ایده یک هواپیمای موشکی فضایی که می تواند به مدار صعود کند و مانند هواپیما به زمین بازگردد چندین دهه پیش ظاهر شد. با گذشت زمان ، توسعه آن منجر به به اصطلاح. هواپیماهای مداری ، از جمله هواپیماهایی که کاربرد عملی پیدا کرده اند. با این حال ، تا زمان معینی ، کار در این زمینه نمی تواند نتایج مطلوبی را به همراه داشته باشد. کشورهای پیشرو جهان چندین پروژه برای هواپیماهای فضایی توسعه داده اند ، اما پیشرفت آنها بیشتر از آزمایش تجهیزات آزمایشی نبوده است.
لازم به ذکر است که تمام تحولات اولیه اتحاد جماهیر شوروی و ایالات متحده در زمینه هواپیماهای فضایی ، اگرچه منجر به ظهور و بهره برداری از فناوری اساساً جدید نشد ، اما هنوز بی فایده نبود. با کمک آنها ، متخصصان تعداد زیادی از موسسات علمی و طراحی توانستند تجربه لازم را به دست آورند ، تعدادی از مطالعات و آزمایش ها را انجام دهند و راههای بیشتری را برای توسعه فناوری فضایی تعیین کنند. بر اساس فناوری ها و پیشرفت های جدید ، نمونه های واقعی هواپیماهای فضایی با ویژگی های مورد نظر به زودی ایجاد شد.
X-20 DynaSoar
اولین پروژه هواپیمای فضایی کامل که شانس دستیابی به پروازهای آزمایشی را داشت ، X-20 DynaSoar آمریکایی است. کار بر روی این برنامه در پاییز 1957 آغاز شد - فقط چند روز پس از پرتاب اولین ماهواره مصنوعی زمین ، ساخته شده در اتحاد جماهیر شوروی. رهبری نظامی و سیاسی و همچنین سران صنایع هوافضای آمریکا به این نتیجه رسیدند که ایجاد سیستم های فضایی خود ، از جمله سیستم های مناسب برای استفاده نظامی ضروری است.
هواپیمای فضایی X-20 DynoSoar در حال ورود به جو است. طراحی ناسا
در اواسط دسامبر ، کنفرانسی در NACA در مورد راههای توسعه فناوری موشک و فضایی برگزار شد. در آن سه نوع اصلی فضاپیما برای حمل و نقل افراد یا محموله مورد بحث قرار گرفت: یک کپسول با پرتاب به مدار با استفاده از یک وسیله پرتاب و بازگشت در امتداد یک مسیر بالستیک. مدارگردی از نوع بدن بالابر ، قادر به انجام برخی مانورها. و همچنین یک هواپیمای فضایی کامل مداری. بر اساس نتایج بحث ها ، تصمیم گرفته شد تا مفاهیم یک کپسول و هواپیمای فضایی "بالستیک" توسعه داده شود.
در پایان سال ، فرماندهی تحقیق و توسعه نیروی هوایی ایالات متحده برنامه جدیدی را با کد DynaSoar (مخفف Dynamic Soaring - "برنامه ریزی پویا") راه اندازی کرد ، که در آن برنامه توسعه هواپیمای فضایی برنامه ریزی شده بود. تشکیل الزامات مربوط به فضاپیمای آینده و همچنین جمع آوری برنامه های مشارکت در برنامه آغاز شد. بی بی سی در مجموع بیش از صد پیشنهاد دریافت کرد ، اما فقط 10 شرکت در برنامه شرکت داشتند که برخی از آنها تصمیم گرفتند با هم کار کنند.
در اوایل بهار 1958 ، نیروی هوایی با دوازده پروژه اولیه سیستم DynaSoar آشنا شد. شرکتهای توسعه ای رویکردهای متفاوتی را اتخاذ کرده و مفاهیم متفاوتی را پیاده سازی کردند. در عین حال ، بخش قابل توجهی از پروژه ها شباهت خاصی داشتند. آنها ساخت هواپیمای موشکی مافوق صوت را که قرار بود به یک موشک حامل تقویت کننده متصل شود ، فراهم کردند. تفاوت ها در طراحی هواپیما ، ترکیب سیستم های روی هواپیما و معماری وسیله پرتاب بود. نیروی هوایی پروژه های شرکت های بوئینگ ووت و بل مارتین را بهترین گزینه ها دانست. این آنها بودند که توسعه یافتند.
جداسازی وسیله پرتاب و هواپیمای فضایی. طراحی ناسا
به موازات جستجوی برندگان مسابقه ، ارتش با NACA مذاکره کرد: این سازمان قرار بود رویدادهای علمی و عملی را ارائه دهد. توافقنامه مربوطه در اواخر پاییز 1958 ظاهر شد. پس از آن ، آژانس تحقیق و توسعه و شرکت های صنعت هوانوردی تحت رهبری نیروی هوایی با هم همکاری کردند. در آن زمان ، تصمیم گرفته شد که برنامه را در چندین مرحله انجام دهد - از تحقیق تا ساخت و آزمایش نسخه رزمی هواپیمای فضایی.
در طول سال 1959 ، دو گروه از شرکتها فعالیتهای تحقیق و توسعه متفاوتی را انجام دادند. در این مدت ، مشتری چندین بار الزامات مربوط به هواپیمای فضایی را تغییر داد. در اوایل ماه نوامبر ، نیروی هوایی برنده مسابقه را انتخاب کرد. بهترین نسخه پروژه توسط بوئینگ و ووت پیشنهاد شد. کنجکاو است که در آن زمان دومی مشارکت خود را در این پروژه به شدت کاهش داده بود - او فقط مسئول چند واحد از دستگاه های آینده بود. مارتین نیز در این پروژه مشارکت داشت که قرار بود وسیله نقلیه مورد نیاز را توسعه دهد.
توسعه نمونه اولیه هواپیمای فضایی در اواخر سال 1959 آغاز شد. این مرحله از کار به عنوان فاز آلفا تعیین شد. بررسی ظاهر هواپیمای فضایی با نام کاربری X-20 به نتایج خاصی منجر شد. بنابراین ، طراحی محصول دائما در حال تغییر بود و بیشتر و بیشتر از نسخه اصلی حرکت می کرد. به طور موازی ، توسعه برنامه ساخت و آزمایش انجام شد. از زمان معینی ، مشتری و توسعه دهنده قصد داشتند دوجین پرواز آزمایشی انجام دهند - و این تنها در چارچوب مراحل اولیه است.
مدل دستگاه X-20. عکس های بوئینگ
در اواسط سال 1961 ، شرکت کنندگان در برنامه ظاهر نهایی مجموعه موشکی و فضایی آینده را تعیین کردند. علاوه بر خود فضاپیمای مافوق صوت ، یک وسیله پرتاب مخصوص تغییر یافته Titan IIIC در آن گنجانده شد. به جای یک مرحله با بار ، پیشنهاد شد که محصول DynaSoar را روی آن نصب کنید. موشک سه مرحله ای نیز می تواند به مرحله چهارم ویژه مجهز شود. این واحد قرار بود در هواپیما باقی بماند و راه حلی برای برخی مشکلات ارائه دهد.
پروژه X-20 شامل ساخت یک هواپیمای فضایی متوسط با ظاهری مشخص بود. بال دلتا با ارتفاع پایین مطلوب در نظر گرفته شد ، بالای آن بدنه ای با مخروط بینی نوک تیز و یک جفت میلگرد جانبی وجود داشت. پیشنهاد شد که قاب هوا از آلیاژهای فولادی مقاوم در برابر حرارت ساخته شده و با صفحات سرامیکی مخصوص پوشانده شود. اصل خنک کننده پوشش نیز با استفاده از رادیاتورهای داخلی با مایع مورد استفاده قرار گرفت. داخل بدنه یک کابین خلبان تک نفره و همچنین یک موتور موشک پیشرانه مایع و سایر وسایل لازم وجود داشت. طول وسیله نقلیه از 11 متر تجاوز نمی کرد ، طول بالها کمتر از 6.5 متر بود و وزن خود 5.16 تن بود.
طبق پیشنهادات آن زمان ، موشک های هدایت شونده می توانند در خلیج محموله X-20 برای حمله به اهداف در مدار یا روی زمین قرار گیرند. علاوه بر این ، استفاده از بمب های سقوط آزاد مستثنی نبود. تا آنجا که مشخص است ، توسعه موشک های تخصصی فضا به فضا و فضا به زمین هنوز از مرحله تحقیقات اولیه فراتر نرفته است.
آزمایش خلبان در کابین خلبان شبیه ساز زمین. عکسهای بوئینگ
در سپتامبر 1961 ، بوئینگ یک مدل کامل از هواپیمای فضایی را به مشتری ارائه داد. تأیید وی راه را برای پروژه ساخت نمونه اولیه کامل باز می کند. آمادگی برای آزمایش نیز در حال انجام بود: ناسا و نیروی هوایی شروع به جذب خلبانان برای شرکت در آزمایش های آینده کردند. شش خلبان برای یک گروه ویژه انتخاب شدند. آنها باید حداقل 9 پرواز مداری انجام می دادند.
اما این برنامه ها محقق نشد. در اکتبر 1961 ، در رابطه با ظهور برنامه های فضایی رقابتی ، طرحی برای کاهش هزینه های پروژه X-20 DynaSoar پیشنهاد شد. این سند کاهش تعداد پروازهای آزمایشی و ساده سازی برنامه های پرواز را ارائه می دهد. به همین دلیل ، هزینه آزمایشات به 920 میلیون دلار کاهش یافت و تا سال 1967 تکمیل شد.عجیب است که یکی از برنامه های فضایی موازی در همان دوره مورد انتقادات شدید قرار گرفت و به سادگی تعطیل شد.
با این حال ، در این زمینه ، هیچ دلیلی برای شادی وجود نداشت. در ماه فوریه سال آینده ، برنامه DynaSoar به گروه تحقیقاتی منتقل شد ، که ناشی از مشکلات در توسعه یک هواپیمای فضایی و یک موشک برای آن بود. علاوه بر این ، در تأمین بودجه و سازماندهی کار مشکلاتی وجود داشت. در اکتبر ، نسخه جدیدی از برنامه برنامه ظاهر شد ، که مجدداً هزینه ها را کاهش می دهد.
طرح DynaSoar و سازندگان آن از بوئینگ. عکسهای بوئینگ
در سال 1963 ، پروژه DynaSoar با یک رقیب جدید در قالب فضاپیمای Gemini مواجه شد. پنتاگون دو تحول را مقایسه کرد و سعی کرد مشخص کند کدامیک از آنها از نظر نظامی بیشتر مورد توجه است. به دنبال آن اختلافاتی در بخش نظامی ایجاد شد که در پس زمینه آن شایعاتی مبنی بر خاتمه کار در X-20 وجود داشت. با این حال ، در بهار ، بوئینگ قرارداد جدیدی برای ادامه کار توسعه ای دریافت کرد. به موازات این ، بحث ها در مورد بودجه و آزمایش های آتی ادامه یافت.
در 20 دسامبر 1963 ، وزیر دفاع رابرت مک نامارا دستور خاتمه برنامه DynaSoar را به نفع پروژه ASSET ، با تغییر جهت مربوط به بودجه ، صادر کرد. طبق گزارشات ، در آن زمان 410 میلیون دلار برای برنامه DynaSoar هزینه شد. اولین پرواز به مقادیر قابل مقایسه و چندین سال کار بیشتر نیاز داشت. با این حال ، زمان و هزینه لازم به این پروژه اختصاص داده نشد.
مارپیچ
در حالی که علم آمریکا در تلاش برای ایجاد یک هواپیمای فضایی بود ، متخصصان اتحاد جماهیر شوروی توسعه کشتی های کپسولی با تبار بالستیک را ادامه دادند و در این زمینه بسیار موفق بودند. با این حال ، تنها چند سال بعد ، کار در کشور ما برای ایجاد یک هواپیمای مداری آغاز شد. پروژه داخلی سیستم هوافضا "مارپیچ" نامیده شد.
مدل سیستم هوافضا اسپیرال در پیکربندی بلند شدن. عکس Epizodsspace.airbase.ru
مشخص است که یکی از دلایل ظاهر موضوع "مارپیچ" اطلاعات در مورد برنامه های آمریکا برای ایجاد هواپیماهای فضایی ، یعنی پروژه DynaSoar بود. در عین حال ، می توان اشاره کرد که توسعه بیشتر فضانوردی می تواند به روش های مختلف ، از جمله از طریق ایجاد هواپیماهای فضایی انجام شود. بنابراین ، "مارپیچ" ، اگرچه با توجه به نمونه های خارجی ایجاد شده است ، اما می تواند یک پروژه کاملاً شخصی بر اساس ایده های اصلی در نظر گرفته شود.
مفهوم نهایی این سیستم ، با ترکیب ایده های یک هواپیمای موشکی و یک فضاپیما ، در سال 1964 توسط سی امین موسسه تحقیقات مرکزی نیروی هوایی پیشنهاد شد. این پیشنهاد رهبران صنعت هوانوردی را مورد توجه قرار داد و در سال 1965 دستور مربوطه ظاهر شد. مطابق آن ، A. I. میکویان قرار بود پروژه ای را برای یک سیستم هوافضا امیدوار کننده با کد "مارپیچ" توسعه دهد. کار روی این موضوع در سال 1966 به رهبری طراح G. E. شروع شد. لوزینو-لوزینسکی.
م Instituteسسه تحقیقات مرکزی سی ام بخش قابل توجهی از کار را تکمیل کرد ، که وظیفه دفتر طراحی میکویان را بسیار ساده کرد. متخصصان موسسه معماری مجموعه آینده را شکل داده و ویژگی ها و قابلیت های آن را تعیین کرده اند. با تشکر از این ، طراحان هواپیما فقط باید کارهای توسعه را انجام دهند. این رویکرد مزایای خاصی به همراه داشت. بنابراین ، طبق برنامه های اواسط دهه شصت ، اولین پرواز "مارپیچ" می تواند در اوایل دهه آینده انجام شود.
مشخصات پرواز مارپیچی. شکل Epizodsspace.airbase.ru
سیستم اسپیرال بر اساس یک هواپیمای تقویت کننده 50-50 ویژه با ظاهری مشخص طراحی شده بود. این هواپیما دارای بال جارو شده و مجموعه ای از موتورهای جت پرقدرت بود. در قسمت بالایی دستگاه ، سکویی برای نصب یک هواپیمای فضایی مداری با مرحله بالایی فراهم شد. طبق مفهوم اصلی ، تقویت کننده قرار بود تا ارتفاع 30 کیلومتری بالا برود و سرعتی در حدود 6 = M ایجاد کند. طول کل چنین دستگاهی به 38 متر با طول بال 16 ، 5 متر رسید.وزن برخاست کل سیستم هوافضا 52 تن است.
محموله شتاب دهنده "50-50" به اصطلاح بود. هواپیمای مداری با تقویت کننده موشک. پیشنهاد شد که هواپیما مطابق طرح با بدنه نگهدارنده ساخته شود ، که در آن قسمت پایین دستگاه سطح بال بود. بدنه خود دارای شکل مثلثی با سطح مقطع متغیر بود. در طرفین ماشین یک جفت هواپیما به طرفین سقوط کرده بود. روی بدنه یک کیل قرار داده شد. پیشنهاد شد که گلایدر از فولادهای مقاوم در برابر حرارت ساخته شود. روکش روکش سرامیکی خاصی دریافت کرد. طبق محاسبات ، در مراحل خاصی از پرواز ، دماغه بدنه باید تا 1600 درجه سانتی گراد گرم می شد ، که نیاز به حفاظت مناسب داشت.
هواپیمای مداری "50" مجهز به موتورهای نگهدارنده و فرمان پیشنهاد شد. با جرم 8 تن ، می تواند حداقل 500 کیلوگرم بار را حمل کند. امکان ایجاد رهگیر مداری و شناسایی در نظر گرفته شد. علاوه بر این ، یک پروژه بمب افکن هواپیمای فضایی وجود داشت که می توانست 2 تن محموله حمل کند. به دلیل تقویت کننده هواپیما و بلوک تقویت کننده موشک ، هواپیمای Spirali می تواند به مدارهایی با ارتفاع حداقل 150 کیلومتر صعود کند.
هواپیمای مداری "50". شکل Buran.ru
در پایان دهه ، دفتر طراحی میکویان بخش عمده ای از کارهای نظری را تکمیل کرد و تجهیزات را برای اولین آزمایش های عملی آماده کرد. در ژوئیه 1969 ، دستگاه آزمایشی BOR-1 ("هواپیمای موشکی بدون سرنشین مداری ، اولین") با طراحی ساده راه اندازی شد. یک گلایدر textolite در مقیاس 1: 3 با کمک موشک اصلاح شده R-12 به یک مسیر زیر مداری آورده شد. این محصول در جو سوزانده شد ، اما اجازه داد برخی از اطلاعات جمع آوری شود. در دسامبر همان سال ، دستگاه BOR-2 با طراحی و پیکربندی متفاوت راه اندازی شد. در پرواز ، سیستم های کنترل خراب شدند و نمونه اولیه آن سوخت.
از ژوئیه 1970 تا فوریه 1972 ، سه پرتاب دیگر از نمونه های اولیه BOR-2 انجام شد. دو مورد با موفقیت و یکی با شکست به پایان رسید. در سالهای 1973 و 1974 ، دو آزمایش بهبود محصولات BOR-3 انجام شد. در هر دو مورد ، تصادفات به دلایل مختلف رخ داده است. با وجود تعدادی تصادف و کاستی ، آزمایشات محصولات خانواده BOR اطلاعات زیادی را ارائه کرد.
در حال حاضر پس از راه اندازی پروژه BOR ، دستور خاتمه کار با موضوع "مارپیچ" صادر شد. رهبری کشور تصمیم گرفت نیروهای صنعت را به جهات دیگری سوق دهد. با این حال ، در سال 1974 ، برنامه از سر گرفته شد و به زودی نتایج جدیدی به دست آمد. آخرین دستاورد در ایجاد سیستم هوافضا "اسپیرال" را می توان هواپیمای آنالوگ "105.11" و مدارهای BOR-4 و BOR-5 دانست.
یکی از نمونه های اولیه BOR-3. عکس Buran.ru
"105.11" / MiG-105 یک نسخه تقریبی از هواپیمای مداری "Spiral" بود ، اما فقط می توانست در جو و با سرعت زیر صوت پرواز کند. این دستگاه برای تمرین فرود و فرود افقی هواپیماهای فضایی در نظر گرفته شده بود. در 11 اکتبر 1976 ، اولین پرواز "105.11" انجام شد. این خودرو با استفاده از هواپیمای حامل Tu-95 به ارتفاع و مسیر مشخصی آورده شد. علاوه بر این ، ماکت کنار گذاشته شد ، و با فرود آمدن ، فرود آمد. هفت پرواز انجام شد ، پس از آن آزمایش ها به دلیل خرابی نمونه اولیه متوقف شد.
در اواسط دهه هفتاد ، یک کار فنی برای ایجاد یک سیستم فضایی قابل استفاده مجدد امیدوار کننده ظاهر شد-مجموعه آینده Energia-Buran. چندین سال ، طرفداران اسپیرال و بوران با یکدیگر بحث کردند و سعی کردند از طرف خود دفاع کنند ، اما به زودی این مسئله در بالاترین سطح حل شد. تصمیم گرفته شد که تم مارپیچ را به نفع بوران کمتر جسورانه اما امیدوار کننده محدود کند. در همان زمان ، تعدادی از پیشرفتهای دفتر طراحی میکویان و شرکتهای مرتبط برنامه ریزی شد تا در پروژه جدیدی مورد استفاده قرار گیرد.
در اوایل دهه هشتاد ، به نفع پروژه Buran ، چندین پرتاب مدارگرد BOR با اعداد از "4" تا "6" انجام شد. وظیفه آنها آزمایش حفاظت حرارتی برای هواپیمای فضایی آینده و حل مشکلات دیگر بود.همه این آزمایشات به کار بیشتر روی "بوران" کمک کرد. نکته مهم این است که نمونه های اولیه مورد استفاده در دو برنامه سیستم های هوافضا حفظ شده اند و اکنون در موزه ها هستند.
موفقیت ها و شکست ها
از اواخر دهه پنجاه ، دو کشور برجسته جهان ، با توسعه برنامه های فضایی خود ، چندین پروژه جسورانه از هواپیماهای فضایی را توسعه داده اند. با این حال ، به دلایل مختلف از این نوع ، این پروژه ها نتوانسته اند بیش از حد پیش بروند. در بهترین حالت ، این فقط در مورد آزمایش دستگاه های آنالوگ بود.
MiG-105 را در موزه نیروی هوایی تجربه کرد. عکس Wikimedia Commons
پروژه X-20 DynaSoar به دلیل مشکلات متعدد فنی ، سازمانی و سایر مشکلات ، که ناشی از پیچیدگی شدید کار فنی بود ، بسته شد. طراحان و دانشمندان موفق شدند تعدادی از مسائل مهم را حل کنند ، اما این راه حل ها در عمل با استفاده از یک هواپیمای فضایی آزمایشی کامل مورد آزمایش قرار نگرفت. با این حال ، بسیاری از ایده ها و فناوری های ایجاد شده برای اولین هواپیمای فضایی آمریکایی بعداً در پروژه های جدید مورد استفاده قرار گرفت. نتیجه اصلی همه اینها مجموعه سیستم حمل و نقل فضایی و عنصر اصلی آن - فضاپیمای قابل استفاده مجدد شاتل فضایی بود.
تاریخچه پروژه شوروی "مارپیچ" و تکمیل آن متفاوت بود. این به عنوان نوعی واکنش به توسعه خارجی ظاهر شد ، اما در عین حال متفاوت نیز توسعه یافت. علاوه بر این ، معلوم شد که موفق تر است: A. I. میکویان آزمایشات لازم را انجام داد ، از جمله پروازهای زیر مداری. دلیل اصلی رد "مارپیچ" ظهور پیشنهادات و پروژه های جایگزین بود. در عین حال ، تحولات تحت برنامه بلافاصله در پروژه های امیدوار کننده و همچنین برخی از محصولات آزمایشی جایی پیدا کرد. در واقع ، یک پروژه بلافاصله در پروژه دیگری "ادغام" شد و توسعه آن را تضمین کرد.
به خوبی شناخته شده است که پروژه های جسورانه ای که شروع به مسیرهای جدید می کند ، ممکن است همیشه نتایج مطلوب را ارائه ندهد. با این وجود ، با کمک آنها ، متخصصان داده های لازم را جمع آوری کرده و تجربه ارزشمندی را به دست می آورند ، که می تواند هنگام ایجاد پروژه های جدید مورد استفاده قرار گیرد. این همان چیزی است که نتیجه اصلی برنامه هایی می شود که در نگاه اول چندان موفق نیستند. با این حال ، در مورد DynaSoar و Spiral ، وضعیت پیچیده تر به نظر می رسد. تنها یک نسخه از هواپیمای فضایی ، که با استفاده از تجربه آنها ساخته شده بود ، به کار کامل رسید و حتی آن نسخه قبلاً بازنشسته شده است.
