Pada pertengahan abad yang lalu, pesawat jet berawak, yang secara beransur-ansur menguasai kecepatan dan ketinggian baru, dapat mendekati ambang ruang.
Cabaran Amerika
Kejayaan pertama dicapai oleh orang Amerika: pada 14 Oktober 1947, juruterbang ujian Chuck Yeager pada pesawat roket X-1 eksperimental yang jatuh dari "kubu terbang" B-29 yang sudah pada 12 Disember 1953, pada X-1A yang lebih baik pesawat roket, dia mencapai kelajuan maksimum 2655 km / jam (M = 2, 5) pada ketinggian lebih dari 21 km. Pada tahun 1953, ujian pesawat roket X-2 bermula, di mana kecepatan rekod dalam penerbangan mendatar 3360 km / j dicapai pada 25 Julai 1956, dan pada awal September 1956 - ketinggian 38 430 m.
Pada bulan Jun 1954, Amerika Syarikat memulakan program ujian untuk pesawat roket bersayap hipersonik Kh-15, yang, bermula dari bawah sayap pengebom strategik B-52 yang telah ditukar, harus mengembangkan kecepatan enam kali kecepatan suara dalam beberapa minit dan mencapai ketinggian 76 km! Penerbangan sampel pertama di bawah sayap pesawat selesai pada 10 Mei 1959, dan pada 8 Jun, X-15 untuk pertama kalinya berpisah dari B-52 dan membuat penerbangan luncur bebas. Pengaktifan pertama enjin roket dilakukan pada 17 September, dan dalam penerbangan uji coba lebih lanjut, catatan "dicurahkan" satu demi satu - pada 4 Ogos 1960, kelajuan 3514 km / jam dicapai, dan pada 12 Ogos - ketinggian 41,605 m; Pada 7 Mac 1961, Kh-15 mencapai kecepatan 4264 km / jam, dalam penerbangan pada 31 Mac, ketinggian 50,300 meter diambil; Pada 21 April, kelajuan 5033 km / j dicapai, pada 12 September - sudah 5832 km / j. Garis satu kilometer, yang dianggap sebagai sempadan ruang "rasmi", dilintasi pada 22 Ogos 1963 - ketinggian penerbangan maksimum adalah 107,906 m!
Pemain ski ruang
Terinspirasi oleh kejayaan X-15, Tentera Udara AS memulakan pengembangan pesawat roket angkasa tentera sebagai sebahagian daripada projek Dyna Soar (dari Dynamic Soaring). Pesawat roket, yang disebut X-20, seharusnya terbang dengan kecepatan 24.000 km / jam dan, sebenarnya, merupakan pengembangan idea pengebom angkasa Jerman Zenger (lihat "PM" # 8'2004). Ini tidak menghairankan, memandangkan kedudukan kejuruteraan utama dalam program angkasa Amerika dipegang oleh pakar Jerman. Pesawat roket baru itu dirancang untuk dipersenjatai dengan peluru berpandu jarak-ke-ruang, ruang-ke-udara dan ruang-ke-darat dan bom konvensional. Permukaan bawah X-20 ditutup dengan pelindung haba logam yang terbuat dari molibdenum, yang dapat menahan suhu hingga 1480 ° C, tepi sayap terkemuka terbuat dari aloi molibdenum, yang dapat menahan suhu hingga 1650 ° C. Bahagian-bahagian individu kenderaan, yang, ketika memasuki atmosfer, dipanaskan hingga 2371 ° C, dilindungi oleh grafit bertetulang dan penutup hemisfera zirkonium di hidung pesawat atau dilapisi dengan lapisan niobium penebat seramik. Juruterbang itu berada di tempat pelepasan, hanya dapat menyelamatkan dengan kecepatan subsonik. Kokpit dilengkapi dengan tingkap sisi dan kaca depan, dilindungi oleh pelindung haba, yang dijatuhkan sebelum mendarat. Muatan dengan berat hingga 454 kg diletakkan di ruang belakang. Alat pendaratan terdiri daripada tiga penyangga yang ditarik yang dilengkapi dengan ski.
Tetapi tidak seperti pendahulunya di Jerman, X-20 bukanlah pesawat ruang angkasa dalam arti sebenarnya. Ia sepatutnya bermula dari Cape Canaveral dengan cara tradisional di atas kenderaan pelancaran Titan-IIIC, yang melancarkan pesawat roket ke orbit dengan ketinggian 97.6 km. Selanjutnya, X-20 harus mempercepat dirinya sendiri, menggunakan mesin roket sendiri, atau, setelah menyelesaikan orbit yang tidak lengkap, berencana ke Edwards AFB. Direncanakan bahawa penurunan pertama dari pesawat B-52 akan dilakukan pada tahun 1963, penerbangan tanpa pemandu pertama akan dilakukan pada bulan November 1964, dan penerbangan berawak pertama pada bulan Mei 1965. Walau bagaimanapun, program ketenteraan ini secara senyap-senyap mati lebih awal, tidak dapat bersaing dengan penyelesaian yang mudah dan murah - menghantar angkasawan ke angkasa dengan roket balistik dalam kapsul bertekanan, yang dilaksanakan oleh organisasi awam NASA.
Tanggapan terlambat
Ironinya, pada masa ketika Amerika menutup program peluncur roket berawak mereka, USSR, terkesan dengan catatan X-15, memutuskan untuk "mengejar dan mengatasi" Amerika. Pada tahun 1965, OKB-155 Artem Mikoyan diarahkan untuk memimpin pekerjaan pada pesawat orbit dan hipersonik, lebih tepatnya, pada penciptaan sistem aeroangkasa dua peringkat "Spiral". Topik ini diselia oleh Gleb Lozino-Lozinsky.
Spiral 115-ton terdiri daripada pesawat pemecut hipersonik 52-ton, diindeks "50-50", dan sebuah pesawat orbit berawak 8, 8-ton (indeks "50") yang terletak di atasnya dengan 54-ton dua- penggalak roket pentas. Penguat mencapai kelajuan hipersonik 1800 m / s (M = 6), dan kemudian, setelah memisahkan anak tangga pada ketinggian 28-30 km, kembali ke lapangan terbang. Pesawat orbit, menggunakan booster roket yang beroperasi pada bahan bakar hidrogen fluorida (F2 + H2), memasuki orbit kerja.
Pesawat penguat
Krew penggalak ditempatkan di kokpit bertekanan dua tempat duduk dengan tempat duduk pelepas. Pesawat hidup, bersama dengan roket booster, terpasang dari atas dalam kotak khas, dengan bahagian hidung dan ekor ditutup dengan pelindung.
Pemecut menggunakan hidrogen cair sebagai bahan bakar, yang dimasukkan ke dalam blok empat mesin turbojet AL-51 yang dikembangkan oleh Arkhip Lyulka, yang mempunyai asupan udara yang sama dan beroperasi pada satu muncung pengembangan luaran supersonik. Ciri mesin adalah penggunaan wap hidrogen untuk menggerakkan turbin. Inovasi asas kedua adalah pengambilan udara hipersonik bersepadu yang boleh disesuaikan, yang menggunakan hampir keseluruhan bahagian depan permukaan sayap bawah untuk memampatkan udara memasuki turbin. Jangkauan penerbangan pemecut dengan muatan adalah 750 km, dan ketika terbang sebagai pesawat pengintai - lebih dari 7000 km.
Pesawat orbit
Pesawat orbit satu tempat duduk berperang yang dapat digunakan semula dengan panjang 8 m dan lebar sayap 7, 4 m dilakukan mengikut skema "badan membawa". Oleh kerana susun atur aerodinamik yang dipilih, dari keseluruhan rentang, konsol sayap menyapu hanya 3,4 m, dan permukaan galas yang selebihnya berkaitan dengan lebar badan pesawat. Konsol sayap semasa melewati bahagian pembentukan plasma (dilancarkan ke orbit dan fasa keturunan awal) dibelokkan ke atas untuk mengecualikan aliran haba langsung di sekitarnya. Di bahagian atmosfera keturunan, satah orbit membuka sayapnya dan beralih ke penerbangan mendatar.
Enjin manuver orbital dan dua enjin roket pendorong cecair kecemasan menggunakan bahan bakar AT-NDMG mendidih tinggi (nitrogen tetraxide dan dimetilhidrazin asimetrik), serupa dengan yang digunakan pada peluru berpandu balistik pertempuran, yang kemudiannya dirancang untuk diganti dengan fluorin yang lebih mesra alam- bahan api berasaskan. Cadangan bahan bakar mencukupi untuk penerbangan yang berlangsung hingga dua hari, tetapi tugas utama pesawat orbit harus dilakukan selama 2-3 orbit pertama. Beban tempur adalah 500 kg untuk varian pengintaian dan pencegat dan 2 tan untuk pengebom angkasa. Peralatan fotografi atau peluru berpandu terletak di petak di belakang kapsul kokpit yang boleh dilepaskan juruterbang, yang memberikan penyelamatan juruterbang di mana-mana peringkat penerbangan. Pendaratan dilakukan dengan menggunakan mesin turbojet di lapangan udara yang kotor dengan kecepatan 250 km / j pada casis ski empat tiang.
Untuk melindungi kenderaan daripada pemanasan semasa pengereman di atmosfera, skrin logam pelindung haba disediakan dari plat VNS keluli tahan panas dan aloi niobium yang disusun mengikut prinsip "timbangan ikan". Skrin digantung pada bantalan seramik yang berperanan sebagai penghalang termal, dan ketika suhu pemanasan berubah-ubah, ia secara automatik berubah bentuknya, mempertahankan posisi stabil relatif terhadap tubuh. Oleh itu, dalam semua mod, pereka berharap dapat memastikan keteguhan konfigurasi aerodinamik.
Unit pelancaran dua peringkat sekali pakai dipasang ke satah orbit, pada tahap pertama di mana terdapat empat enjin roket pendorong cecair dengan daya tuju 25 tf, dan pada yang kedua - satu. Untuk pertama kalinya, dirancang untuk menggunakan oksigen cair dan hidrogen sebagai bahan bakar, dan kemudian untuk beralih ke fluorin dan hidrogen. Tahap pemecut, ketika pesawat dimasukkan ke orbit, dipisahkan secara berurutan dan jatuh ke laut.
Rancangan mitos
Rancangan kerja pada projek itu disediakan untuk penciptaan pada tahun 1968 analog pesawat orbit dengan ketinggian penerbangan 120 km dan kelajuan M = 6-8, jatuh dari pengebom strategik Tu-95, semacam tindak balas ke sistem rakaman Amerika - B-52 dan X-15.
Menjelang tahun 1969, ia dirancang untuk membuat EPOS pesawat orbit berawak eksperimental, yang sangat mirip dengan pesawat tempur orbit, yang akan dilancarkan ke orbit oleh roket pembawa Soyuz. Pada tahun 1970, pemecut juga seharusnya mula terbang - pertama menggunakan minyak tanah, dan dua tahun kemudian menggunakan hidrogen. Sistem yang lengkap seharusnya dilancarkan ke angkasa pada tahun 1973. Dari keseluruhan program megah ini, pada awal tahun 1970-an, hanya tiga EPOS yang dibina - satu untuk meneliti penerbangan dengan kecepatan subsonik, satu untuk penyelidikan supersonik dan satu untuk mencapai hipersonik. Tetapi hanya model pertama yang ditakdirkan untuk muncul pada bulan Mei 1976, ketika semua program serupa di Amerika Syarikat telah dihentikan. Setelah membuat lebih dari selusin sorti, pada bulan September 1978, setelah pendaratan yang tidak berjaya, EPOS mengalami kerosakan kecil dan tidak muncul lagi. Setelah itu, dana yang sudah sedikit untuk program ini dikurangkan - Kementerian Pertahanan sudah sibuk mengembangkan tanggapan lain kepada orang Amerika - sistem Energia - Buran.
Topik terkunci
Walaupun penutupan program Spiral secara rasmi, pekerjaan yang dikeluarkan tidak sia-sia. Kerja dasar yang dibuat dan pengalaman yang diperoleh dalam mengerjakan "Spiral" sangat memudahkan dan mempercepat pembinaan kapal angkasa "Buran" yang dapat digunakan kembali. Menggunakan pengalaman yang diperoleh, Gleb Lozino-Lozinsky menerajui penciptaan Buran glider. Kosmonaut masa depan Igor Volk, yang melakukan penerbangan dengan analog subsonik EPOS, kemudian menjadi yang pertama menerbangkan analog atmosfera Buran BTS-002 dan menjadi komandan detasemen pilot percubaan di bawah program Buran.
