"DynaSoar" và "Spiral". Thành công và thất bại của những chiếc máy bay không gian đầu tiên
Ý tưởng về một chiếc máy bay vũ trụ chạy bằng tên lửa có khả năng đi vào quỹ đạo và quay trở lại Trái đất giống như một chiếc máy bay đã xuất hiện cách đây vài thập kỷ. Theo thời gian, sự phát triển của nó dẫn đến cái gọi là. máy bay quỹ đạo, kể cả những máy bay đã được ứng dụng trong thực tế. Tuy nhiên, đến một thời điểm nhất định, công việc trong lĩnh vực này không thể cho kết quả như mong muốn. Các quốc gia hàng đầu trên thế giới đã phát triển một số dự án về máy bay vũ trụ, nhưng chúng không đạt được tiến triển nào ngoài việc thử nghiệm các thiết bị thí nghiệm.
Cần lưu ý rằng tất cả những phát triển ban đầu của Liên Xô và Hoa Kỳ trong lĩnh vực máy bay vũ trụ, mặc dù chúng không dẫn đến sự xuất hiện và hoạt động của công nghệ mới về cơ bản, vẫn không phải là vô ích. Với sự giúp đỡ của họ, các chuyên gia từ một số lượng lớn các tổ chức khoa học và thiết kế đã có thể thu được kinh nghiệm cần thiết, thực hiện một số nghiên cứu và thử nghiệm, đồng thời xác định các cách phát triển công nghệ vũ trụ tiếp theo. Trên cơ sở công nghệ và sự phát triển mới, các mẫu máy bay vũ trụ thực với các đặc điểm mong muốn đã sớm được tạo ra.
X-20 DynaBay
Dự án máy bay vũ trụ chính thức đầu tiên có cơ hội bay thử là X-20 DynaSoar của Mỹ. Chương trình này bắt đầu vào mùa thu năm 1957 - chỉ vài ngày sau khi phóng vệ tinh Trái đất nhân tạo đầu tiên, được chế tạo tại Liên Xô. Giới lãnh đạo quân sự và chính trị cũng như những người đứng đầu ngành hàng không vũ trụ Hoa Kỳ đã đưa ra kết luận rằng cần phải tạo ra các hệ thống vũ trụ của riêng họ, bao gồm cả những hệ thống thích hợp cho quân sự.
Phi thuyền X-20 DynoSoar khi tái nhập. Bản vẽ của NASA
Vào giữa tháng XNUMX, NACA đã tổ chức một hội nghị dành riêng cho sự phát triển của công nghệ tên lửa và vũ trụ. Nó thảo luận về ba loại tàu vũ trụ chính để vận chuyển người hoặc hàng hóa: một viên nang phóng lên quỹ đạo bằng phương tiện phóng và quay trở lại theo quỹ đạo đạn đạo; một tàu quỹ đạo kiểu Lifting Body có khả năng thực hiện một số thao tác; cũng như một phi cơ quỹ đạo chính thức. Dựa trên kết quả của các cuộc thảo luận, người ta đã quyết định phát triển khái niệm về một tàu vũ trụ và con nhộng "đạn đạo".
Vào cuối năm đó, Bộ Tư lệnh Nghiên cứu và Phát triển Không quân Hoa Kỳ đã đưa ra một chương trình mới với mã hiệu DynaSoar (viết tắt của Dynamic Soaring - “quy hoạch động”), trong đó nó được lên kế hoạch phát triển một chiếc máy bay vũ trụ. Việc hình thành các yêu cầu đối với tàu vũ trụ trong tương lai, cũng như việc thu thập các đơn đăng ký tham gia vào chương trình đã bắt đầu. Lực lượng Không quân đã nhận được tổng cộng hơn một trăm đề xuất, nhưng chỉ có 10 công ty được thu hút vào chương trình, một số đã quyết định hợp tác với nhau.
Vào đầu mùa xuân năm 1958, Không quân đã xem xét hàng chục thiết kế sơ bộ cho hệ thống DynaSoar. Các công ty phát triển đã sử dụng các cách tiếp cận khác nhau và thực hiện các khái niệm khác nhau. Đồng thời, một phần đáng kể của các dự án có sự tương đồng nhất định. Họ dự tính chế tạo một máy bay tên lửa siêu thanh, được cho là kết nối với một phương tiện phóng đang tăng tốc. Sự khác biệt nằm ở thiết kế của máy bay, thành phần của các hệ thống trên máy bay và kiến trúc của phương tiện phóng. Lực lượng Không quân đã xem xét các lựa chọn tốt nhất cho các dự án từ các tập đoàn Boeing-Vought và Bell-Martin. Chúng đã được phát triển.
Tách phương tiện phóng và tàu vũ trụ. Bản vẽ của NASA
Song song với việc tìm kiếm những người chiến thắng trong cuộc thi, quân đội đã đàm phán với NACA: tổ chức này được cho là cung cấp các sự kiện khoa học và thực tiễn. Thỏa thuận tương ứng xuất hiện vào cuối mùa thu năm 1958. Sau đó, cơ quan nghiên cứu và các công ty hàng không các chi nhánh cùng hoạt động, dưới sự lãnh đạo của Quân chủng Không quân. Vào thời điểm này, nó đã được quyết định thực hiện chương trình trong nhiều giai đoạn - từ nghiên cứu đến chế tạo và thử nghiệm phiên bản chiến đấu của phi cơ vũ trụ.
Trong suốt năm 1959, hai nhóm công ty đã thực hiện nhiều dự án nghiên cứu khác nhau. Trong thời gian này, khách hàng đã thay đổi các yêu cầu đối với phi cơ nhiều lần. Vào đầu tháng XNUMX, Không quân đã chọn ra người chiến thắng trong cuộc thi. Phiên bản tốt nhất của dự án do Boeing và Vought đề xuất. Điều đáng tò mò là vào thời điểm này, công ty sau này đã giảm mạnh sự tham gia của mình vào dự án - nó chỉ chịu trách nhiệm cho một số đơn vị của bộ máy tương lai. Martin cũng tham gia vào dự án nhằm phát triển phương tiện phóng cần thiết.
Quá trình phát triển chiếc phi cơ nguyên mẫu tương lai bắt đầu vào cuối năm 1959. Giai đoạn công việc này được chỉ định là Giai đoạn Alpha. Quá trình xây dựng hình dáng của phi cơ vũ trụ với ký hiệu X-20 đang hoạt động đã dẫn đến những kết quả cụ thể. Vì vậy, thiết kế của sản phẩm đã liên tục thay đổi và ngày càng rời xa phiên bản cơ bản. Song song đó, việc xây dựng lịch trình xây dựng và thử nghiệm cũng được thực hiện. Từ một thời điểm nhất định, khách hàng và nhà phát triển đã lên kế hoạch thực hiện hai chục chuyến bay thử nghiệm - và đây chỉ là trong giai đoạn đầu.
Sơ đồ của bộ máy X-20. Ảnh về Boeing
Đến giữa năm 1961, những người tham gia chương trình đã xác định được hình dạng cuối cùng của tổ hợp tên lửa và vũ trụ trong tương lai. Ngoài bản thân tàu vũ trụ siêu thanh, nó còn có một phương tiện phóng Titan IIIC được sửa đổi đặc biệt. Thay vì một giai đoạn có tải trọng, người ta đề xuất cài đặt sản phẩm DynaSoar trên đó. Một tên lửa ba giai đoạn cũng có thể được trang bị một giai đoạn thứ tư đặc biệt. Đơn vị này được cho là vẫn còn trên phi thuyền, cung cấp giải pháp cho một số vấn đề.
Dự án X-20 liên quan đến việc chế tạo một phi cơ vũ trụ cỡ trung bình, có hình dáng đặc trưng. Cánh đồng bằng nằm thấp được coi là tối ưu, trên đó có một thân máy bay với một cánh mũi nhọn và một cặp ke bên. Khung máy bay được đề xuất làm bằng hợp kim thép chịu nhiệt và được bao phủ bởi các tấm gốm đặc biệt. Nguyên tắc làm mát da do tản nhiệt bên trong bằng chất lỏng cũng được sử dụng. Bên trong thân máy bay được đặt một buồng lái duy nhất, cũng như một động cơ tên lửa lỏng và các thiết bị cần thiết khác. Chiều dài của bộ máy không quá 11 m, sải cánh dưới 6,5 m, trọng lượng phần lề là 5,16 tấn.
Theo đề xuất vào thời điểm đó, tên lửa dẫn đường có thể được đặt trong khoang chở hàng của X-20 để tấn công các mục tiêu trên quỹ đạo hoặc trên Trái đất. Ngoài ra, việc sử dụng bom rơi tự do cũng không bị loại trừ. Theo những gì được biết, việc phát triển các loại tên lửa đất đối không và không gian chuyên dụng vẫn chưa rời khỏi giai đoạn nghiên cứu sơ bộ.
Phi công thử nghiệm trong buồng lái của thiết bị mô phỏng mặt đất. Ảnh về Boeing
Vào tháng 1961 năm XNUMX, công ty Boeing đã giới thiệu cho khách hàng một mô hình kích thước đầy đủ của chiếc phi cơ vũ trụ. Sự chấp thuận của ông sẽ mở ra con đường cho dự án xây dựng một nguyên mẫu chính thức. Công tác chuẩn bị cũng đang được tiến hành cho các cuộc thử nghiệm: NASA và Không quân bắt đầu tuyển chọn các phi công để tham gia các cuộc thử nghiệm trong tương lai. Sáu phi công được chọn trong một nhóm đặc biệt. Họ đã phải thực hiện ít nhất chín chuyến bay theo quỹ đạo.
Tuy nhiên, những kế hoạch này đã không được thực hiện. Vào tháng 1961 năm 20, liên quan đến sự xuất hiện của các chương trình không gian cạnh tranh, một kế hoạch đã được đề xuất để giảm chi phí cho dự án X-920 DynaSoar. Tài liệu này quy định việc giảm số lượng các chuyến bay thử nghiệm và đơn giản hóa các chương trình bay. Do đó, chi phí thử nghiệm đã được lên kế hoạch giảm xuống còn 1967 triệu USD và hoàn thành vào năm XNUMX. Điều tò mò là một trong những chương trình không gian song song trong cùng thời kỳ đã phải hứng chịu những lời chỉ trích gay gắt đến mức nó đã bị đóng cửa một cách đơn giản.
Tuy nhiên, đối với bối cảnh này, không có lý do gì để vui mừng. Vào tháng XNUMX năm sau, chương trình DynaSoar đã được chuyển sang hạng mục nghiên cứu và phát triển, nguyên nhân là do các vấn đề trong quá trình phát triển máy bay vũ trụ và tên lửa cho nó. Ngoài ra, có những khó khăn trong việc xin kinh phí và tổ chức công việc. Vào tháng XNUMX, một phiên bản mới của lịch trình chương trình đã xuất hiện, một lần nữa cung cấp cho việc cắt giảm chi tiêu.
Mô hình DynaSoar và những người tạo ra nó từ công ty "Boeing". Ảnh về Boeing
Năm 1963, dự án DynaSoar phải đối mặt với một đối thủ mới là tàu vũ trụ Gemini. Lầu Năm Góc đã so sánh hai diễn biến và cố gắng xác định xem diễn biến nào trong số đó được quan tâm hơn từ quan điểm quân sự. Tiếp theo là những tranh chấp trong bộ phận quân sự, trong đó có tin đồn về việc X-20 sẽ ngừng hoạt động. Tuy nhiên, đã vào mùa xuân, Boeing đã nhận được một hợp đồng mới để tiếp tục công việc phát triển. Song song đó, các cuộc thảo luận vẫn tiếp tục về việc tài trợ và thử nghiệm trong tương lai.
Vào ngày 20 tháng 1963 năm 410, Bộ trưởng Quốc phòng Robert McNamara đã ra lệnh chấm dứt công việc trong chương trình DynaSoar theo hướng có lợi cho dự án ASSET với sự chuyển hướng tài trợ tương ứng. Chương trình DynaSoar được báo cáo đã chi XNUMX triệu đô la vào thời điểm đó. Các khoản tiền có thể so sánh được và một vài năm làm việc nữa được yêu cầu để thực hiện chuyến bay đầu tiên. Tuy nhiên, dự án đã không được bố trí thời gian và tiền bạc cần thiết.
"Xoắn ốc"
Trong khi khoa học Mỹ đang cố gắng tạo ra một chiếc máy bay vũ trụ, các chuyên gia Liên Xô vẫn tiếp tục phát triển các tàu con nhộng có nguồn gốc tên lửa đạn đạo và đã rất thành công trong vấn đề này. Tuy nhiên, chỉ vài năm sau, công việc chế tạo máy bay quỹ đạo bắt đầu ở nước ta. Dự án trong nước về hệ thống hàng không vũ trụ được đặt tên là "Spiral".
Mô hình của hệ thống hàng không vũ trụ "Spiral" trong cấu hình cất cánh. Ảnh epizodsspace.airbase.ru
Được biết, một trong những lý do xuất hiện chủ đề "Spiral" là do thông tin về kế hoạch chế tạo máy bay không gian của người Mỹ, cụ thể là dự án DynaSoar. Đồng thời, có thể lưu ý rằng sự phát triển hơn nữa của du hành vũ trụ có thể được thực hiện theo nhiều cách khác nhau, bao gồm cả việc tạo ra các máy bay không gian. Như vậy, “Spiral” dù được tạo ra với sự bắt mắt trên các mẫu nước ngoài nhưng có thể coi là một dự án hoàn toàn riêng dựa trên ý tưởng ban đầu.
Ý tưởng hoàn chỉnh của hệ thống, kết hợp ý tưởng của một máy bay tên lửa và một tàu vũ trụ, được đề xuất vào năm 1964 bởi Viện Nghiên cứu Trung ương 30 của Lực lượng Không quân. Đề xuất này khiến các nhà lãnh đạo ngành hàng không quan tâm và đến năm 1965, một đơn đặt hàng tương ứng đã xuất hiện. Phù hợp với nó, OKB A.I. Mikoyan đã phát triển một dự án cho một hệ thống hàng không vũ trụ đầy hứa hẹn với mã "Spiral". Công việc về chủ đề này bắt đầu vào năm 1966, chúng do nhà thiết kế G.E. Lozino-Lozinsky.
Viện Nghiên cứu Trung ương 30 đã hoàn thành một phần quan trọng của công việc, giúp đơn giản hóa đáng kể nhiệm vụ của Phòng thiết kế Mikoyan. Các chuyên gia của Viện đã hình thành kiến trúc của khu phức hợp tương lai, cũng như xác định các đặc điểm và khả năng của nó. Nhờ đó, các nhà thiết kế máy bay chỉ phải thực hiện công việc phát triển. Cách tiếp cận này mang lại những lợi thế nhất định. Vì vậy, theo kế hoạch của những năm sáu mươi, chuyến bay đầu tiên của Spiral có thể diễn ra sớm nhất là vào đầu thập kỷ tới.
Hồ sơ chuyến bay "Xoắn ốc". Hình Epizodsspace.airbase.ru
Cơ sở của hệ thống "Xoắn ốc" là một máy bay tăng tốc đặc biệt "50-50" có vẻ ngoài đặc trưng. Nó được cho là có một cánh xuôi và một bộ động cơ phản lực lực đẩy cao. Ở phần trên của máy, một nền tảng đã được cung cấp để lắp đặt một phi thuyền quỹ đạo có tầng trên. Theo khái niệm cơ bản, người tăng tốc phải tăng lên đến độ cao 30 km và phát triển tốc độ khoảng M = 6. Tổng chiều dài của cỗ máy như vậy đạt 38 m với sải cánh 16,5 m, trọng lượng cất cánh của toàn bộ hệ thống hàng không vũ trụ là 52 tấn.
Cái gọi là tải trọng của bộ ép xung "50-50". quỹ đạo máy bay với tầng trên tên lửa. Người ta đề xuất chế tạo một máy bay vũ trụ theo sơ đồ với thân máy bay hỗ trợ, trong đó phần dưới của máy là cánh máy bay. Bản thân thân máy bay có hình dạng tam giác với tiết diện thay đổi. Hai bên thành xe có một cặp máy bay đổ ập xuống hai bên. Một khoang tàu đã được cung cấp trên thân máy bay. Khung máy bay được đề xuất làm bằng thép chịu nhiệt; da nhận được một lớp phủ gốm đặc biệt. Theo tính toán, ở một số giai đoạn nhất định của chuyến bay, phần mũi của thân máy bay phải nóng lên đến 1600 ° C, cần có biện pháp bảo vệ thích hợp.
Máy bay quỹ đạo "50" được đề xuất trang bị động cơ duy trì và lái. Với khối lượng 8 tấn, nó có thể mang trọng tải ít nhất 500 kg. Khả năng tạo ra một máy bay đánh chặn quỹ đạo và trinh sát đã được xem xét. Ngoài ra, còn có một dự án chế tạo máy bay ném bom có thể chở 2 tấn hàng hóa. Do có máy bay tăng cường và tầng trên tên lửa, máy bay Spiral có thể leo lên quỹ đạo có độ cao ít nhất 150 km.
Mặt phẳng quỹ đạo "50". Hình Buran.ru
Đến cuối thập kỷ này, Phòng thiết kế Mikoyan đã hoàn thành phần chính của công việc lý thuyết và chuẩn bị thiết bị cho những thử nghiệm thực tế đầu tiên. Vào tháng 1969 năm 1, sự ra mắt của thiết bị thí điểm BOR-1 (“Máy bào tên lửa quỹ đạo không người lái, đầu tiên”) với một thiết kế đơn giản đã diễn ra. Một tàu lượn textolite tỷ lệ 3: 12 đã được phóng lên quỹ đạo phụ với sự hỗ trợ của tên lửa R-2 đã được sửa đổi. Sản phẩm bốc cháy trong khí quyển, nhưng cho phép thu thập một số dữ liệu. Vào tháng XNUMX cùng năm, sự ra mắt của bộ máy BOR-XNUMX với thiết kế và trang bị khác biệt đã diễn ra. Trong chuyến bay, hệ thống điều khiển bị lỗi và mẫu thử nghiệm bị cháy.
Từ tháng 1970 năm 1972 đến tháng 2 năm 1973, ba lần phóng thử nghiệm nguyên mẫu BOR-1974 nữa đã được thực hiện. Hai kết thúc thành công, một kết thúc thất bại. Năm 3 và XNUMX, hai cuộc thử nghiệm các sản phẩm BOR-XNUMX có thiết kế cải tiến đã diễn ra. Trong cả hai trường hợp, tai nạn xảy ra vì những lý do khác nhau. Mặc dù có một số tai nạn và thiếu sót, các cuộc thử nghiệm các sản phẩm của gia đình BOR đã cho một lượng lớn thông tin.
Ngay sau khi khởi động dự án BOR, một lệnh dừng công việc về chủ đề Xoắn ốc đã xuất hiện. Ban lãnh đạo đất nước quyết định ném lực lượng của ngành công nghiệp sang các lĩnh vực khác. Tuy nhiên, vào năm 1974, chương trình đã được tiếp tục lại và ngay sau đó đã thu được những kết quả mới. Thành tựu mới nhất trong việc tạo ra hệ thống hàng không vũ trụ "Spiral" có thể được coi là máy bay tương tự "105.11", cũng như các tàu quỹ đạo BOR-4 và BOR-5.
Một trong những nguyên mẫu BOR-3. Ảnh Buran.ru
"105.11" / MiG-105 là một bản sao gần đúng của máy bay quỹ đạo Spiral, nhưng chỉ có thể bay trong khí quyển và ở tốc độ cận âm. Cỗ máy này được thiết kế để kiểm tra khả năng hạ cánh và hạ cánh ngang của máy bay vũ trụ. Vào ngày 11 tháng 1976 năm 105.11, chuyến bay đầu tiên của "95" đã diễn ra. Chiếc xe được đưa lên độ cao định trước và tất nhiên bằng cách sử dụng máy bay tác chiến Tu-XNUMX. Hơn nữa, nguyên mẫu đã bị rơi, và sau khi hạ xuống, nó đã hạ cánh. Bảy chuyến bay đã diễn ra, sau đó các cuộc thử nghiệm bị dừng lại do nguyên mẫu bị hỏng.
Vào giữa những năm XNUMX, một nhiệm vụ kỹ thuật xuất hiện nhằm tạo ra một hệ thống không gian có thể tái sử dụng đầy hứa hẹn - khu phức hợp Energia-Buran trong tương lai. Trong vài năm, những người ủng hộ Spiral và Buran đã tranh cãi với nhau và cố gắng bảo vệ phe của họ, nhưng ngay sau đó vấn đề đã được giải quyết ở mức cao nhất. Nó đã được quyết định bỏ chủ đề Xoắn ốc để thay thế cho Buran ít táo bạo hơn nhưng đầy hứa hẹn. Đồng thời, một số phát triển của Phòng thiết kế Mikoyan và các doanh nghiệp liên quan đã được lên kế hoạch sử dụng trong dự án mới.
Vào đầu những năm 4, vì lợi ích của dự án Buran, một số vụ phóng tàu quỹ đạo BOR với số hiệu từ "6" đến "XNUMX" đã diễn ra. Nhiệm vụ của họ là kiểm tra khả năng bảo vệ nhiệt cho máy bay không gian trong tương lai và giải quyết các vấn đề khác. Tất cả những thí nghiệm này đã góp phần vào việc nghiên cứu sâu hơn về Buran. Đáng chú ý, một số nguyên mẫu được sử dụng trong hai chương trình hệ thống hàng không vũ trụ đã được bảo quản và hiện đang được đưa vào viện bảo tàng.
Thành công và thất bại
Kể từ cuối những năm XNUMX, hai quốc gia hàng đầu trên thế giới đang phát triển các chương trình không gian của họ, đã phát triển một số dự án táo bạo về máy bay vũ trụ. Tuy nhiên, vì một số lý do này hay cách khác, các dự án này vẫn chưa thể đi được xa. Tốt nhất, nó chỉ là về việc thử nghiệm các thiết bị tương tự.
MiG-105 trải nghiệm trong Bảo tàng Không quân. Ảnh của Wikimedia Commons
Dự án X-20 DynaSoar đã bị đóng cửa do nhiều vấn đề về kỹ thuật, tổ chức và các vấn đề khác, xuất phát từ sự phức tạp cực kỳ của các điều khoản tham chiếu. Các nhà thiết kế và nhà khoa học đã giải quyết được một số vấn đề quan trọng, nhưng những giải pháp này không được thử nghiệm trên thực tế với sự trợ giúp của một phi thuyền thử nghiệm chính thức. Tuy nhiên, nhiều ý tưởng và công nghệ tạo ra chiếc máy bay vũ trụ đầu tiên của Mỹ sau đó đã được ứng dụng trong các dự án mới. Kết quả chính của tất cả những điều này là tổ hợp Hệ thống Vận chuyển Không gian và yếu tố chính của nó - Tàu con thoi có thể tái sử dụng.
Câu chuyện Dự án "Spiral" của Liên Xô và việc hoàn thành nó là khác nhau. Nó xuất hiện như một kiểu phản ứng với sự phát triển của nước ngoài, nhưng nó lại phát triển theo cách khác. Ngoài ra, nó còn thành công hơn: OKB A.I. Mikoyan đã tiến hành các thử nghiệm cần thiết, bao gồm cả các chuyến bay dưới quỹ đạo. Lý do chính cho việc từ chối "Spiral" là sự xuất hiện của các đề xuất và dự án thay thế. Đồng thời, sự phát triển của chương trình ngay lập tức tìm thấy một chỗ đứng trong các dự án đầy hứa hẹn, cũng như một số sản phẩm thử nghiệm. Trên thực tế, một dự án ngay lập tức được “sáp nhập” vào một dự án khác và đảm bảo sự phát triển của nó.
Ai cũng biết rằng những dự án táo bạo đưa ra hướng đi mới không phải lúc nào cũng cho kết quả như mong muốn. Tuy nhiên, với sự giúp đỡ của họ, các chuyên gia thu thập dữ liệu cần thiết và có được kinh nghiệm quý giá, sau đó có thể được sử dụng để tạo các dự án mới. Đây là kết quả chính của các chương trình thoạt nhìn không thành công nhất. Tuy nhiên, trong trường hợp của DynaSoar và Spiral, tình hình có vẻ phức tạp hơn. Chỉ một phiên bản của phi cơ vũ trụ, được tạo ra bằng kinh nghiệm của họ, hoạt động hoàn toàn và thậm chí phiên bản đó đã ngừng hoạt động.
Theo các trang web:
http://nasa.gov/
http://dtic.mil/
http://boeing.com/
http://astronautix.com/
http://buran.ru/
http://testpilot.ru/
http://mapsssr.ru/
http://epizodsspace.airbase.ru/
http://airwar.ru/
Cần lưu ý rằng tất cả những phát triển ban đầu của Liên Xô và Hoa Kỳ trong lĩnh vực máy bay vũ trụ, mặc dù chúng không dẫn đến sự xuất hiện và hoạt động của công nghệ mới về cơ bản, vẫn không phải là vô ích. Với sự giúp đỡ của họ, các chuyên gia từ một số lượng lớn các tổ chức khoa học và thiết kế đã có thể thu được kinh nghiệm cần thiết, thực hiện một số nghiên cứu và thử nghiệm, đồng thời xác định các cách phát triển công nghệ vũ trụ tiếp theo. Trên cơ sở công nghệ và sự phát triển mới, các mẫu máy bay vũ trụ thực với các đặc điểm mong muốn đã sớm được tạo ra.
X-20 DynaBay
Dự án máy bay vũ trụ chính thức đầu tiên có cơ hội bay thử là X-20 DynaSoar của Mỹ. Chương trình này bắt đầu vào mùa thu năm 1957 - chỉ vài ngày sau khi phóng vệ tinh Trái đất nhân tạo đầu tiên, được chế tạo tại Liên Xô. Giới lãnh đạo quân sự và chính trị cũng như những người đứng đầu ngành hàng không vũ trụ Hoa Kỳ đã đưa ra kết luận rằng cần phải tạo ra các hệ thống vũ trụ của riêng họ, bao gồm cả những hệ thống thích hợp cho quân sự.
Phi thuyền X-20 DynoSoar khi tái nhập. Bản vẽ của NASA
Vào giữa tháng XNUMX, NACA đã tổ chức một hội nghị dành riêng cho sự phát triển của công nghệ tên lửa và vũ trụ. Nó thảo luận về ba loại tàu vũ trụ chính để vận chuyển người hoặc hàng hóa: một viên nang phóng lên quỹ đạo bằng phương tiện phóng và quay trở lại theo quỹ đạo đạn đạo; một tàu quỹ đạo kiểu Lifting Body có khả năng thực hiện một số thao tác; cũng như một phi cơ quỹ đạo chính thức. Dựa trên kết quả của các cuộc thảo luận, người ta đã quyết định phát triển khái niệm về một tàu vũ trụ và con nhộng "đạn đạo".
Vào cuối năm đó, Bộ Tư lệnh Nghiên cứu và Phát triển Không quân Hoa Kỳ đã đưa ra một chương trình mới với mã hiệu DynaSoar (viết tắt của Dynamic Soaring - “quy hoạch động”), trong đó nó được lên kế hoạch phát triển một chiếc máy bay vũ trụ. Việc hình thành các yêu cầu đối với tàu vũ trụ trong tương lai, cũng như việc thu thập các đơn đăng ký tham gia vào chương trình đã bắt đầu. Lực lượng Không quân đã nhận được tổng cộng hơn một trăm đề xuất, nhưng chỉ có 10 công ty được thu hút vào chương trình, một số đã quyết định hợp tác với nhau.
Vào đầu mùa xuân năm 1958, Không quân đã xem xét hàng chục thiết kế sơ bộ cho hệ thống DynaSoar. Các công ty phát triển đã sử dụng các cách tiếp cận khác nhau và thực hiện các khái niệm khác nhau. Đồng thời, một phần đáng kể của các dự án có sự tương đồng nhất định. Họ dự tính chế tạo một máy bay tên lửa siêu thanh, được cho là kết nối với một phương tiện phóng đang tăng tốc. Sự khác biệt nằm ở thiết kế của máy bay, thành phần của các hệ thống trên máy bay và kiến trúc của phương tiện phóng. Lực lượng Không quân đã xem xét các lựa chọn tốt nhất cho các dự án từ các tập đoàn Boeing-Vought và Bell-Martin. Chúng đã được phát triển.
Tách phương tiện phóng và tàu vũ trụ. Bản vẽ của NASA
Song song với việc tìm kiếm những người chiến thắng trong cuộc thi, quân đội đã đàm phán với NACA: tổ chức này được cho là cung cấp các sự kiện khoa học và thực tiễn. Thỏa thuận tương ứng xuất hiện vào cuối mùa thu năm 1958. Sau đó, cơ quan nghiên cứu và các công ty hàng không các chi nhánh cùng hoạt động, dưới sự lãnh đạo của Quân chủng Không quân. Vào thời điểm này, nó đã được quyết định thực hiện chương trình trong nhiều giai đoạn - từ nghiên cứu đến chế tạo và thử nghiệm phiên bản chiến đấu của phi cơ vũ trụ.
Trong suốt năm 1959, hai nhóm công ty đã thực hiện nhiều dự án nghiên cứu khác nhau. Trong thời gian này, khách hàng đã thay đổi các yêu cầu đối với phi cơ nhiều lần. Vào đầu tháng XNUMX, Không quân đã chọn ra người chiến thắng trong cuộc thi. Phiên bản tốt nhất của dự án do Boeing và Vought đề xuất. Điều đáng tò mò là vào thời điểm này, công ty sau này đã giảm mạnh sự tham gia của mình vào dự án - nó chỉ chịu trách nhiệm cho một số đơn vị của bộ máy tương lai. Martin cũng tham gia vào dự án nhằm phát triển phương tiện phóng cần thiết.
Quá trình phát triển chiếc phi cơ nguyên mẫu tương lai bắt đầu vào cuối năm 1959. Giai đoạn công việc này được chỉ định là Giai đoạn Alpha. Quá trình xây dựng hình dáng của phi cơ vũ trụ với ký hiệu X-20 đang hoạt động đã dẫn đến những kết quả cụ thể. Vì vậy, thiết kế của sản phẩm đã liên tục thay đổi và ngày càng rời xa phiên bản cơ bản. Song song đó, việc xây dựng lịch trình xây dựng và thử nghiệm cũng được thực hiện. Từ một thời điểm nhất định, khách hàng và nhà phát triển đã lên kế hoạch thực hiện hai chục chuyến bay thử nghiệm - và đây chỉ là trong giai đoạn đầu.
Sơ đồ của bộ máy X-20. Ảnh về Boeing
Đến giữa năm 1961, những người tham gia chương trình đã xác định được hình dạng cuối cùng của tổ hợp tên lửa và vũ trụ trong tương lai. Ngoài bản thân tàu vũ trụ siêu thanh, nó còn có một phương tiện phóng Titan IIIC được sửa đổi đặc biệt. Thay vì một giai đoạn có tải trọng, người ta đề xuất cài đặt sản phẩm DynaSoar trên đó. Một tên lửa ba giai đoạn cũng có thể được trang bị một giai đoạn thứ tư đặc biệt. Đơn vị này được cho là vẫn còn trên phi thuyền, cung cấp giải pháp cho một số vấn đề.
Dự án X-20 liên quan đến việc chế tạo một phi cơ vũ trụ cỡ trung bình, có hình dáng đặc trưng. Cánh đồng bằng nằm thấp được coi là tối ưu, trên đó có một thân máy bay với một cánh mũi nhọn và một cặp ke bên. Khung máy bay được đề xuất làm bằng hợp kim thép chịu nhiệt và được bao phủ bởi các tấm gốm đặc biệt. Nguyên tắc làm mát da do tản nhiệt bên trong bằng chất lỏng cũng được sử dụng. Bên trong thân máy bay được đặt một buồng lái duy nhất, cũng như một động cơ tên lửa lỏng và các thiết bị cần thiết khác. Chiều dài của bộ máy không quá 11 m, sải cánh dưới 6,5 m, trọng lượng phần lề là 5,16 tấn.
Theo đề xuất vào thời điểm đó, tên lửa dẫn đường có thể được đặt trong khoang chở hàng của X-20 để tấn công các mục tiêu trên quỹ đạo hoặc trên Trái đất. Ngoài ra, việc sử dụng bom rơi tự do cũng không bị loại trừ. Theo những gì được biết, việc phát triển các loại tên lửa đất đối không và không gian chuyên dụng vẫn chưa rời khỏi giai đoạn nghiên cứu sơ bộ.
Phi công thử nghiệm trong buồng lái của thiết bị mô phỏng mặt đất. Ảnh về Boeing
Vào tháng 1961 năm XNUMX, công ty Boeing đã giới thiệu cho khách hàng một mô hình kích thước đầy đủ của chiếc phi cơ vũ trụ. Sự chấp thuận của ông sẽ mở ra con đường cho dự án xây dựng một nguyên mẫu chính thức. Công tác chuẩn bị cũng đang được tiến hành cho các cuộc thử nghiệm: NASA và Không quân bắt đầu tuyển chọn các phi công để tham gia các cuộc thử nghiệm trong tương lai. Sáu phi công được chọn trong một nhóm đặc biệt. Họ đã phải thực hiện ít nhất chín chuyến bay theo quỹ đạo.
Tuy nhiên, những kế hoạch này đã không được thực hiện. Vào tháng 1961 năm 20, liên quan đến sự xuất hiện của các chương trình không gian cạnh tranh, một kế hoạch đã được đề xuất để giảm chi phí cho dự án X-920 DynaSoar. Tài liệu này quy định việc giảm số lượng các chuyến bay thử nghiệm và đơn giản hóa các chương trình bay. Do đó, chi phí thử nghiệm đã được lên kế hoạch giảm xuống còn 1967 triệu USD và hoàn thành vào năm XNUMX. Điều tò mò là một trong những chương trình không gian song song trong cùng thời kỳ đã phải hứng chịu những lời chỉ trích gay gắt đến mức nó đã bị đóng cửa một cách đơn giản.
Tuy nhiên, đối với bối cảnh này, không có lý do gì để vui mừng. Vào tháng XNUMX năm sau, chương trình DynaSoar đã được chuyển sang hạng mục nghiên cứu và phát triển, nguyên nhân là do các vấn đề trong quá trình phát triển máy bay vũ trụ và tên lửa cho nó. Ngoài ra, có những khó khăn trong việc xin kinh phí và tổ chức công việc. Vào tháng XNUMX, một phiên bản mới của lịch trình chương trình đã xuất hiện, một lần nữa cung cấp cho việc cắt giảm chi tiêu.
Mô hình DynaSoar và những người tạo ra nó từ công ty "Boeing". Ảnh về Boeing
Năm 1963, dự án DynaSoar phải đối mặt với một đối thủ mới là tàu vũ trụ Gemini. Lầu Năm Góc đã so sánh hai diễn biến và cố gắng xác định xem diễn biến nào trong số đó được quan tâm hơn từ quan điểm quân sự. Tiếp theo là những tranh chấp trong bộ phận quân sự, trong đó có tin đồn về việc X-20 sẽ ngừng hoạt động. Tuy nhiên, đã vào mùa xuân, Boeing đã nhận được một hợp đồng mới để tiếp tục công việc phát triển. Song song đó, các cuộc thảo luận vẫn tiếp tục về việc tài trợ và thử nghiệm trong tương lai.
Vào ngày 20 tháng 1963 năm 410, Bộ trưởng Quốc phòng Robert McNamara đã ra lệnh chấm dứt công việc trong chương trình DynaSoar theo hướng có lợi cho dự án ASSET với sự chuyển hướng tài trợ tương ứng. Chương trình DynaSoar được báo cáo đã chi XNUMX triệu đô la vào thời điểm đó. Các khoản tiền có thể so sánh được và một vài năm làm việc nữa được yêu cầu để thực hiện chuyến bay đầu tiên. Tuy nhiên, dự án đã không được bố trí thời gian và tiền bạc cần thiết.
"Xoắn ốc"
Trong khi khoa học Mỹ đang cố gắng tạo ra một chiếc máy bay vũ trụ, các chuyên gia Liên Xô vẫn tiếp tục phát triển các tàu con nhộng có nguồn gốc tên lửa đạn đạo và đã rất thành công trong vấn đề này. Tuy nhiên, chỉ vài năm sau, công việc chế tạo máy bay quỹ đạo bắt đầu ở nước ta. Dự án trong nước về hệ thống hàng không vũ trụ được đặt tên là "Spiral".
Mô hình của hệ thống hàng không vũ trụ "Spiral" trong cấu hình cất cánh. Ảnh epizodsspace.airbase.ru
Được biết, một trong những lý do xuất hiện chủ đề "Spiral" là do thông tin về kế hoạch chế tạo máy bay không gian của người Mỹ, cụ thể là dự án DynaSoar. Đồng thời, có thể lưu ý rằng sự phát triển hơn nữa của du hành vũ trụ có thể được thực hiện theo nhiều cách khác nhau, bao gồm cả việc tạo ra các máy bay không gian. Như vậy, “Spiral” dù được tạo ra với sự bắt mắt trên các mẫu nước ngoài nhưng có thể coi là một dự án hoàn toàn riêng dựa trên ý tưởng ban đầu.
Ý tưởng hoàn chỉnh của hệ thống, kết hợp ý tưởng của một máy bay tên lửa và một tàu vũ trụ, được đề xuất vào năm 1964 bởi Viện Nghiên cứu Trung ương 30 của Lực lượng Không quân. Đề xuất này khiến các nhà lãnh đạo ngành hàng không quan tâm và đến năm 1965, một đơn đặt hàng tương ứng đã xuất hiện. Phù hợp với nó, OKB A.I. Mikoyan đã phát triển một dự án cho một hệ thống hàng không vũ trụ đầy hứa hẹn với mã "Spiral". Công việc về chủ đề này bắt đầu vào năm 1966, chúng do nhà thiết kế G.E. Lozino-Lozinsky.
Viện Nghiên cứu Trung ương 30 đã hoàn thành một phần quan trọng của công việc, giúp đơn giản hóa đáng kể nhiệm vụ của Phòng thiết kế Mikoyan. Các chuyên gia của Viện đã hình thành kiến trúc của khu phức hợp tương lai, cũng như xác định các đặc điểm và khả năng của nó. Nhờ đó, các nhà thiết kế máy bay chỉ phải thực hiện công việc phát triển. Cách tiếp cận này mang lại những lợi thế nhất định. Vì vậy, theo kế hoạch của những năm sáu mươi, chuyến bay đầu tiên của Spiral có thể diễn ra sớm nhất là vào đầu thập kỷ tới.
Hồ sơ chuyến bay "Xoắn ốc". Hình Epizodsspace.airbase.ru
Cơ sở của hệ thống "Xoắn ốc" là một máy bay tăng tốc đặc biệt "50-50" có vẻ ngoài đặc trưng. Nó được cho là có một cánh xuôi và một bộ động cơ phản lực lực đẩy cao. Ở phần trên của máy, một nền tảng đã được cung cấp để lắp đặt một phi thuyền quỹ đạo có tầng trên. Theo khái niệm cơ bản, người tăng tốc phải tăng lên đến độ cao 30 km và phát triển tốc độ khoảng M = 6. Tổng chiều dài của cỗ máy như vậy đạt 38 m với sải cánh 16,5 m, trọng lượng cất cánh của toàn bộ hệ thống hàng không vũ trụ là 52 tấn.
Cái gọi là tải trọng của bộ ép xung "50-50". quỹ đạo máy bay với tầng trên tên lửa. Người ta đề xuất chế tạo một máy bay vũ trụ theo sơ đồ với thân máy bay hỗ trợ, trong đó phần dưới của máy là cánh máy bay. Bản thân thân máy bay có hình dạng tam giác với tiết diện thay đổi. Hai bên thành xe có một cặp máy bay đổ ập xuống hai bên. Một khoang tàu đã được cung cấp trên thân máy bay. Khung máy bay được đề xuất làm bằng thép chịu nhiệt; da nhận được một lớp phủ gốm đặc biệt. Theo tính toán, ở một số giai đoạn nhất định của chuyến bay, phần mũi của thân máy bay phải nóng lên đến 1600 ° C, cần có biện pháp bảo vệ thích hợp.
Máy bay quỹ đạo "50" được đề xuất trang bị động cơ duy trì và lái. Với khối lượng 8 tấn, nó có thể mang trọng tải ít nhất 500 kg. Khả năng tạo ra một máy bay đánh chặn quỹ đạo và trinh sát đã được xem xét. Ngoài ra, còn có một dự án chế tạo máy bay ném bom có thể chở 2 tấn hàng hóa. Do có máy bay tăng cường và tầng trên tên lửa, máy bay Spiral có thể leo lên quỹ đạo có độ cao ít nhất 150 km.
Mặt phẳng quỹ đạo "50". Hình Buran.ru
Đến cuối thập kỷ này, Phòng thiết kế Mikoyan đã hoàn thành phần chính của công việc lý thuyết và chuẩn bị thiết bị cho những thử nghiệm thực tế đầu tiên. Vào tháng 1969 năm 1, sự ra mắt của thiết bị thí điểm BOR-1 (“Máy bào tên lửa quỹ đạo không người lái, đầu tiên”) với một thiết kế đơn giản đã diễn ra. Một tàu lượn textolite tỷ lệ 3: 12 đã được phóng lên quỹ đạo phụ với sự hỗ trợ của tên lửa R-2 đã được sửa đổi. Sản phẩm bốc cháy trong khí quyển, nhưng cho phép thu thập một số dữ liệu. Vào tháng XNUMX cùng năm, sự ra mắt của bộ máy BOR-XNUMX với thiết kế và trang bị khác biệt đã diễn ra. Trong chuyến bay, hệ thống điều khiển bị lỗi và mẫu thử nghiệm bị cháy.
Từ tháng 1970 năm 1972 đến tháng 2 năm 1973, ba lần phóng thử nghiệm nguyên mẫu BOR-1974 nữa đã được thực hiện. Hai kết thúc thành công, một kết thúc thất bại. Năm 3 và XNUMX, hai cuộc thử nghiệm các sản phẩm BOR-XNUMX có thiết kế cải tiến đã diễn ra. Trong cả hai trường hợp, tai nạn xảy ra vì những lý do khác nhau. Mặc dù có một số tai nạn và thiếu sót, các cuộc thử nghiệm các sản phẩm của gia đình BOR đã cho một lượng lớn thông tin.
Ngay sau khi khởi động dự án BOR, một lệnh dừng công việc về chủ đề Xoắn ốc đã xuất hiện. Ban lãnh đạo đất nước quyết định ném lực lượng của ngành công nghiệp sang các lĩnh vực khác. Tuy nhiên, vào năm 1974, chương trình đã được tiếp tục lại và ngay sau đó đã thu được những kết quả mới. Thành tựu mới nhất trong việc tạo ra hệ thống hàng không vũ trụ "Spiral" có thể được coi là máy bay tương tự "105.11", cũng như các tàu quỹ đạo BOR-4 và BOR-5.
Một trong những nguyên mẫu BOR-3. Ảnh Buran.ru
"105.11" / MiG-105 là một bản sao gần đúng của máy bay quỹ đạo Spiral, nhưng chỉ có thể bay trong khí quyển và ở tốc độ cận âm. Cỗ máy này được thiết kế để kiểm tra khả năng hạ cánh và hạ cánh ngang của máy bay vũ trụ. Vào ngày 11 tháng 1976 năm 105.11, chuyến bay đầu tiên của "95" đã diễn ra. Chiếc xe được đưa lên độ cao định trước và tất nhiên bằng cách sử dụng máy bay tác chiến Tu-XNUMX. Hơn nữa, nguyên mẫu đã bị rơi, và sau khi hạ xuống, nó đã hạ cánh. Bảy chuyến bay đã diễn ra, sau đó các cuộc thử nghiệm bị dừng lại do nguyên mẫu bị hỏng.
Vào giữa những năm XNUMX, một nhiệm vụ kỹ thuật xuất hiện nhằm tạo ra một hệ thống không gian có thể tái sử dụng đầy hứa hẹn - khu phức hợp Energia-Buran trong tương lai. Trong vài năm, những người ủng hộ Spiral và Buran đã tranh cãi với nhau và cố gắng bảo vệ phe của họ, nhưng ngay sau đó vấn đề đã được giải quyết ở mức cao nhất. Nó đã được quyết định bỏ chủ đề Xoắn ốc để thay thế cho Buran ít táo bạo hơn nhưng đầy hứa hẹn. Đồng thời, một số phát triển của Phòng thiết kế Mikoyan và các doanh nghiệp liên quan đã được lên kế hoạch sử dụng trong dự án mới.
Vào đầu những năm 4, vì lợi ích của dự án Buran, một số vụ phóng tàu quỹ đạo BOR với số hiệu từ "6" đến "XNUMX" đã diễn ra. Nhiệm vụ của họ là kiểm tra khả năng bảo vệ nhiệt cho máy bay không gian trong tương lai và giải quyết các vấn đề khác. Tất cả những thí nghiệm này đã góp phần vào việc nghiên cứu sâu hơn về Buran. Đáng chú ý, một số nguyên mẫu được sử dụng trong hai chương trình hệ thống hàng không vũ trụ đã được bảo quản và hiện đang được đưa vào viện bảo tàng.
Thành công và thất bại
Kể từ cuối những năm XNUMX, hai quốc gia hàng đầu trên thế giới đang phát triển các chương trình không gian của họ, đã phát triển một số dự án táo bạo về máy bay vũ trụ. Tuy nhiên, vì một số lý do này hay cách khác, các dự án này vẫn chưa thể đi được xa. Tốt nhất, nó chỉ là về việc thử nghiệm các thiết bị tương tự.
MiG-105 trải nghiệm trong Bảo tàng Không quân. Ảnh của Wikimedia Commons
Dự án X-20 DynaSoar đã bị đóng cửa do nhiều vấn đề về kỹ thuật, tổ chức và các vấn đề khác, xuất phát từ sự phức tạp cực kỳ của các điều khoản tham chiếu. Các nhà thiết kế và nhà khoa học đã giải quyết được một số vấn đề quan trọng, nhưng những giải pháp này không được thử nghiệm trên thực tế với sự trợ giúp của một phi thuyền thử nghiệm chính thức. Tuy nhiên, nhiều ý tưởng và công nghệ tạo ra chiếc máy bay vũ trụ đầu tiên của Mỹ sau đó đã được ứng dụng trong các dự án mới. Kết quả chính của tất cả những điều này là tổ hợp Hệ thống Vận chuyển Không gian và yếu tố chính của nó - Tàu con thoi có thể tái sử dụng.
Câu chuyện Dự án "Spiral" của Liên Xô và việc hoàn thành nó là khác nhau. Nó xuất hiện như một kiểu phản ứng với sự phát triển của nước ngoài, nhưng nó lại phát triển theo cách khác. Ngoài ra, nó còn thành công hơn: OKB A.I. Mikoyan đã tiến hành các thử nghiệm cần thiết, bao gồm cả các chuyến bay dưới quỹ đạo. Lý do chính cho việc từ chối "Spiral" là sự xuất hiện của các đề xuất và dự án thay thế. Đồng thời, sự phát triển của chương trình ngay lập tức tìm thấy một chỗ đứng trong các dự án đầy hứa hẹn, cũng như một số sản phẩm thử nghiệm. Trên thực tế, một dự án ngay lập tức được “sáp nhập” vào một dự án khác và đảm bảo sự phát triển của nó.
Ai cũng biết rằng những dự án táo bạo đưa ra hướng đi mới không phải lúc nào cũng cho kết quả như mong muốn. Tuy nhiên, với sự giúp đỡ của họ, các chuyên gia thu thập dữ liệu cần thiết và có được kinh nghiệm quý giá, sau đó có thể được sử dụng để tạo các dự án mới. Đây là kết quả chính của các chương trình thoạt nhìn không thành công nhất. Tuy nhiên, trong trường hợp của DynaSoar và Spiral, tình hình có vẻ phức tạp hơn. Chỉ một phiên bản của phi cơ vũ trụ, được tạo ra bằng kinh nghiệm của họ, hoạt động hoàn toàn và thậm chí phiên bản đó đã ngừng hoạt động.
Theo các trang web:
http://nasa.gov/
http://dtic.mil/
http://boeing.com/
http://astronautix.com/
http://buran.ru/
http://testpilot.ru/
http://mapsssr.ru/
http://epizodsspace.airbase.ru/
http://airwar.ru/
tin tức