«Спираль» — это фантастически дерзкий проект Советского Союза по созданию совершенно нового направления по выходу человечества в космос. Программа «Спираль» включала в себя создание многоразового воздушно-орбитального самолета. Выходящего в космос не с космодрома, а с помощью специального самолёта-носителя.
Ракетоплан термин, который использовал Константин Эдуардович Циолковский для обозначения летательного аппарата подобного аэроплану имеющим небольшие крылья лишённым воздушного винта, но с ракетным двигателем.
В советской фантастике ракетоплан занимал заметное место особенно часто их можно было встретить в кино.
1—- Фильм «Космический рейс»
Яркий пример фильм «Космический рейс» 1935 года В нём гигантский ракетоплан. По сюжету на нём на Луну отправляется академик Павел Иванович Седых вместе со спутниками. Земляне решают проблему с кислородом лунной атмосферы и возвращаются на Землю.
Специально для съёмок Циолковский сделал около 30 чертежей ракетоплана.
В реальности многоразовый крылатый космический аппарат начали разработать в 1940-х годах в нацистской Германии. Проект Silbervogel «Серебряная птица» австрийского учёного Ойгена Зенгера.
Silbervogel — это проект высотного частично-орбитального бомбардировщика-космолёта.
Аппарат должен был нести до 30 тонн бомб, длина 28 метров, размах крыльев 15 метров, пустая масса — примерно 10 тонн, взлётная масса с полной заправкой керосин и жидкий кислород 100 тонн.
2—- Silbervogel «Серебряная птица»
Старт с помощью специальной стартовой тележки которая разгонялась по трёхкилометровой монорельсовой направляющей. После разгона Silbervogel включал собственный ракетный двигатель.
Жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) тягой до 100 тонн, который разработал сам Зенгер, был крайне сложным и крайне тяжёлым.
После выключения двигателя аппарат выходил в ближний космос. Зенгер рассчитал, высота полёта 260 км, скорость 6400 м/с.
Особенность полёта «подпрыгивание» skip-glide. Плоское днище аппарата, входит в атмосферу на гиперзвуковых скоростях, создаёт аэродинамическую подъёмную силу, которая снова подбрасывает его вверх, в разреженные слои. С каждым таким «скачком» дальность полёта увеличивалась. Аппарат мог преодолеть расстояние в 19 000–24 000 км.
Проект так и остался на стадии эскизов. Однако идеи Зенгера не пропали даром: концепция «подпрыгивающего» полёта boost-glide легла в основу многих последующих разработок, включая американские программы X-20 Dyna-Soar.
Идея многоразового космического аппарата не покидала мысли конструкторов.
Она обещала удешевить и упростить доставку космонавтов и оборудования в космос и обратно.
3—- X-20 Dyna Soar
Проект США X-20 Dyna Soar от Dynamic Soaring — «динамическое парение»; игра слов, как «динозавр» американская программа создания, пилотируемого многоразового орбитального самолёта.
Его задумывали как аппарат, который мог бы выполнять сразу несколько военных задач: вести разведку, наносить бомбовые удары по наземным целям, в том числе наносить ядерные бомбовые удары с использованием ядерного оружия и перехватывать, а в перспективе — уничтожать спутники противника на орбите.
Разработку начали вести с 24 октября 1957 года и вели по 10 декабря 1963 года по заказу ВВС США, компания Boeing. Генеральный конструктор Вальтер Дорнберг руководитель ракетной программы Третьего рейха.
Для вывода X-20 на орбиту планировали использовать разные модификации ракетоносителя «Титан».
Аппарат был выполнен по аэродинамической схеме «несущее тело» с короткими крыльям длины 10,7 метра, размах крыльев 6,35 метра. Экипаж до четырёх человек.
4—- Пилоты космоплана Х-20 Dyna-Soar
Вариант А.
Аппарат выводился на низкую орбиту 160 км, затем совершал неглубокий «нырок» в атмосферу до 60–70 км. Проводил бомбометание, после чего, снова поднимался в космос на меньшую высоту. Так повторялось несколько раз по затухающей траектории, и совершал посадку на аэродром.
Вариант-В
X-20 дооснащали третьей ступенью — разгонным блоком с жидкостным ракетным двигателем это открывало путь к длительному автономному полёту, сложному маневрированию, сближению со спутниками противника и их нейтрализации. Теплозащита при возвращении в атмосферу планировалось использовать тугоплавкие материалы: молибден, цирконий.
Были проведены исследования, построены макеты, сформирован отряд пилотов-астронавтов. Но 10 декабря 1963 года Роберт Макнамара закрыл проект
Причина высокая стоимость.
Роберт Стрейндж Макнамара американский государственный деятель, один из ключевых политиков США XX века. Он занимал пост министра обороны страны с 1961 по 1968 год.
В ответ в СССР начались соответствующие разработки. В СССР задумались о том, чтобы создать свою многоразовую систему: орбитальный самолёт, который бы выводился в космос не с космодрома, а с помощью специального самолёта-носителя.
К тому же это уменьшало стоимость вывода на орбиту одного килограмма полезного груза в 3-3,5 раза по сравнению с ракетными комплексами на тех же компонентах топлива.
5—- Павел Цыбин
Первый советский ракетоплан продумал Павел Владимирович Цыбин — советский конструктор авиационной и ракетно-космической техники Павел Цыбин, долгое время занимавшийся вместе со своим ОКБ-256 разработкой различных планеров, в том числе гиперзвуковых.
Так, в 1959 году он предложил Сергею Королёву эскизный проект аппарата для пилотируемого полета в космос и возвращения с орбиты с использованием спуска на крыльях.
Этот «планирующий космический аппарат» (ПКА), стоящий на стыке авиационной и ракетной техники, по современной терминологии можно было бы назвать «ракетопланом» или «космопланом» стартовой массой 3500 кг.
6—-«Планирующий космический аппарат» (ПКА).
Одноместный ПКА с космонавтом на борту должен был выводиться на круговую орбиту высотой 300 км под обтекателем трехступенчатого варианта разгонного блока или ракетоносителем типа «Восток». После орбитального полёта в течение 24–27 часов аппарат должен был сойти с орбиты и возвратиться на Землю, планируя в плотных слоях атмосферы с использованием складного крыла.
При входе в атмосферу наибольшему нагреву подвергнутся тонкие кромки крыльев, поэтому при торможении ракетоплан должен идти «брюхом вперёд», рассеивая тепло с помощью донного теплозащитного экрана, а сложенное крыло должно было прятаться в аэродинамической «тени» корпуса.
7—- Идеи самолёта, ракетоплана
Примерно в 1964-м году группа учёных и специалистов ЦНИИ 30 ВВС разработала концепцию создания принципиально новой ВКС, которая наиболее рационально интегрировала в себе идеи самолёта, ракетоплана и космического объекта.
Один из ведущих сотрудников ОКБ-52 В.А. в своей книге вспоминает, что термин «ракетоплан» впервые появился в перечне проектов в июле 1959 года.
8—- Идеи самолёта, ракетоплана.
Речь шла об аппарате с жидкостно-реактивным двигателем, выводимом на орбиту четырехступенчатой системой
Этот образ представляет собой схему советского проекта суборбитального ракетоплана или малого орбитального космоплана.
Сначала в инициативном порядке, а затем в 1965 году министр авиационной промышленности Пётр Дементьев официально поручил создание авиакосмической системы (АКС) ОКБ А. И. Микояна.
9—- Пётр Васильевич Дементьев
Разработку проекта системы и её главным конструктором был назначен 55-летний Главный конструктор ОКБ Глеб Евгеньевич Лозино-Лозинский.
От ВВС руководство работами осуществлял С. Г. Фролов, военно-техническое сопровождение поручили начальнику ЦНИИ 30 — З. А. Иоффе.
10— Глеб Евгеньевич Лозино-Лозинский
Уже в следующем, 1966 году коллектив представил АКС, получившую наименование «Изделие 50». Сам же проект назывался «Спираль»
Целью «Спирали» было создание многоразового орбитального самолёта, который мог бы выполнять военные задачи: перехватывать вражеские спутники, проводить разведку, атаковать морские цели, наносить удары ракетами класса «космос — Земля», а также инспектировать другие спутники.
11—-«Изделие 50». Проект «Спираль»
Предполагалось, что поиск цели и визуальные наблюдения за земной поверхностью летчик будет вести через расположенный в кабине оптический визир с плавно изменяющейся кратностью увеличения.
Согласно расчётным данным, боевую задачу космический истребитель должен был выполнить во время двух первых витков вокруг Земли. На третьем витке орбитальный самолёт заходил на посадку.
12— Проект «Спираль» Компоновка фоторазведчика
Посадка совершалась с использованием турбореактивного двигателя, на грунтовой аэродром со скоростью не более 250 км/ч.
Для подготовки пилотов орбитального самолёта в 1966 году в Центре подготовки космонавтов была сформирована группа, в которую вошли члены отряда космонавтов, имевшие достаточную лётную подготовку.
Советская система состояла из орбитального самолёта, который по технологии воздушный старт выводился в космос гиперзвуковым самолётом-разгонщиком, а затем ракетной ступенью на орбиту
Три основных компонента системы:
13— Самолёт-разгонщик.
14— Боевой пилотируемый ГСР
Гиперзвуковой самолёт-разгонщик: вес — 52 т, длина — 38 м, размах крыльев — 16,5 м.
Он должен был взять присоединённый к нему орбитальный самолёт и вывести всю связку на высоту 28–30 км, разогнав до скорости примерно 6 Махов примерно 1800 м/с.
15— ГСР имел сверху специальное ложе, в котором и размещался орбитальный самолет.
После этого ГСР возвращался на базу.
Самолёт-разгонщик был оборудован 2-местной герметичной кабиной экипажа с катапультируемыми креслами.
16— Гиперзвуковой самолёт-разгонщик ГСР 50-50.
В верхней части ГСР в специальном ложе крепился орбитальный самолет и ракетный ускоритель, носовая и хвостовая части которых закрывались обтекателями.
Для посадки ГСР использует трехопорное шасси с носовой стойкой
На ГСР в качестве топлива использовался сжиженный водород, двигательная установка — в виде блока четырех турбореактивных двигателей (ТРД) разработки А.М.Люлька
«Самолёт-разгонщик предполагалось возможным использовать и как пассажирский самолёт-авиалайнер.
Ввиду требования больших средств для принципиально новых двигательных, аэродинамических и материаловедческих технологий для создания такого гиперзвукового самолёта-разгонщика, в последних вариантах проект не был реализован.
Ракетный ускоритель.
После отделения от разгонщика включались жидкостно-реактивные двигатели первой и второй ступеней. С помощью собственного ракетного ускорителя «ОС» продолжал разгон уже самостоятельно до выхода на орбиту.
Блок выведения представляет собой одноразовый двухступенчатый ракетоноситель, расположенный в «полуутопленном» положении в ложементе «на спине» ГСР.
17— Ракетный ускоритель проекта «Спираль»
При выборе топливных компонентов проектировщики исходили из обеспечения вывода на орбиту возможно большего полезного груза.
Жидкий водород В качестве окислителей кислород и фтор. Керосин в качестве топлива для ракетного ускорителя не рассматривался.
Общая длина ракетного ускорителя 27,75 м, включая 18,0 м первой ступени и 9,75 м второй ступени с полезной нагрузкой — орбитальным самолетом.
Орбитальный ракетоплан самолёт: вес — 8–10 т, мог выводить на орбиту до 2 т полезной нагрузки или вооружения.
Боевой пилотируемый одноместный ОС многоразового применения.
18— Орбитальный самолёт «ОС»
Одноместный аппарат длиной около 8 м и размахом крыльев 7,4 м. Фюзеляж выполнялся по схеме несущего корпуса с сильно затупленной треугольной формой, за что получил прозвище «Лапоть». Его выполнили по схеме «несущий корпус» подъёмная сила создавалась в большей степени нижней частью фюзеляжа, а не крылом.
Для маневрирования на орбите планировалось использовать двигательную установку, которая состояла из жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) орбитального маневрирования, двух аварийных тормозных ЖРД.
19— Орбитальный самолёт «ОС»
Посадку — производилась в самолётном режиме.
Для защиты от высоких температур при спуске с орбиты использовались пластины из ниобиевого сплава.
При спуске с орбиты крылья автоматически складывались, «подставляя» носовую часть и днище.
20— Отделяемая кабина в виде капсулы.
Для спасения пилота в случае аварии орбитального самолёта предусматривалась отделяемая кабина в виде капсулы.
Капсула была снабжена управляющими двигателями для входа в плотные слои атмосферы, радиомаяком, аккумулятором и аварийным блоком навигации. Приземление осуществлялось с помощью парашюта со скоростью 8 м/сек.
Подпроект-1.
В ходе программы для отработки создания орбитального самолёта и демонстрации его реализуемости были созданы подпроекты самолёта-аналога МиГ-105.11.
21— MiG-105-11a
Фюзеляж его был выполнен по схеме несущего корпуса с сильно затупленной формой, из-за чего получил прозвище «Лапоть».
Основой конструкции являлась сварная ферма, на которую снизу крепился силовой теплозащитный экран.
22— Миг-105. «Лапоть».
Это был дозвуковой самолёт-аналог. С 1976 по 1978 были проведены 7 успешных испытательных полётов Миг-105.
На дозвуковом аналоге орбитального самолёта Миг-105.11 проводили испытания лётчики. МиГ-105.11 стартовал из-под фюзеляжа тяжёлого бомбардировщика Ту-95К.
Подпроект-2.
Суборбитальных аппаратов-аналогов БОР-1 (Беспилотный орбитальный ракетоплан), БОР-2, БОР-3 и космических аппаратов-аналогов «ЭПОС» (Экспериментальный пилотируемый орбитальный самолёт), БОР-4 и БОР-5.
Беспилотные орбитальные ракетопланы (БОР). Запускали ракетоносителями.
«15 июля 1969 года — дата первого запуска авиационно-космической системы «Спираль».
23— Ракетоплан БОР-4
Все аппараты были выполнены в масштабе 1:3 из-за ограниченных энергетических возможностей ракетоносителя.
Наметившаяся тенденция к закрытию программы «Спираль» привела в 1972 году к численному сокращению 4 отдела до трех человек и к снижению интенсивности тренировок.
1976–1978 годы. Проведены 7 успешных испытательных полётов.
С технической точки зрения работы шли успешно. По календарному плану разработки проекта «Спираль» предусматривалось создание дозвукового ОС начать в 1967 году, гиперзвукового аналога в 1968 году. Экспериментальный аппарат должен был впервые выводится на орбиту в беспилотном варианте в 1970 году.
Первый пилотируемый полет его намечался на 1977 год.
В 1979 году проект был закрыт. Причина высокая стоимость.
24— Андрей Антонович Гречко.
Работы над «Спиралью» окончательно прекращены после начала проекта «Энергия-Буран». Министр обороны А. А. Гречко не дал разрешения на орбитальные испытания «ЭПОС».
Некоторые эксперты считают, что, если бы «Спираль» была реализована, это могло бы кардинально изменить баланс сил в космосе.
В середине 70-х годов в СССР была практически уже создана авиакосмическая система «Спираль», которая в десять раз удешевила бы программы по освоению ближнего космоса.
Проект Спираль технически был готов к началу работ на опытных образцах.
В это время у МОМ и, в частности в знаменитом ОКБ-1, куда в итоге попали документы по проекту, были серьёзные проблемы.
Проект «Спираль» вызывал большой интерес у Сергея Павловича Королева, предложившего использовать вместо разгонщика его ведь надо было еще построить ракету, которая выводила в космос корабль «Восток».
В 1967 году орбитальный самолет должен был с помощью королевской ракеты совершить облет Земли. Однако судьба распорядилась иначе. Через несколько дней после встречи Воинова и Селецкого с Королевым Сергей Павлович лег в больницу и откуда уже не вышел.
В начале 1966 года Сергей Королёв умер.
Тяжело шла лунная программа – буксовали работы по лунной ракете Н-1, а лунный корабль 7К-ОК (будущий Союз) никак не хотел нормально летать.
25— Артем Иванович Микоян.
Тяжело больной Артём Микоян знал об этом. Его смерть 9 декабря 1970 года – это удар для Спирали, которая теперь не могла развиваться.
В 1971 году Лозино-Лозинский становится главным конструктором МиГ-31 – тяжёлого самолёта-перехватчика, и Спираль перестала быть его приоритетом.
Лозино-Лозинский и его товарищи продолжали раскручивать «Спираль», не считаясь со временем и не думая о деньгах.
4 июня 1982 года
С космодрома Капустин Яр, стартовал пуск ракетоносителя которая вывела на околоземную орбиту советский спутник «Космос-«БОР-4».
26—Бор-6.
В это время американцы приступили к испытаниям своего «космического челнока», руководители Советского Союза, стремясь поддержать престиж СССР, дали ученым и конструкторам задание создать «советский шаттл».
27— Доктор технических наук Глеб Евгеньевич Лозино-Лозинский
Для этого в 1976 году было организовано научно-производственное объединение «Молния». Генеральным директором и главным конструктором отцом БУРАНА был назначен Г.Е. Лозино-Лозинский.
28—Космический корабль Буран.
Самое знаменитое его детище — орбитальный корабль многоразового использования «Буран», который 15 ноября 1988 года, совершив два витка вокруг Земли, сел на космодром Байконур.
Его полет стал сенсацией: создателям «Бурана» удалось осуществить посадку в автоматическом режиме, после более чем трехчасового полета в космосе.
Беспилотный космический корабль X37B
29— Космический корабль Boeing X-40A. Boeing_X-40A-NASA
Космический манёвренный корабль Boeing X-40A был построен для проверки аэродинамики и навигации проекта многоразовой ракеты-носителя. В августе 1998 года аппарат был передан НАСА. С 4 апреля 2001 года аппарат успешно совершил семь свободных полетов.
Беспилотный космический корабль X37B орбитальный самолёт. Этот беспилотный космический корабль многоразового использования является увеличенной на 20 % производной от X-40А. Самолёт предназначен для функционирования на высотах 200—750 км, способен быстро менять орбиты, маневрировать. Предполагается возможность выполнять разведывательные задачи, доставлять и возвращать грузы в космос.
30— Схема размещения полезной нагрузки внутри X-37B. Источник NASA
Работы над созданием Boeing X-37 начались в 1999 году NASA совместно с Boeing.
Специалисты из Boeing изначально создавали не просто многоразовый̆ корабль, а машину, способную проводить скрытное наблюдение на орбите максимально длительное время. X-37B хоть и получился существенно меньше, чем оригинальный̆ Space Shuttle, но загрузить в его отсеки пару спутников-шпионов или начиненные взрывчаткой̆ боеприпасы ничего не стоит.
31— Boeing X-37B
Это уникальное средство как для разведки, так и для удара одновременно, потому что внутренний̆ отсек не имеет каких-то чётких габаритов, туда можно поместить всё что угодно — от фотокамер с высоким разрешением, до генераторов импульсов и лазера.
32— Сверхсекретный космический самолет X-37B.
Корабль X-37B создан с уклоном на длительное пребывание в космосе. Для того чтобы отключить двигатели и спокойно работать в космосе X-37B оснащён солнечными панелями, и, фактически, вся система работает как небольшая, но вполне способная на боевые действия орбитальная станция.
Космический корабль Dream Chaser.
Dream Chaser «Бегущий за мечтой»
Многоразовый космический корабль-ракетоплан, который разрабатывает американская компания Sierra Space ранее — SpaceDev, подразделение Sierra Nevada Corporation.
33— dream chaser«Бегущий за мечтой»
Разработка началась в 2004 году. Руководитель SpaceDev Марк Сиранджело изучил опыт советского беспилотного орбитального ракетоплана БОР-4 программы «Спираль» и американского проекта HL-20. Встречался в России с инженерами, работавшими над БОР-4,
Dream Chaser создается по контракту с НАСА для доставки грузов на МКС. Предполагается, что Dream Chaser «Бегущий за мечтой» будет доставлять на околоземную орбиту грузы и экипаж численностью до 7 человек.
34— Dream Chaser доставки грузов на МКС.
35— Dream Chaser садится как самолёт. Dream Chaser — современный американский аналог советского орбитального самолёта ЭПОС «Спираль»
Dream Chaser садится как самолёт на обычную взлётно-посадочную полосу длиной 2,5 км. Способен к самостоятельному полёту на этапе посадки.
Несущий корпус из композитных материалов с керамической теплозащитой. Размах крыльев — около 7 метров, длина — примерно 9 метров.
36— Экземпляр Dream Chaser.
Корабль способен взять на борт несколько тонн груза.
Взлёт корабля осуществляется ракетоносителем «Vulcan Centaur или «Атлас-5».
Проект задумывался как пилотируемый, но пока запланированы только беспилотные миссии.
Первый орбитальный запуск запланирован на конец 2026 года. Первый аппарат серии называется Tenacity.
После успешных испытаний есть планы выйти за рамки снабжения МКС. Например, поддерживать коммерческие космические станции, применять корабль в области безопасности.
37—Музей авиации в Монино.
Историю орбитального самолёта СССР «Спираль» можно найти в авиа музее в Монино.
