No passado, a indústria de aviação soviética estava ocupada com uma série de ideias ousadas. Projetos de aeronaves aeroespaciais, usinas alternativas para a aviação, etc. estavam sendo elaborados. De particular interesse neste contexto é o projeto M-19 desenvolvido pelo V. M. Myasishchev. Foi planejado para combinar várias das idéias mais ousadas nele.
Resposta à ameaça
No início dos anos 70, a liderança soviética se convenceu da realidade do projeto do ônibus espacial americano e começou a mostrar preocupação. No futuro, o ônibus espacial poderia se tornar um portador de armas estratégicas, e uma resposta era necessária para tal ameaça. A este respeito, decidiu-se acelerar os projetos nacionais no domínio dos sistemas aeroespaciais.
Naquela época, a Fábrica Experimental de Construção de Máquinas (Zhukovsky), cujo bureau de projetos era chefiado por V. M. Myasishchev. Em 1974, a fábrica recebeu uma nova atribuição. No âmbito do tema "Cold-2", ele deveria determinar as possibilidades de criação de um sistema de videoconferência promissor com usinas alternativas. Em particular, os conceitos de motores a combustível de hidrogênio líquido e uma usina nuclear deveriam ter sido testados. Na EMZ, o novo trabalho foi denominado "Tópico 19". O projeto VKS foi posteriormente denominado M-19.
O trabalho "19" foi dividido em várias sub-rotinas. O tópico "19-1" previa o desenvolvimento e teste de um laboratório voador com um motor a hidrogênio. A tarefa dos temas "19-2" e "19-3" era buscar o surgimento de aeronaves hipersônicas e aeroespaciais. No âmbito de "19-4" e "19-5", realizou-se o trabalho de um sistema de videoconferência com uma central nuclear.
A direcção geral da obra ficou a cargo da V. M. Myasishchev, A. D. Tokhunts, moderado por I. Z. Plyusnin. Não sem o envolvimento de subcontratados. Então, OKB N. D. juntou-se ao trabalho no motor nuclear. Kuznetsova.
Teoria do projeto
V. M. Myasishchev inicialmente duvidou da viabilidade do novo projeto. Ele apontou que os foguetes espaciais "tradicionais" têm uma massa seca de 7% a 8%. da decolagem. Para bombardeiros, este parâmetro excede 30%. Assim, o VKS precisa de uma usina especial que possa compensar a grande massa da estrutura e garantir o lançamento do veículo em órbita.
Demorou cerca de seis meses para estudar esses recursos do futuro M-19, mas os especialistas EMZ ainda foram capazes de determinar a aparência e as características ideais da máquina. O Designer Geral estudou a proposta técnica e aprovou seu desenvolvimento. Logo apareceu um rascunho de tarefa técnica e o trabalho de design começou.
O M-19 foi proposto para ser construído como uma aeronave aeroespacial reutilizável para decolagem e pouso horizontal. O VKS podia voar de forma consistente para o espaço e voltar, precisando apenas de alguma manutenção e reabastecimento. O M-19 pode se tornar um portador de várias armas ou equipamentos militares especiais, pode ser usado para fins científicos, etc. Devido ao grande compartimento de carga, o VKS foi capaz de transportar mercadorias e pessoas para a órbita e para trás.
Com a solução bem-sucedida de todos os problemas de engenharia, o M-19 poderia receber uma usina nuclear. Esse equipamento fornecia um alcance de voo quase ilimitado e a capacidade de entrar em qualquer órbita. No futuro, o uso do M-19 durante a exploração da lua não foi descartado.
Para obter tais resultados, era necessário resolver muitos problemas complexos. A fuselagem VKS tinha requisitos especiais de resistência mecânica e térmica, a usina tinha que desenvolver as mais altas características, etc. No entanto, os cálculos pareciam otimistas. Uma amostra finalizada do VKS M-19 pode aparecer depois de 1985.
No caso de novas ameaças e desafios, métodos simplificados de uso do M-19 foram propostos. Era possível criar uma "videoconferência de primeiro estágio" com velocidade e altitude menores, mas capaz de transportar um combate ou outra carga. Em particular, foi proposto o uso de tal aeronave como porta-aviões de um sistema de foguetes para lançar uma carga ao espaço.
Características de design
Durante a construção do M-19, foi proposto o uso de soluções especiais de engenharia. Portanto, a fuselagem deve ser construída com ligas de alumínio leve e a pele deve ser equipada com um revestimento resistente ao calor reutilizável à base de carbono ou cerâmica. A arquitetura proposta previa a presença de grandes volumes no interior da fuselagem, o que possibilitava dar volumes máximos para combustível.
A variante ideal do M-19 tinha um esquema de "carroceria" com fundo plano da fuselagem e asa delta de grande varredura. Um par de quilhas foi colocado na cauda. A fuselagem de seção transversal variável acomodava a cabine da tripulação com blindagem biológica e o compartimento de carga. A seção da cauda foi dada sob os elementos da usina combinada; uma ampla nacela do motor foi fornecida sob o fundo. Foi proposto o uso de uma carenagem da cauda descartável de um motor de foguete.
Uma usina de energia combinada, incluindo 10 turbojatos e 10 motores ramjet, um motor a jato nuclear e equipamentos adicionais, foi considerada ideal para o VKS. Foi proposto colocar o reator em uma carcaça de absorção de energia especial capaz de resgatar o núcleo durante vários impactos. Para manobrar no espaço, uma instalação separada com motores de direção líquida foi usada.
Os motores turbofan movidos a hidrogênio deveriam fornecer decolagem, subida de 12-15 km e aceleração para M = 2, 5 … 2, 7. Então, o hidrogênio líquido teve que transferir o calor do reator para trocadores de calor na frente do turbofan, o que permitiu aumentar o empuxo e dobrar a velocidade. Depois disso, foi possível ligar o motor ramjet e transformar o motor turbojato em autorrotação. Devido aos motores ramjet, foi proposto acelerar a M = 16 e subir a uma altitude de 50 km. O empuxo total máximo dos motores a jato atingiu 250 tf.
Neste modo, as Forças Aeroespaciais tiveram que soltar a carenagem da cauda e ligar o sustentador NRM. Este último era responsável por aquecer o hidrogênio antes de ser ejetado pelo bocal. O impulso calculado do NRE atingiu 280-300 tf; o impulso total de toda a usina é de pelo menos 530 tf. Isso possibilitou manter a maior velocidade e entrar em órbita.
O VKS M-19 deveria ter um comprimento de 69 m (sem carenagem despejada) e envergadura de 50 m. O peso de decolagem atingiu 500 toneladas. O peso seco foi de 125 toneladas, o combustível foi de 220 toneladas. compartimento de carga medindo 4x4x15 m, podendo ser colocada carga de até 40 toneladas. O comprimento necessário da pista era de 4 km.
A própria tripulação do M-19 incluía de três a sete pessoas, dependendo da tarefa. Ao realizar certas missões, uma espaçonave tripulada com sua tripulação pode ser colocada no compartimento de carga. A altitude orbital de referência foi de 185 km, o que garantiu a solução de uma ampla gama de tarefas científicas e militares.
Pesquisa e desenvolvimento
Antes mesmo da formação da aparência final do VKS "19" no âmbito do tema "Cold-2", vários projetos de pesquisa foram lançados com o objetivo de resolver uma ampla gama de problemas. Institutos especializados continuaram a estudar a questão da criação de motores a hidrogênio e foi feita uma busca por novos materiais com as características exigidas.
Foi dada especial atenção à criação de uma central elétrica combinada especial. A ciência soviética já tinha experiência na criação de motores nucleares, mas o projeto M-19 exigia um produto fundamentalmente novo. Motores turbojato e ramjet prontos para o "19" também estavam faltando. As empresas especializadas tiveram que desenvolver todos os elementos da usina.
O promissor VKS precisava resolver tarefas fundamentalmente novas, razão pela qual precisava de aviônicos com funções especiais. Era necessário fornecer navegação em todos os modos, na atmosfera e no espaço, bem como atingir as trajetórias exigidas e retornar ao campo de aviação. Além disso, a aeronave precisava de equipamentos de suporte de vida específicos, capazes de proteger a tripulação de todas as cargas e radiação do reator.
Vários projetos de pesquisa continuaram até o início dos anos oitenta. De acordo com o plano do tema "19", em 1982-84. foi necessário realizar um projeto detalhado do futuro M-19. Em 1987, três VKS experientes deveriam aparecer. O primeiro voo foi atribuído a 1987-88. No início dos anos 90, a URSS podia dominar a operação completa de um sistema aeroespacial reutilizável.
Fim do projeto
No entanto, esses planos nunca foram implementados. Em meados dos anos 70, a liderança militar e política do país procurava outras maneiras de desenvolver foguetes e tecnologia espacial, inclusive no contexto de uma resposta ao ônibus espacial. A estratégia de ações escolhida, na verdade, cancelou o trabalho posterior no tópico "19".
Em 1976 foi decidido criar o sistema reutilizável Energia-Buran. O papel principal neste projeto foi atribuído à recém-criada ONG Molniya. EMZ e algumas outras empresas foram transferidas para sua jurisdição. Como resultado, o bureau de design da V. M. Myasishcheva perdeu a oportunidade de desenvolver totalmente o projeto M-19.
O trabalho no "Tema 19" continuou por mais alguns anos, mas devido ao carregamento do EMZ por outros projetos, apenas um impacto mínimo foi dado a eles. Em outubro de 1978 V. M. Myasishchev faleceu; um projeto promissor ficou sem apoio. Em 1980, todo o trabalho no M-19 finalmente parou. Nessa época, os projetos e pesquisas relacionados foram redirecionados para o programa Energia-Buran.
Assim, "Tópico 19" / "Cold-2" não levou aos resultados esperados. A URSS nunca construiu uma aeronave aeroespacial com uma usina combinada e não a usou para necessidades militares e científicas. No entanto, no âmbito do projecto "19", foram realizados vários estudos que permitiram determinar os caminhos óptimos para o desenvolvimento de sistemas espaciais reutilizáveis e encontrar as melhores soluções de engenharia de vários tipos. Os trabalhos de pesquisa e desenvolvimento do "Tema 19" deram uma contribuição significativa para o desenvolvimento da cosmonáutica doméstica, e certos desenvolvimentos estavam à frente de seu tempo e ainda não encontraram aplicação.
