En el pasado, la industria de la aviación soviética estaba ocupada con una serie de ideas atrevidas. Se estaban elaborando proyectos de aeronaves aeroespaciales, centrales eléctricas alternativas para la aviación, etc. De particular interés en este contexto es el proyecto M-19 desarrollado por la V. M. Myasishchev. Se planeó combinar en él varias de las ideas más atrevidas.
Respuesta a amenazas
A principios de los años setenta, el liderazgo soviético se convenció de la realidad del proyecto del transbordador espacial estadounidense y comenzó a mostrar preocupación. En el futuro, el Transbordador podría convertirse en un portador de armas estratégicas y se requería una respuesta a tal amenaza. En este sentido, se decidió acelerar los proyectos nacionales en el campo de los sistemas aeroespaciales.
En ese momento, la Planta Experimental de Construcción de Máquinas (Zhukovsky), cuya oficina de diseño estaba dirigida por V. M. Myasishchev. En 1974, la planta recibió una nueva asignación. En el marco del tema "Cold-2", se suponía que debía determinar las posibilidades de crear un sistema de videoconferencia prometedor con plantas de energía alternativas. En particular, deberían haberse probado los conceptos de motores de combustible de hidrógeno líquido y una central nuclear. En EMZ, el nuevo trabajo fue designado "Tema 19". El proyecto VKS se denominó más tarde M-19.
El trabajo "19" se dividió en varias subrutinas. El tema "19-1" preveía el desarrollo y la prueba de un laboratorio de vuelo con un motor de hidrógeno. La tarea de los temas "19-2" y "19-3" fue buscar la aparición de aviones hipersónicos y aeroespaciales. En el marco de "19-4" y "19-5", se trabajó en un sistema de videoconferencia con una central nuclear.
La dirección general de la obra estuvo a cargo de V. M. Myasishchev, A. D. Tokhunts, moderado por I. Z. Plyusnin. No sin la participación de subcontratistas. Entonces, OKB N. D. se unió al trabajo sobre el motor nuclear. Kuznetsova.
Teoría del proyecto
V. M. Myasishchev inicialmente dudó de la viabilidad del nuevo proyecto. Señaló que los cohetes espaciales "tradicionales" tienen una masa seca del 7 al 8 por ciento. desde el despegue. Para los bombarderos, este parámetro supera el 30%. En consecuencia, el VKS necesita una planta de energía especial que pueda compensar la gran masa de la estructura y garantizar el lanzamiento del vehículo a la órbita.
Se necesitaron aproximadamente seis meses para estudiar tales características del futuro M-19, pero los especialistas de EMZ aún pudieron determinar la apariencia y las características óptimas de la máquina. El Diseñador General estudió la propuesta técnica y aprobó su desarrollo. Pronto apareció un borrador de asignación técnica y comenzó el trabajo de diseño.
Se propuso construir el M-19 como un avión aeroespacial reutilizable para despegue y aterrizaje horizontales. El VKS podía volar constantemente al espacio y regresar, necesitando solo algo de mantenimiento y reabastecimiento de combustible. El M-19 podría convertirse en portador de diversas armas o equipo militar especial, podría utilizarse con fines científicos, etc. Debido al gran compartimento de carga, el VKS pudo transportar mercancías y personas a la órbita y viceversa.
Con la solución exitosa de todos los problemas de ingeniería, el M-19 podría recibir una planta de energía nuclear. Dicho equipo proporcionaba un alcance de vuelo casi ilimitado y la capacidad de entrar en cualquier órbita. En el futuro, no se descartó el uso del M-19 durante la exploración de la luna.
Para obtener tales resultados, fue necesario resolver muchos problemas complejos. El fuselaje del VKS tenía requisitos especiales de resistencia mecánica y térmica, la planta de energía tenía que desarrollar las características más altas, etc. Sin embargo, los cálculos parecían optimistas. Una muestra terminada del VKS M-19 podría aparecer después de 1985.
En caso de nuevas amenazas y desafíos, se propusieron métodos simplificados de uso del M-19. Era posible crear una "videoconferencia de primera etapa" con menor velocidad y altitud, pero capaz de llevar un combate u otra carga. En particular, se propuso utilizar una aeronave como portaaviones de un sistema de cohetes para lanzar una carga al espacio.
Caracteristicas de diseño
Durante la construcción de la M-19, se propuso utilizar soluciones de ingeniería especiales. Por lo tanto, la estructura del avión debe estar construida con aleaciones ligeras de aluminio y la piel debe estar equipada con un revestimiento resistente al calor reutilizable a base de carbono o cerámica. La arquitectura propuesta preveía la presencia de grandes volúmenes en el interior de la estructura del avión, lo que permitió dar volúmenes máximos de combustible.
La variante óptima del M-19 tenía un esquema de "cuerpo portador" con una parte inferior plana del fuselaje y un ala delta de gran barrido. Se colocó un par de quillas en la cola. El fuselaje de sección transversal variable acomodaba la cabina de tripulación con blindaje biológico y el compartimento de carga. La sección de cola se dio bajo los elementos de la planta de energía combinada; Se proporcionó una góndola de motor ancha debajo de la parte inferior. Se propuso utilizar un carenado de cola desechable de un motor de cohete.
Una planta de energía combinada, que incluye 10 turborreactores y 10 motores estatorreactores, un motor a reacción nuclear y equipo adicional, se consideró óptima para el VKS. Se propuso colocar el reactor en una carcasa especial absorbente de energía capaz de rescatar el núcleo durante varios impactos. Para maniobrar en el espacio, se utilizó una instalación separada con motores de dirección líquida.
Se suponía que los motores turbofan alimentados con hidrógeno proporcionarían despegue, ascenso a 12-15 km y aceleración a M = 2, 5 … 2, 7. Luego, el hidrógeno líquido tuvo que transferir el calor del reactor a los intercambiadores de calor frente al turbofan, lo que permitió aumentar el empuje y duplicar la velocidad. Después de eso, fue posible encender el motor ramjet y convertir el motor turborreactor en autorrotación. Debido a los motores ramjet, se propuso acelerar a M = 16 y elevarse a una altitud de 50 km. El empuje total máximo de los motores a reacción alcanzó las 250 tf.
En este modo, las Fuerzas Aeroespaciales tuvieron que soltar el carenado trasero y encender el sustentador NRM. Este último se encargaba de calentar el hidrógeno antes de ser expulsado por la boquilla. El empuje calculado de la NRE alcanzó las 280-300 tf; el empuje total de toda la planta de energía es de al menos 530 tf. Esto hizo posible mantener la velocidad más alta y entrar en órbita.
Se suponía que el VKS M-19 tenía una longitud de 69 m (sin carenado descargado) y una envergadura de 50 m. El peso de despegue alcanzó las 500 toneladas. El peso en seco fue de 125 toneladas, el combustible fue de 220 toneladas. Compartimento de carga de 4x4x15 m, se pueden colocar hasta 40 toneladas de carga. La longitud de pista requerida era de 4 km.
La propia tripulación del M-19 incluía de tres a siete personas, según la tarea. Al realizar ciertas misiones, una nave espacial tripulada con su tripulación podría colocarse en el compartimiento de carga. La altitud de la órbita de referencia fue de 185 km, lo que aseguró la solución de una amplia gama de tareas científicas y militares.
Investigación y desarrollo
Incluso antes de la formación de la apariencia final del VKS "19" en el marco del tema "Cold-2", se lanzaron varios proyectos de investigación destinados a resolver una amplia gama de problemas. Institutos especializados continuaron estudiando los temas de la creación de motores de hidrógeno y se llevó a cabo una búsqueda de nuevos materiales con las características requeridas.
Se prestó especial atención a la creación de una central eléctrica combinada especial. La ciencia soviética ya tenía experiencia en la creación de motores nucleares, pero el proyecto M-19 requería un producto fundamentalmente nuevo. También faltaban motores turborreactores y estatorreactores prefabricados adecuados para "19". Las empresas especializadas tuvieron que desarrollar todos los elementos de la central eléctrica.
El prometedor VKS tuvo que resolver tareas fundamentalmente nuevas, por lo que necesitaba aviónica con funciones especiales. Se requería brindar navegación en todos los modos, en la atmósfera y en el espacio, así como alcanzar las trayectorias requeridas y regresar al aeródromo. Además, la aeronave necesitaba un equipo de soporte vital específico capaz de proteger a la tripulación de todas las cargas y radiaciones del reactor.
Varios proyectos de investigación continuaron hasta principios de los años ochenta. De acuerdo con el plan del tema "19", en 1982-84. Fue necesario realizar un diseño detallado del futuro M-19. En 1987, se suponía que aparecerían tres VKS experimentados. El primer vuelo se atribuyó a 1987-88. A principios de los noventa, la URSS podía dominar el funcionamiento completo de un sistema aeroespacial reutilizable.
Fin del proyecto
Sin embargo, estos planes nunca se implementaron. A mediados de los setenta, el liderazgo político y militar del país buscaba nuevas formas de desarrollar tecnología espacial y de cohetes, incluso en el contexto de una respuesta al transbordador espacial. La estrategia de acciones elegida canceló en realidad el trabajo adicional sobre el tema "19".
En 1976 se decidió crear el sistema reutilizable Energia-Buran. El papel principal en este proyecto se le asignó a la ONG Molniya, de nueva creación. EMZ y algunas otras empresas fueron transferidas a su jurisdicción. Como resultado, la oficina de diseño de V. M. Myasishcheva perdió la oportunidad de desarrollar completamente el proyecto M-19.
El trabajo sobre el "Tema 19" continuó durante varios años más, pero debido a la carga de EMZ por otros proyectos, solo se les dio un impacto mínimo. En octubre de 1978 V. M. Myasishchev falleció; un proyecto prometedor se quedó sin apoyo. En 1980, todo el trabajo en el M-19 finalmente se detuvo. En ese momento, los proyectos e investigaciones relacionados se redirigieron al programa Energia-Buran.
Por lo tanto, "Tema 19" / "Frío-2" no condujo a los resultados esperados. La URSS nunca construyó un avión aeroespacial con una planta de energía combinada y no lo usó para necesidades militares y científicas. No obstante, en el marco del proyecto "19" se realizaron diversos estudios que permitieron determinar los caminos óptimos para el desarrollo de sistemas espaciales reutilizables y encontrar las mejores soluciones de ingeniería de diversa índole. Los trabajos de investigación y desarrollo del "Tema 19" hicieron una contribución significativa al desarrollo de la cosmonáutica nacional, y algunos desarrollos se adelantaron a su tiempo y aún no han encontrado aplicación.
