I midten av forrige århundre klarte bemannede jetfly som gradvis mestret nye hastigheter og høyder å komme nær terskelen til rommet.
Amerikansk utfordring
De første suksessene ble oppnådd av amerikanerne: 14. oktober 1947 falt testpilot Chuck Yeager på et eksperimentelt X-1 rakettfly fra B-29 "flygende festning" allerede 12. desember 1953 på en forbedret X-1A rakettfly, nådde han en maksimal hastighet på 2655 km / t (M = 2, 5) i en høyde på over 21 km. I 1953 begynte tester av rakettflyet X -2, hvor rekordhastigheten i horisontalflyging på 3360 km / t ble nådd 25. juli 1956 og i begynnelsen av september 1956 - 38 430 moh.
I juni 1954 begynte USA et testprogram for det hypersoniske bevingede rakettflyet Kh-15, som, under vingen til et ombygd B-52 strategisk bombefly, måtte utvikle en hastighet som er seks ganger lydens hastighet i en få minutter og nå en høyde på 76 km! Flytningen av den første prøven under flyets vinge ble fullført 10. mai 1959, og 8. juni skilte X-15 for første gang seg fra B-52 og foretok en uavhengig glideflukt. Den første aktiveringen av rakettmotoren ble utført 17. september, og i ytterligere testflyvninger "strømmet" rekordene etter hverandre - 4. august 1960 ble en hastighet på 3514 km / t nådd, og 12. august - en høyde på 41 605 m; 7. mars 1961 nådde Kh-15 en hastighet på 4264 km / t, under flyging 31. mars ble det tatt en høyde på 50 300 meter; 21. april ble en hastighet på 5033 km / t nådd, 12. september - allerede 5832 km / t. Linjen på en kilometer, som regnes som den "offisielle" grensen til rommet, ble krysset 22. august 1963 - maksimal flygehøyde var 107 906 m!
Romløper
Inspirert av suksessen med X-15 begynte det amerikanske flyvåpenet utviklingen av et militært romrakettfly som en del av Dyna Soar-prosjektet (fra Dynamic Soaring). Rakettflyet, kalt X-20, skulle fly med en hastighet på 24 000 km / t og var faktisk en utvikling av ideen om den tyske rombomberen Zenger (se "PM" # 8'2004). Dette er ikke overraskende, gitt at viktige ingeniørstillinger i det amerikanske romfartsprogrammet ble besatt av tyske spesialister. Det nye rakettflyet var planlagt å være bevæpnet med mellomrom-til-rom-, mellomrom-til-luft- og mellomrom-missiler og konvensjonelle bomber. Den nedre overflaten av X-20 var dekket med et varmebeskyttende metall laget av molybden, som tåler temperaturer opp til 1480 ° C, vingens forkant var laget av en molybdenlegering, som kunne tåle temperaturer opp til 1650 ° C. Individuelle deler av kjøretøyet, som ved innkjøring i atmosfæren, oppvarmet til 2371 ° C, ble beskyttet av en forsterket grafitt og et zirkonium halvkuleformet hette i nesen av flykroppen eller var foret med et keramisk isolerende niobbelegg. Piloten befant seg i et utkastningssete, og ga redning bare ved subsoniske hastigheter. Cockpiten var utstyrt med sidevinduer og en frontrute, beskyttet av varmeskjold, som ble droppet like før landing. En nyttelast på opptil 454 kg ble plassert i kupeen bak hanen. Landingsutstyret besto av tre uttrekkbare stiver utstyrt med ski.
Men i motsetning til sin tyske forgjenger, var ikke X-20 et romfly i ordets egentlige betydning. Det skulle starte fra Cape Canaveral på tradisjonell måte på toppen av Titan-IIIC-oppskytningsbilen, som lanserte rakettflyet i en bane med en høyde på 97,6 km. Videre måtte X-20 enten akselerere seg selv ved å bruke sine egne rakettmotorer, eller, etter å ha fullført en ufullstendig bane, planlegge Edwards AFB. Det var planlagt at det første fallet fra B-52-flyet skulle skje allerede i 1963, den første ubemannede flyvningen ville finne sted i november 1964 og den første bemannede flyreisen i mai 1965. Imidlertid døde dette militære programmet stille tidligere, ute av stand til å konkurrere med den enkle og billige løsningen - å sende astronauter ut i verdensrommet på en ballistisk rakett i en kapsel under trykk, implementert av en sivil organisasjon NASA.
Forsinket svar
Ironisk nok, i det øyeblikket da amerikanerne avsluttet sitt program med bemannede rakettfly, bestemte Sovjetunionen, imponert over X-15-postene, seg for å "ta igjen og overta" Amerika. I 1965 ble OKB-155 Artem Mikoyan instruert om å lede arbeidet med orbital- og hypersoniske fly, mer presist, om opprettelsen av et to-trinns luftfartssystem "Spiral". Temaet ble overvåket av Gleb Lozino-Lozinsky.
115-tonns "Spiral" besto av et 52-toners hypersonisk akseleratorfly, indeksert "50-50", og et 8, 8-tonn bemannet orbitalfly (indeks "50") plassert på det med et 54 tonn to- scene rakettforsterker. Boosteren nådde en hypersonisk hastighet på 1800 m / s (M = 6), og deretter, etter å ha separert trinnene i en høyde på 28-30 km, returnerte han til flyplassen. Orbitalplanet, ved hjelp av en rakettforsterker som opererte på hydrogenfluorid (F2 + H2) drivstoff, kom inn i arbeidsbanen.
Booster -fly
Booster-mannskapet var plassert i en to-seters presset cockpit med utkastningsseter. Det levende flyet, sammen med rakettforsterkeren, ble festet ovenfra i en spesiell boks, der nesen og halen ble lukket med fairings.
Gasspedalen brukte flytende hydrogen som drivstoff, som ble matet inn i en blokk med fire AL-51 turbojetmotorer utviklet av Arkhip Lyulka, som hadde et felles luftinntak og opererte på en enkelt supersonisk ekstern ekspansjonsdyse. Et trekk ved motorene var bruk av hydrogendamp for å drive turbinen. Den andre grunnleggende innovasjonen er det integrerte, justerbare hypersoniske luftinntaket, som brukte nesten hele den fremre delen av den nedre vingeflaten til å komprimere luften som kom inn i turbinene. Den anslåtte rekkevidden til gasspedalen med last var 750 km, og når den flyr som et rekognoseringsfly - mer enn 7000 km.
Orbitalplan
Bekjempede gjenbrukbare bemannede enkeltsete orbitalfly med en lengde på 8 m og et vingespenn på 7, 4 m ble utført i henhold til "bærende kropp" -opplegget. På grunn av det valgte aerodynamiske oppsettet, fra det totale spennet, hadde de feide vingekonsollene bare 3,4 m, og resten av lageroverflaten var relatert til bredden på flykroppen. Vingekonsollene under passasjen av plasmadannelsesdelen (lansering i bane og den innledende nedstigningsfasen) ble avbøyd oppover for å utelukke en direkte varmestrøm rundt dem. I den atmosfæriske delen av nedstigningen brettet orbitalplanet vingene ut og byttet til horisontal flyging.
Orbitalmanøvreringsmotorer og to nøddrevne rakettmotorer kjørte på høytkokende AT-NDMG-drivstoff (nitrogentetoksid og asymmetrisk dimetylhydrazin), lik den som ble brukt på kampballistiske missiler, som senere ble planlagt erstattet med mer miljøvennlig fluor- basert drivstoff. Drivstoffreservene var tilstrekkelig for en flytur som varer opptil to dager, men hovedoppgaven til baneflyet måtte utføres i løpet av de første 2-3 banene. Kamplasten var 500 kg for rekognoserings- og avskjæringsvarianten og 2 tonn for rombomberen. Fotografisk utstyr eller missiler var plassert i et rom bak en avtakbar cockpit-kapsel til piloten, som ga redningen av piloten i alle stadier av flyturen. Landingen ble foretatt ved hjelp av en turbojetmotor på et smussflyplass med en hastighet på 250 km / t på et firestolpt skiunderstell.
For å beskytte kjøretøyet mot oppvarming under bremsing i atmosfæren, ble det levert en varmebeskyttende metallskjerm fra plater av varmebestandig stål VNS og niob-legeringer arrangert i henhold til prinsippet om "fiskeskala". Skjermen ble suspendert på keramiske lagre som spilte rollen som termiske barrierer, og når oppvarmingstemperaturen svingte, endret den automatisk form og opprettholdt en stabil posisjon i forhold til kroppen. Dermed håpet designerne i alle moduser å sikre den aerodynamiske konfigurasjonens konsistens.
En engangs to-trinns oppskytningsenhet ble dokket til orbitalplanet, på den første etappen var det fire væskedrivende rakettmotorer med en skyvekraft på 25 tf, og på den andre-en. For første gang var det planlagt å bruke flytende oksygen og hydrogen som drivstoff, og senere å bytte til fluor og hydrogen. Etapper av akseleratoren, da flyet ble satt i bane, ble sekvensielt skilt og falt i havet.
Mytiske planer
Arbeidsplanen for prosjektet sørget for opprettelsen i 1968 av en analog av et orbitalfly med en flyhøyde på 120 km og en hastighet på M = 6-8, falt fra Tu-95 strategiske bombefly, en slags reaksjon til det amerikanske platesystemet-B-52 og X-15.
I 1969 var det planlagt å lage et eksperimentelt bemannet orbitalfly EPOS, som har full likhet med et kampflyfly, som ville bli skutt i bane av en Soyuz -bærerakett. I 1970 skulle gasspedalen også begynne å fly - først på parafin, og to år senere på hydrogen. Det komplette systemet skulle lanseres i verdensrommet i 1973. Av hele dette storslåtte programmet, på begynnelsen av 1970 -tallet, ble det bare bygget tre EPOS - en for å forske på fly med subsonisk hastighet, en for supersonisk forskning og en for å nå hypersonisk. Men bare den første modellen var bestemt til å stige opp i luften i mai 1976, da alle lignende programmer i USA allerede var faset ut. Etter å ha gjort litt mer enn et dusin sorteringer, i september 1978, etter en mislykket landing, mottok EPOS mindre skader og steg ikke opp i luften igjen. Etter det ble den allerede knappe finansieringen av programmet redusert - Forsvarsdepartementet var allerede opptatt med å utvikle et annet svar til amerikanerne - Energia - Buran -systemet.
Låst emne
Til tross for den offisielle nedleggelsen av Spiral -programmet, var arbeidet som ble brukt ikke forgjeves. Grunnarbeidet som ble skapt og erfaringen fra arbeidet med "Spiralen" letter og fremskynder konstruksjonen av det gjenbrukbare romskipet "Buran". Ved å bruke erfaringene ledet Gleb Lozino-Lozinsky etableringen av Buran-seilflyet. Den fremtidige kosmonauten Igor Volk, som foretok flyreiser på en subsonisk analog av EPOS, var deretter den første som flyr den atmosfæriske analogen til Buran BTS-002 og ble sjef for en avdeling av testpiloter under Buran-programmet.
