La idea d'un avió espacial coet capaç d'ascendir a l'òrbita i tornar a la Terra com un avió va aparèixer fa diverses dècades. Amb el pas del temps, el seu desenvolupament va conduir a l'anomenada. avions orbitals, inclosos els que han trobat aplicació pràctica. No obstant això, fins a un cert temps, el treball en aquesta àrea no podria donar els resultats desitjats. Els països líders del món han desenvolupat diversos projectes d'avions espacials, però no van avançar més enllà de provar equips experimentals.
Cal assenyalar que tots els primers desenvolupaments de l’URSS i els EUA en el camp dels avions espacials, tot i que no van conduir a l’aparició i al funcionament d’una tecnologia fonamentalment nova, encara no eren inútils. Amb la seva ajuda, especialistes d’un gran nombre d’institucions científiques i de disseny van poder adquirir l’experiència necessària, fer diversos estudis i experiments i determinar altres maneres de desenvolupar la tecnologia espacial. A partir de les noves tecnologies i desenvolupaments, aviat es van crear mostres reals d’avions espacials amb les característiques desitjades.
X-20 DynaSoar
El primer projecte d’avions espacials de ple dret que va tenir l’oportunitat d’assolir vols de prova és l’americà X-20 DynaSoar. Els treballs en aquest programa van començar a la tardor del 1957, pocs dies després del llançament del primer satèl·lit de la Terra artificial, fabricat a l’URSS. El lideratge militar i polític, així com els caps de la indústria aeroespacial nord-americana, van arribar a la conclusió que era necessari crear els seus propis sistemes espacials, inclosos els adequats per a ús militar.
L’avió espacial X-20 DynoSoar entra a l’atmosfera. Dibuix de la NASA
A mitjans de desembre es va celebrar a NACA una conferència sobre les formes de desenvolupar coets i tecnologia espacial. Es van discutir tres tipus principals de naus espacials per al transport de persones o càrrega: una càpsula amb llançament en òrbita mitjançant un vehicle de llançament i retorn al llarg d’una trajectòria balística; un orbitador del tipus Lifting Body, capaç de realitzar algunes maniobres; així com un pla espacial orbital de ple dret. Basant-se en els resultats de les discussions, es va decidir desenvolupar els conceptes d'una càpsula "balística" i d'un pla espacial.
A finals d'any, el Comandament de Recerca i Desenvolupament de la Força Aèria dels Estats Units va llançar un nou programa amb el codi DynaSoar (abreviatura de Dynamic Soaring - "planificació dinàmica"), en el qual estava previst desenvolupar l'avió espacial. Va començar la formació de requisits per a la futura nau espacial, així com la recollida de sol·licituds de participació al programa. La BBC va rebre més d'un centenar de propostes en total, però només 10 empreses van participar en el programa, algunes de les quals van decidir treballar junts.
A principis de primavera de 1958, la Força Aèria va conèixer una dotzena de projectes preliminars del sistema DynaSoar. Les empreses de desenvolupament van adoptar diferents enfocaments i van implementar diferents conceptes. Al mateix temps, una part important dels projectes tenia una certa similitud. Van preveure la construcció d’un avió de coet hipersònic, que s’havia de connectar a un coet portador de reforç. Les diferències estaven en el disseny de l'avió, la composició dels sistemes a bord i l'arquitectura del vehicle de llançament. La Força Aèria considerava que els projectes dels grups d’empreses Boeing-Vought i Bell-Martin eren les millors opcions. Van ser ells els que es van desenvolupar.
Separació del vehicle de llançament i de l'avió espacial. Dibuix de la NASA
Paral·lelament a la cerca dels guanyadors del concurs, els militars van negociar amb NACA: aquesta organització havia de proporcionar esdeveniments científics i pràctics. L’acord corresponent va aparèixer a finals de la tardor de 1958. Posteriorment, l'Agència de R + D i les empreses de la indústria aeronàutica van treballar junts sota el lideratge de la Força Aèria. En aquest moment, es va decidir dur a terme el programa en diverses etapes, des de la investigació fins a la construcció i proves de la versió de combat de l'avió espacial.
Durant el 1959, els dos grups d’empreses van realitzar diferents activitats de recerca i desenvolupament. Durant aquest període, el client va canviar els requisits de l'avió espacial diverses vegades. A principis de novembre, la Força Aèria va seleccionar el guanyador de la competició. La millor versió del projecte va ser proposada per Boeing i Vought. És curiós que en aquest moment aquesta última hagués reduït dràsticament la seva participació en el projecte: només era responsable d'algunes unitats del futur aparell. Martin també va participar en el projecte, que consistia a desenvolupar el vehicle de llançament necessari.
El desenvolupament del futur prototip d’avió espacial va començar a finals de 1959. Aquesta etapa de treball va ser designada com a fase alfa. Esbrinar l’aspecte de l’avió espacial amb la designació de treball X-20 va donar lloc a resultats específics. Així, el disseny del producte canviava constantment i es movia cada vegada més lluny de la versió bàsica. Paral·lelament, es va dur a terme el desenvolupament d’un programa de construcció i proves. A partir d’un temps determinat, el client i el desenvolupador van planejar realitzar dues dotzenes de vols de prova, i això només es fa en el marc de les primeres fases.
Model de l'aparell X-20. Fotos de Boeing
A mitjan 1961, els participants al programa havien determinat l’aspecte final del futur complex de coets i espais. A més de la pròpia nau hipersònica, s'hi va incloure un vehicle de llançament Titan IIIC especialment modificat. En lloc d’una etapa amb càrrega útil, es va proposar instal·lar-hi un producte DynaSoar. El coet de tres etapes també es podria equipar amb una quarta etapa especial. Se suposava que aquesta unitat romandria a l’avió espacial, donant solució a alguns problemes.
El projecte X-20 va consistir en la construcció d’un avió espacial de mida mitjana amb un aspecte característic. Es va considerar òptim l’ala delta baixa, per sobre de la qual hi havia un fuselatge amb un con nas punxegut i un parell de quilles laterals. Es va proposar que l’estructura fos d’aliatges d’acer resistent a la calor i que estigués coberta amb panells ceràmics especials. El principi de refredament de la carcassa també es va utilitzar mitjançant radiadors interns amb líquid. Dins del fuselatge hi havia una cabina monoplaza, així com un motor coet de propulsió líquida i altres dispositius necessaris. La longitud del vehicle no superava els 11 m, l’envergadura de les ales era inferior a 6,5 m. El seu propi pes era de 5,16 tones.
Segons les propostes d’aquella època, es podrien col·locar míssils guiats a la nau de càrrega X-20 per atacar objectius en òrbita o a la Terra. A més, no es va excloure l’ús de bombes de caiguda lliure. Fins on se sap, el desenvolupament de coets especialitzats espai-espai i espai-terra encara no ha anat més enllà de l’etapa preliminar de la investigació.
Prova el pilot a la cabina del simulador de terra. Fotos de Boeing
El setembre de 1961, Boeing va presentar al client un model a mida completa de l’avió espacial. La seva aprovació obriria el camí al projecte per construir un prototip de ple dret. Els preparatius per a les proves també estaven en marxa: la NASA i la Força Aèria van començar a reclutar pilots per participar en futures proves. Sis pilots van ser seleccionats per a un grup especial. Van haver de realitzar almenys nou vols orbitals.
Tot i això, aquests plans no es van complir. Ja a l’octubre de 1961, en relació amb l’aparició de programes espacials competidors, es va proposar un pla per reduir els costos del projecte DynaSoar X-20. Aquest document preveia una disminució del nombre de vols de prova i una simplificació dels programes de vol. A causa d'això, es va planejar reduir el cost de les proves a 920 milions de dòlars i finalitzar el 1967. És curiós que un dels programes espacials paral·lels del mateix període fos sotmès a crítiques tan dures que simplement es va tancar.
Tanmateix, en aquest context, no hi havia motius d’alegria. Ja al febrer de l'any vinent, el programa DynaSoar es va transferir a la categoria de recerca, que va ser causada per problemes en el desenvolupament d'un avió espacial i un coet per a això. A més, hi va haver dificultats per obtenir finançament i organitzar el treball. A l’octubre, va aparèixer una nova versió del calendari del programa, que de nou preveia una reducció de la despesa.
Disseny de DynaSoar i els seus creadors de Boeing. Fotos de Boeing
El 1963, el projecte DynaSoar es va enfrontar a un nou competidor en forma de nau espacial Gemini. El Pentàgon va comparar els dos esdeveniments i va intentar establir quin d'ells té més interès des del punt de vista militar. A continuació, es van produir disputes al departament militar, en el context de les quals es van rumorear la finalització del treball a l'X-20. No obstant això, a la primavera, Boeing va rebre un nou contracte per continuar els treballs de desenvolupament. Paral·lelament, es van continuar les discussions sobre el finançament i les proves futures.
El 20 de desembre de 1963, el secretari de Defensa, Robert McNamara, va ordenar la finalització del programa DynaSoar a favor del projecte ASSET, amb la corresponent redirecció del finançament. Segons els informes, en aquell moment es gastaven 410 milions de dòlars en el programa DynaSoar. El primer vol va requerir sumes comparables i diversos anys més de treball. No obstant això, al projecte no se li va assignar el temps i els diners necessaris.
Espiral
Mentre la ciència nord-americana intentava crear un avió espacial, els especialistes soviètics van continuar el desenvolupament de vaixells càpsula amb descendència balística i van tenir molt èxit en aquest tema. Tot i això, només uns anys més tard, al nostre país es va començar a treballar per crear un avió orbital. El projecte domèstic del sistema aeroespacial es va anomenar "Espiral".
Model del sistema aeroespacial espiral en configuració d'enlairament. Foto Epizodsspace.airbase.ru
Se sap que un dels motius de l'aparició del tema "Espiral" va ser la informació sobre els plans nord-americans de creació d'avions espacials, és a dir, el projecte DynaSoar. Al mateix temps, es pot assenyalar que el desenvolupament ulterior de l'astronàutica es podria dur a terme de diferents maneres, fins i tot mitjançant la creació d'avions espacials. Per tant, "Spiral", tot i que es va crear mirant mostres estrangeres, es pot considerar un projecte completament propi basat en idees originals.
El concepte acabat del sistema, que combina les idees d'un avió coet i d'una nau espacial, va ser proposat el 1964 pel 30è Institut Central d'Investigació de la Força Aèria. Aquesta proposta va interessar els líders de la indústria aeronàutica i el 1965 va aparèixer una comanda corresponent. D’acord amb això, l’A. I. Mikoyan havia de desenvolupar un projecte per a un prometedor sistema aeroespacial amb el codi "Spiral". Els treballs sobre aquest tema van començar el 1966, dirigits pel dissenyador G. E. Lozino-Lozinsky.
El 30è Institut Central d'Investigació va completar una part important del treball, cosa que va simplificar enormement la tasca de l'Oficina de Disseny de Mikoyan. Els especialistes de l’Institut han format l’arquitectura del futur complex i n’han determinat les característiques i les capacitats. Gràcies a això, els dissenyadors d’avions només havien de dur a terme tasques de desenvolupament. Aquest enfocament donava certs avantatges. Així doncs, segons els plans de mitjans dels anys seixanta, el primer vol de la "Espiral" es podria produir ja al començament de la propera dècada.
Perfil de vol en espiral. Figura Epizodsspace.airbase.ru
El sistema Spiral es basava en un avió especial de 50-50 de reforç amb un aspecte característic. Se suposava que tenia una ala escombrada i un conjunt de motors a reacció d’alta empenta. A la part superior de la màquina, es va proporcionar una plataforma per a la instal·lació d’un avió espacial orbital amb un escenari superior. Segons el concepte bàsic, se suposava que el booster pujaria a una altitud de 30 km i desenvoluparia una velocitat d’aproximadament M = 6. La longitud total d'aquesta màquina va arribar als 38 m amb una envergadura de 16, 5 m. El pes a l'enlairament de tot el sistema aeroespacial és de 52 tones.
La càrrega útil de l'accelerador "50-50" era l'anomenada. avió orbital amb un coet. Es va proposar que l’avió espacial es construís d’acord amb l’esquema amb un fuselatge de suport, en què la part inferior de la màquina era el pla d’ala. El fuselatge tenia una forma triangular amb una secció variable. Als laterals del cotxe hi havia un parell d'avions col·lapsats als laterals. Es va proporcionar una quilla al fuselatge. Es va proposar que el planador fos d’acers resistents a la calor; el revestiment va rebre un revestiment ceràmic especial. Segons els càlculs, en certes etapes del vol, el nas del fuselatge s’havia d’escalfar fins a 1600 ° C, cosa que requeria una protecció adequada.
Es va proposar que l'avió orbital "50" estigués equipat amb motors de manteniment i de direcció. Amb una massa de 8 tones, podria transportar una càrrega útil d'almenys 500 kg. Es va plantejar la possibilitat de crear un interceptor orbital i un reconeixement. A més, hi havia un projecte de bombarder d’avions espacials que podia transportar 2 tones de càrrega. A causa de l'avió de reforç i del bloc de coet, l'avió de Spirali podria ascendir a òrbites amb una altitud d'almenys 150 km.
Pla orbital "50". Figura Buran.ru
A finals de la dècada, l’Oficina de Disseny de Mikoyan va completar la major part del treball teòric i va preparar l’equip per a les primeres proves pràctiques. El juliol de 1969 es va llançar l'aparell experimental BOR-1 ("Avió orbital sense cohete, el primer") d'un disseny simplificat. Una planadora textolita a escala 1: 3 amb l'ajut d'un coet R-12 modificat es va portar a una trajectòria suborbital. El producte es va cremar a l'atmosfera, però va permetre recollir algunes dades. El desembre del mateix any es va llançar l’aparell BOR-2 amb un disseny i configuració diferents. Durant el vol, els sistemes de control van fallar i el prototip es va cremar.
Des del juliol de 1970 fins al febrer de 1972, es van realitzar tres llançaments més de prototips BOR-2. Dos van acabar amb èxit, un en fracàs. El 1973 i el 1974 es van dur a terme dues proves de productes BOR-3 millorats. En ambdós casos, els accidents es van produir per diferents motius. Malgrat diversos accidents i deficiències, les proves dels productes de la família BOR van proporcionar una gran quantitat d'informació.
Ja després del llançament del projecte BOR, es va emetre una ordre per finalitzar els treballs sobre el tema "Espiral". La direcció del país va decidir llançar les forces de la indústria en altres direccions. No obstant això, ja el 1974 es va reprendre el programa i aviat es van obtenir nous resultats. L'últim assoliment en la creació del sistema aeroespacial "Espiral" es pot considerar un avió analògic "105.11", així com els orbitadors BOR-4 i BOR-5.
Un dels prototips de BOR-3. Foto Buran.ru
"105.11" / MiG-105 era una còpia aproximada de l'avió orbital "Spiral", però només podia volar a l'atmosfera i a velocitat subsònica. Aquesta màquina estava pensada per practicar el descens i l'aterratge horitzontal dels avions espacials. L'11 d'octubre de 1976 va tenir lloc el primer vol "105.11". El cotxe es va portar a una altitud i rumb determinats mitjançant un avió portador Tu-95. A més, es va deixar caure la maqueta i, després de baixar, va aterrar. Es van produir set vols, després dels quals es van aturar les proves a causa de l'avaria del prototip.
A mitjan anys setanta, va aparèixer una tasca tècnica per a la creació d’un prometedor sistema espacial reutilitzable: el futur complex Energia-Buran. Durant diversos anys, els partidaris de Spiral i Buran van discutir entre ells i van intentar defensar el seu bàndol, però aviat el problema es va resoldre al màxim nivell. Es va decidir reduir el tema Espiral a favor del Buran, menys atrevit però prometedor. Al mateix temps, es preveia que diversos desenvolupaments de l’Oficina de Disseny Mikoyan i empreses relacionades s’utilitzessin en un nou projecte.
A principis dels vuitanta, en interès del projecte Buran, es van produir diversos llançaments d’òrbites BOR amb números del "4" al "6". La seva tasca consistia a provar la protecció tèrmica del futur pla espacial i resoldre altres problemes. Tots aquests experiments van contribuir a continuar treballant sobre el "Buran". És important destacar que s’han conservat diversos prototips utilitzats en els dos programes de sistemes aeroespacials i que ara es troben als museus.
Èxits i fracassos
Des de finals dels anys cinquanta, els dos països líders del món, desenvolupant els seus programes espacials, han desenvolupat diversos audaços projectes d’avions espacials. Tanmateix, per diversos motius, d’una mena o d’una altra, aquests projectes no han estat capaços d’anar massa lluny. En el millor dels casos, només es tractava de provar dispositius analògics.
MiG-105 amb experiència al Museu de la Força Aèria. Foto Wikimedia Commons
El projecte X-20 DynaSoar es va tancar a causa de nombrosos problemes tècnics, organitzatius i d’altres tipus, derivats de l’extrema complexitat de la tasca tècnica. Dissenyadors i científics van aconseguir resoldre diversos problemes importants, però aquestes solucions no es van provar a la pràctica mitjançant un pla espacial experimental complet. Tot i això, moltes idees i tecnologies creades per al primer avió espacial americà es van utilitzar posteriorment en nous projectes. El resultat principal de tot plegat va ser el complex del sistema de transport espacial i el seu element principal: la nau espacial reutilitzable del transbordador espacial.
La història del projecte soviètic "Spiral" i la seva finalització van ser diferents. Va aparèixer com una mena de resposta al desenvolupament exterior, però al mateix temps es va desenvolupar de manera diferent. A més, va resultar tenir més èxit: la A. I. Mikoyan va realitzar les proves necessàries, inclosos els vols suborbitals. El principal motiu del rebuig de l '"Espiral" va ser l'aparició de propostes i projectes alternatius. Al mateix temps, els desenvolupaments del programa van trobar immediatament un lloc en projectes prometedors, així com en alguns productes experimentals. De fet, un projecte es va "fusionar" immediatament en un altre i va assegurar el seu desenvolupament.
És ben sabut que els projectes audaços que donen inici a noves direccions no sempre donen els resultats desitjats. Tot i això, amb la seva ajuda, els especialistes recopilen les dades necessàries i obtenen una experiència valuosa, que després es pot utilitzar en la creació de nous projectes. Això és el que es converteix en el principal resultat de programes que a primera vista no tenen massa èxit. No obstant això, en el cas de DynaSoar i Spiral, la situació sembla més complicada. Només una versió de l’avió espacial, creada amb la seva experiència, va arribar a funcionar al màxim, i fins i tot aquesta ja s’ha retirat.
