A ideia de um foguete espacial capaz de subir em órbita e retornar à Terra como um avião surgiu há várias décadas. Com o tempo, seu desenvolvimento levou ao chamado. aeronaves orbitais, incluindo aquelas que encontraram aplicação prática. Porém, até certo momento, trabalhar nessa área não dava os resultados desejados. Os principais países do mundo desenvolveram vários projetos de aviões espaciais, mas não avançaram além do teste de equipamentos experimentais.
Deve-se notar que todos os primeiros desenvolvimentos da URSS e dos EUA no campo dos aviões espaciais, embora não tenham levado ao surgimento e operação de tecnologia fundamentalmente nova, ainda não foram inúteis. Com a ajuda deles, especialistas de um grande número de instituições científicas e de design puderam obter a experiência necessária, conduzir uma série de estudos e experimentos e determinar novas maneiras de desenvolver a tecnologia espacial. Com base em novas tecnologias e desenvolvimentos, amostras reais de aviões espaciais com as características desejadas foram logo criadas.
X-20 DynaSoar
O primeiro projeto de avião espacial completo que teve a chance de alcançar voos de teste foi o americano X-20 DynaSoar. Os trabalhos neste programa começaram no outono de 1957 - poucos dias após o lançamento do primeiro satélite artificial da Terra, feito na URSS. A liderança militar e política, bem como os chefes da indústria aeroespacial dos Estados Unidos, chegaram à conclusão de que era necessário criar seus próprios sistemas espaciais, incluindo aqueles adequados para uso militar.
O avião espacial X-20 DynoSoar está entrando na atmosfera. Desenho da NASA
Em meados de dezembro, foi realizada uma conferência no NACA sobre as formas de desenvolvimento de foguetes e tecnologia espacial. Ele discutiu três tipos principais de espaçonaves para o transporte de pessoas ou carga: uma cápsula com lançamento em órbita usando um veículo de lançamento e retorno ao longo de uma trajetória balística; um orbitador do tipo Lifting Body, capaz de realizar algumas manobras; bem como um avião espacial orbital completo. Com base nos resultados das discussões, decidiu-se desenvolver os conceitos de cápsula "balística" e avião espacial.
No final do ano, o Comando de Pesquisa e Desenvolvimento da Força Aérea dos Estados Unidos lançou um novo programa com o código DynaSoar (abreviação de Dynamic Soaring - "planejamento dinâmico"), no qual estava planejado o desenvolvimento do avião espacial. Iniciou-se a formação de requisitos para a futura espaçonave, bem como a coleta de inscrições para participação no programa. A BBC recebeu mais de uma centena de propostas no total, mas apenas 10 empresas estiveram envolvidas no programa, algumas das quais decidiram trabalhar em conjunto.
No início da primavera de 1958, a Força Aérea se familiarizou com uma dúzia de projetos preliminares do sistema DynaSoar. As empresas de desenvolvimento adotaram abordagens diferentes e implementaram conceitos diferentes. Ao mesmo tempo, parte significativa dos projetos apresentava certa semelhança. Eles previam a construção de um avião-foguete hipersônico, que seria conectado a um foguete porta-propulsores. As diferenças estavam no design da aeronave, na composição dos sistemas de bordo e na arquitetura do veículo lançador. A Força Aérea considerou os projetos dos grupos de empresas Boeing-Vought e Bell-Martin as melhores opções. Foram eles que se desenvolveram.
Separação do veículo de lançamento e do avião espacial. Desenho da NASA
Paralelamente à busca pelos vencedores da competição, os militares negociaram com o NACA: esta organização deveria fornecer eventos científicos e práticos. O acordo correspondente apareceu no final do outono de 1958. Depois disso, a Agência de P&D e as empresas do setor de aviação trabalharam juntas sob a liderança da Força Aérea. Nessa época, decidiu-se realizar o programa em várias etapas - da pesquisa à construção e teste da versão de combate do avião espacial.
Durante 1959, os dois grupos de empresas realizaram diferentes atividades de pesquisa e desenvolvimento. Durante este período, o cliente alterou os requisitos do avião espacial várias vezes. No início de novembro, a Força Aérea selecionou o vencedor da competição. A melhor versão do projeto foi proposta pela Boeing e Vought. É curioso que a esta altura esta última tenha reduzido drasticamente sua participação no projeto - ela era responsável apenas por algumas unidades do futuro aparato. Martin também estava envolvido no projeto, que consistia em desenvolver o veículo de lançamento necessário.
O desenvolvimento do futuro protótipo de avião espacial começou no final de 1959. Essa etapa do trabalho foi designada como Fase Alfa. Trabalhar a aparência do avião espacial com a designação de trabalho X-20 levou a resultados específicos. Assim, o design do produto estava em constante mudança e se distanciava cada vez mais da versão básica. Paralelamente, foi realizado o desenvolvimento de um cronograma de construção e testes. A partir de um certo tempo, o cliente e o desenvolvedor planejaram realizar duas dezenas de voos de teste - e isso apenas no âmbito das primeiras fases.
Modelo do aparelho X-20. Boeing Photos
Em meados de 1961, os participantes do programa haviam determinado a aparência final do futuro foguete e complexo espacial. Além da própria espaçonave hipersônica, um veículo de lançamento Titan IIIC especialmente modificado foi incluído nela. Em vez de um estágio com uma carga útil, foi proposto instalar um produto DynaSoar nele. O foguete de três estágios também pode ser equipado com um quarto estágio especial. Esta unidade deveria permanecer no avião espacial, fornecendo uma solução para alguns problemas.
O projeto X-20 envolveu a construção de um avião espacial de médio porte com uma aparência característica. A asa delta baixa foi considerada ótima, acima da qual havia uma fuselagem com um cone de nariz pontiagudo e um par de quilhas laterais. A fuselagem foi proposta para ser feita de ligas de aço resistentes ao calor e coberta com painéis cerâmicos especiais. O princípio de resfriamento da caixa também foi utilizado por meio de radiadores internos com líquido. Dentro da fuselagem havia uma cabine de piloto com um único assento, bem como um motor de foguete de propelente líquido e outros dispositivos necessários. O comprimento do veículo não ultrapassava 11 m, a envergadura era inferior a 6,5 m e seu peso próprio era de 5,16 toneladas.
De acordo com as propostas da época, mísseis teleguiados poderiam ser colocados no compartimento de carga do X-20 para atacar alvos em órbita ou na Terra. Além disso, o uso de bombas de queda livre não foi excluído. Tanto quanto se sabe, o desenvolvimento de foguetes especializados espaço-espaço e espaço-solo ainda não foi além do estágio de pesquisa preliminar.
Piloto de teste na cabine do simulador de solo. Boeing Photos
Em setembro de 1961, a Boeing presenteou o cliente com um modelo em tamanho real do avião espacial. Sua aprovação abriria caminho para que o projeto construísse um protótipo completo. Os preparativos para os testes também estavam em andamento: a NASA e a Força Aérea começaram a recrutar pilotos para participarem de testes futuros. Seis pilotos foram selecionados para um grupo especial. Eles tiveram que realizar pelo menos nove voos orbitais.
No entanto, esses planos não foram cumpridos. Já em outubro de 1961, em conexão com o surgimento de programas espaciais concorrentes, um plano foi proposto para reduzir os custos do projeto X-20 DynaSoar. Este documento previa uma diminuição no número de voos de teste e uma simplificação dos programas de voo. Devido a isso, o custo dos testes foi planejado para ser reduzido para US $ 920 milhões e concluído em 1967. É curioso que um dos programas espaciais paralelos do mesmo período tenha sofrido críticas tão duras que simplesmente foi encerrado.
No entanto, neste contexto, não havia motivos para alegria. Já em fevereiro do ano que vem, o programa DynaSoar foi transferido para a categoria de pesquisa, o que foi causado por problemas no desenvolvimento de um avião espacial e de um foguete para ele. Além disso, houve dificuldades em obter financiamento e organizar o trabalho. Em outubro, surgiu uma nova versão do cronograma do programa, prevendo novamente a redução dos gastos.
Layout DynaSoar e seus criadores da Boeing. Boeing Photos
Em 1963, o projeto DynaSoar enfrentou um novo concorrente na forma da nave espacial Gemini. O Pentágono comparou os dois desenvolvimentos e tentou estabelecer qual deles é de maior interesse do ponto de vista militar. Seguiram-se disputas no departamento militar, contra o pano de fundo das quais surgiram rumores sobre o encerramento dos trabalhos no X-20. No entanto, na primavera, a Boeing recebeu um novo contrato para continuar o trabalho de desenvolvimento. Paralelamente, as discussões continuaram sobre financiamento e testes futuros.
Em 20 de dezembro de 1963, o Secretário de Defesa Robert McNamara ordenou o encerramento do programa DynaSoar em favor do projeto ASSET, com o correspondente redirecionamento do financiamento. Segundo relatos, na época, US $ 410 milhões foram gastos no programa DynaSoar. O primeiro voo exigiu somas comparáveis e vários anos de trabalho. No entanto, o projeto não teve o tempo e o dinheiro necessários.
Espiral
Enquanto a ciência americana tentava criar um avião espacial, os especialistas soviéticos continuaram o desenvolvimento de naves cápsula com descida balística e tiveram muito sucesso neste assunto. No entanto, poucos anos depois, começaram os trabalhos em nosso país para a criação de uma aeronave orbital. O projeto doméstico do sistema aeroespacial foi denominado "Espiral".
Modelo do sistema aeroespacial espiral em configuração de decolagem. Photo Epizodsspace.airbase.ru
Sabe-se que uma das razões para o surgimento do tema "Espiral" foram as informações sobre os planos americanos de criação de aviões espaciais, nomeadamente o projeto DynaSoar. Ao mesmo tempo, pode-se notar que o desenvolvimento da astronáutica poderia ser realizado de diferentes maneiras, inclusive por meio da criação de aviões espaciais. Assim, "Spiral", embora tenha sido criado a pensar em amostras estrangeiras, pode ser considerado um projecto totalmente próprio baseado em ideias originais.
O conceito final do sistema, combinando as idéias de um avião-foguete e uma espaçonave, foi proposto em 1964 pelo 30º Instituto Central de Pesquisa da Força Aérea. Essa proposta interessou aos líderes da indústria da aviação, e em 1965 surgiu um pedido correspondente. De acordo com ele, o I. A. Mikoyan iria desenvolver um projeto para um sistema aeroespacial promissor com o código "Spiral". O trabalho neste tópico começou em 1966, liderado pelo designer G. E. Lozino-Lozinsky.
O 30º Instituto Central de Pesquisa concluiu uma parte significativa do trabalho, o que simplificou muito a tarefa do Mikoyan Design Bureau. Os especialistas do Instituto formaram a arquitetura do futuro complexo, bem como determinaram suas características e capacidades. Graças a isso, os projetistas de aeronaves apenas tiveram que realizar o trabalho de desenvolvimento. Essa abordagem deu certas vantagens. Assim, de acordo com os planos para meados dos anos sessenta, o primeiro voo do "Spiral" poderia ocorrer já no início da próxima década.
Perfil de voo em espiral. Figura Epizodsspace.airbase.ru
O sistema Spiral foi baseado em uma aeronave especial 50-50 de uma aparência característica. Era para ter uma asa varrida e um conjunto de motores a jato de alto empuxo. Na parte superior da máquina, foi fornecida uma plataforma para a instalação de um avião espacial orbital com um estágio superior. De acordo com o conceito básico, o propulsor deveria subir a uma altitude de 30 km e desenvolver uma velocidade de cerca de M = 6. O comprimento total de tal máquina atingiu 38 m com uma envergadura de 16,5 m. O peso de decolagem de todo o sistema aeroespacial é de 52 toneladas.
A carga útil do acelerador "50-50" era o assim chamado. aeronave orbital com um foguete propulsor. O avião espacial foi proposto para ser construído de acordo com o esquema com uma fuselagem de apoio, em que a parte inferior da máquina era o avião de asa. A própria fuselagem tinha uma forma triangular com uma seção transversal variável. Nas laterais do carro havia um par de aviões colapsados para os lados. Uma quilha foi fornecida na fuselagem. O planador foi proposto para ser feito de aços resistentes ao calor; o revestimento recebeu um revestimento cerâmico especial. Pelos cálculos, em certas fases do voo, o nariz da fuselagem tinha que se aquecer até 1600 ° C, o que exigia proteção adequada.
A aeronave orbital "50" foi proposta para ser equipada com motores de sustentação e direção. Com uma massa de 8 toneladas, poderia transportar uma carga útil de pelo menos 500 kg. Foi considerada a possibilidade de criação de um interceptor orbital e reconhecimento. Além disso, havia um projeto de bombardeiro de avião espacial que poderia transportar 2 toneladas de carga. Devido ao avião propulsor e ao bloco propulsor do foguete, o avião Spirali poderia subir em órbitas com uma altitude de pelo menos 150 km.
Plano orbital "50". Figura Buran.ru
No final da década, o Mikoyan Design Bureau concluiu a maior parte do trabalho teórico e preparou o equipamento para os primeiros testes práticos. Em julho de 1969, foi lançado o aparato experimental BOR-1 ("Avião-foguete orbital não tripulado, o primeiro") de desenho simplificado. Um planador textolite em uma escala de 1: 3 com a ajuda de um foguete R-12 modificado foi levado a uma trajetória suborbital. O produto queimou na atmosfera, mas permitiu a coleta de alguns dados. Em dezembro do mesmo ano, foi lançado o aparelho BOR-2 com desenho e configuração diferenciados. Em vôo, os sistemas de controle falharam e o protótipo queimou.
De julho de 1970 a fevereiro de 1972, mais três lançamentos de protótipos BOR-2 foram realizados. Dois terminaram em sucesso, um em fracasso. Em 1973 e 1974, dois testes de produtos BOR-3 aprimorados foram realizados. Em ambos os casos, os acidentes ocorreram por motivos diferentes. Apesar de uma série de acidentes e deficiências, os testes dos produtos da família BOR forneceram uma grande quantidade de informações.
Já após o lançamento do projeto BOR, foi emitida uma ordem para encerrar os trabalhos sobre o tema "Espiral". A liderança do país decidiu lançar as forças da indústria em outras direções. Porém, já em 1974, o programa foi retomado, e logo novos resultados foram obtidos. A última conquista na criação do sistema aeroespacial "Spiral" pode ser considerada uma aeronave analógica "105.11", assim como os orbitadores BOR-4 e BOR-5.
Um dos protótipos do BOR-3. Foto Buran.ru
O "105.11" / MiG-105 era uma cópia aproximada da aeronave orbital "Spiral", mas só podia voar na atmosfera e em velocidade subsônica. Esta máquina foi projetada para praticar a descida e aterrissagem horizontal de aviões espaciais. Em 11 de outubro de 1976, ocorreu o primeiro vôo "105.11". O carro foi levado a uma determinada altitude e curso usando um avião porta-aviões Tu-95. Além disso, a maquete foi derrubada e, tendo descido, pousou. Sete voos ocorreram, após os quais os testes foram interrompidos devido ao colapso do protótipo.
Em meados dos anos 70, surgiu uma tarefa técnica para a criação de um promissor sistema de espaço reutilizável - o futuro complexo Energia-Buran. Por vários anos, os apoiadores de Spiral e Buran discutiram entre si e tentaram defender seu lado, mas logo a questão foi resolvida no mais alto nível. Decidiu-se reduzir o tema Espiral em favor do menos ousado, mas promissor, Buran. Ao mesmo tempo, vários desenvolvimentos do Mikoyan Design Bureau e empresas relacionadas foram planejados para serem usados em um novo projeto.
No início dos anos oitenta, no interesse do projeto Buran, ocorreram vários lançamentos de orbitadores BOR com números de "4" a "6". A tarefa deles era testar a proteção térmica para o futuro plano espacial e resolver outros problemas. Todos esses experimentos contribuíram para continuar o trabalho no "Buran". É importante ressaltar que vários protótipos usados nos programas de dois sistemas aeroespaciais foram preservados e agora estão em museus.
Sucessos e fracassos
Desde o final dos anos cinquenta, os dois principais países do mundo, desenvolvendo seus programas espaciais, desenvolveram vários projetos ousados de aviões espaciais. No entanto, por uma série de razões de um tipo ou de outro, esses projetos não foram capazes de ir longe demais. Na melhor das hipóteses, tratava-se apenas de testar dispositivos analógicos.
Experiente MiG-105 no Museu da Força Aérea. Foto Wikimedia Commons
O projeto X-20 DynaSoar foi encerrado devido a inúmeros problemas técnicos, organizacionais e outros, decorrentes da extrema complexidade da tarefa técnica. Designers e cientistas conseguiram resolver uma série de questões importantes, mas essas soluções não foram testadas na prática usando um avião espacial experimental completo. No entanto, muitas idéias e tecnologias criadas para o primeiro avião espacial americano foram posteriormente usadas em novos projetos. O principal resultado de tudo isso foi o complexo do Sistema de Transporte Espacial e seu elemento principal - a espaçonave reutilizável do Ônibus Espacial.
A história do projeto soviético "Spiral" e sua conclusão foram diferentes. Apareceu como uma espécie de resposta ao desenvolvimento estrangeiro, mas ao mesmo tempo desenvolveu-se de forma diferente. Além disso, acabou tendo mais sucesso: o I. A. Mikoyan conduziu os testes necessários, inclusive com voos suborbitais. A principal razão para a rejeição da "Espiral" foi o surgimento de propostas e projetos alternativos. Ao mesmo tempo, os desenvolvimentos no âmbito do programa encontraram imediatamente um lugar em projetos promissores, bem como em alguns produtos experimentais. Na verdade, um projeto imediatamente se "fundiu" em outro e garantiu seu desenvolvimento.
É sabido que projetos ousados, que dão início a novos rumos, nem sempre dão os resultados desejados. No entanto, com a ajuda deles, os especialistas coletam os dados necessários e ganham uma experiência valiosa, que pode ser usada na criação de novos projetos. Isso é o que se torna o principal resultado de programas que não são muito bem-sucedidos à primeira vista. No entanto, no caso de DynaSoar e Spiral, a situação parece mais complicada. Apenas uma versão do avião espacial, criada a partir de sua experiência, atingiu plena operação, e mesmo essa já foi aposentada.
