Авиация и космонавтика 2006 11 - [8]
Сначала предлагалось создать самолет-аналог («50-11») для гиперзвуковых суборбитальных «прыжков» в космос, затем – экспериментальный пилотируемый орбитальный самолет (ЭПОС) для демонстрации реализуемости проекта и отработать на нем основные этапы орбитального полета и посадки.
Благодаря массо-габаритному сходству телеметрической аппаратуры и фотооборудования, ЭПОС можно было легко модифицировать в орбитальный фоторазведчик. И только потом должны были появиться боевые варианты орбитального самолета.
При знакомстве с вариантами орбитального самолета мы также будем следовать логике разработчиков, т.е. сначала расскажем об основных характеристиках, одинаковых для всех аппаратов, затем подробнее остановимся на самолетеаналоге и детально рассмотрим конструкцию и функционирование ЭПОСа, и уже затем при описании боевых вариантов орбитального самолета уделим внимание только их основным отличиям от ЭПОСа.
Модель орбитального самолета
Третий аппарат SV-5D (Х-23) в экспозиции музея ВВС США
При выборе формы и размерности аппарата пришлось учитывать следующие требования:
– температура внешних поверхностей самолета не должна превышать 1400 градусов С, т.к. эта температура являлась предельно-допустимой для единственного отработанного в то время конструкционного тугоплавкого материала;
– температурные поля на основных поверхностях самолета должны были быть возможно более равномерными для максимального снижения температурных напряжений;
– самолет должен при спуске с орбиты обладать запасом устойчивости, достаточным для полета на постоянном балансировочном угле атаки в диапазоне 45-65 градусов и минимальном (менее 5 градусов) угле скольжения, т.к. отклонения от этого диапазона углов атаки в большую или меньшую сторону и наличие углов скольжения (более 5 градусов) приводит к возрастанию температуры поверхности и увеличению градиентов температуры;
посадка орбитального самолета не должно была отличаться от нормальной посадки современного самолета;
– полезный объем самолета должен был быть возможно большим при минимальной омываемой площади его поверхности;
– габариты самолета должны были обеспечивать запуск аппарата с помощью ракеты-носителя «Союз» без ее доработки.
В результате получился летательный аппарат длиной 8 м и шириной плоского фюзеляжа в зоне крепления киля 4 м, выполненный по схеме «несущий корпус» и имеющий сильно затупленную оперенную треугольную форму в плане со стреловидностью 74 градуса.
Выбор большой стреловидности корпуса обеспечивает равномерные температурные поля на нижней части. Ограничения, накладываемые условиями старта на РН «Союз», определили и площадь плановой проекции самолета – 24 м2 .
Выбор облика орбитального самолета «Спираль» производился не совсем на пустом месте. Необходимо отметить, что при выборе компоновки и алгоритмов управления орбитального самолета «Спираль» наши конструкторы внимательно следили за американскими работами над исследовательскими беспилотными аппаратами ASV и AEV (6 успешных запусков на суборбитальные траектории с помощью баллистической РН «Тор» в период 1963-1965 годов), создававшимися в рамках программы ASSET. Аппараты имели форму полуконуса с треугольным крылом и испытывались на скоростях, близких к первой космической.
Кстати, в рамках программы «ASSET 5» 8 декабря 1964 г. состоялся первый запуск масштабной модели ракетно-космического самолета «Дайна Сор». В этот день с мыса Канаверал был осуществлен пуск модели летательного аппарата по суборбитальной траектории с помощью баллистической ракеты «Тор». Цель пуска по суборбитальной траектории – изучение аэродинамического обтекания самолета при движении в верхних слоях атмосферы. Максимальная высота подъема макета составила 53 км.
Целью программы ASSET было исследование аэротермодинамических характеристик, прочности и упругости конструкции. Дальнейшим продолжением работ стала программа START, предусматривавшая исследование вопросов входа в плотные слои атмосферы космических аппаратов, использующих подъемную силу. В рамках программы START исследования проводились по двум направлениям:
– запуск беспилотных аппаратов SV-5D (подпрограмма PRJME), в период с 21 сентября 1966 по 19 апреля 1967 г. выполнено три запуска ракетой-носителем «Атлас» с авиабазы ВВС Ванденберг в Калифорнии. Достигнута максимальная высота полета 152,4 км и скорость 7,37 км/ сек.
Первые два аппарата при входе в плотные слои атмосферы разрушились, третий аппарат вернулся благополучно;
– исследование пилотируемых гиперзвуковых летательных аппаратов на малых скоростях полета (подпрограмма PJLOT). Подрограммой PJLOT, а также программой NASA MLBRP предусматривались летные исследования пилотируемых летательных аппаратов с несущим корпусом Х- 24А, Х-24В, M2-F1, M2-F2, HL-10 на дозвуковых и сверхзвуковых режимах полета. Целью испытаний являлось исследование ручного управления, обеспечение устойчивости и управляемости и горизонтальной посадки возвращаемых орбитальных самолетов с низким аэродинамическим качеством.
M2F-I в полете но привязи зо самолетом-буксировщиком, 1964 г.
M2-F2 на ВПП испытательного центра им. Драйдена, 1966 г.
