Geçen yüzyılın ortalarında, yavaş yavaş yeni hızlarda ve yüksekliklerde ustalaşan insanlı jet uçakları, uzayın eşiğine yaklaşmayı başardı.
Amerikan meydan okuması
İlk başarılar Amerikalılar tarafından elde edildi: 14 Ekim 1947'de, deneysel bir X-1 roket uçağındaki test pilotu Chuck Yeager, 12 Aralık 1953'te geliştirilmiş bir X-1A'da B-29 "uçan kaleden" düştü roket uçağı, 21 km'nin üzerinde bir yükseklikte 2655 km / s (M = 2, 5) maksimum hıza ulaştı. 1953'te, 25 Temmuz 1956'da ve Eylül 1956'nın başında - 38 430 m yükseklikte 3360 km / s yatay uçuşta rekor bir hıza ulaşılan X-2 roket uçağı testleri başladı.
Haziran 1954'te Amerika Birleşik Devletleri, dönüştürülmüş bir B-52 stratejik bombardıman uçağının kanatlarının altından başlayarak, ses hızının altı katı bir hız geliştirmek zorunda olan Kh-15 hipersonik kanatlı roket uçağı için bir test programı başlattı. birkaç dakika ve 76 km yüksekliğe ulaşın! Uçağın kanatları altındaki ilk örneğin uçuşu 10 Mayıs 1959'da tamamlandı ve 8 Haziran'da X-15 ilk kez B-52'den ayrıldı ve bağımsız bir kayma uçuşu yaptı. Roket motorunun ilk aktivasyonu 17 Eylül'de gerçekleştirildi ve daha sonraki test uçuşlarında rekorlar birbiri ardına "döküldü" - 4 Ağustos 1960'ta 3514 km / s hıza ulaşıldı ve 12 Ağustos'ta - 41.605 m rakım; 7 Mart 1961'de Kh-15, 4264 km / s hıza ulaştı, 31 Mart'ta uçuşta 50.300 metre yükseklik alındı; 21 Nisan'da 5033 km / s hıza ulaşıldı, 12 Eylül'de - zaten 5832 km / s. Uzayın "resmi" sınırı olarak kabul edilen bir kilometrelik çizgi 22 Ağustos 1963'te aşıldı - maksimum uçuş yüksekliği 107.906 m idi!
uzay kayakçısı
X-15'in başarısından ilham alan ABD Hava Kuvvetleri, Dyna Soar projesinin (Dynamic Soaring'den) bir parçası olarak bir askeri uzay roketi uçağı geliştirmeye başladı. X-20 adı verilen roket uçağının 24.000 km / s hızında uçması gerekiyordu ve aslında Alman uzay bombacısı Zenger fikrinin bir gelişimiydi (bkz. "PM" # 8'2004). Amerikan uzay programındaki kilit mühendislik pozisyonlarının Alman uzmanlar tarafından tutulduğu göz önüne alındığında, bu şaşırtıcı değil. Yeni roket uçağının uzaydan uzaya, uzaydan havaya ve uzaydan yere füzeler ve konvansiyonel bombalarla silahlandırılması planlandı. X-20'nin alt yüzeyi, 1480 ° C'ye kadar sıcaklıklara dayanabilen molibdenden yapılmış metal bir ısı kalkanı ile kaplandı, kanadın ön kenarları 1650 ° C'ye kadar sıcaklıklara dayanabilen bir molibden alaşımından yapıldı. C. Atmosfere girdikten sonra 2371 ° C'ye kadar ısıtılan aracın münferit parçaları, gövdenin burnunda güçlendirilmiş bir grafit ve zirkonyum yarım küre başlık ile korundu veya seramik bir yalıtkan niyobyum kaplama ile kaplandı. Pilot, yalnızca ses altı hızlarda kurtarma sağlayan bir fırlatma koltuğuna yerleştirildi. Kokpit, inişten hemen önce düşürülen ısı kalkanlarıyla korunan yan camlar ve bir ön camla donatıldı. Horoz arkası bölmesine 454 kg'a kadar bir yük yerleştirildi. İniş takımı, kayaklarla donatılmış üç geri çekilebilir payandadan oluşuyordu.
Ancak Alman selefinin aksine, X-20 kelimenin tam anlamıyla bir uzay uçağı değildi. Roket uçağını 97.6 km yükseklikte bir yörüngeye fırlatan Titan-IIIC fırlatma aracının üstünde geleneksel şekilde Cape Canaveral'dan başlaması gerekiyordu. Ayrıca, X-20'nin ya kendi roket motorlarını kullanarak kendini hızlandırması ya da tamamlanmamış bir yörüngeyi tamamlayarak Edwards AFB'yi planlaması gerekiyordu. B-52 uçağından ilk düşüşün 1963'te yapılması, ilk insansız uçuşun Kasım 1964'te ve ilk insanlı uçuşun Mayıs 1965'te yapılması planlandı. Bununla birlikte, bu askeri program daha önce sessizce öldü, basit ve ucuz bir çözümle rekabet edemedi - sivil bir kuruluş NASA tarafından uygulanan basınçlı bir kapsülde balistik bir roket üzerinde uzaya astronot göndermek.
gecikmiş yanıt
İronik olarak, Amerikalılar insanlı roket planör programlarını kapattıkları anda, X-15 kayıtlarından etkilenen SSCB, Amerika'yı "yakalamaya ve sollamaya" karar verdi. 1965 yılında, OKB-155 Artem Mikoyan'a yörüngesel ve hipersonik uçaklar üzerindeki çalışmalara, daha doğrusu iki aşamalı bir havacılık sistemi "Spiral" oluşturulmasına liderlik etmesi talimatı verildi. Konu Gleb Lozino-Lozinsky tarafından denetlendi.
115 tonluk "Spiral", "50-50" endeksli 52 tonluk hipersonik hızlandırıcı uçaktan ve üzerinde 54 tonluk iki- sahne roket güçlendirici. Güçlendirici 1800 m / s (M = 6) hipersonik bir hıza ulaştı ve ardından basamakları 28-30 km yükseklikte ayırdıktan sonra havaalanına geri döndü. Hidrojen florür (F2 + H2) yakıtı ile çalışan bir roket güçlendirici kullanan yörünge düzlemi, çalışma yörüngesine girdi.
güçlendirici uçak
Destek ekibi, fırlatma koltuklarına sahip iki kişilik basınçlı bir kokpitte bulunuyordu. Canlı uçak, roket güçlendirici ile birlikte, burun ve kuyruk kısımları kaplamalarla kapatılarak özel bir kutuya yukarıdan bağlandı.
Hızlandırıcı, ortak bir hava girişine sahip olan ve tek bir süpersonik harici genleşme nozülü üzerinde çalışan Arkhip Lyulka tarafından geliştirilen dört AL-51 turbojet motor bloğuna beslenen yakıt olarak sıvılaştırılmış hidrojen kullandı. Motorların bir özelliği, türbini çalıştırmak için hidrojen buharının kullanılmasıydı. İkinci temel yenilik, türbinlere giren havayı sıkıştırmak için alt kanat yüzeyinin neredeyse tüm ön kısmını kullanan entegre, ayarlanabilir hipersonik hava girişidir. Yüklü hızlandırıcının tahmini uçuş menzili 750 km idi ve bir keşif uçağı olarak uçarken - 7000 km'den fazla.
yörünge düzlemi
8 m uzunluğunda ve 7, 4 m kanat açıklığına sahip yeniden kullanılabilir insanlı tek kişilik yörünge uçağıyla savaş, "taşıma gövdesi" şemasına göre gerçekleştirildi. Seçilen aerodinamik düzen nedeniyle, toplam açıklıktan, süpürülmüş kanat konsolları sadece 3.4 m'ye sahipti ve dayanma yüzeyinin geri kalanı gövdenin genişliği ile ilgiliydi. Plazma oluşum bölümünün geçişi sırasında (yörüngeye fırlatma ve alçalmanın ilk aşaması) kanat konsolları, etraflarındaki doğrudan bir ısı akışını dışlamak için yukarı doğru yönlendirildi. İnişin atmosferik bölümünde yörünge düzlemi kanatlarını açtı ve yatay uçuşa geçti.
Yörüngesel manevra motorları ve iki acil durum sıvı yakıtlı roket motoru, daha sonra daha çevre dostu flor ile değiştirilmesi planlanan savaş balistik füzelerinde kullanılana benzer yüksek kaynama noktalı AT-NDMG yakıtı (azot tetraksit ve asimetrik dimetilhidrazin) ile çalışıyordu. bazlı yakıt. Yakıt rezervleri iki güne kadar süren bir uçuş için yeterliydi, ancak yörünge uçağının ana görevi ilk 2-3 yörüngede yerine getirilmesi gerekiyordu. Savaş yükü, keşif ve önleme varyantı için 500 kg ve uzay bombacısı için 2 ton idi. Fotoğraf ekipmanı veya füzeler, pilotun uçuşun herhangi bir aşamasında kurtarılmasını sağlayan ayrılabilir bir kokpit kapsülünün arkasındaki bölmeye yerleştirildi. İniş, dört direkli bir kayak şasisinde 250 km / s hızında bir kir havaalanında bir turbojet motoru kullanılarak yapıldı.
Atmosferde frenleme sırasında aracı ısınmadan korumak için, "balık pulu" ilkesine göre düzenlenmiş ısıya dayanıklı çelik VNS ve niyobyum alaşımlarından plakalardan ısı koruyucu metal bir ekran sağlandı. Ekran, termal bariyerler rolü oynayan seramik yataklara asıldı ve ısıtma sıcaklığı dalgalandığında, vücuda göre sabit bir konum koruyarak otomatik olarak şeklini değiştirdi. Böylece, tüm modlarda, tasarımcılar aerodinamik konfigürasyonun sabitliğini sağlamayı umdular.
Tek kullanımlık iki aşamalı bir fırlatma ünitesi, ilk aşamasında 25 tf itme gücüne sahip dört sıvı yakıtlı roket motoru ve ikincisinde bulunan yörünge düzlemine yerleştirildi. İlk defa yakıt olarak sıvı oksijen ve hidrojen kullanılması, daha sonra flor ve hidrojene geçilmesi planlandı. Hızlandırıcının aşamaları, uçak yörüngeye girerken sırayla ayrıldı ve okyanusa düştü.
efsanevi planlar
120 km uçuş yüksekliğine ve M = 6-8 hızına sahip bir yörünge uçağının analogunun 1968 tarafından yaratılması için sağlanan proje üzerinde çalışma planı, bir tür yanıt olan Tu-95 stratejik bombardıman uçağından düştü. Amerikan kayıt sistemine - B-52 ve X-15.
1969'da, bir Soyuz taşıyıcı roketi tarafından yörüngeye fırlatılacak olan, bir savaş yörünge uçağına tamamen benzeyen, deneysel bir insanlı yörünge uçağı EPOS'unun yaratılması planlandı. 1970'de, hızlandırıcının da uçmaya başlaması gerekiyordu - önce gazyağı üzerinde ve iki yıl sonra hidrojen. Komple sistemin 1973'te uzaya fırlatılması gerekiyordu. 1970'lerin başında, tüm bu görkemli programdan sadece üç EPOS inşa edildi - biri ses altı hızda uçuş araştırmak için, biri ses üstü araştırma için ve biri hipersonik hıza ulaşmak için. Ancak, Birleşik Devletler'deki tüm benzer programların aşamalı olarak kaldırıldığı Mayıs 1976'da yalnızca ilk model havaya yükselmeye mahkum edildi. Eylül 1978'de başarısız bir inişten sonra bir düzineden biraz fazla sorti yapan EPOS, küçük hasar aldı ve tekrar havaya yükselmedi. Bundan sonra, program için zaten yetersiz olan fon kısıtlandı - Savunma Bakanlığı zaten Amerikalılara - Energia - Buran sistemine başka bir yanıt geliştirmekle meşguldü.
Kilitli konu
Spiral programının resmi olarak kapatılmasına rağmen harcanan emek boşa gitmedi. Oluşturulan altyapı ve "Spiral" üzerinde çalışırken kazanılan deneyim, yeniden kullanılabilir uzay aracı "Buran"ın yapımını büyük ölçüde kolaylaştırdı ve hızlandırdı. Kazanılan deneyimi kullanarak, Gleb Lozino-Lozinsky, Buran planörünün yaratılmasına öncülük etti. EPOS'un ses altı bir analogunda uçuş yapan gelecekteki kozmonot Igor Volk, daha sonra Buran BTS-002'nin atmosferik analogunu uçuran ilk kişi oldu ve Buran programı kapsamında bir test pilotlarının ayrılmasının komutanı oldu.
