фотографий по каналам связи, второй — для поражения цели.

Космонавты проекта[править | править код]

Для подготовки пилотов орбитального самолёта в 1966 году в Центре подготовки космонавтов была сформирована группа, в которую вошли члены отряда космонавтов, имевшие достаточную лётную подготовку. Первоначальный состав группы:

После реорганизации в 1969 Центра подготовки космонавтов был создан 4-й отдел 1-го управления ЦПК, начальником которого был назначен Г. С. Титов. Последний к тому моменту защитил диплом по теме САС проекта одноместного воздушно-космического летательного аппарата.[6] В отдел были набраны молодые лётчики, проходившие космическую подготовку:

7 января 1971 года в связи с уходом Г. С. Титова из отряда космонавтов начальником отдела был назначен А. В. Филипченко, а 11 апреля 1973 — инструктор-космонавт-испытатель Л. В. Воробьев. В 1973 отдел был расформирован в связи с прекращением работ по проекту.

БОР-2 — суборбитальный аппарат-аналог
БОР-4 — запускавшийся на орбиту космический аппарат-аналог
БОР-6 — не летавший космический аппарат-аналог

Ход проекта[править | править код]

В ходе программы для отработки создания орбитального самолёта и демонстрации его реализуемости был созданы подпроекты самолёта-аналога 105.11, суборбитальных аппаратов-аналогов БОР-1 (Беспилотный орбитальный ракетоплан), БОР-2, БОР-3 (все три варианта были выполнены в масштабе 1:3 из-за ограниченных энергетических возможностей ракет-носителя 8К63Б — модифицированной БРСД Р-12[7]) и космических аппаратов-аналогов «ЭПОС» (Экспериментальный пилотируемый орбитальный самолёт) БОР-4 и БОР-6.

Бор-1 - 15.07.1969, макетное изделие из текстолита, масштаб 1:3, естественно сгорел
Бор-2 - 06.12.1969, аналог М 1:3, отказ системы управления, баллист. спуск, сгорел
Бор-2 - 31.07.1970, аналог М 1:3, успешный полет
Бор-2 - 22.04.1971, аналог М 1:3, прогар защиты, КЗ, парашют не вышел, разбился
Бор-2 - 08.02.1972, аналог М 1:3, успешный полет, аппарат хранится в ЛИИ
Бор-3 - 24.05.1973, аналог М 1:3, разрушение ГО на высоте 5 км, аппарат разбился
Бор-3 - 11.07.1974, аналог М 1:3, повреждение парашюта, аппарат разбился
Все запуски осуществлены с полигона Капустин Яр).

Работы по созданию «Спирали», в том числе аналогов её орбитального самолёта, прерванные в 1969 году, были возобновлены в 1974 году. В 19761978 годах было проведено 7 испытательных полётов МиГ-105.11.

На дозвуковом аналоге орбитального самолёта 105.11 проводили испытания лётчики Пётр Остапенко, Игорь Волк, Валерий Меницкий, Александр Федотов. На 105.11 стартовал из-под фюзеляжа тяжёлого бомбардировщика Ту-95К[8] Авиард Фастовец, окончательный этап испытаний аналога проводил Василий Урядов.

Запускавшийся РН 11К65М-РБ уже в рамках программы «Буран», космические аппараты серии БОР-4 представляли собой беспилотные экспериментальные аппараты созданные на основе Бор-3, измененные в рамках программы «Буран».

Разработки жаростойких теплозащитных материалов типа «пенокерамика» в рамках проекта «Спираль» велись (что отражено в документе 1966 года[4]) за 15 лет до начала полётов по американской программе Спейс шаттл, а также за 16 лет до первого испытания советских кварцевых плиток на БОР-4 и за 22 года до полёта «Бурана». Первоначально планировалось применять металлическую теплозащиту из жаропрочных сплавов, но не удалось решить проблему остаточного коробления металла при циклических температурных нагрузках. Было принято решение применять керамическую защиту сведения о которой были получены по «шаттлу».[9] На БОР-4 отрабатывалась теплозащита для «Бурана». Технические решения, полученные специалистами ОКБ Завода Климова в ходе разработок бортовых жидкостных ракетных двигателей, также были использованы при создании «Бурана».[10]

Также «на базе БОР-4 разрабатывались маневрирующие боевые блоки космического базирования, основной задачей которых была бомбардировка Америки из космоса с минимальным подлётным временем до целей (5…7 минут)». Лукашевич В. П., финансовый директор ОАО «Международный консорциум Многоцелевые авиационно-космические системы».[11][12][13]

Собственные работы над «Спиралью» (кроме аналогов БОР) были окончательно прекращены после начала разработки более масштабного, менее технологически рискованного, казавшегося более перспективным и во многом повторявшим американскую программу Спейс шаттл проекта «Энергия-Буран». Министр обороны А. А. Гречко даже не дал разрешения на орбитальные испытания почти готового ЭПОС, начертав по разным данным резолюцию «Фантазиями мы заниматься не будем»[14] или «Это — фантастика. Нужно заниматься реальным делом»[15]. Основные специалисты, ранее работавшие по проекту «Спираль», были переведены из ОКБ А. И. Микояна и ОКБ «Радуга» приказом министра авиационной промышленности в НПО «Молния».

В данное время самолёт-аналог 105.11 можно видеть в Центральном музее Военно-воздушных сил РФ в Монино.

Влияние американских программ на проект[править | править код]

На начало программы «Спираль» повлияло начало работ по американской программе «Dyna Soar».[9] Выбор облика орбитального самолета "Спираль" производился не совсем на пустом месте. При выборе компоновки и алгоритмов управления орбитального самолета "Спираль" конструкторы внимательно следили за американскими работами и испытаниями беспилотных аппаратов «ASSET[en]»(1963-1965), «SV-5D[en]»(1966-1967). К моменту выпуска в СССР аванпроекта "Спирали" в США уже проводились исследование пилотируемых гиперзвуковых летательных аппаратов на малых скоростях полета («PILOT») и полеты пилотируемых аппаратов «M2-F1[en]», «M2-F2[en]» и «HL-10», так же предусматривались летные исследования «X-24[en]». Результаты этих испытаний были известны в ОКБ Микояна.[16]

На закрытие программы «Спираль» повлияло начало создания программы «Буран как ответ на начало американской программы «Спейс Шаттл», а так же закрытие в 1975 году программы «PILOT».[9]

Так же по мнению сотрудников НАСА на дизайн Бора-4 могли повлиять данные по созданию и испытанию пилотируемых аппаратов M2-F1, M2-F2, HL-10, X-24A, X-24B купленные Советским Союзом.[17][18]

Фильм[править | править код]

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. Dyna-Soar (англ. Dynamic Soaring — «разгон и планирование») в соответствии с методикой повторного входа в атмосферу Ойгена Зенгера (немецкий проект межконтинентального реактивного бомбардировщика, известный как «проект Зенгера» 1944 года).
  2. Проект «Спираль». Материалы XI Международного симпозиума по истории авиации и космонавтики.
  3. Лозино-Лозинский. http://www.buran.ru/htm/archivl.htm
  4. 1 2 Воздушно-орбитальная система «Спираль»
  5. Спираль. Несостоявшийся виток
  6. Диплом Гагарина Архивировано 10 января 2015 года.
  7. БОРЫ Капьяр
  8. ЭПОС (105.11) на видео — Сброс с ТУ-135К, полёт, посадка
  9. 1 2 3 ЛУКАШЕВИЧ В.П. ТРУФАКИН В.А МИКОЯН С.А. Воздушно-орбитальная система «СПИРАЛЬ» // Авиация и космонавтика. — 2007. — № 2. Архивировано 25 июля 2017 года.
  10. ОАО «Климов» — осваивая космос
  11. Аппараты БОР
  12. схема применения
  13. боевые блоки в проекте «Буран»
  14. 50 «Спираль»
  15. http://www.astronaut.ru/bookcase/books/spacecrash/text/33.htm
  16. ЛУКАШЕВИЧ В.П. ТРУФАКИН В.А МИКОЯН С.А. Воздушно-орбитальная система «СПИРАЛЬ» // Авиация и космонавтика. — 2006. — № 11. Архивировано 25 июля 2017 года.
  17. W. Kempel, Robert Developing and Flight Testing the HL-10 Lifting Body: A Precursor to the Space Shuttle (англ.) 40. NASA (апрель 1994). — «...Much of the wind-tunnel and flight test work we accomplished and published was unclassified. As a result, the Soviet Union took advantage of our work with their design and flight testing of the subscale BOR-4 vehicle in 1982...». Архивировано 5 августа 2014 года.
  18. R. Dale, Reed Wingless Flight The Lifting Body Story (англ.) 180. NASA (1997). — «...The NASA lifting-body program has been well documented in about 100 technical reports on the program's 222 flights and 20,000 hours of wind-tunnel tests. Many of these publications are unclassified. The Soviet Union purchased copies of these reports from NASA Headquarters in Washington, D.C., then designed its own lifting body. In 1982, the Soviets flight-tested an unpiloted, 10-foot-long, subscale version of their lifting body, the BOR-4, including a maneuvering re-entry over the Indian Ocean from space orbit. The flight test of the BOR-4 closely resembled that of our PRIME (X-23) vehicle in 1966...». Архивировано 18 декабря 2014 года.

Литература[править | править код]

  • Лукашевич В. П., Афанасьев А. Б. Космические крылья — М.: ЛенТа Странствий, 2009, 496с.- ил. [1]
    • Гл. 10 Воздушно-орбитальный самолёт «Спираль» (с.201-218)
    • Гл. 11 Экспериментальные самолёты-аналоги (с.219-244)
    • Гл. 12 Боевые пилотируемые орбитальные самолёты (с.245-255)
    • Гл. 13 Создание ЭПОСа (с.257-278)
    • Гл. 15 Первые беспилотные орбитальные ракетопланы (с.287-300)
    • Гл. 16 Летающий «Лапоть» (с.301-344)
  • Микоян С. А. Мы — дети войны. Воспоминания военного лётчика-испытателя — М.: Яуза, Эксмо, 2006

Ссылки[править | править код]