La idea de un avión espacial cohete capaz de ascender a la órbita y regresar a la Tierra como un avión apareció hace varias décadas. Con el tiempo, su desarrollo dio lugar a los llamados. aeronaves orbitales, incluidas las que han encontrado una aplicación práctica. Sin embargo, hasta cierto tiempo, el trabajo en esta área no pudo dar los resultados deseados. Los países líderes del mundo han desarrollado varios proyectos de aviones espaciales, pero no avanzaron más allá de probar equipos experimentales.
Cabe señalar que todos los primeros desarrollos de la URSS y los EE. UU. En el campo de los aviones espaciales, aunque no condujeron al surgimiento y funcionamiento de tecnología fundamentalmente nueva, todavía no fueron inútiles. Con su ayuda, especialistas de un gran número de instituciones científicas y de diseño pudieron adquirir la experiencia necesaria, realizar una serie de estudios y experimentos y determinar nuevas formas de desarrollar la tecnología espacial. Sobre la base de las nuevas tecnologías y desarrollos, pronto se crearon muestras reales de aviones espaciales con las características deseadas.
X-20 DynaSoar
El primer proyecto de avión espacial en toda regla que tuvo la oportunidad de alcanzar vuelos de prueba es el estadounidense X-20 DynaSoar. El trabajo en este programa comenzó en el otoño de 1957, solo unos días después del lanzamiento del primer satélite terrestre artificial, fabricado en la URSS. El liderazgo militar y político, así como los jefes de la industria aeroespacial estadounidense, llegaron a la conclusión de que era necesario crear sus propios sistemas espaciales, incluidos los adecuados para uso militar.
El avión espacial X-20 DynoSoar está entrando en la atmósfera. Dibujo de la NASA
A mediados de diciembre, se celebró una conferencia en la NACA sobre las formas de desarrollar tecnología espacial y de cohetes. Se discutieron tres tipos principales de naves espaciales para el transporte de personas o carga: una cápsula que se lanza a la órbita utilizando un vehículo de lanzamiento y regresa a lo largo de una trayectoria balística; un orbitador del tipo Lifting Body, capaz de realizar algunas maniobras; así como un avión espacial orbital en toda regla. Sobre la base de los resultados de las discusiones, se decidió desarrollar los conceptos de cápsula "balística" y avión espacial.
A finales de año, el Comando de Investigación y Desarrollo de la Fuerza Aérea de EE. UU. Lanzó un nuevo programa con el código DynaSoar (abreviatura de Dynamic Soaring - "planificación dinámica"), en el que se planeó desarrollar el avión espacial. Comenzó la formación de requisitos para la futura nave espacial, así como la recopilación de solicitudes para participar en el programa. La BBC recibió más de un centenar de propuestas en total, pero solo 10 empresas participaron en el programa, algunas de las cuales decidieron trabajar juntas.
A principios de la primavera de 1958, la Fuerza Aérea se familiarizó con una docena de proyectos preliminares del sistema DynaSoar. Las empresas de desarrollo adoptaron diferentes enfoques e implementaron diferentes conceptos. Al mismo tiempo, una parte significativa de los proyectos tenían cierta similitud. Proporcionaron la construcción de un avión cohete hipersónico, que se conectaría a un cohete portador de refuerzo. Las diferencias estaban en el diseño de la aeronave, la composición de los sistemas a bordo y la arquitectura del vehículo de lanzamiento. La Fuerza Aérea consideró los proyectos de los grupos de empresas Boeing-Vought y Bell-Martin como las mejores opciones. Fueron ellos los que se desarrollaron.
Separación del vehículo de lanzamiento y el avión espacial. Dibujo de la NASA
Paralelamente a la búsqueda de los ganadores de la competencia, los militares negociaron con la NACA: se suponía que esta organización proporcionaría eventos científicos y prácticos. El acuerdo correspondiente apareció a finales del otoño de 1958. A partir de entonces, la Agencia de I + D y las empresas de la industria de la aviación trabajaron juntas bajo el liderazgo de la Fuerza Aérea. En ese momento, se decidió llevar a cabo el programa en varias etapas, desde la investigación hasta la construcción y prueba de la versión de combate del avión espacial.
Durante 1959, los dos grupos de empresas llevaron a cabo diferentes actividades de investigación y desarrollo. Durante este período, el cliente cambió los requisitos del avión espacial varias veces. A principios de noviembre, la Fuerza Aérea seleccionó al ganador de la competencia. La mejor versión del proyecto fue propuesta por Boeing y Vought. Es curioso que en este momento este último había reducido drásticamente su participación en el proyecto: solo era responsable de algunas unidades del futuro aparato. Martin también participó en el proyecto, que consistía en desarrollar el vehículo de lanzamiento requerido.
El desarrollo del futuro avión espacial prototipo comenzó a finales de 1959. Esta etapa de trabajo fue designada como Fase Alfa. Resolver la apariencia del avión espacial con la designación de trabajo X-20 condujo a resultados específicos. Por lo tanto, el diseño del producto cambiaba constantemente y se alejaba cada vez más de la versión básica. Paralelamente, se llevó a cabo el desarrollo de un programa de construcción y pruebas. Desde cierto momento, el cliente y el desarrollador planearon realizar dos docenas de vuelos de prueba, y esto es solo en el marco de las primeras fases.
Modelo del aparato X-20. Fotos de Boeing
A mediados de 1961, los participantes en el programa habían determinado la apariencia final del futuro complejo espacial y de cohetes. Además de la propia nave espacial hipersónica, se incluyó un vehículo de lanzamiento Titan IIIC especialmente modificado. En lugar de un escenario con una carga útil, se propuso instalar un producto DynaSoar en él. El cohete de tres etapas también podría equiparse con una cuarta etapa especial. Se suponía que esta unidad permanecería en el avión espacial, proporcionando una solución a algunos problemas.
El proyecto X-20 implicó la construcción de un avión espacial de tamaño medio con un aspecto característico. El ala delta baja se consideró óptima, sobre la cual había un fuselaje con un cono de nariz puntiagudo y un par de quillas laterales. Se propuso que la estructura del avión estuviera hecha de aleaciones de acero resistentes al calor y cubierta con paneles cerámicos especiales. El principio de enfriamiento de la carcasa también se utilizó mediante radiadores internos con líquido. Dentro del fuselaje había una cabina de un solo asiento, así como un motor cohete de propulsión líquida y otros dispositivos necesarios. La longitud del vehículo no superaba los 11 m, la envergadura era inferior a 6,5 m, su propio peso era de 5,16 toneladas.
Según las propuestas de esa época, se podrían colocar misiles guiados en la bahía de carga X-20 para atacar objetivos en órbita o en la Tierra. Además, no se excluyó el uso de bombas de caída libre. Hasta donde se sabe, el desarrollo de cohetes especializados espacio-espacio y espacio-tierra aún no ha pasado de la etapa de investigación preliminar.
Piloto de prueba en la cabina del simulador de tierra. Fotos de Boeing
En septiembre de 1961, Boeing presentó al cliente un modelo de tamaño completo del avión espacial. Su aprobación abriría el camino para que el proyecto construyera un prototipo completo. Los preparativos para las pruebas también estaban en marcha: la NASA y la Fuerza Aérea comenzaron a reclutar pilotos para participar en futuras pruebas. Se seleccionaron seis pilotos para un grupo especial. Tuvieron que realizar al menos nueve vuelos orbitales.
Sin embargo, estos planes no se cumplieron. Ya en octubre de 1961, en relación con la aparición de programas espaciales competidores, se propuso un plan para reducir los costos del proyecto X-20 DynaSoar. Este documento preveía una disminución en el número de vuelos de prueba y una simplificación de los programas de vuelo. Debido a esto, se planeó reducir el costo de las pruebas a $ 920 millones y completarlas en 1967. Es curioso que uno de los programas espaciales paralelos en el mismo período haya sido objeto de críticas tan duras que simplemente se cerró.
Sin embargo, en este contexto, no había motivos para la alegría. Ya en febrero del próximo año, el programa DynaSoar fue transferido a la categoría de investigación, lo cual fue provocado por problemas en el desarrollo de un avión espacial y un cohete para el mismo. Además, hubo dificultades para obtener financiación y organizar el trabajo. En octubre, apareció una nueva versión del cronograma del programa, que nuevamente prevé una reducción del gasto.
Diseño de DynaSoar y sus creadores de Boeing. Fotos de Boeing
En 1963, el proyecto DynaSoar se enfrentó a un nuevo competidor en forma de la nave espacial Gemini. El Pentágono comparó los dos desarrollos y trató de establecer cuál de ellos es de mayor interés desde un punto de vista militar. A esto le siguieron disputas en el departamento militar, en cuyo contexto había rumores sobre la terminación del trabajo en el X-20. Sin embargo, en la primavera, Boeing recibió un nuevo contrato para continuar con el trabajo de desarrollo. Paralelamente, continuaron las discusiones sobre la financiación y las pruebas futuras.
El 20 de diciembre de 1963, el secretario de Defensa Robert McNamara ordenó la terminación del programa DynaSoar a favor del proyecto ASSET, con la correspondiente redirección de fondos. Según los informes, en ese momento, se gastaron $ 410 millones en el programa DynaSoar. El primer vuelo requirió sumas comparables y varios años más de trabajo. Sin embargo, al proyecto no se le asignó el tiempo ni el dinero necesarios.
Espiral
Mientras la ciencia estadounidense intentaba crear un avión espacial, los especialistas soviéticos continuaron el desarrollo de naves cápsula con descenso balístico y tuvieron mucho éxito en este asunto. Sin embargo, apenas unos años después, se comenzó a trabajar en nuestro país para crear una aeronave orbital. El proyecto doméstico del sistema aeroespacial se denominó "Espiral".
Modelo del sistema aeroespacial Spiral en configuración de despegue. Foto Epizodsspace.airbase.ru
Se sabe que una de las razones de la aparición del tema "Espiral" fue la información sobre los planes estadounidenses para crear aviones espaciales, a saber, el proyecto DynaSoar. Al mismo tiempo, se puede observar que el mayor desarrollo de la astronáutica podría llevarse a cabo de diferentes maneras, incluso mediante la creación de aviones espaciales. Así, "Spiral", aunque fue creado con la mirada puesta en muestras extranjeras, puede considerarse un proyecto completamente propio basado en ideas originales.
El concepto final del sistema, que combina las ideas de un avión cohete y una nave espacial, fue propuesto en 1964 por el 30º Instituto Central de Investigación de la Fuerza Aérea. Esta propuesta interesó a los líderes de la industria de la aviación y en 1965 apareció una orden correspondiente. De acuerdo con él, la A. I. Mikoyan iba a desarrollar un proyecto para un sistema aeroespacial prometedor con el código "Spiral". El trabajo sobre este tema se inició en 1966, dirigido por el diseñador G. E. Lozino-Lozinsky.
El 30º Instituto Central de Investigación completó una parte importante del trabajo, lo que simplificó enormemente la tarea de la Oficina de Diseño de Mikoyan. Los especialistas del Instituto han formado la arquitectura del futuro complejo, así como también han determinado sus características y capacidades. Gracias a esto, los diseñadores de aviones solo tuvieron que realizar trabajos de desarrollo. Este enfoque dio ciertas ventajas. Entonces, de acuerdo con los planes de mediados de los sesenta, el primer vuelo de la "Espiral" podría tener lugar a principios de la próxima década.
Perfil de vuelo en espiral. Figura Epizodsspace.airbase.ru
El sistema Spiral se basó en un avión propulsor especial 50-50 de apariencia característica. Se suponía que tenía un ala en flecha y un conjunto de motores a reacción de alto empuje. En la parte superior de la máquina, se proporcionó una plataforma para la instalación de un avión espacial orbital con un escenario superior. Según el concepto básico, se suponía que el propulsor se elevaría a una altitud de 30 km y desarrollaría una velocidad de aproximadamente M = 6. La longitud total de dicha máquina alcanzó los 38 m con una envergadura de 16, 5 m. El peso de despegue de todo el sistema aeroespacial es de 52 toneladas.
La carga útil del acelerador "50-50" fue el llamado. aeronave orbital con un propulsor de cohete. Se propuso construir el avión espacial de acuerdo con el esquema con un fuselaje de soporte, en el que la parte inferior de la máquina era el plano del ala. El propio fuselaje tenía una forma triangular con una sección transversal variable. A los lados del auto había un par de aviones colapsados a los lados. Se proporcionó una quilla en el fuselaje. Se propuso que el planeador estuviera hecho de aceros resistentes al calor; el revestimiento recibió un revestimiento cerámico especial. Según los cálculos, en determinadas etapas del vuelo, el morro del fuselaje tenía que calentarse hasta los 1600 ° C, lo que requería una protección adecuada.
Se propuso que el avión orbital "50" estuviera equipado con motores de apoyo y dirección. Con una masa de 8 toneladas, podría transportar una carga útil de al menos 500 kg. Se consideró la posibilidad de crear un interceptor orbital y reconocimiento. Además, había un proyecto de bombardero de avión espacial que podía transportar 2 toneladas de carga. Debido al avión propulsor y al bloque propulsor del cohete, el avión Spirali podría ascender a órbitas con una altitud de al menos 150 km.
Plano orbital "50". Figura Buran.ru
A finales de la década, la Oficina de Diseño de Mikoyan completó la mayor parte del trabajo teórico y preparó el equipo para las primeras pruebas prácticas. En julio de 1969, se lanzó el aparato experimental BOR-1 ("Avión cohete orbital no tripulado, el primero") de diseño simplificado. Un planeador de textolita en una escala de 1: 3 con la ayuda de un cohete R-12 modificado fue llevado a una trayectoria suborbital. El producto se quemó en la atmósfera, pero permitió recopilar algunos datos. En diciembre del mismo año se lanzó el aparato BOR-2 con un diseño y configuración diferente. En vuelo, los sistemas de control fallaron y el prototipo se quemó.
Desde julio de 1970 hasta febrero de 1972, se realizaron tres lanzamientos más de prototipos BOR-2. Dos terminaron en éxito, uno en fracaso. En 1973 y 1974, se llevaron a cabo dos pruebas de productos BOR-3 mejorados. En ambos casos, los accidentes ocurrieron por diferentes motivos. A pesar de una serie de accidentes y deficiencias, las pruebas de los productos de la familia BOR proporcionaron una gran cantidad de información.
Ya después del lanzamiento del proyecto BOR, se emitió una orden para terminar el trabajo sobre el tema "Espiral". La dirección del país decidió lanzar las fuerzas de la industria en otras direcciones. Sin embargo, ya en 1974 se reanudó el programa y pronto se obtuvieron nuevos resultados. El último logro en la creación del sistema aeroespacial "Spiral" puede considerarse un avión analógico "105.11", así como los orbitadores BOR-4 y BOR-5.
Uno de los prototipos de BOR-3. Foto Buran.ru
"105.11" / MiG-105 era una copia aproximada de la aeronave orbital "Spiral", pero solo podía volar en la atmósfera ya velocidad subsónica. Esta máquina estaba destinada a practicar el descenso y aterrizaje horizontal de aviones espaciales. El 11 de octubre de 1976 tuvo lugar el primer vuelo "105.11". El automóvil fue llevado a una determinada altitud y rumbo utilizando un avión portaaviones Tu-95. Además, la maqueta se dejó caer y, después de descender, aterrizó. Se realizaron siete vuelos, tras los cuales se detuvieron las pruebas debido a la avería del prototipo.
A mediados de los años setenta, apareció una tarea técnica para la creación de un prometedor sistema espacial reutilizable: el futuro complejo Energia-Buran. Durante varios años, los partidarios de Spiral y Buran discutieron entre sí y trataron de defender a su lado, pero pronto el problema se resolvió al más alto nivel. Se decidió acortar el tema de la Espiral en favor del menos atrevido pero prometedor Buran. Al mismo tiempo, se planeó utilizar en un nuevo proyecto una serie de desarrollos de Mikoyan Design Bureau y empresas relacionadas.
A principios de los años ochenta, en interés del proyecto Buran, se llevaron a cabo varios lanzamientos de orbitadores BOR con números del "4" al "6". Su tarea consistía en probar la protección térmica para el futuro avión espacial y resolver otros problemas. Todos estos experimentos contribuyeron a seguir trabajando en el "Buran". Es importante destacar que varios prototipos utilizados en los dos programas de sistemas aeroespaciales se han conservado y ahora se encuentran en museos.
Éxitos y fracasos
Desde finales de los años cincuenta, los dos países líderes del mundo, desarrollando sus programas espaciales, han desarrollado varios atrevidos proyectos de aviones espaciales. Sin embargo, por una serie de razones de un tipo u otro, estos proyectos no han podido ir demasiado lejos. En el mejor de los casos, solo se trataba de probar dispositivos analógicos.
MiG-105 experimentado en el Museo de la Fuerza Aérea. Foto Wikimedia Commons
El proyecto X-20 DynaSoar se cerró debido a numerosos problemas técnicos, organizativos y de otro tipo, que se derivaron de la extrema complejidad de la tarea técnica. Los diseñadores y científicos lograron resolver una serie de problemas importantes, pero estas soluciones no se probaron en la práctica utilizando un avión espacial experimental completo. Sin embargo, muchas ideas y tecnologías creadas para el primer avión espacial estadounidense se utilizaron más tarde en nuevos proyectos. El resultado principal de todo esto fue el complejo del Sistema de Transporte Espacial y su elemento principal: la nave espacial reutilizable del Transbordador Espacial.
La historia del proyecto soviético "Espiral" y su finalización fueron diferentes. Apareció como una especie de respuesta al desarrollo extranjero, pero al mismo tiempo se desarrolló de manera diferente. Además, resultó tener más éxito: el A. I. Mikoyan realizó las pruebas necesarias, incluso con vuelos suborbitales. El principal motivo del rechazo de la "Espiral" fue la aparición de propuestas y proyectos alternativos. Al mismo tiempo, los desarrollos del programa encontraron inmediatamente un lugar en proyectos prometedores, así como en algunos productos experimentales. De hecho, un proyecto se "fusionó" inmediatamente con otro y aseguró su desarrollo.
Es bien sabido que los proyectos audaces que dan un comienzo a nuevas direcciones pueden no siempre dar los resultados deseados. Sin embargo, con su ayuda, los especialistas recopilan los datos necesarios y obtienen una valiosa experiencia, que luego se puede utilizar al crear nuevos proyectos. Esto es lo que se convierte en el principal resultado de programas que no tienen mucho éxito a primera vista. Sin embargo, en el caso de DynaSoar y Spiral, la situación parece más complicada. Solo una versión del avión espacial, creada con su experiencia, alcanzó su pleno funcionamiento, e incluso esa ya se ha retirado.
