تصاعد في الفضاء
في منتصف القرن الماضي طائرة مأهولة طيرانبالتدريج إتقان السرعات والارتفاعات الجديدة ، كان قادرًا على الاقتراب من عتبة الفضاء.التحدي الأمريكي
حقق الأمريكيون النجاحات الأولى: في 14 أكتوبر 1947 ، قام الطيار التجريبي تشاك ييغر على طائرة صاروخية تجريبية من طراز X-1 تم إسقاطها من B-29 "القلعة الطائرة" ، وتم تسريعها بمساعدة محرك صاروخي يعمل بالكحول و الأكسجين السائل ، لأول مرة تجاوز سرعة الصوت ، وبالفعل في 12 ديسمبر 1953 ، على طائرة صاروخية X-1A محسنة ، وصل إلى أقصى سرعة 2655 كم / ساعة (M = 2,5) على ارتفاع أكثر من 21 كم. في عام 1953 ، بدأت اختبارات الطائرة الصاروخية X-2 ، وفي 25 يوليو 1956 ، تم تحقيق سرعة قياسية في الطيران الأفقي بلغت 3360 كم / ساعة ، وفي أوائل سبتمبر 1956 ، على ارتفاع 38 مترًا.
في يونيو 1954 ، بدأت الولايات المتحدة برنامج اختبار للطائرة الصاروخية X-15 المجنحة التي تفوق سرعة الصوت ، والتي ، بدءًا من أسفل جناح قاذفة استراتيجية B-52 المحولة ، كان من المفترض أن تصل إلى ستة أضعاف سرعة الصوت في عدد قليل. دقائق وتصل إلى ارتفاع 76 كم! تم إجراء رحلة العينة الأولى تحت جناح الطائرة في 10 مايو 1959 ، وفي 8 يونيو بالفعل ، انفصلت X-15 عن B-52 لأول مرة وقامت برحلة مزلقة مستقلة. تم تنفيذ التضمين الأول لمحرك الصاروخ في 17 سبتمبر ، وفي رحلات تجريبية أخرى "سقطت" السجلات واحدة تلو الأخرى - في 4 أغسطس 1960 ، تم الوصول إلى سرعة 3514 كم / ساعة ، وفي 12 أغسطس - ارتفاع 41 م ؛ في 605 مارس 7 ، وصلت سرعة Kh-1961 إلى 15 كم / ساعة ؛ وفي 4264 مارس تم رفع 31 متر ؛ في 50 أبريل ، تم الوصول إلى سرعة 300 كم / ساعة ، في 21 سبتمبر - 5033 كم / ساعة بالفعل. تم تجاوز علامة الـ 12 كيلومتر ، التي تُعتبر الحدود "الرسمية" للفضاء ، في 5832 أغسطس 22 - أقصى ارتفاع للرحلة هو 1963 مترًا!
الرائد روبرت وايت قبل الإطلاق. قام وايت بـ 16 رحلة طيران من طراز X-15 في المجموع ، مما أدى إلى تسجيل السرعة العالمية والارتفاع عدة مرات. كانت الطائرة الصاروخية X-15 نموذجًا للسلامة والكفاءة وفقًا لمعايير برامج الفضاء. من أصل 199 رحلة على مدى تسع سنوات ، انتهت رحلتان فقط بحوادث. بالنسبة للطائرات التجريبية ، يعد هذا إنجازًا غير مسبوق.متزلج في الفضاء
مستوحاة من نجاح X-15 ، بدأت القوات الجوية الأمريكية في تطوير طائرة صاروخية فضائية كجزء من مشروع Dyna-Sor (Dyna Soar - من Dynamic Soaring - "Dynamic Takeoff"). كان من المفترض أن تطير الطائرة الصاروخية ، التي يطلق عليها اسم X-20 ، بسرعة 24 كم / ساعة وكانت ، في الواقع ، من تطوير فكرة قاذفة الفضاء الألمانية Senger (انظر "PM" No. 000'8). هذا ليس مفاجئًا ، نظرًا لأن المناصب الهندسية الرئيسية في برنامج الفضاء الأمريكي كان يشغلها متخصصون ألمان. كان من المخطط أن يتم تسليح الطائرة الصاروخية الجديدة بصواريخ موجهة من الفضاء إلى الفضاء ، وفضاء جو ، ومن الفضاء إلى الأرض ، والقنابل التقليدية. تمت تغطية السطح السفلي لـ X-2004 بدرع حرارة معدني مصنوع من الموليبدينوم ، والذي يمكنه تحمل درجات حرارة تصل إلى 20 درجة مئوية ، وكانت الحواف الأمامية للجناح مصنوعة من سبيكة من الموليبدينوم ، والتي يمكن أن تتحمل درجات حرارة تصل إلى 1480 درجة مئوية. تمت حماية الأماكن المنفصلة للجهاز ، والتي تم تسخينها حتى 1650 درجة مئوية عند دخولها إلى الغلاف الجوي ، بواسطة الجرافيت المقوى وغطاء نصف كروي من الزركونيوم في الجزء الأمامي من جسم الطائرة أو مبطنة بطبقة عازلة للحرارة من النيوبيوم من السيراميك. كان الطيار جالسًا في مقعد طرد ، مما يوفر الإنقاذ فقط بسرعات دون سرعة الصوت. تم تجهيز قمرة القيادة بنوافذ جانبية وزجاج أمامي محمي بدروع من الحرارة تم إسقاطها قبل الهبوط مباشرة. تم وضع حمولة تصل إلى 2371 كجم في مقصورة الكابينة. يتكون جهاز الهبوط من ثلاث دعامات قابلة للسحب ومجهزة بمزلجات.
ولكن على عكس سابقتها الألمانية ، لم تكن الطائرة X-20 طائرة فضائية بالمعنى الحقيقي للكلمة. كان من المفترض أن تنطلق من كيب كانافيرال بالطريقة التقليدية فوق مركبة الإطلاق Titan-IIIC ، التي أطلقت الطائرة الصاروخية في مدار يبلغ ارتفاعه 97,6 كم. علاوة على ذلك ، كان على X-20 إما تسريع نفسها ، باستخدام محركات الصواريخ الخاصة بها ، أو بعد الانتهاء من ثورة غير مكتملة ، التخطيط لقاعدة إدواردز الجوية. كان من المخطط أن يتم إجراء أول هبوط من طائرة B-52 في وقت مبكر من عام 1963 ، وستتم أول رحلة بدون طيار في نوفمبر 1964 ، وأول رحلة مأهولة في مايو 1965. ومع ذلك ، مات هذا البرنامج العسكري بهدوء في وقت سابق ، غير قادر على التنافس مع حل بسيط ورخيص - إرسال رواد فضاء إلى الفضاء باستخدام صاروخ باليستي في كبسولة مضغوطة ، نفذته منظمة ناسا المدنية.
تضمنت الاختبارات الأولية لـ X-20 Dyna Soar إطلاق طائرة صاروخية من تحت جناح حاملة القاذفات الاستراتيجية بعيدة المدى B-52a ، وهي طائرة تم تصميمها خصيصًا لمشروع البحث X-15.الرد المتأخر
ومن المفارقات ، في نفس اللحظة التي أغلق فيها الأمريكيون برنامجهم الصاروخي المأهول ، قرر الاتحاد السوفيتي ، الذي أعجب بسجلات X-15 ، "اللحاق بالركب وتجاوز" أمريكا. في عام 1965 ، تم تعيين OKB-155 Artem Mikoyan لقيادة العمل على الطائرات المدارية والفرط صوتية ، وبصورة أدق ، على إنشاء نظام فضائي على مرحلتين "Spiral". قاد الموضوع جليب لوزينو لوزينسكي.
تتكون الطائرة "اللولبية" التي يبلغ وزنها 115 طنًا من طائرة معززة تفوق سرعتها سرعة الصوت 52 طنًا ، وحصلت على المؤشر "50-50" ، وطائرة مدارية مأهولة وزنها 8,8 طنًا (الفهرس "50") تقع عليها بوزن 54 طنًا. معزز صاروخ المرحلة. وصلت سرعة المعزز إلى سرعة تفوق سرعة الصوت 1800 م / ث (م = 6) ، وبعد ذلك ، بعد فصل الخطوات على ارتفاع 28-30 كم ، عاد إلى المطار. دخلت الطائرة المدارية ، التي تستخدم معززًا صاروخيًا يعمل على وقود فلوريد الهيدروجين (F2 + H2) ، مدار العمل.
خيال فنان حول موضوع "طائرة صاروخية X-20 تهبط بنجاح في الصحراء".طائرة متسارعة
تم وضع طاقم التعزيز في كابينة مزدوجة الضغط مع مقاعد طرد. تم تركيب الطائرة الصالحة للسكن ، جنبًا إلى جنب مع الصاروخ المعزز ، في الأعلى في صندوق خاص ، مع تغطية أجزاء الأنف والذيل بإنسيابية.
استخدم المعزز الهيدروجين المسال كوقود ، والذي تم تغذيته في كتلة من أربعة محركات نفاثة AL-51 طورتها Arkhip Lyulka ، والتي لها مدخل هواء مشترك وتعمل على فوهة توسعة خارجية تفوق سرعة الصوت. كانت إحدى ميزات المحركات هي استخدام بخار الهيدروجين لتشغيل التوربين. الابتكار الأساسي الثاني هو مدخل هواء مدمج فرط صوتي قابل للتعديل ، والذي يستخدم الجزء الأمامي بالكامل تقريبًا من سطح الجناح السفلي لضغط الهواء الداخل إلى التوربينات. كان مدى الطيران المقدر للداعم مع حمولة 750 كم ، وعند الطيران كطائرة استطلاع - أكثر من 7000 كم.
التجمع "الحلزوني"الطائرة المدارية
تم تنفيذ طائرة مدارية قتالية مأهولة ذات مقعد واحد يمكن إعادة استخدامها بطول 8 أمتار وبمسافة جناحيها 7,4 متر وفقًا لمخطط "جسم الحمل". بفضل التصميم الديناميكي الهوائي المختار ، استحوذت وحدات التحكم في الجناح على 3,4 متر فقط من الامتداد الكلي ، وكان باقي سطح المحمل مرتبطًا بعرض جسم الطائرة. انحرفت وحدات التحكم في الجناح أثناء مرور قسم تكوين البلازما (الحقن في المدار والمرحلة الأولية للهبوط) إلى الأعلى لاستبعاد تدفق الحرارة المباشر من حولها. في الجزء الجوي من الهبوط ، كشفت الطائرة المدارية جناحيها وتحولت إلى الطيران الأفقي.
محركات المناورة المدارية واثنين من محركات الصواريخ الطارئة التي تعمل بالوقود السائل تعمل بوقود AT-UDMH عالي الغليان (رباعي أكسيد النيتروجين وثنائي ميثيل هيدرازين غير المتماثل) ، على غرار تلك المستخدمة في الصواريخ الباليستية القتالية ، والتي كان من المخطط استبدالها بفلور أكثر صداقة للبيئة- وقود قائم. كانت احتياطيات الوقود كافية لرحلة استغرقت يومين ، لكن المهمة الرئيسية للطائرة المدارية كان لا بد من تنفيذها خلال أول مدتين أو ثلاث مدارات. كانت الحمولة القتالية 2 كجم لمتغير الاستطلاع والاعتراض و 3 طن لمفجر الفضاء. كانت معدات التصوير أو الصواريخ موجودة في حجرة خلف كبسولة قمرة القيادة قابلة للفصل للطيار ، مما يضمن إنقاذ الطيار في أي مرحلة من مراحل الرحلة. تم تنفيذ الهبوط باستخدام محرك نفاث في مطار غير ممهد بسرعة 500 كم / ساعة على هيكل تزلج مصنوع بأربعة أعمدة.
لحماية الجهاز من التسخين أثناء الكبح في الغلاف الجوي ، تم توفير شاشة معدنية واقية من الحرارة من ألواح من الفولاذ المقاوم للحرارة VNS وسبائك النيوبيوم مرتبة وفقًا لمبدأ "موازين الأسماك". تم تعليق الشاشة على محامل من السيراميك ، والتي كانت بمثابة حواجز حرارية ، وعندما تتقلب درجة حرارة التسخين ، فإنها تغير شكلها تلقائيًا ، وتحافظ على وضع مستقر بالنسبة للهيكل. وهكذا ، في جميع الأوضاع ، كان المصممون يأملون في ضمان ثبات التكوين الديناميكي الهوائي.
تم إرساء وحدة إطلاق ذات مرحلتين يمكن التخلص منها في الطائرة المدارية ، وفي المرحلة الأولى كان هناك أربعة LREs بقوة دفع 25 tf ، وفي الثانية - واحدة. لأول مرة ، تم التخطيط لاستخدام الأكسجين السائل والهيدروجين كوقود ، ثم التحول بعد ذلك إلى الفلور والهيدروجين. مراحل التعزيز ، عندما تم وضع الطائرة في المدار ، انفصلت على التوالي وسقطت في المحيط.
هل تعتقد أن فناني حرب النجوم استلهموا من نسب اللولب عند تصميم يخت ملكة نابو؟ يمكن رؤية هذا الجمال اليوم في المتحف المركزي للقوات الجوية للاتحاد الروسي في مونينوخطط إبوكال
نصت خطة العمل في المشروع على إنشاء نظير لطائرة مدارية بحلول عام 1968 بارتفاع 120 كم وسرعة M = 6-8 ، تم إسقاطها من القاذفة الاستراتيجية Tu-95 ، وهو نوع من الإجابة لنظام التسجيل الأمريكي - B-52 و X-15.
بحلول عام 1969 ، تم التخطيط لإنشاء طائرة مدارية تجريبية مأهولة EPOS ، والتي تشبه تمامًا طائرة مدارية قتالية سيتم إطلاقها في المدار بواسطة مركبة إطلاق Soyuz. في عام 1970 ، كان من المفترض أيضًا أن يبدأ المسرع في الطيران - أولاً على الكيروسين ، وبعد ذلك بعامين على الهيدروجين. كان من المفترض أن يتم إطلاق النظام الكامل في الفضاء في عام 1973. من بين كل هذا البرنامج الفخم في أوائل السبعينيات ، تم بناء ثلاثة EPOS فقط - واحدة للبحث عن الطيران بسرعة دون سرعة الصوت ، وواحدة للأبحاث الأسرع من الصوت ، وواحدة للوصول إلى سرعة تفوق سرعة الصوت. ولكن كان من المقرر أن يتم إطلاق النموذج الأول فقط في مايو 1970 ، عندما تم بالفعل تقليص جميع البرامج المماثلة في الولايات المتحدة. بعد إجراء ما يزيد قليلاً عن اثنتي عشرة طلعة جوية ، في سبتمبر 1976 ، بعد هبوط غير ناجح ، تلقت EPOS أضرارًا طفيفة ولم ترتفع في الهواء مرة أخرى. بعد ذلك ، تم تقليص التمويل الضئيل بالفعل للبرنامج - كانت وزارة الدفاع مشغولة بالفعل بتطوير استجابة أخرى للأمريكيين - نظام Energia - Buran.
موضوع مغلق
على الرغم من الإغلاق الرسمي لبرنامج Spiral ، فإن العمالة المنفقة لم تذهب سدى. العمل الأساسي الذي تم إنشاؤه والخبرة المكتسبة في العمل على Spiral سهلت بشكل كبير وتسريع بناء مركبة الفضاء القابلة لإعادة الاستخدام Buran. باستخدام الخبرة المكتسبة ، قاد جليب لوزينو لوزينسكي إنشاء طائرة بوران الشراعية. رائد الفضاء المستقبلي إيغور فولك ، الذي أجرى رحلات على التناظرية دون سرعة الصوت من EPOS ، كان لاحقًا أول من أخذ نظير الغلاف الجوي لـ Buran BTS-002 في الهواء وأصبح قائدًا لفصل الطيارين الاختباريين في إطار برنامج Buran.
معلومات