"DynaSoar" و "Spiral". نجاحات وإخفاقات طائرات الفضاء الأولى
ظهرت فكرة طائرة فضائية تعمل بالطاقة الصاروخية قادرة على الذهاب إلى المدار والعودة إلى الأرض مثل الطائرات منذ عدة عقود. مع مرور الوقت ، أدى تطورها إلى ما يسمى ب. الطائرات المدارية ، بما في ذلك تلك التي وجدت تطبيقات عملية. ومع ذلك ، حتى وقت معين ، لا يمكن أن يعطي العمل في هذا المجال النتائج المرجوة. طورت الدول الرائدة في العالم العديد من مشاريع الطائرات الفضائية ، لكنها لم تتقدم بعد اختبار المعدات التجريبية.
وتجدر الإشارة إلى أن جميع التطورات المبكرة لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية والولايات المتحدة الأمريكية في مجال الطائرات الفضائية ، على الرغم من أنها لم تؤد إلى ظهور وتشغيل تكنولوجيا جديدة بشكل أساسي ، إلا أنها لا تزال غير مجدية. بفضل مساعدتهم ، تمكن المتخصصون من عدد كبير من المؤسسات العلمية والتصميمية من اكتساب الخبرة اللازمة ، وإجراء عدد من الدراسات والتجارب ، وكذلك تحديد طرق أخرى لتطوير تكنولوجيا الفضاء. على أساس التقنيات والتطورات الجديدة ، سرعان ما تم إنشاء عينات حقيقية من الطائرات الفضائية ذات الخصائص المرغوبة.
X-20 دينا سوار
أول مشروع كامل للطائرة الفضائية كان لديه فرصة للوصول إلى رحلات تجريبية هو American X-20 DynaSoar. بدأ العمل في هذا البرنامج في خريف عام 1957 - بعد أيام قليلة من إطلاق أول قمر صناعي أرضي ، صنع في الاتحاد السوفيتي. توصلت القيادة العسكرية والسياسية ، وكذلك رؤساء صناعة الطيران الأمريكية ، إلى استنتاج مفاده أنه من الضروري إنشاء أنظمة فضائية خاصة بهم ، بما في ذلك تلك المناسبة للاستخدام العسكري.
طائرة فضاء X-20 DynoSoar عند إعادة الدخول. رسم ناسا
في منتصف ديسمبر ، استضافت NACA مؤتمرًا مخصصًا لتطوير الصواريخ وتكنولوجيا الفضاء. ناقش ثلاثة أنواع رئيسية من المركبات الفضائية لنقل الأشخاص أو البضائع: كبسولة مع إطلاقها إلى المدار باستخدام مركبة الإطلاق والعودة على طول مسار باليستي ؛ مركبة مدارية من نوع جسم الرفع قادرة على أداء بعض المناورات ؛ بالإضافة إلى طائرة فضاء مدارية كاملة. بناءً على نتائج المناقشات ، تقرر تطوير مفهوم الكبسولة "الباليستية" والطائرة الفضائية.
في نهاية العام ، أطلقت قيادة البحث والتطوير للقوات الجوية الأمريكية برنامجًا جديدًا برمز DynaSoar (اختصارًا لـ Dynamic Soaring - "التخطيط الديناميكي") ، حيث تم التخطيط لتطوير طائرة فضائية. بدأ تشكيل متطلبات المركبة الفضائية المستقبلية ، وكذلك جمع الطلبات للمشاركة في البرنامج. تلقى سلاح الجو ما مجموعه أكثر من مائة اقتراح ، ولكن 10 شركات فقط انجذبت إلى البرنامج ، بعضها قرر العمل معًا.
في أوائل ربيع عام 1958 ، استعرض سلاح الجو عشرات التصاميم الأولية لنظام DynaSoar. استخدمت شركات التطوير مناهج مختلفة ونفذت مفاهيم مختلفة. في الوقت نفسه ، كان لجزء كبير من المشاريع تشابه معين. لقد تصوروا بناء طائرة صاروخية تفوق سرعتها سرعة الصوت ، والتي كان من المفترض أن تكون متصلة بمركبة إطلاق متسارعة. كانت الاختلافات في تصميم الطائرة وتكوين الأنظمة الموجودة على متن الطائرة وهيكل مركبة الإطلاق. اعتبر سلاح الجو أفضل الخيارات للمشاريع من مجموعتي Boeing-Vought و Bell-Martin. لقد تم تطويرها.
فصل مركبة الاطلاق والطائرة الفضائية. رسم ناسا
بالتوازي مع البحث عن الفائزين بالمسابقة ، تفاوض الجيش مع NACA: كان من المفترض أن تقدم هذه المنظمة فعاليات علمية وعملية. ظهرت الاتفاقية المقابلة في أواخر خريف عام 1958. بعد ذلك وكالة البحث والشركات طيران عملت الفروع معًا تحت قيادة القوات الجوية. بحلول هذا الوقت ، تقرر تنفيذ البرنامج على عدة مراحل - من البحث إلى بناء واختبار النسخة القتالية للطائرة الفضائية.
خلال عام 1959 ، قامت مجموعتا الشركات بمشاريع بحثية مختلفة. خلال هذه الفترة ، قام العميل بتغيير متطلبات الطائرة الفضائية عدة مرات. في أوائل نوفمبر ، اختار سلاح الجو الفائز بالمسابقة. تم اقتراح أفضل نسخة من المشروع من قبل Boeing و Vought. من الغريب أنه بحلول هذا الوقت كانت الأخيرة قد خفضت بشكل حاد مشاركتها في المشروع - كانت مسؤولة فقط عن عدد قليل من وحدات الجهاز المستقبلي. شارك مارتن أيضًا في المشروع ، والذي كان يهدف إلى تطوير مركبة الإطلاق المطلوبة.
بدأ تطوير النموذج الأولي للطائرة الفضائية في نهاية عام 1959. تم تعيين هذه المرحلة من العمل على أنها المرحلة ألفا. أدى تطوير مظهر الطائرة الفضائية مع تسمية العمل X-20 إلى نتائج محددة. لذلك ، كان تصميم المنتج يتغير باستمرار ويبتعد أكثر فأكثر عن الإصدار الأساسي. وبالتوازي مع ذلك ، تم وضع جدول زمني للبناء والاختبار. من وقت معين ، خطط العميل والمطور لإجراء عشرين رحلة تجريبية - وهذا فقط ضمن المراحل الأولى.
تخطيط جهاز X-20. صور بوينج
بحلول منتصف عام 1961 ، حدد المشاركون في البرنامج الشكل النهائي لمجمع الصواريخ والفضاء المستقبلي. بالإضافة إلى المركبة الفضائية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت نفسها ، تضمنت مركبة إطلاق Titan IIIC معدلة خصيصًا. بدلاً من مرحلة بها حمولة ، تم اقتراح تثبيت منتج DynaSoar عليها. يمكن أيضًا تجهيز صاروخ ثلاثي المراحل بمرحلة رابعة خاصة. كان من المفترض أن تظل هذه الوحدة على متن الطائرة الفضائية ، مما يوفر حلاً لبعض المشكلات.
تضمن مشروع X-20 بناء طائرة فضائية متوسطة الحجم ذات مظهر مميز. تم اعتبار جناح دلتا المنخفض هو الأمثل ، وفوق ذلك كان هناك جسم الطائرة مع أنف مدبب وزوج من العارضة الجانبية. تم اقتراح أن يكون هيكل الطائرة مصنوعًا من سبائك فولاذية مقاومة للحرارة ومغطى بألواح خزفية خاصة. تم أيضًا استخدام مبدأ تبريد الجلد بسبب المشعات الداخلية بالسائل. تم وضع مقصورة قيادة واحدة داخل جسم الطائرة ، بالإضافة إلى محرك صاروخي سائل وأجهزة أخرى ضرورية. لم يتجاوز طول الجهاز 11 مترًا ، وكان جناحيها أقل من 6,5 مترًا ، وكان وزن الحافة 5,16 طنًا.
وفقًا لمقترحات ذلك الوقت ، يمكن وضع الصواريخ الموجهة في حجرة الشحن الخاصة بـ X-20 لمهاجمة أهداف في المدار أو على الأرض. بالإضافة إلى ذلك ، لم يتم استبعاد استخدام القنابل التي تتساقط بحرية. بقدر ما هو معروف ، فإن تطوير صواريخ فضاء-فضاء وفضاء-أرض المتخصصة لم يترك مرحلة البحث الأولي.
اختبار الطيار في قمرة القيادة لمحاكاة الأرض. صور بوينج
في سبتمبر 1961 ، قدمت شركة Boeing للعميل نموذجًا بالحجم الكامل لطائرة الفضاء. ستفتح موافقته الطريق أمام المشروع لبناء نموذج أولي كامل. كانت الاستعدادات جارية أيضًا للاختبارات: بدأت ناسا والقوات الجوية في اختيار الطيارين للمشاركة في الاختبارات المستقبلية. تم اختيار ستة طيارين في مجموعة خاصة. كان عليهم القيام بتسع رحلات مدارية على الأقل.
ومع ذلك ، لم يتم تنفيذ هذه الخطط. بالفعل في أكتوبر 1961 ، فيما يتعلق بظهور برامج الفضاء المتنافسة ، تم اقتراح خطة لخفض تكاليف مشروع X-20 DynaSoar. نصت هذه الوثيقة على تخفيض عدد الرحلات التجريبية وتبسيط برامج الطيران. ونتيجة لذلك ، تم التخطيط لتخفيض تكلفة الاختبار إلى 920 مليون دولار واستكمالها بحلول عام 1967. من الغريب أن أحد برامج الفضاء الموازية في نفس الفترة تعرض لانتقادات شديدة لدرجة أنه تم إغلاقه ببساطة.
ومع ذلك ، في ظل هذه الخلفية ، لم تكن هناك أسباب للفرح. بالفعل في فبراير من العام المقبل ، تم نقل برنامج DynaSoar إلى فئة البحث والتطوير ، والتي نجمت عن مشاكل في تطوير الطائرة الفضائية والصاروخ الخاص بها. بالإضافة إلى ذلك ، كانت هناك صعوبات في الحصول على التمويل وتنظيم العمل. في أكتوبر ، ظهرت نسخة جديدة من جدول البرنامج ، تنص مرة أخرى على خفض الإنفاق.
موديل DynaSoar وصانعيها من شركة "Boeing". صور بوينج
في عام 1963 ، واجه مشروع DynaSoar منافسًا جديدًا في شكل مركبة الفضاء الجوزاء. وقارن البنتاغون بين التطورين وحاول تحديد أيهما أكثر أهمية من وجهة نظر عسكرية. تبع ذلك خلافات في الإدارة العسكرية ، حيث كانت هناك شائعات حول إنهاء العمل على X-20. ومع ذلك ، في الربيع بالفعل ، تلقت بوينج عقدًا جديدًا لمواصلة أعمال التطوير. في موازاة ذلك ، استمرت المناقشات حول التمويل والاختبار في المستقبل.
في 20 ديسمبر 1963 ، أمر وزير الدفاع روبرت ماكنمارا بإنهاء العمل في برنامج DynaSoar لصالح مشروع ASSET مع إعادة توجيه التمويل المقابل. وبحسب ما ورد أنفق برنامج DynaSoar 410 ملايين دولار في ذلك الوقت. كانت هناك حاجة لمبالغ مماثلة وعدة سنوات أخرى من العمل لأداء الرحلة الأولى. ومع ذلك ، لم يتم تخصيص الوقت والمال اللازمين للمشروع.
"حلزوني"
بينما كان العلم الأمريكي يحاول إنشاء طائرة فضائية ، واصل المتخصصون السوفييت تطوير سفن كبسولة ذات أصل باليستي وكانوا ناجحين للغاية في هذا الأمر. ومع ذلك ، بعد بضع سنوات فقط ، بدأ العمل في إنشاء طائرة مدارية في بلدنا. المشروع المحلي لنظام الفضاء كان يسمى "لولبية".
نموذج لنظام الطيران "Spiral" في تكوين الإقلاع. الصورة epizodsspace.airbase.ru
ومن المعروف أن أحد أسباب ظهور موضوع "Spiral" هو المعلومات حول الخطط الأمريكية لإنشاء طائرات فضائية ، وبالتحديد مشروع DynaSoar. في الوقت نفسه ، يمكن ملاحظة أن التطوير الإضافي للملاحة الفضائية يمكن أن يتم بطرق مختلفة ، بما في ذلك من خلال إنشاء طائرات فضائية. وهكذا ، فإن "Spiral" ، على الرغم من إنشائه مع التركيز على عينات أجنبية ، يمكن اعتباره مشروعًا خاصًا بالكامل يعتمد على الأفكار الأصلية.
تم اقتراح المفهوم النهائي للنظام ، الذي يجمع بين أفكار طائرة صاروخية ومركبة فضائية ، في عام 1964 من قبل معهد الأبحاث المركزي الثلاثين التابع للقوات الجوية. أثار هذا الاقتراح اهتمام قادة صناعة الطيران ، وفي عام 30 ظهر أمر مماثل. وفقًا لذلك ، OKB A.I. كان على ميكويان أن يطور مشروعًا لنظام فضاء واعدًا برمز "Spiral". بدأ العمل في هذا الموضوع في عام 1965 ، برئاسة المصمم ج. لوزينو لوزينسكي.
أكمل معهد الأبحاث المركزي الثلاثين جزءًا كبيرًا من العمل ، مما سهل إلى حد كبير مهمة مكتب تصميم ميكويان. قام المتخصصون في المعهد بتشكيل بنية مجمع المستقبل ، وكذلك تحديد خصائصه وقدراته. بفضل هذا ، كان على مصممي الطائرات القيام بأعمال التطوير فقط. قدم هذا النهج مزايا معينة. لذلك ، وفقًا لخطط منتصف الستينيات ، يمكن أن تبدأ الرحلة الأولى للمركبة الحلزونية في وقت مبكر من بداية العقد المقبل.
ملف تعريف الرحلة "اللوالب". الشكل Epizodsspace.airbase.ru
كان أساس نظام "Spiral" عبارة عن طائرة متسارعة خاصة "50-50" ذات مظهر مميز. كان من المفترض أن يكون لها جناح مكسور ومجموعة من المحركات النفاثة عالية الدفع. في الجزء العلوي من الماكينة ، تم توفير منصة لتركيب طائرة فضاء مدارية ذات مرحلة عليا. وفقًا للمفهوم الأساسي ، كان على المسرع أن يرتفع إلى ارتفاع يصل إلى 30 كم ويطور سرعة تبلغ حوالي M = 6. بلغ الطول الإجمالي لهذه الآلة 38 م مع جناحيها 16,5 م ، وكان وزن إقلاع نظام الفضاء بأكمله 52 طناً.
حمولة رفع تردد التشغيل "50-50" كانت تسمى. الطائرات المدارية ذات المرحلة العلوية الصاروخية. تم اقتراح بناء طائرة فضائية وفقًا للمخطط مع جسم الطائرة الداعم ، حيث كان الجزء السفلي من الماكينة هو الطائرة ذات الجناح. كان جسم الطائرة نفسه على شكل مثلث مع مقطع عرضي متغير. على جانبي السيارة كان هناك زوجان من الطائرات انهارت على الجانبين. تم توفير عارضة على جسم الطائرة. تم اقتراح أن يكون هيكل الطائرة مصنوعًا من الفولاذ المقاوم للحرارة ؛ تلقى الجلد طلاء سيراميك خاص. وفقًا للحسابات ، في مراحل معينة من الرحلة ، كان على أنف جسم الطائرة أن يسخن حتى 1600 درجة مئوية ، الأمر الذي تطلب الحماية المناسبة.
تم اقتراح أن تكون الطائرة المدارية "50" مزودة بمحركات مساندة وتوجيه. مع كتلة 8 أطنان ، يمكن أن تحمل حمولة لا تقل عن 500 كجم. تم النظر في إمكانية إنشاء معترض مداري واستطلاع. بالإضافة إلى ذلك ، كان هناك مشروع لطائرة فضاء قاذفة يمكنها حمل 2 طن من البضائع. نظرًا للطائرة المعززة والصاروخ العلوي ، يمكن للطائرة الحلزونية الصعود إلى المدارات بارتفاع لا يقل عن 150 كيلومترًا.
طائرة مدارية "50". الشكل Buran.ru
بحلول نهاية العقد ، أكمل مكتب تصميم ميكويان الجزء الرئيسي من العمل النظري وأعد المعدات للاختبارات العملية الأولى. في يوليو 1969 ، تم إطلاق الجهاز التجريبي BOR-1 ("المسوي الصاروخي المداري بدون طيار ، أولاً") ذو التصميم المبسط. تم إطلاق طائرة شراعية بمقياس 1: 3 على مسار شبه مداري بمساعدة صاروخ R-12 معدل. احترق المنتج في الغلاف الجوي ، لكنه سمح بجمع بعض البيانات. في ديسمبر من نفس العام ، تم إطلاق جهاز BOR-2 بتصميم ومعدات مختلفة. أثناء الطيران ، فشلت أنظمة التحكم ، واحترق النموذج الأولي.
من يوليو 1970 إلى فبراير 1972 ، تم تنفيذ ثلاث عمليات إطلاق أخرى للنماذج الأولية BOR-2. انتهى اثنان بالنجاح ، واحد بالفشل. في عامي 1973 و 1974 ، تم إجراء اختبارين لمنتجات BOR-3 ذات التصميم المحسن. في كلتا الحالتين ، وقعت الحوادث لأسباب مختلفة. على الرغم من وجود عدد من الحوادث وأوجه القصور ، إلا أن اختبارات منتجات عائلة BOR أعطت قدرًا كبيرًا من المعلومات.
بالفعل بعد إطلاق مشروع BOR ، ظهر أمر بإيقاف العمل على السمة اللولبية. قررت قيادة البلاد إلقاء قوى الصناعة في مجالات أخرى. ومع ذلك ، تم استئناف البرنامج بالفعل في عام 1974 ، وسرعان ما تم الحصول على نتائج جديدة. يمكن اعتبار آخر إنجاز في إنشاء نظام Spiral للفضاء هو الطائرة التماثلية 105.11 ، بالإضافة إلى مداري BOR-4 و BOR-5.
أحد النماذج الأولية BOR-3. الصورة Buran.ru
"105.11" / MiG-105 كانت نسخة تقريبية من الطائرة المدارية الحلزونية ، لكنها لا تستطيع الطيران إلا في الغلاف الجوي وبسرعات دون سرعة الصوت. تم تصميم هذه الآلة لاختبار هبوط الطائرات الفضائية وهبوطها الأفقي. في 11 أكتوبر 1976 ، تمت الرحلة الأولى من طراز "105.11". تم إحضار السيارة إلى ارتفاع ودورة محددين مسبقًا باستخدام طائرة حاملة طراز Tu-95. علاوة على ذلك ، تم إسقاط النموذج الأولي ، وبعد أن نزل ، هبط. تم إجراء سبع رحلات ، وبعد ذلك تم إيقاف الاختبارات بسبب انهيار النموذج الأولي.
في منتصف السبعينيات ، ظهرت مهمة فنية لإنشاء نظام فضائي واعد قابل لإعادة الاستخدام - مجمع Energia-Buran المستقبلي. لعدة سنوات ، جادل أنصار Spiral و Buran مع بعضهم البعض وحاولوا الدفاع عن جانبهم ، ولكن سرعان ما تم حل المشكلة على أعلى مستوى. تقرر إسقاط موضوع Spiral لصالح Buran الأقل جرأة ولكن الواعدة. في الوقت نفسه ، تم التخطيط لعدد من التطورات في مكتب تصميم ميكويان والمؤسسات ذات الصلة لاستخدامها في المشروع الجديد.
في أوائل الثمانينيات ، لصالح مشروع بوران ، تم إطلاق عدة مركبات مدارية من طراز BOR بأرقام من "4" إلى "6". كانت مهمتهم اختبار الحماية الحرارية لطائرة الفضاء المستقبلية وحل المشكلات الأخرى. ساهمت كل هذه التجارب في مزيد من العمل على بوران. بشكل ملحوظ ، تم الحفاظ على العديد من النماذج الأولية المستخدمة في برنامجي أنظمة الطيران وهي الآن في المتاحف.
النجاحات والفشل
منذ نهاية الخمسينيات ، طورت الدولتان الرائدتان في العالم ، في تطوير برامجهما الفضائية ، العديد من المشاريع الجريئة للطائرات الفضائية. ومع ذلك ، لعدد من الأسباب من نوع أو آخر ، لم تتمكن هذه المشاريع من تحقيق تقدم كبير. في أحسن الأحوال ، كان الأمر يتعلق فقط باختبار الأجهزة التناظرية.
من ذوي الخبرة من طراز MiG-105 في متحف القوات الجوية. الصورة من ويكيميديا كومنز
تم إغلاق مشروع X-20 DynaSoar بسبب العديد من المشكلات الفنية والتنظيمية وغيرها ، والتي جاءت من التعقيد الشديد للاختصاصات. تمكن المصممون والعلماء من حل عدد من المشكلات الحرجة ، ولكن لم يتم اختبار هذه الحلول عمليًا بمساعدة طائرة فضائية تجريبية كاملة. ومع ذلك ، فإن العديد من الأفكار والتقنيات التي تم إنشاؤها لأول طائرة فضائية أمريكية وجدت فيما بعد تطبيقًا في مشاريع جديدة. كانت النتيجة الرئيسية لكل هذا هي مجمع نظام النقل الفضائي وعنصره الرئيسي - مكوك الفضاء القابل لإعادة الاستخدام.
قصة المشروع السوفياتي "لولبية" وانجازه كانا مختلفين. لقد ظهر كنوع من الاستجابة للتطور الأجنبي ، لكنه تطور بشكل مختلف. بالإضافة إلى ذلك ، اتضح أنه كان أكثر نجاحًا: OKB A.I. أجرى ميكويان الاختبارات اللازمة ، بما في ذلك الرحلات دون المدارية. وكان السبب الرئيسي لرفض "اللولب" ظهور مقترحات ومشاريع بديلة. في الوقت نفسه ، وجدت التطورات في إطار البرنامج على الفور مكانًا في المشاريع الواعدة ، بالإضافة إلى بعض المنتجات التجريبية. في الواقع ، "اندمج" أحد المشاريع على الفور مع مشروع آخر وضمن تطوره.
من المعروف أن المشاريع الجريئة التي تؤدي إلى اتجاهات جديدة لا يمكن أن تعطي النتائج المرجوة دائمًا. ومع ذلك ، يقوم المتخصصون بمساعدتهم بجمع البيانات اللازمة واكتساب خبرة قيمة ، والتي يمكن استخدامها بعد ذلك لإنشاء مشاريع جديدة. هذا هو ما يصبح النتيجة الرئيسية للبرامج التي لم تكن أنجح للوهلة الأولى. ومع ذلك ، في حالة DynaSoar و Spiral ، يبدو الوضع أكثر تعقيدًا. وصلت نسخة واحدة فقط من الطائرة الفضائية ، التي تم إنشاؤها باستخدام خبرتهم ، إلى التشغيل الكامل ، وحتى تلك النسخة قد تقاعدت بالفعل.
بحسب المواقع:
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/
وتجدر الإشارة إلى أن جميع التطورات المبكرة لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية والولايات المتحدة الأمريكية في مجال الطائرات الفضائية ، على الرغم من أنها لم تؤد إلى ظهور وتشغيل تكنولوجيا جديدة بشكل أساسي ، إلا أنها لا تزال غير مجدية. بفضل مساعدتهم ، تمكن المتخصصون من عدد كبير من المؤسسات العلمية والتصميمية من اكتساب الخبرة اللازمة ، وإجراء عدد من الدراسات والتجارب ، وكذلك تحديد طرق أخرى لتطوير تكنولوجيا الفضاء. على أساس التقنيات والتطورات الجديدة ، سرعان ما تم إنشاء عينات حقيقية من الطائرات الفضائية ذات الخصائص المرغوبة.
X-20 دينا سوار
أول مشروع كامل للطائرة الفضائية كان لديه فرصة للوصول إلى رحلات تجريبية هو American X-20 DynaSoar. بدأ العمل في هذا البرنامج في خريف عام 1957 - بعد أيام قليلة من إطلاق أول قمر صناعي أرضي ، صنع في الاتحاد السوفيتي. توصلت القيادة العسكرية والسياسية ، وكذلك رؤساء صناعة الطيران الأمريكية ، إلى استنتاج مفاده أنه من الضروري إنشاء أنظمة فضائية خاصة بهم ، بما في ذلك تلك المناسبة للاستخدام العسكري.
طائرة فضاء X-20 DynoSoar عند إعادة الدخول. رسم ناسا
في منتصف ديسمبر ، استضافت NACA مؤتمرًا مخصصًا لتطوير الصواريخ وتكنولوجيا الفضاء. ناقش ثلاثة أنواع رئيسية من المركبات الفضائية لنقل الأشخاص أو البضائع: كبسولة مع إطلاقها إلى المدار باستخدام مركبة الإطلاق والعودة على طول مسار باليستي ؛ مركبة مدارية من نوع جسم الرفع قادرة على أداء بعض المناورات ؛ بالإضافة إلى طائرة فضاء مدارية كاملة. بناءً على نتائج المناقشات ، تقرر تطوير مفهوم الكبسولة "الباليستية" والطائرة الفضائية.
في نهاية العام ، أطلقت قيادة البحث والتطوير للقوات الجوية الأمريكية برنامجًا جديدًا برمز DynaSoar (اختصارًا لـ Dynamic Soaring - "التخطيط الديناميكي") ، حيث تم التخطيط لتطوير طائرة فضائية. بدأ تشكيل متطلبات المركبة الفضائية المستقبلية ، وكذلك جمع الطلبات للمشاركة في البرنامج. تلقى سلاح الجو ما مجموعه أكثر من مائة اقتراح ، ولكن 10 شركات فقط انجذبت إلى البرنامج ، بعضها قرر العمل معًا.
في أوائل ربيع عام 1958 ، استعرض سلاح الجو عشرات التصاميم الأولية لنظام DynaSoar. استخدمت شركات التطوير مناهج مختلفة ونفذت مفاهيم مختلفة. في الوقت نفسه ، كان لجزء كبير من المشاريع تشابه معين. لقد تصوروا بناء طائرة صاروخية تفوق سرعتها سرعة الصوت ، والتي كان من المفترض أن تكون متصلة بمركبة إطلاق متسارعة. كانت الاختلافات في تصميم الطائرة وتكوين الأنظمة الموجودة على متن الطائرة وهيكل مركبة الإطلاق. اعتبر سلاح الجو أفضل الخيارات للمشاريع من مجموعتي Boeing-Vought و Bell-Martin. لقد تم تطويرها.
فصل مركبة الاطلاق والطائرة الفضائية. رسم ناسا
بالتوازي مع البحث عن الفائزين بالمسابقة ، تفاوض الجيش مع NACA: كان من المفترض أن تقدم هذه المنظمة فعاليات علمية وعملية. ظهرت الاتفاقية المقابلة في أواخر خريف عام 1958. بعد ذلك وكالة البحث والشركات طيران عملت الفروع معًا تحت قيادة القوات الجوية. بحلول هذا الوقت ، تقرر تنفيذ البرنامج على عدة مراحل - من البحث إلى بناء واختبار النسخة القتالية للطائرة الفضائية.
خلال عام 1959 ، قامت مجموعتا الشركات بمشاريع بحثية مختلفة. خلال هذه الفترة ، قام العميل بتغيير متطلبات الطائرة الفضائية عدة مرات. في أوائل نوفمبر ، اختار سلاح الجو الفائز بالمسابقة. تم اقتراح أفضل نسخة من المشروع من قبل Boeing و Vought. من الغريب أنه بحلول هذا الوقت كانت الأخيرة قد خفضت بشكل حاد مشاركتها في المشروع - كانت مسؤولة فقط عن عدد قليل من وحدات الجهاز المستقبلي. شارك مارتن أيضًا في المشروع ، والذي كان يهدف إلى تطوير مركبة الإطلاق المطلوبة.
بدأ تطوير النموذج الأولي للطائرة الفضائية في نهاية عام 1959. تم تعيين هذه المرحلة من العمل على أنها المرحلة ألفا. أدى تطوير مظهر الطائرة الفضائية مع تسمية العمل X-20 إلى نتائج محددة. لذلك ، كان تصميم المنتج يتغير باستمرار ويبتعد أكثر فأكثر عن الإصدار الأساسي. وبالتوازي مع ذلك ، تم وضع جدول زمني للبناء والاختبار. من وقت معين ، خطط العميل والمطور لإجراء عشرين رحلة تجريبية - وهذا فقط ضمن المراحل الأولى.
تخطيط جهاز X-20. صور بوينج
بحلول منتصف عام 1961 ، حدد المشاركون في البرنامج الشكل النهائي لمجمع الصواريخ والفضاء المستقبلي. بالإضافة إلى المركبة الفضائية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت نفسها ، تضمنت مركبة إطلاق Titan IIIC معدلة خصيصًا. بدلاً من مرحلة بها حمولة ، تم اقتراح تثبيت منتج DynaSoar عليها. يمكن أيضًا تجهيز صاروخ ثلاثي المراحل بمرحلة رابعة خاصة. كان من المفترض أن تظل هذه الوحدة على متن الطائرة الفضائية ، مما يوفر حلاً لبعض المشكلات.
تضمن مشروع X-20 بناء طائرة فضائية متوسطة الحجم ذات مظهر مميز. تم اعتبار جناح دلتا المنخفض هو الأمثل ، وفوق ذلك كان هناك جسم الطائرة مع أنف مدبب وزوج من العارضة الجانبية. تم اقتراح أن يكون هيكل الطائرة مصنوعًا من سبائك فولاذية مقاومة للحرارة ومغطى بألواح خزفية خاصة. تم أيضًا استخدام مبدأ تبريد الجلد بسبب المشعات الداخلية بالسائل. تم وضع مقصورة قيادة واحدة داخل جسم الطائرة ، بالإضافة إلى محرك صاروخي سائل وأجهزة أخرى ضرورية. لم يتجاوز طول الجهاز 11 مترًا ، وكان جناحيها أقل من 6,5 مترًا ، وكان وزن الحافة 5,16 طنًا.
وفقًا لمقترحات ذلك الوقت ، يمكن وضع الصواريخ الموجهة في حجرة الشحن الخاصة بـ X-20 لمهاجمة أهداف في المدار أو على الأرض. بالإضافة إلى ذلك ، لم يتم استبعاد استخدام القنابل التي تتساقط بحرية. بقدر ما هو معروف ، فإن تطوير صواريخ فضاء-فضاء وفضاء-أرض المتخصصة لم يترك مرحلة البحث الأولي.
اختبار الطيار في قمرة القيادة لمحاكاة الأرض. صور بوينج
في سبتمبر 1961 ، قدمت شركة Boeing للعميل نموذجًا بالحجم الكامل لطائرة الفضاء. ستفتح موافقته الطريق أمام المشروع لبناء نموذج أولي كامل. كانت الاستعدادات جارية أيضًا للاختبارات: بدأت ناسا والقوات الجوية في اختيار الطيارين للمشاركة في الاختبارات المستقبلية. تم اختيار ستة طيارين في مجموعة خاصة. كان عليهم القيام بتسع رحلات مدارية على الأقل.
ومع ذلك ، لم يتم تنفيذ هذه الخطط. بالفعل في أكتوبر 1961 ، فيما يتعلق بظهور برامج الفضاء المتنافسة ، تم اقتراح خطة لخفض تكاليف مشروع X-20 DynaSoar. نصت هذه الوثيقة على تخفيض عدد الرحلات التجريبية وتبسيط برامج الطيران. ونتيجة لذلك ، تم التخطيط لتخفيض تكلفة الاختبار إلى 920 مليون دولار واستكمالها بحلول عام 1967. من الغريب أن أحد برامج الفضاء الموازية في نفس الفترة تعرض لانتقادات شديدة لدرجة أنه تم إغلاقه ببساطة.
ومع ذلك ، في ظل هذه الخلفية ، لم تكن هناك أسباب للفرح. بالفعل في فبراير من العام المقبل ، تم نقل برنامج DynaSoar إلى فئة البحث والتطوير ، والتي نجمت عن مشاكل في تطوير الطائرة الفضائية والصاروخ الخاص بها. بالإضافة إلى ذلك ، كانت هناك صعوبات في الحصول على التمويل وتنظيم العمل. في أكتوبر ، ظهرت نسخة جديدة من جدول البرنامج ، تنص مرة أخرى على خفض الإنفاق.
موديل DynaSoar وصانعيها من شركة "Boeing". صور بوينج
في عام 1963 ، واجه مشروع DynaSoar منافسًا جديدًا في شكل مركبة الفضاء الجوزاء. وقارن البنتاغون بين التطورين وحاول تحديد أيهما أكثر أهمية من وجهة نظر عسكرية. تبع ذلك خلافات في الإدارة العسكرية ، حيث كانت هناك شائعات حول إنهاء العمل على X-20. ومع ذلك ، في الربيع بالفعل ، تلقت بوينج عقدًا جديدًا لمواصلة أعمال التطوير. في موازاة ذلك ، استمرت المناقشات حول التمويل والاختبار في المستقبل.
في 20 ديسمبر 1963 ، أمر وزير الدفاع روبرت ماكنمارا بإنهاء العمل في برنامج DynaSoar لصالح مشروع ASSET مع إعادة توجيه التمويل المقابل. وبحسب ما ورد أنفق برنامج DynaSoar 410 ملايين دولار في ذلك الوقت. كانت هناك حاجة لمبالغ مماثلة وعدة سنوات أخرى من العمل لأداء الرحلة الأولى. ومع ذلك ، لم يتم تخصيص الوقت والمال اللازمين للمشروع.
"حلزوني"
بينما كان العلم الأمريكي يحاول إنشاء طائرة فضائية ، واصل المتخصصون السوفييت تطوير سفن كبسولة ذات أصل باليستي وكانوا ناجحين للغاية في هذا الأمر. ومع ذلك ، بعد بضع سنوات فقط ، بدأ العمل في إنشاء طائرة مدارية في بلدنا. المشروع المحلي لنظام الفضاء كان يسمى "لولبية".
نموذج لنظام الطيران "Spiral" في تكوين الإقلاع. الصورة epizodsspace.airbase.ru
ومن المعروف أن أحد أسباب ظهور موضوع "Spiral" هو المعلومات حول الخطط الأمريكية لإنشاء طائرات فضائية ، وبالتحديد مشروع DynaSoar. في الوقت نفسه ، يمكن ملاحظة أن التطوير الإضافي للملاحة الفضائية يمكن أن يتم بطرق مختلفة ، بما في ذلك من خلال إنشاء طائرات فضائية. وهكذا ، فإن "Spiral" ، على الرغم من إنشائه مع التركيز على عينات أجنبية ، يمكن اعتباره مشروعًا خاصًا بالكامل يعتمد على الأفكار الأصلية.
تم اقتراح المفهوم النهائي للنظام ، الذي يجمع بين أفكار طائرة صاروخية ومركبة فضائية ، في عام 1964 من قبل معهد الأبحاث المركزي الثلاثين التابع للقوات الجوية. أثار هذا الاقتراح اهتمام قادة صناعة الطيران ، وفي عام 30 ظهر أمر مماثل. وفقًا لذلك ، OKB A.I. كان على ميكويان أن يطور مشروعًا لنظام فضاء واعدًا برمز "Spiral". بدأ العمل في هذا الموضوع في عام 1965 ، برئاسة المصمم ج. لوزينو لوزينسكي.
أكمل معهد الأبحاث المركزي الثلاثين جزءًا كبيرًا من العمل ، مما سهل إلى حد كبير مهمة مكتب تصميم ميكويان. قام المتخصصون في المعهد بتشكيل بنية مجمع المستقبل ، وكذلك تحديد خصائصه وقدراته. بفضل هذا ، كان على مصممي الطائرات القيام بأعمال التطوير فقط. قدم هذا النهج مزايا معينة. لذلك ، وفقًا لخطط منتصف الستينيات ، يمكن أن تبدأ الرحلة الأولى للمركبة الحلزونية في وقت مبكر من بداية العقد المقبل.
ملف تعريف الرحلة "اللوالب". الشكل Epizodsspace.airbase.ru
كان أساس نظام "Spiral" عبارة عن طائرة متسارعة خاصة "50-50" ذات مظهر مميز. كان من المفترض أن يكون لها جناح مكسور ومجموعة من المحركات النفاثة عالية الدفع. في الجزء العلوي من الماكينة ، تم توفير منصة لتركيب طائرة فضاء مدارية ذات مرحلة عليا. وفقًا للمفهوم الأساسي ، كان على المسرع أن يرتفع إلى ارتفاع يصل إلى 30 كم ويطور سرعة تبلغ حوالي M = 6. بلغ الطول الإجمالي لهذه الآلة 38 م مع جناحيها 16,5 م ، وكان وزن إقلاع نظام الفضاء بأكمله 52 طناً.
حمولة رفع تردد التشغيل "50-50" كانت تسمى. الطائرات المدارية ذات المرحلة العلوية الصاروخية. تم اقتراح بناء طائرة فضائية وفقًا للمخطط مع جسم الطائرة الداعم ، حيث كان الجزء السفلي من الماكينة هو الطائرة ذات الجناح. كان جسم الطائرة نفسه على شكل مثلث مع مقطع عرضي متغير. على جانبي السيارة كان هناك زوجان من الطائرات انهارت على الجانبين. تم توفير عارضة على جسم الطائرة. تم اقتراح أن يكون هيكل الطائرة مصنوعًا من الفولاذ المقاوم للحرارة ؛ تلقى الجلد طلاء سيراميك خاص. وفقًا للحسابات ، في مراحل معينة من الرحلة ، كان على أنف جسم الطائرة أن يسخن حتى 1600 درجة مئوية ، الأمر الذي تطلب الحماية المناسبة.
تم اقتراح أن تكون الطائرة المدارية "50" مزودة بمحركات مساندة وتوجيه. مع كتلة 8 أطنان ، يمكن أن تحمل حمولة لا تقل عن 500 كجم. تم النظر في إمكانية إنشاء معترض مداري واستطلاع. بالإضافة إلى ذلك ، كان هناك مشروع لطائرة فضاء قاذفة يمكنها حمل 2 طن من البضائع. نظرًا للطائرة المعززة والصاروخ العلوي ، يمكن للطائرة الحلزونية الصعود إلى المدارات بارتفاع لا يقل عن 150 كيلومترًا.
طائرة مدارية "50". الشكل Buran.ru
بحلول نهاية العقد ، أكمل مكتب تصميم ميكويان الجزء الرئيسي من العمل النظري وأعد المعدات للاختبارات العملية الأولى. في يوليو 1969 ، تم إطلاق الجهاز التجريبي BOR-1 ("المسوي الصاروخي المداري بدون طيار ، أولاً") ذو التصميم المبسط. تم إطلاق طائرة شراعية بمقياس 1: 3 على مسار شبه مداري بمساعدة صاروخ R-12 معدل. احترق المنتج في الغلاف الجوي ، لكنه سمح بجمع بعض البيانات. في ديسمبر من نفس العام ، تم إطلاق جهاز BOR-2 بتصميم ومعدات مختلفة. أثناء الطيران ، فشلت أنظمة التحكم ، واحترق النموذج الأولي.
من يوليو 1970 إلى فبراير 1972 ، تم تنفيذ ثلاث عمليات إطلاق أخرى للنماذج الأولية BOR-2. انتهى اثنان بالنجاح ، واحد بالفشل. في عامي 1973 و 1974 ، تم إجراء اختبارين لمنتجات BOR-3 ذات التصميم المحسن. في كلتا الحالتين ، وقعت الحوادث لأسباب مختلفة. على الرغم من وجود عدد من الحوادث وأوجه القصور ، إلا أن اختبارات منتجات عائلة BOR أعطت قدرًا كبيرًا من المعلومات.
بالفعل بعد إطلاق مشروع BOR ، ظهر أمر بإيقاف العمل على السمة اللولبية. قررت قيادة البلاد إلقاء قوى الصناعة في مجالات أخرى. ومع ذلك ، تم استئناف البرنامج بالفعل في عام 1974 ، وسرعان ما تم الحصول على نتائج جديدة. يمكن اعتبار آخر إنجاز في إنشاء نظام Spiral للفضاء هو الطائرة التماثلية 105.11 ، بالإضافة إلى مداري BOR-4 و BOR-5.
أحد النماذج الأولية BOR-3. الصورة Buran.ru
"105.11" / MiG-105 كانت نسخة تقريبية من الطائرة المدارية الحلزونية ، لكنها لا تستطيع الطيران إلا في الغلاف الجوي وبسرعات دون سرعة الصوت. تم تصميم هذه الآلة لاختبار هبوط الطائرات الفضائية وهبوطها الأفقي. في 11 أكتوبر 1976 ، تمت الرحلة الأولى من طراز "105.11". تم إحضار السيارة إلى ارتفاع ودورة محددين مسبقًا باستخدام طائرة حاملة طراز Tu-95. علاوة على ذلك ، تم إسقاط النموذج الأولي ، وبعد أن نزل ، هبط. تم إجراء سبع رحلات ، وبعد ذلك تم إيقاف الاختبارات بسبب انهيار النموذج الأولي.
في منتصف السبعينيات ، ظهرت مهمة فنية لإنشاء نظام فضائي واعد قابل لإعادة الاستخدام - مجمع Energia-Buran المستقبلي. لعدة سنوات ، جادل أنصار Spiral و Buran مع بعضهم البعض وحاولوا الدفاع عن جانبهم ، ولكن سرعان ما تم حل المشكلة على أعلى مستوى. تقرر إسقاط موضوع Spiral لصالح Buran الأقل جرأة ولكن الواعدة. في الوقت نفسه ، تم التخطيط لعدد من التطورات في مكتب تصميم ميكويان والمؤسسات ذات الصلة لاستخدامها في المشروع الجديد.
في أوائل الثمانينيات ، لصالح مشروع بوران ، تم إطلاق عدة مركبات مدارية من طراز BOR بأرقام من "4" إلى "6". كانت مهمتهم اختبار الحماية الحرارية لطائرة الفضاء المستقبلية وحل المشكلات الأخرى. ساهمت كل هذه التجارب في مزيد من العمل على بوران. بشكل ملحوظ ، تم الحفاظ على العديد من النماذج الأولية المستخدمة في برنامجي أنظمة الطيران وهي الآن في المتاحف.
النجاحات والفشل
منذ نهاية الخمسينيات ، طورت الدولتان الرائدتان في العالم ، في تطوير برامجهما الفضائية ، العديد من المشاريع الجريئة للطائرات الفضائية. ومع ذلك ، لعدد من الأسباب من نوع أو آخر ، لم تتمكن هذه المشاريع من تحقيق تقدم كبير. في أحسن الأحوال ، كان الأمر يتعلق فقط باختبار الأجهزة التناظرية.
من ذوي الخبرة من طراز MiG-105 في متحف القوات الجوية. الصورة من ويكيميديا كومنز
تم إغلاق مشروع X-20 DynaSoar بسبب العديد من المشكلات الفنية والتنظيمية وغيرها ، والتي جاءت من التعقيد الشديد للاختصاصات. تمكن المصممون والعلماء من حل عدد من المشكلات الحرجة ، ولكن لم يتم اختبار هذه الحلول عمليًا بمساعدة طائرة فضائية تجريبية كاملة. ومع ذلك ، فإن العديد من الأفكار والتقنيات التي تم إنشاؤها لأول طائرة فضائية أمريكية وجدت فيما بعد تطبيقًا في مشاريع جديدة. كانت النتيجة الرئيسية لكل هذا هي مجمع نظام النقل الفضائي وعنصره الرئيسي - مكوك الفضاء القابل لإعادة الاستخدام.
قصة المشروع السوفياتي "لولبية" وانجازه كانا مختلفين. لقد ظهر كنوع من الاستجابة للتطور الأجنبي ، لكنه تطور بشكل مختلف. بالإضافة إلى ذلك ، اتضح أنه كان أكثر نجاحًا: OKB A.I. أجرى ميكويان الاختبارات اللازمة ، بما في ذلك الرحلات دون المدارية. وكان السبب الرئيسي لرفض "اللولب" ظهور مقترحات ومشاريع بديلة. في الوقت نفسه ، وجدت التطورات في إطار البرنامج على الفور مكانًا في المشاريع الواعدة ، بالإضافة إلى بعض المنتجات التجريبية. في الواقع ، "اندمج" أحد المشاريع على الفور مع مشروع آخر وضمن تطوره.
من المعروف أن المشاريع الجريئة التي تؤدي إلى اتجاهات جديدة لا يمكن أن تعطي النتائج المرجوة دائمًا. ومع ذلك ، يقوم المتخصصون بمساعدتهم بجمع البيانات اللازمة واكتساب خبرة قيمة ، والتي يمكن استخدامها بعد ذلك لإنشاء مشاريع جديدة. هذا هو ما يصبح النتيجة الرئيسية للبرامج التي لم تكن أنجح للوهلة الأولى. ومع ذلك ، في حالة DynaSoar و Spiral ، يبدو الوضع أكثر تعقيدًا. وصلت نسخة واحدة فقط من الطائرة الفضائية ، التي تم إنشاؤها باستخدام خبرتهم ، إلى التشغيل الكامل ، وحتى تلك النسخة قد تقاعدت بالفعل.
بحسب المواقع:
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/
معلومات