Блоги / Техника и вооружение

5:00 / 04.02.19
Нереализованные проекты: Мировые разработки авиационных космических комплексов «Воздушный старт» (Вторая часть)

Технология воздушного старта — запуска ракет с высоты более десятка километров с борта летательного аппарата — разрабатывается учеными с середины прошлого века, но за почти 70 лет более чем из 100 проектов успешными были единицы. В США в 1970-х годах была испытана система воздушного пуска ракеты для поражения спутников с истребителя F-15. Эти испытания увенчались успехом, но работы в дальнейшем были прекращены. [1]

В 1990 году в рамках проекта американских компаний Orbital Science и Hercules Aerospace на орбиту Земли был успешно выведен спутник ракетой-носителем Pegasus, стартовавшей с самолета. В настоящее время это единственная система с воздушным стартом, находящаяся в эксплуатации. В СССР в 1960-1970-х годах разрабатывался проект с воздушным стартом "Спираль". В соответствии с ним предполагалось запустить ракету из гиперзвукового самолета-разгонщика. Однако проект так и не был реализован.

Сегодня мировое научное сообщество вновь возвращается к вопросу практического воплощения технологии воздушного старта.

01.jpg

ГД, ГК ГРЦ имени академика В. П. Макеева академик РАН Владимир Дегтярь / Фото: ГРЦ имени академика В. П. Макеева

Биографическая справка

Владимир Григорьевич Дегтярь (род. 1948) — советский и российский учёный и конструктор, специалист в области морского ракетостроения, генеральный директор и генеральный конструктор Государственного ракетного центра имени академика В. П. Макеева (с 1998 года), член-корреспондент РАН (2008), академик РАН (2016).

Родился 13 сентября 1948 года в поселке Маяк Соль-Илецкого района Оренбургской области.

В 1972 году — с отличием окончил Челябинский политехнический институт, факультет — «Двигатели, приборы и автоматы», по специальности «Летательные аппараты».

С 1972 года и по настоящее время работает в г. Миассе Челябинской области в Конструкторском бюро машиностроения (сейчас это — ОАО «Государственный ракетный центр имени академика В. П. Макеева»), где прошел путь от инженера до генерального директора и генерального конструктора Государственного ракетного центра имени академика В. П. Макеева (с 1998 года).

В 1998 году — защитил кандидатскую диссертацию.

В 2002 году — защитил докторскую диссертацию, было присвоено учёное звание профессора.

Научно-производственная деятельность

Специалист в области создания комплексов морского базирования с баллистическими ракетами подводных лодок и переоборудованных в ракеты-носители БРПЛ для запусков космических аппаратов.

Область научных интересов: прикладная гидродинамика и аэродинамика, машиноведение, механика конструкций из композиционных материалов, материаловедение.

Под его руководством и непосредственном участии созданные морские ракетные комплексы с БРПЛ — основа морских стратегических ядерных сил России, а принятый на вооружение комплекс с БРПЛ «Синева» будет обеспечивать их поддержание и развитие до 2025 года и далее.

Принимал непосредственное участие в разработке и отработке второго и третьего поколений стратегических морских ракетных комплексов с ракетами Р-27У, Р-29, Р-29Р, Р-39, Р-39УТТХ («Барк»), Р-29РМ и их модификаций.

В 1987 году под его руководством подготовлены и выполнены пуски двух ракет с подводной лодки с Северного полюса.

С 1989 по 1998 годы — руководил разработкой, экспериментальной и летной отработкой с погружаемого плавстенда комплекса с ракетой Р-39УТТХ («Барк»), работы по которому были доведены до этапа совместных испытаний с наземного стартового комплекса.

Автор 140 научных трудов, в числе которых 6 монографий, 4 книги, 98 статей, 32 патента.

Общественная деятельность

  • академик Российской академии ракетных и артиллерийских наук (2005)
  • член-корреспондент РАН (2008)
  • академик РАН (2016)
  • член Президиума УрО РАН
  • заместитель председателя Научного совета Российской академии наук по механике конструкций из композиционных материалов
  • главный редактор научно-технического журнала «Конструкции из композиционных материалов»
  • главный редактор отраслевого научно-технического сборника «Ракетно-космическая техника, серия XIV»

Заведующий кафедрой «Летательные аппараты и автоматические установки» Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ), председатель диссертационного докторского совета при ЮУрГУ.

Под его руководством защищено 4 докторские и 9 кандидатские диссертации.

Депутат Законодательного собрания Челябинской области IV созыва (2005—2010).


Генеральный директор, генеральный конструктор Государственного ракетного центра имени академика В. П. Макеева академик РАН Владимир Дегтярь дает определение этим конструкциям:  «Воздушный старт — это старт ракеты с воздушного средства, которое находится в полете. Ракета может запускаться с самолета, дирижабля или экраноплана. Самолет-носитель, обладающий широким спектром возможностей по скорости, высоте и дальности полета, наиболее интересен в этом плане.

При запуске ракеты самолет является многоразовой разгонно-стартовой системой. Такой авиационно-ракетный комплекс (АРК) на базе ракеты и самолета позволяет расширить возможности независимого доступа в космос и предоставления услуг по запуску на мировом рынке».

В материалах из Википедии — свободной энциклопедии деется следующее определение [2]: 

Воздушный старт — способ запуска ракет или самолётов с высоты нескольких километров, куда доставляется запускаемый аппарат. Средством доставки чаще всего служит другой самолёт, но может выступать и воздушный шар или дирижабль. ()

Наиболее часто данный способ в настоящее время используется для запуска аппаратов по суборбитальной траектории [3], либо для вывода спутников на околоземную орбиту в системах, состоящих из самолёта-носителя и ракеты-носителя (РН) или крылатых авиационно-космических системах (АКС).

История

В докосмическую эпоху было реализовано много проектов воздушного старта экспериментальных и прочих самолётов (в т.ч. некоторые как воздушный авианосец) и крылатых ракет. 

Уже в конце 1950-х годов в США испытывали систему воздушного пуска ракеты носителя с истребителя NOTS-EV-1 Пилот, но испытания тогда не были удачны, но разработки продолжились для создания противоспутниковых ракет. [4]. Тогда же созданы запускаемые с самолётов-носителей экспериментальные ракетопланы, в том числе первый гиперзвуковой самолет - суборбитальный пилотируемый космоплан North American X-15, также Bell X-1, Lockheed D-21, Boeing X-43 и др. Подобные (но не суборбитальные) системы были также во Франции (Ледюк) и других странах. Воздушный старт использовался для отработки космоплана Энтерпрайз в масштабной программе многоразовой транспортной космической системы Спейс шаттл. 

Первым советским из детальных проектов АКС с воздушным стартом была нереализованная система «Спираль» 1960-х—1970-х гг. из гиперзвукового самолёта-разгонщика, РН и орбитального самолёта. Воздушный старт использовался для полётов дозвукового самолёта-аналога её орбитального самолёта. 

С 1990 года в США действует система Boeing B-52 Balls 8, в дальнейшем Stargazer на основе L-1011 (самолёт), и РН Пегас, разрабатывается другая система и есть прочие проекты АКС.

В последние годы данный способ запуска на низкие околоземные орбиты при соответствии некоторым условиям (для ИСЗ сравнительно небольших масс, выводимых на низкие орбиты) приобретает популярность (есть реализованные проекты и ещё больше проектов многих компаний рассматривают данный способ запуска) ввиду высокой экономической эффективности и мобильности (не требуется сооружение космодромов).

В России предложены детально разработанные проекты АКС МАКС и «Воздушный старт». В первом проекте космоплан с внешним топливным баком запускается с борта сверхтяжёлого самолёта Ан-225(325) «Мрия». Основным элементом второго проекта является специально переоборудованный тяжёлый самолёт Ан-124-100ВС «Руслан», с борта которого на высоте примерно 10 км по разработанной Государственным ракетным центром «КБ им. Макеева» технологии осуществляется так называемый «миномётный» старт ракеты-носителя, доставляющей на расчётную орбиту полезную нагрузку. Есть также проекты «Бурлак» и прочие, в которых РН с ИСЗ запускается с борта разных самолётов-носителей Ту-160, Ан-124, 

На Украине с использованием самолёта-носителя Ан-225 разработаны проекты АКС «Свитязь» (РН Зенит) и «Лыбидь» (крылатый космоплан). Казахстан предлагает проект АКС «Ишим» (Миг-31+РН). 

Проекты АКС с воздушным стартом космопланов были созданы в Германии (Зенгер-2), Японии (ASSTS), Китае (прототип Шэньлонг и АКС следующего поколения) и т.д. 

При помощи воздушного старта запускался частный суборбитальный космоплан SpaceShipOne; таким же способом планируется запускать и SpaceShipTwo. Также существует проект запуска космических аппаратов при помощи самолёта М-55 «Геофизика». Воздушный старт с аэростата суборбитальной пилотируемой ракеты предусмотрен в проекте Stabilo ARCASPACE Румынии.

Проблемы

  • Суборбитальные космические полёты начинаются с высоты примерно 100 км, при этом уже на высоте 30 км снижение плотности воздуха сводит на нет аэродинамические преимущества крыла и для дальнейшего увеличения высоты нужны ракетные технологии.
  • Затруднена масштабируемость - ракеты, которые выводят хотя бы 2 тонны на орбиту, весят 100-200 тонн, что близко к пределу грузоподъемности существующих самолётов: Ан-124 поднимает 120 тонн, Ан-225 — 247 тонн.
  • Проблемы структурной прочности полезной нагрузки и ракеты-носителя - спутники достаточно часто разрабатываются с требованием выдерживать только осевые перегрузки, и даже горизонтальная сборка (когда спутник лежит «на боку») для них недопустима.
  • Необходимость разработки мощных гиперзвуковых двигателей. Поскольку эффективный носитель — это быстрый носитель, обычные турбореактивные двигатели плохо подходят.

При существующем уровне развития технологий аэрокосмические системы могут стать эффективным средством доставки грузов на орбиту, но только если эти грузы будут небольшими (в районе пяти тонн), а носитель — гиперзвуковым. 

Как видно из истории развития проектов авиационно-космических систем в основном США и Россия достигли существенных результатов. Поэтому остановимся более подробно на проектах разрабатываемых в этих странах.


Глава 2. Разработанные проекты авиационно-ракетных комплексов в США и других странах мира

Проект 1. «Пегас» - первый реализованный проект воздушного старта космического назначения. [3].

Трёхступенчатая РН лёгкого класса «Пегас» может вывести на низкую околоземную орбиту до 443 кг. «Нулевая» ступень, т.е. самолёт-разгонщик, естественно используется многократно, с минимальным объёмом межполётного обслуживания. Кроме того, воздушный старт РН с борта самолёта позволяет выбирать наиболее приемлемую точку для выведения спутника на требуемую орбиту с возможностью падения отработавших ступеней в мировой океан.

2а.jpg

Самолёт L-1011 Stargazer запускает ракету "Пегас" с тремя спутниками Space Technology 5 satellites, 2006 год / Фото: rocketengines.ru

Ракета-носитель разработана и изготавливается компанией OSC (Orbital Science Corporation). Разработка ракеты началась в 1987 году. После объединения в 1988 г. с компанией Hercules Aerospace Company (НАС) и была создана АКС «Пегас». Основными составляющими системы «Пегас» являются трёхступенчатая твердотопливная ракета-носитель и самолёт-носитель (разгонщик). На высоте немногим более 11 км при скорости полёта 0,8М ракета-носитель отделяется и совершает дальнейший полет, используя тягу своих двигателей. Полезные грузы доставляются на околоземную орбиту или совершают суборбитальный полет. Первый полет ракеты совершён в апреле 1990 г.

Длина ракеты 15,5 м, диаметр 1,27 м. Изготовлена РН из углеродистых композиционных материалов. Тяга твердотопливных двигателей в вакууме: первой ступени – 484,9 кН, второй ступени – 122,8 кН и третьей ступени – 38,3 кН. Соответственно время горения: 74,4; 72,5 и 69,6 секунд. Удельный импульс тяги двигателей – 2850 м/с.

1а.jpg

Трёхступенчатая твердотопливная ракета-носитель «Пегас» под фезюляжем самолёта-носителя (разгонщика) / Фото: rocketengines.ru

С 1994 года применяется модификация «Пегас-XL». Основные характеристики ракет семейства «Пегас» приведены в таблице:

Параметры «Пегас» «Пегас-XL»
Длина, м 15,5 17,37
Стартовая масса, т 18,52 22,583
Полезный груз, кг 320 370
I ступень
Масса, т 14,02
Тяга двигателя, кН 484,9 486,7
Время горения, с 74,4 76
II ступень
Масса, т 3,4
Тяга двигателя, кН 122,8 122,8
Время горения, с 72,5 70,7
III ступень
Масса, т 0,985
Тяга двигателя, кН 38,3 34,6
Время горения, с 69,6 66

В последующие годы появился вариант ракеты, дополненный блоком маневрирования, работающем на гидразине.

Количество запусков носителя «Пегас» уже превысило четыре десятка. За всё время применения неудачными были три запуска и ещё два – частично-неудачными. С 1997 года все запуски проходили успешно.

Пожалуй, для запуска небольших по массе спутников на околоземную орбиту АКС «Пегас» является одним из наиболее приемлемых вариантов по критерию «стоимость-эффективность».

Проект 2. Совершенно секретный «Проект Пайлот» (Project Pilot), который предполагал создание и запуск разведывательных, инспекционных и навигационных ИСЗ. [4]

Как сообщается в материалах Википедии — свободной энциклопедии [5].

NOTS-EV-1 Pilot (неофициальное название NOTSNIK)— американская ракета-носитель и противоспутниковое оружие. Первая в мире ракета-носитель воздушного базирования.

В июле-августе 1958 года было совершено десять попыток запуска, 4 тестовых с земли и 6 с самолётов Douglas F4D Skyray. Ни одна из попыток не увенчалась успехом. Проект закрыт в августе 1958 года, будучи заменён на NOTS-EV-2 Калеб. Гриф секретности снят в 1994 году.

Помимо официально известных проектов Vanguard и Jupiter С, Соединенные Штаты пытались участвовать в «космической гонке» еще с одной - и весьма оригинальной - программой.

Вскоре после запуска Первого спутника группа инженеров военно-морских сил США инициировала совершенно секретный «Проект Пайлот» (Project Pilot), который предполагал создание и запуск разведывательных, инспекционных и навигационных ИСЗ, а также отработку системы перехвата вражеских КА, что представлялось наиболее важным. Планировалось выполнить программу быстро и при достаточно скромных ассигнованиях.

Особая роль отводилась Станции по испытаниям вооружения ВМС NOTS (Naval Ordnance Test Station) в Чайна-Лейк, шт. Калифорния, которая работала под руководством Главного управления вооружения ВМС BuOrd (Bureau of Ordnance) и с 1943 г. отвечала за разработку ракет для Флота. В качестве «пробного шара» решили «посмотреть» твердотопливный носитель на базе армейских тактических ракет Sergeant, однако Армия отказалась предоставить двигатели.

Новое предложение, оформленное к началу 1958 года, базировалось на шестиступенчатой РН с воздушным запуском, которая должна была создаваться из материально-технических средств, имеющихся в распоряжении ВМС.

Примечательное фото: под крылом «Скайрэя» изделие «от NOTS» / Фото: NOTS


В самом начале 1958 года Джон Николаидес (John Nikolaides), технический директор космического отдела BuOrd (созданного вскоре после запуска первого ИСЗ), одобрил проект и предложил немедленно начать разработку, чтобы выполнить ее за четыре месяца в рамках бюджета в 300 тыс долларов. «Злые языки» отреагировали немедленно: Project Pilot получил неофициальное наименование NOTSNIK) (сочетание NOTS и НИКолаидес в подражание слову «Спутник»).

Здесь «моряки» (BuOrd) в известном смысле конкурировали с «авиаторами» (Научно-исследовательским отделом ВВС), которые вели работы по программе Farside («космический» вариант концепции «Рокун» - старт ракеты с высотного воздушного шара). Альтернативная концепция «Рокэйр» - старт РН со скоростного высотного самолета - послужила основой космического комплекса «от NOTS».

16 августа 1955 г. с самолета F2H2, принадлежащего ВМС, впервые была запущена «в зенит» неуправляемая пороховая ракета «воздух-воздух» калибра 69,7 мм (2,75 дюйма). Эта довольно слабая «ровесница» корейской войны достигла высоты 55 км (180 тыс футов)! Военный потенциал «Рокэйра» был налицо - и в открытой печати стали явно доминировать «Рокуны»…

В качестве «первой ступени» системы NOTSNIK предполагалось применить модифицированный палубный реактивный истребитель Douglas F-4D-1 Skyray, с которого при кабрировании (подъем с углом 58°, скорость 740 км/ч, высота 12500 м) сбрасывалась ракета.

По компоновке твердотопливный носитель NOTS-EV-1 (масса 950 кг, длина 4,38 м, максимальный диаметр корпуса 76,1 см, размах крестообразного стабилизатора 1,65 м) схож с ракетой Farside-1. Это понятно: массогабаритные характеристики систем воздушного старта задаются жестко, поскольку должны удовлетворять условиям размещения на аэростате («Рокун») либо самолете («Рокэйр»). Ракета NOTS должна была подвешиваться под левым крылом истребителя на стандартном бомбодержателе. Для балансировки под правое крыло вешали сбрасываемый топливный бак аналогичной массы.

Таким образом, NOTSNIK претендовал на звание самой миниатюрной из известных систем запуска ИСЗ, даже с учетом массы самолета-носителя!

Вторая и третья ступени РН состояли из четырех двигателей HOTROC (модификация твердотопливных противолодочных ракет ASROC в едином «корсете»), собранных попарно в связку. Через 3 сек после отделения от самолета запускалась первая пара ракет, а через 12 сек после их выключения - вторая. Далее в течение 100 сек носитель двигался по инерции к верхней точке баллистической траектории, где на высоте 71 км конструктив пустых второй и третьей ступеней отделялся, и происходил запуск следующей ступени.

Схема ракеты-носителя NOTSNIK:
1 - спутник; 2 - РДТТ шестой ступени; 3 – РДТТ пятой ступени;
4 - РДТТ четвертой ступени; 5 - обтекатель; 6 - РДТТ второй/третьей ступеней;
7 - аэродинамический стабилизатор / Изображение: astronaut.ru


На четвертой ступени стоял двигатель Х-241, разработанный Аллеганской баллистической лабораторией для третьей ступени РН Vanguard (впоследствии заменен на Х-248 компании Thiokol Chemical).

Через 3 сек после выгорания четвертой ступени включался двигатель NOTS-100 пятой (он, также как и РДТТ шестой ступени, был самостоятельно разработан NOTS в рамках «Проекта Пайлот»).

После выключения пятой ступени NOTSNIK оказывался на околополярной орбите с перигеем около 60 км и апогеем 2400 км, где вряд ли мог выполнить хоть один полный виток. Для «скругления» орбиты через 53 мин 20 сек полета в апогее необходимо было включить совсем крошечный двигатель шестой ступени, интегрированный с полезным грузом. Этот РДТТ поднимал перигей орбиты до безопасной высоты.

Специально отметим, что РН не имела системы управления (во всяком случае, ни в одном из источников о наличии такой системы не говорится, упоминаются лишь плановые задержки между включениями РДТТ). Вторая/третья ступень стабилизировалась аэродинамически, все последующие - закруткой.

Модель самолета F-4D-1 Skyray с ракетой-носителем NOTSNIK под крылом / Фото: mek.cosmo.cz


Спутник представлял собой аппарат торообразной формы массой 1,04 кг (2,3 фунта) и диаметром около 20 см4. Он получал электропитание от аккумуляторов и нес единственный «научный» прибор - инфракрасный (ИК) сканер.


Этот достаточно примитивный датчик предназначался для получения изображений земной поверхности. Маленькое зеркальце фокусировало принятое оптическое излучение на ИК-фотоэлементе, вращение КА вокруг главной оси инерции давало «строки» изображения, а поступательное движение спутника позволяло формировать «кадр» целиком. Работа сканера была экспериментально проверена на самолете: качество изображения оказалось весьма низким, но данный опыт мог пригодиться для создания перспективных ИК-систем в будущем.


Для приема информации со спутника были созданы специальные транспортабельные станции, которые оперативно развертывались во всех частях земного шара. Персонал, состоящий из военных моряков, должен был получить сигнал и передать его в Чайна-Лейк для дешифровки изображения. Однако основной задачей сети станций являлось подтверждение факта выхода ИСЗ на орбиту, так как небольшие размеры аппарата не позволяли засечь его оптическими средствами, а малая емкость батарей гарантировала передачу сигнала только с первых трех витков.


Противоспутниковая миссия «Нотсника» заключалась в том, чтобы сбивать вражеские КА над укромными уголками Мирового океана (мощные судовые локаторы обнаруживали ИСЗ противника и наводили на него ракету-перехватчик, запускаемую либо с корабля, либо с самолета-носителя).

Главным идеологом легкого космического перехватчика был Уилльям МакЛин (William McLean), «отец» чрезвычайно простой и удачной ракеты «воздух - воздух» Sidewinder, которая уже около 50 лет, совершенствуясь, стоит на вооружении авиации США; ее «клоны» были созданы в СССР (под индексом К-13), Франции (Magic), Израиле (Shaphrir, Pithon), ЮАР (Coockree)…

Осознавая, что ИСЗ разведки способны оперативно вскрыть развертывание надводных сил флота США, где бы они не находились, МакЛин, как технический директор NOTS и профессиональный разработчик ракетного вооружения авиации ВМС, экстраполировал базовые принципы «дешевого» «Сайдуиндера» для решения задач противо-космической обороны. Что, между прочим, сохраняет свою актуальность и поныне.

Ракета-перехватчик выводила головную часть по баллистической траектории в район цели, где начинался этап самонаведения. Головка самонаведения антиспутника создавалась на базе аналогичного устройства ракеты Sidewinder. Маневрирование осуществлялось с помощью микродвигателей на сжатом газе, а поражение ИСЗ противника -осколочной боевой частью.

Противоспутниковая миссия была еще более секретной, чем собственно NOTSNIK. Ее финансирование пряталось среди множества тем типа SIP, Caleb, Hi-Hoe, Viperscan и т.п., часть которых на деле являлась «пустышками». Сборка как спутника, так и антиспутника велась в особом корпусе на станции NOTS («здание X»), где ранее шло изготовление неядерных компонентов первой американской атомной бомбы. Были задействованы две самые мощные ЭВМ того времени - IBM модели 701/703 и NORC (Naval Ordnance Research Computer), разработанные для программы водородной бомбы.

Полезный груз перехватчика спутников NOTSNIC II.
Снимок датируется 5 мая 1962 года / Фото: US Navy

Для «натурализации» своих инициатив представители NOTS ездили в мае 1958 г. в Вашингтон, где обещали руководству ВМС, что эти ИСЗ проведут радиационный мониторинг проекта «Аргус» (Project Argus) - серии ядерных испытаний США в верхних слоях атмосферы.

Помимо воздушных стартов, прототипы противоспутниковых ракет
(в данном случае - Caleb) запускались с наземных установок / Фото: NOTS 


Такой подход получил одобрение, и NOTS были выделены фонды на официальной основе, в общей сложности более 4 млн долларов. При этом летные испытания NOTSNIK предопределялись жесткими сроками предстоящего проекта Argus - в начале августа 1958 года.

В июле 1958 года были выполнены три попытки запуска спутника NOTSNIK, еще три - в августе. Пять из шести стартов потерпели неудачу из-за различных отказов РН. Исключение составлял запуск 22 августа 1958 года, когда ракета, запущенная с самолета-носителя вблизи побережья Калифорнии, отработала штатно. Оператор наземной станции сопровождения в Крайстчерче, Новая Зеландия, принял «странные слабые сигналы» и сообщил в Центр. Что это было? Успех? Фантом? Мы никогда не узнаем, поскольку новых сигналов не появилось…

Планы дополнительных полетов NOTSNIK одобрения не получили. Внимание разработчиков переключилось на «антиспутник». Модифицированный NOTSNIK II (Caleb) представлял собой более крупную четырехступенчатую ракету NOTS-EV-2 (длина 5,55 м, диаметр корпуса 61 см, масса 1361 кг), способную при воздушном старте вывести ИСЗ массой до 9 кг. В 1960-1962 годах было предпринято пять испытательных суборбитальных запусков РН в неполной комплектации -два с истребителя F-4D Skyray и три с F-4H Phantom II.

В последнем пуске 26 июля 1962 года работали две первые ступени, и ракета достигла высоты 1167 км (725,3 мили); при безупречно сработавшей РН имел место отказ бортовой аппаратуры ПГ.). Вскоре эта программа ВМС была закрыта, поскольку все запуски ИСЗ в интересах министерства обороны решили проводить под патронажем ВВС США.

Специально оборудованный истребитель F-4D-1 Skyray осуществлял с 1958 года пуски по проекту NOTSNIK.
Запечатлена подготовка к полету с ракетой Caleb (1960 год)  / Фото W.W.West

P.S. 5 апреля 1990 г. крылатый «Пегас» (Pegasus, разработан компанией Orbital Sciences Co.) стал первой ракетой, которая вывела спутник на орбиту, стартовав с самолета. А еще два года спустя нарушили обет молчания участники «Проекта Пайлот», секретного с 1958 года...

Проект 3. Экспериментальный пилотируемый NORTH AMERICAN X-15 [6].
Многоразовые космические аппараты, такие как американский «Шаттл» или советский «Буран» перевернули очередную страницу космической эпопеи, но мало кто представляет, сколько сил было затрачено на их создание. Невероятное число идей, работ, моделей, конструкций и опытных образцов, успешных и неудачных пусков …..

В Соединенных штатах достижение космического пространства на пилотируемых аппаратах начинается с изучения деталей ракет немецкой постройки Фау-2, которые были доставлены в Америку после окончания 2МВ. Первая американская «Фау-2» стартовала 10 мая 1946 года. Результат - 112 километров над уровнем моря. Далее, для изучения верхних слоев атмосферы проводили запуски ракет с рядом растений и насекомых для исследований влияния различных факторов, в основном радиации. В конце программы по исследованиям, стали запускать ракеты с мелкими грызунами и обезьянами. Данные исследования продолжались в течение 10 лет, но вследствие неудачных пусков и возвращений на землю блоков с исследовательскими компонентами, высота более 50 километров, оставалась практически неизученной.

Для этого требовался пилотируемый высотный самолет. На то время, начало 50-х годов, на высоту более 50 километров не поднимались даже экспериментальные самолеты (ракетопланы) с двигателями ракетного типа. Самая большая покоренная высота такими машинами была 35 километров. В середине 50-х годов, NASA определилось с требованиями к высотному самолету – он предназначался для полета на высотах до 100 километров со скоростью до 7.2 тысячи км/ч. Для обеспечения этих требований надо было создать двигатель ракетного типа с силой тяги равной 27 тоннам. Самолет должен был обеспечить получения необходимых данных для построения и запуска суборбитального боевого аппарата Dyna-Soar. Основное внимание на больших высотах требовалось сосредоточить на исследовании:

  • аэродинамического нагрева корпуса
  • жаростойкости корпуса и конструкций
  • работы ракетного двигателя
  • обеспечение условий нахождения человека на больших высотах
  • радиации
  • геофизических характеристик

От Фау-2 до Шаттла – экспериментальный пилотируемый NORTH AMERICAN X-15

Фото: topwar.ru

Высотный экспериментальный аппарат (самолет) получает обозначение Х-15. Используя накопленный опыт запуска экспериментальных самолетов фирмы Bell - ракетных Х-1 и Х-2, которые запускались на высотах 10 километров с самолета В-29, Х-15 тоже получил носителя – реактивный бомбардировщик «В-52», который мог запустить его уже с большей высоты и на большей скорости.

В материалах из Википедии — свободной энциклопедии [7] так описывается проект:

X-15 (рус. «Икс-15») — экспериментальный самолёт-ракетоплан США. Первый пилотируемый гиперзвуковой летательный аппарат-самолёт, совершавший суборбитальные пилотируемые космические полёты. Первый многоразовый космический корабль. Основная задача проекта X-15 — изучение возможности создания пилотируемого суборбитального гиперзвукового бомбардировщика X-20 Dyna Soar. Для изучения полета на гиперзвуковых скоростях и входа в атмосферу крылатых аппаратов, оценка конструкторских решений, теплозащитных покрытий, психофизиологии при управлении в верхних слоях атмосферы.

Общая концепция проекта утверждена в 1954 году. Заказчик Военно-воздушные силы США совместно с Национальным консультативным комитетом по воздухоплаванию. В конкурсе приняли участие четыре промышленные компании:

  • Bell Aircraft,
  • McDonnell Douglas,
  • Republic Aviation Company,
  • North American Aviation;
Последняя компания стала победителем. Несмотря на внешний вид, X-15 официально именовали не самолётом, а «пилотируемым исследовательским аппаратом» (англ. manned research vehicle).


К носителю Х-15 подвешивали на спецпилоне, выполненном под правым крылом бомбардировщика. Именно такая подвеска Х-15, между фюзеляжем и двигателем В-52 , потребовало постоянное присутствие пилота в экспериментальном аппарате. На фюзеляже В-52 устанавливают приборы для наблюдений и кино-фотокамеры для записи. В конце 1955 года компания «North American» получила заказ на создание 3-х опытных образцов Х-15. Компания «Reaction Motors» получила заказ на создание двигателя ракетного типа согласно техзадания. XLR-99-RM-1 использовал в качестве топлива аммиак, а окислителем жидкий кислород. Но к началу испытаний первого Х-15, двигатель еще не был доработан и первый образец высотного Х-15 получил два РД «XLR-11».

Подвеска Х-15, между фюзеляжем и двигателем В-52 / Фото: topwar.ru

Впервые North American X-15A представили в середине октября 1958 года, а через 5 месяцев состоялся первый полет в сцепке с Боингом В-52А. Для проведения испытаний 3-х опытных образцов Х-15 были переоборудованы 2 реактивных бомбардировщика В-52, которые получили название В-52А. Еще через три месяца состоялся первый самостоятельный полет-планирование Х-15 – самолет успешно планировал около пяти минут и совершил посадку.

Самостоятельный полет на собственном работающем двигателе был совершен на втором экземпляре Х-15А, в середине сентября 1959 года. Второй экземпляр Х-15А при 3-м запуске потерпел аварию. 1-й экземпляр выполнял полеты до весны 1960 года, а 3-й экземпляр, совершивший первый вылет в конце 1961 года, добился в итоге рекордных характеристик полета – достиг высоты в 108 километров и добился скорости 6540 км/ч.

Второй экземпляр экспериментального высотного самолета в 1962 году восстанавливают, он получает дополнительные топливные баки и сменил обозначение на Х-15А-2. На нем были поставлены рекорды скоростных характеристик полета, которые вплотную приблизились к семи Махам – 6.72 Маха. Всего на данных экспериментальных самолетах поставили более десятка рекордов по скорости и высоте.

North American X-15A / Фото: topwar.ru

Завершение исследований после совершенных тремя экспериментальными самолетами Х-15 191(199) полета происходит в феврале 1968 года. Пилоты-испытатели Х-15 получили звания летчиков-астронавтов, что не удивительно ведь пилоты Х-15, начинали совершать полет на высоте более 13 километров на скорости 900 км/ч, после чего пилот включал ракетный двигатель и под углом 8 градусов самолет набирал высоту. Через 1.5 минуты работы двигатель выключался – самолет имел скорость 1900 м/с и высоту 48 километров, после чего где-то 150 секунд самолет двигался по баллистической траектории, при которой пилот-испытатель находился в невесомости.

Конструкция и устройство Х-15

Экспериментальный высотный Х-15 - среднеплан с прямым трапециевидным крылом относительной толщины профиля 5 процентов, прямолинейной закругленной передней кромкой (угол стекловидности 25 градусов), тупой задней кромкой толщиной от 54 до 9.5 мм. Крыло изготовлено без кручения, с нулевым углом поперечной установки. Подвижными на крыле были выполнены только закрылки. Управление комбинированное реактивно-аэродинамическое. Аэродинамика – дифференциальный стабилизатор, подфюзеляжный киль и основной киль управляемого исполнения. Подфюзеляжный и основной киль состоят из неподвижной и поворотной секции. Поворотные (концевые) секции используются как рули управления.

Концевая секция подфюзеляжного киля съемного типа – устанавливают ее после стыковки Х-15 на В-52А, перед посадкой Х-15 ее сбрасывает. Неподвижные части килей на концах имеют 4-х створчатые высокоэффективные тормозные щитки - при выставлении щитков на 90 градусов на скорости в 2 Маха, высота 18 километров – торможение достигает 5500 кГ (53.94 кН), на скорости 5 Махов, высота 46 километров торможение достигает 1000 кГ (9.8 кН). Особенностями оперения крестообразного типа есть относительная малая толщина стабилизаторных плоскостей и килевой профиль клиновидного типа. Реактивное управление обычно задействовалось на высотах более 36 километров - используется газообразные продукты разложения водородной перекиси и управляемые сопла. Выполненные в концевиках крыла сопла управляли креном, впереди на фюзеляже, управляющие тангажом и курсом. Для повышения безопасности в полете, реактивное управление курса и тангажа представляет собой сдвоенную систему.

North American X-15A / Фото: topwar.ru


Управление обоими системами раздельное – аэродинамика осуществляется обычными ручками управления и педалями, реактивная система управляется 2-мя боковыми рычагами, расположенными в кабине самолета.

Носовое исполнение фюзеляжа – конус с овальным сечением. В передней части фюзеляжа размещена кабина с эллиптическим фонарем монолитного исполнения. Остекление – две пластины толщиной 9.5 и 6.4 мм. Между ними воздушная прослойка 19 мм. Открытие кабины – фонарь вверх и назад. Кресло пилота катапультируемого типа с 2-мя поверхностями стабилизации и выдвижным экраном, который предохраняет пилота от высокого динамо-давления. Для нахождения пилота на больших высотах в кабине самолета, он обеспечивался высотным скафандром. Этот скафандр изготовлен из 5-ти слойной ткани, сверху покрытой краской алюминия. При авариях на большой высоте, самолет становится «капсулой» и только при входе его в плотную атмосферу, пилот начинал катапультирование.

В первой фазе программы исследований верхних слоев атмосферы до 1960 года, опытные Х-15 имели острый обтекатель с удлиняющей иглой. После модификации самолетов, они получили тупой нос, который являлся оптимальным на больших скоростях. Центр и хвост фюзеляжа имеют две боковые гаргроты. В цилиндрической части фюзеляжа после кабины идет отсек оборудования, бак с окислителем, бак реактивной системы управления, бак горючего, двигатель. В гаргротах выполнена проводка, отдельные элементы вынесенного оборудования и ниши для стоек шасси. 3-х стоечное шасси убирается вперед. Стойка переднего исполнения имеет спаренные колеса, остальные стойки имеют стальные лыжи, которые периодически меняют после 5-6 приземлений. По аэродрому самолет перемещают, установив заднюю часть самолет на спецтележку.

800px-North_American_X-15_3-view.svg.png


Основные характеристики Х-15

Модификации
Х-15А и Х-15А-2
Команда
1 пилот
Крыло, метр 6.7
Высота, метр 4.1
Длина, метр 15.2
Вес пустой/максимальный, тонны 6.3/15.4
Тип и тяга двигателя, кгс РД - XLR99-RM-2, 25855
Достигнутая скорость полета, Мах 6.7
Достигнутая высота, километров 108

Проект 4. Lockheed D-21 — американский разведывательный беспилотный летательный аппарат (БПЛА) [8].

30 июля 1966 года аварией завершился очередной испытательный полет перспективного беспилотного аппарата-разведчика Lockheed D-21A. При отделении от самолета-носителя M-21 аппарат ударился о его киль. Поврежденная техника стала буквально рассыпаться на части, но экипажу удалось катапультироваться. Пилот успешно спасся, но оператор беспилотника повредил высотный костюм, из-за чего утонул. Испытания комплекса в составе самолета M-21 и аппарата D-21A были прекращены. Тем не менее, перспективный проект не был остановлен. Вскоре компания Lockheed создала новый вариант беспилотного разведчика под названием D-21B.

После гибели оператора-испытателя Рэя Торика главный конструктор проекта D-21A и руководитель отдела Skunk Works Келли Джонсон распорядился остановить все полеты. Идея комплекса, построенного по принципу «мать и дочка», провалилась и привела к трагедии. Однако сверхзвуковой высотный беспилотный разведчик все еще представлял интерес для потенциального заказчика, из-за чего было принято принципиальное решение о продолжении работ, но уже с обновлением основных черт проекта. Повысить безопасность летчиков планировалось в ходе проекта с обозначением D-21B.



Беспилотник D-21B на транспортировочной тележке / Фото: US Air Force

Испытания D-21A привели к выявлению ряда недостатков конструкции, которые еще следовало устранить. В то же время, на уровне концепции и общей архитектуры этот проект был признан пригодным для дальнейшего развития. В рамках запланированной модернизации можно было оставить имеющийся беспилотник, внеся в его конструкцию незначительные доработки. При этом требовалось кардинальным образом пересмотреть взгляды на самолет-носитель, необходимый для первоначального разгона и подъема аппарата на рабочую высоту.

Применение в качестве носителя доработанного разведчика A-12 не оправдало себя. Было решено использовать иной самолет, а именно бомбардировщик B-52H. Тем не менее, эта машина отличалась дозвуковой скоростью полета и не могла самостоятельно разогнать беспилотник до рабочих скоростей его двигателя. При этом, однако, дальний бомбардировщик мог нести больше одного разведывательного аппарата. Для решения проблемы с летными данными носителя было решено разработать дополнительный ускоритель, задачей которого стал бы вывод D-21B на требуемую высоту и разгон до нужной скорости. Грузоподъемность бомбардировщика-носителя позволяла поднимать в воздух как сам беспилотник, так и аппарат с ускорителем.

В итоге облик разведывательного комплекса был определен следующим образом. Носителем являлся серийный бомбардировщик, прошедший необходимую доработку. К нему предлагалось подвешивать аппарат D-21B, оснащенный разгонным ускорителем. Взлет с аэродрома планировалось осуществлять силами бомбардировщика, к которому подвешивался один или два аппарата. После подъема на определенную высоту и выхода на заданный курс самолет должен был сбрасывать свою полезную нагрузку. Затем включался ускоритель, выводивший аппарат на рабочий режим. После этого D-21B мог направляться к своей цели и вести разведку. Последний этап полета разведчика в новом проекте не менялся: после фотосъемки он должен был выйти в указанный район и сбросить аппаратный отсек, после чего оставшиеся агрегаты самоуничтожались. Контейнер с оборудованием предлагалось ловить в воздухе при помощи самолета Lockheed JC-130B Cat’s-Whiskers со специальным оборудованием. Также имелась возможность подъема приводнившегося контейнера на борт специального судна.

Беспилотный разведчик Lockheed D-21B (США)

Схема аппарата. Сверху D-21B с ускорителем, снизу - без него / Изображение: Testpilot.ru

Предложенная архитектура комплекса D-21B позволила обойтись без серьезных переделок существующего беспилотного аппарата. Основные особенности его конструкции остались прежними, однако понадобились некоторые изменения тех или иных агрегатов, необходимые для монтажа ускорителя и подвески под новый носитель. В остальном D-21B не отличался от базового D-21A.

Беспилотник с разведывательной аппаратурой имел цилиндрический фюзеляж с лобовым воздухозаборником, оснащенным коническим центральным телом. Хвостовая оконечность фюзеляжа имела кожух для сопла маршевого двигателя. К фюзеляжу пристыковывалось треугольное крыло с развитыми оживальными наплывами. Имелся сравнительно крупный трапециевидный киль. Для управления полетом предлагалось использовать элевоны, под которые отдавалась вся задняя кромка крыла, и руль направления на киле. Длина аппарата составляла 13,1 м, размах крыла – 5,8 м, высота – 2,2 м. Взлетный вес (без учета ускорителя) – 5 т.

Основные элементы конструкции аппарата D-21B изготавливались из титана. Лишь отдельные детали предлагалось делать из стали или пластиков. В носовой части фюзеляжа, сразу за воздухозаборником, помещался отсек для размещения аппаратуры. По причине высокой стоимости и сложности производства, было решено сделать бортовое оборудование многоразовым. Аппаратура управления, инерциальная навигационная система и фотокамеры помещались в отдельном контейнере, оснащенном средствами поддержания требуемого климата. После окончания полета беспилотник должен был сбрасывать весь контейнер целиком. Допустимая скорость спуска обеспечивалась имеющимся парашютом.



Компоновка беспилотника / Изображение: Testpilot.ru

Хвостовой отсек аппарата отдавался под размещение прямоточного воздушно-реактивного двигателя Marquardt XRJ-MA20S-4 тягой 680 кгс. Этот двигатель представлял собой дальнейшее развитие изделия, созданного ранее для зенитной ракеты Boeing CIM-10 Bomarc. В ходе доработки двигатель получил некоторые новые системы, благодаря которым продолжительность непрерывной работы была доведена до полутора часов, что было достаточно для решения поставленных задач.

Была сохранена топливная система, основывавшаяся на идеях, заложенных в проектах сверхзвуковых самолетов-разведчиков. Хранящееся во внутренних баках топливо прокачивалось через теплообменники, помещенные под обшивкой аппарата, и охлаждало ее. Это позволяло снизить тепловые нагрузки на конструкцию до приемлемых значений.

D-21B мог развивать скорость до М=3,5. Практический потолок достигал 29 км. Запаса топлива должно было хватать для полета на дальность не менее 5000 км. В ходе испытательных полетов удалось добиться значительного прироста дальности за счет использования наиболее эффективных режимов работы двигателя и применения стартового ускорителя.



Предложенный новым проектом профиль полета / Изображение: Testpilot.ru

На нижней поверхности обновленного беспилотника появились крепления для соединения с ускорителем. Для первоначального разгона предлагалось использовать дополнительный аппарат, оснащенный жидкостным ракетным двигателем (по другим данным, твердотопливным). Ускоритель имел цилиндрический корпус с конической головной частью. На боковой поверхности корпуса имелось несколько утолщений и выступов, необходимых для монтажа того или иного оборудования, а также для соединения с разведывательным аппаратом. Под хвостовой частью корпуса располагался небольшой трапециевидный гребень-киль. Ускоритель имел длину 13,5 м и весил более 6 т.

В носовой части ускорителя располагался приборный отсек с набором оборудования для запуска маршевого двигателя беспилотника. Непосредственно на носовом обтекателе помещалась крыльчатка, под напором воздуха приводившая в движение электрогенератор и насосы гидравлической системы. Электроэнергия и давление в системах предлагалось использовать для запуска основных устройств аппарата D-21B перед его выводом в самостоятельный полет.

После отцепки от носителя связка в виде беспилотника и ускорителя должна была планировать в течение нескольких секунд и удаляться от самолета. После этого осуществлялся запуск ускорителя, который в течение 90 с работы разгонял аппарат до скорости М=3 и поднимал на высоту около 22 км. Там производился сброс отработавшего ускорителя, после чего D-21B должен был начинать самостоятельный полет к цели.



Опытный аппарат под крылом самолета-носителя / Фото: US Air Force

В середине декабря 1966 года военно-воздушные силы, все еще являвшиеся заказчиком разработки проекта, передали компании Lockheed бомбардировщик B-52H (серийный номер 60-0036), которому в скором будущем предстояло стать носителем беспилотного разведчика. Вскоре на завод в г. Памдейл отправили второй самолет с номером 60-0032. На крыльях самолета, между фюзеляжем и центральными парами двигателей, устанавливались два пилона с креплениями для перевозки разведывательного комплекса. Средства крепления обеспечивали удержание беспилотника за замки на верхней части фюзеляжа. Ускоритель, в свою очередь, подвешивался к аппарату снизу.

28 сентября 1967 года один из переоборудованных бомбардировщиков взлетел с аэродрома и направился к точке старта D-21B. Тем не менее, первый полет обновленного аппарата в тот день не состоялся. По пути к точке сброса произошла поломка креплений пилона, из-за чего опытный аппарат №501 сорвался и разбился. К. Джонсон отмечал, что это происшествие привело коллектив отдела «Сканк Уоркс» в замешательство.

6 ноября самолету-носителю удалось доставить опытный образец №507 к точке старта и сбросить его там. Далее все системы отработали штатно, благодаря чему прототип разведчика смог пролететь 250 км. 2 декабря того же года изделие №509 установило своеобразный рекорд, пролетев 2650 км. Два следующих старта, выполненные 19 января и 10 апреля 68-го, завершились полетом аппаратов на дальность не более 520 км.



Доработанный B-52H с двумя беспилотными разведчиками под крылом / Фото: Airwar.ru

По некоторым данным, вскоре было решено начать полномасштабные проверки с имитацией реальной разведывательной работы. Аппарат должен был делать фотоснимки указанной местности, после чего сбрасывать контейнер с аппаратурой и пленкой. В течение лета 1968 года было выполнено три испытательных полета. В первом из них прототип №513 пролетел 5300 км, сделал нужные фото и сбросил контейнер, который вскоре был подобран. С декабря 1968 года по июль 1969-го специалисты Skunk Works и смежных организаций провели еще четыре испытания. Во время этих полетов максимальная дальность достигла 5470 км. Системы «ловли» аппаратного контейнера в воздухе показали себя с хорошей стороны.

Возможности бомбардировщиков B-52H позволяли одновременно перевозить до двух беспилотных разведчиков. Во время испытательных пусков носители действительно неоднократно поднимались в воздух с двумя D-21B, однако каждый раз запускался только один из них. Второй, в свою очередь, выполнял функции дублера на случай каких-либо неполадок. Тем не менее, насколько известно, подобная замена ни разу не понадобилась.

По результатам испытаний разведывательный комплекс в виде переоборудованного бомбардировщика, беспилотника D-21B и ускорителя для него был признан пригодным к реальной эксплуатации. Военно-воздушные силы США решили начать эксплуатацию новой техники в целях ведения стратегической разведки. К осени 1969 года комплекс подготовили к использованию в реальных условиях. Программа применения новейших разведчиков получила условное название Senior Bowl. Носители должны были взлетать с авиабаз Бил (шт. Калифорния) и Андерсен (о. Гуам).



Аппарат в полете - работает ускоритель / Фото: US Air Force

Первый полноценный разведывательный полет аппарата D-21B состоялся 9 ноября 1969 года. Целью разведчика №517 был китайский ядерный полигон Лобнор, расположенный в западной части страны. Отделившись от носителя, беспилотник вышел в район цели и, по-видимому, сделал необходимые фотоснимки. Однако после этого произошла некая поломка систем наведения, из-за которой он не развернулся и не направился обратно, в направлении океана, где его ждали самолеты и суда с аппаратурой для поимки аппаратного контейнера. Американские специалисты так и не дождались возвращения разведывательного аппарата, из-за чего он был объявлен потерянным.

Позже стало известно, что D-21B продолжил полет и оставался в воздухе до выработки топлива, после чего спланировал на землю. Вскоре его нашли советские контрразведчики. По стечению обстоятельств, беспилотник упал в нескольких сотнях километров от полигона Байконур. Такая находка заинтересовала советских специалистов, занявшихся ее изучением. Считается, что некоторые идеи и решения, подсмотренные на американской технике, в дальнейшем использовались при создании советских летательных аппаратов схожего назначения.

По результатам первого «боевого» запуска было решено провести дополнительные испытания. 20 февраля 1970 года аппарат с серийным номером 521, прошедший некоторые доработки, успешно пролетел около 5400 км, сделал фото условной цели и сбросил контейнер в заданном районе, где его поймали летчики самолета JC-130B. По результатам этих испытаний было решено продолжить войсковую эксплуатацию техники, которую, однако, следовало обновить по новейшей версии проекта.



Обломки аппарата D-21B №527 в Китайском музее авиации / Фото: Airforceworld.com

16 декабря того же года состоялся второй запуск в рамках операции Senior Bowl. Аппарат №523 отправили снимать китайские секретные объекты. Пролетев около 4900 км, аппарат сбросил контейнер и самоуничтожился. После сброса контейнер не смог раскрыть парашют, из-за чего летчики специально оборудованного самолета не поймали его. Вскоре контейнер упал в Тихий океан и утонул, забрав с собой всю собранную разведывательную информацию.

4 марта 1971 года третий полет разведчика D-21B завершился успехом. Преодолев маршрут длиной более 5430 км, аппарат №526 сбросил контейнер с аппаратурой и снимками полигона Лобнор в заданном районе Тихого океана. Дежуривший там самолет вновь не смог поймать контейнер, дав ему упасть в воду. Экипаж подошедшего корабля не справился с «ловлей» с первой попытки. Выполняя маневр для нового захода, корабль повредил контейнер, из-за чего тот отправился на дно.

Последний полет аппарата D-21B состоялся 20 марта того же года. Аппарат №527 не вернулся из полета, и его судьба оставалась тайной в течение длительного времени. Военные и конструкторы посчитали, что оборудование разведчика работало со сбоем, или он был сбит китайскими соединениями ПВО. Через несколько десятилетий стало известно, что беспилотник без чужой «помощи» упал в провинции Юньнань, где позже был найден. Некоторое время обломки уникальной техники без дела лежали на одной из площадок Китайского музея авиации (г. Пекин), откуда в 2010 году были перенесены в экспозицию. Сейчас там демонстрируется крупная секция фюзеляжа и крыла с килем. По понятным причинам, этот экспонат имеет не самое лучшее состояние.



Сохранившийся беспилотник в экспозиции музея Blackbird Park / Фото: Wikimedia Commons

В 1969-71 годах ВВС США выполнили четыре запуска разведывательных беспилотников D-21B. Ни один из них не завершился получением снимков. В двух случаях аппараты по тем или иным причинам не вернулись с задания, а в двух других имели место серьезные проблемы с возвращением контейнера. При этом техника обходилась довольно дорого. По имеющимся данным, строительство и использование одного аппарата стоили около 5,5 млн долларов в ценах 1970 года (чуть менее 35 миллионов по современным меркам). Подобные результаты заставляли сомневаться в целесообразности дальнейшей эксплуатации техники. После некоторых споров и обсуждений было принято окончательное решение, поставившее точку в истории интересного проекта.

23 июля 1971 года программа D-21B была официально закрыта ввиду отсутствия реальных результатов и наличия массы неразрешимых проблем. Кроме того, к этому времени Соединенные Штаты создали достаточно крупную группировку разведывательных спутников, отличавшихся от беспилотника большей эффективностью работы. Построенная и переданная заказчику техника новых типов списывалась. Бомбардировщики-носители были переделаны по исходному проекту и возвращены в соответствующие подразделения.

В рамках проектов D-21A и D-21B фирмой Lockheed было построено 38 опытных образцов. 21 изделие было использовано в испытаниях и во время войсковой эксплуатации. Оставшиеся 17 беспилотников остались не у дел. Сначала их отправили на хранение на базу Нортон (шт. Калифорния), откуда позже перевезли на «свалку» базы Дэвис-Монтен (шт. Аризона). Площадки для хранения списанной авиационной техники не защищены от чужих глаз, благодаря чему любители авиации вскоре заметили «новинки». После этого интереснейшая разработка отдела Skunk Works получила широкую известность.



Хвост музейного образца / Фото: Wikimedia Commons

Интересно, что в некоторых материалах, начиная с семидесятых годов, разведывательные беспилотники обозначаются как GTD-21B. По неким причинам к исходному названию техники были добавлены литеры, означающие Ground Training – «наземная тренировка». Вероятно, таким способом военно-воздушные силы пытались скрыть истинное предназначение списанных аппаратов. Тем не менее, дальнейшее раскрытие информации и появление новых более полных сведений сделало такую маскировку ненужной.

Позже более не нужные беспилотники стали распределять между авиационными музеями США. В настоящее время в экспозиции нескольких музеев имеется около десятка подобных выставочных образцов. Восемь аппаратов, представленных в музеях, относятся к модификации с литерой «B». Что касается техники первой модификации, то находящийся в Сиэтле образец установлен на единственном сохранившемся самолете-носителе M-21.

Изначально целью конструкторов отдела «Сканк Уоркс» во главе с Келли Джонсоном было создание перспективного беспилотного аппарата-разведчика, способного заменить пилотируемые самолеты и снизить риски для личного состава. Путем применения определенных материалов и некоторых смелых идей инженерам удалось создать требуемую технику. Тем не менее, отсутствие определенных технологий и трудности с поиском замены для них привели к не самому лучшему результату. До самого конца испытаний и эксплуатации аппараты семейства D-21 преследовала проблема в виде трудностей при возвращении контейнера с аппаратурой и результатами фотосъемки. Решить этот вопрос так и не удалось. Подобные проблемы в сочетании со сложностью и дороговизной техники привели к отказу от интересной и необычной разработки.

Проект 5. X-43 — беспилотный экспериментальный гиперзвуковой летательный аппарат [10],

Беспилотный самолет X-43A, который во время тестирований показал просто фантастическую скорость — 11230 км/ч, что в 9,6 раз больше скорости звука на сегодняшний день является самым быстрым самолетом в мире. Над проектированием и созданием X-43A работали конструкторы и инженеры NASA, Orbital Sciences Corporation, MicroCraft Inc, и другие.

Работы по созданию самолета продолжались более 10 лет и включали в себя исследования в области сверхзвуковых воздушно-реактивных прямоточных двигателей, способных придавать ускорение самолету до гиперзвуковых скоростей. Стоимость работ оценивается в 250 миллионов долларов.

Самым скоростной - гиперзвуковой X-43A

X-43 — беспилотный экспериментальный гиперзвуковой летательный аппарат, построенный по программе NASA «Hyper-X» — разработка самолёта с прямоточным реактивным двигателем / Фото: ru.wikipedia.org

Целью разработки самого скоростного самолета в мире является проведение испытаний новейшей технологии, представляющая собой гиперзвуковую альтернативу нынешним турбореактивным двигателям. Как утверждают ученые, в будущем, созданные на основе технологии гиперзвуковые самолеты смогут достигнуть любой точки планеты всего за 3-4 часа.

После отмены в ноябре 1984 года программы NASP, которая была направлена на создание трансатмосферного аппарата X-30, был поднят вопрос о продолжении исследований гиперзвуковых скоростей. Новая программа Hyper-X предусматривала развитие технологии NASP, продемонстрировав на практике работу гиперзвукового воздушно-реактивного прямоточного двигателя (ГПВРД).

02.jpg

Двигатель ракеты "Пегас" ускоряет X-43A, момент после включения / Фото: ru.wikipedia.org

Изначально было запланировано, что X-43A должен превзойти ракетоплан X-15, который в 1967 году развил скорость М=6,7, не только по скоростным характеристикам. Основное преимущество ГПВРД перед привычными ЖРД – использование как окислителя атмосферного воздуха, это позволяет значительно поднять время работы двигателя. X-43 - это беспилотный самолет длинна, которого 3,66 метра и вес около 1270 килограмм. В качестве ускорителя применяется твердотопливная ракета Pegasus, которая стартует с NB-52B. Программой испытаний запланировано выполнить 2 полета со скоростью М=7, а третий со скоростью М=10.

Первый пуск опытного X-43A состоялся в намеченный срок - 2 июня 2001 года, однако специалисты NASA были вынуждены были уничтожить X-43A, а так же ракету после того, как они вышли из-под контроля. Камеры наблюдения, установленные на борту двух сопровождающих истребителей F-18, зафиксировали проблемы в системе наведения ракеты Pegasus сразу через несколько секунд после ее запуска из B-52. После обнаружения проблем ракета, а вместе с ней и опытный образец X-43A были уничтожены. Образовавшиеся обломки рухнули в Тихий океан.

01.jpg

Полноразмерная модель X-43 в исследовательском центре Ленгли, высокотемпературной аэродинамической трубе / Фото: ru.wikipedia.org

Первые успешные испытания X-43A были осуществлены 27 марта 2004 г. Удалось достичь максимальной скорости в М=7. 15 ноября 2004 г. X-43A установил новый мировой рекорд скорости для воздушных аппаратов подобного класса, пролетев 800 километров над территорией острова Святого Николая расположенного в Тихом океане со скоростью М=10 (это 11000 км/ч).

Hiper-X должен послужить основой для создания гиперзвуковых агрегатов различного предназначения - от боевых ударных самолетов до аэрокосмических комплексов выведения на космическую орбиту. К 2016 году возможно создание первого гиперзвукового ударно-разведывательного самолета. К 2030-2040 годам Boeing планирует создать пассажирский гиперзвуковой лайнер. Пассажирский «Хайпер-Икс» предположительно будет в два раза меньше современного аэробуса и у него будут отсутствовать иллюминаторы. Чтобы защитить пассажиров от значительных перегрузок, для них сделают особый салон с искусственно сотворенным высоким давлением.

04.jpg

Расчёты X-43A на Махе 7 / Изображение: ru.wikipedia.org

Тактико-технические показатели

Описание
X-43A
Разработчик
MicroCraft Inc
Тип
экспериментальный ГЛА
Геометрические характеристики, мм: размах крыла – 1500;.
длина самолета – 366;
высота – 60
Массовые характеристики, стартовый вес, кг. 1270
Силовая установка: двигатель – ГПВРД;
число двигателей – 1
Расчетные летные характеристики: Максимальная скорость, км/час - 7700-11000;
Максимальная скорость на высоте, (М=) - 7-10;
потолок полета, км – 30

Проект 6, АКС с воздушным стартом космопланов созданых в Германии.

Проект 6а. Чудо-оружие Рейха: космический бомбардировщик Зенгера [12]

Третий рейх просуществовал всего 12 лет, рухнув под ударами союзных войск. При этом победителям достались по-настоящему богатые трофеи, среди которых были и настоящие чудеса техники, которые на десятки лет опережали свое время. Не случайно многими исследователями эти 12 лет существования рейха характеризуются, как квинтэссенция научно-технического прогресса. Именно Третий рейх открыл человечеству дорогу к звездам, дав существенный импульс развитию ракетной техники.

Одним из таких трофеев стали чертежи орбитального бомбардировщика, который имел множество названий Silbervogel (нем. серебряная птица), Amerika Bomber, Orbital-Bomber и др. Сегодня он известен многим как космический бомбардировщик Зенгера, названный так по фамилии его создателя.

01а.jpg

Эйген Зенгер  — австрийский учёный-физик в области ракетной техники, руководитель проекта «Зильберфогель» (Серебряная птица) / Фото: ru.wikipedia.org

Биографическая справка

Эйген Зенгер (нем. Eugen Sänger; 22 сентября 1905 — 10 февраля 1964) — австрийский учёный-физик в области ракетной техники, руководитель проекта «Зильберфогель» (Серебряная птица).

Родился в посёлке (Пресниц в Богемии, Австро-Венгрия (Пржисечнице (чешск.), ныне затоплен, частично вошёл в состав деревни Криштофови Гамри (чешск.), Чехия).

Обучался в Техническом университете Граца. В 1929 году закончил Высшую техническую школу в Вене, где позднее работал ассистентом.

В 1934 году опубликовал статью о возможности создания дальнего ракетного бомбардировщика.

После оккупации Австрии возглавлял работы по проекту «Серебряная птица».

В 1941 году в июне проект оказался заморожен. Зенгер стал работать в ДФС.

В 1944 году работы возобновились. До конца войны проект реализован не был.

После 1945 года Зенгер работал во Франции, Англии и Швейцарии, исследовал теорию фотонного ракетного двигателя. В 1957 году вернулся в Германию. Умер в 1964 году в Берлине.

Работы Зенгера вызвали сильный интерес со стороны союзников. Сталин, согласно некоторым источникам, приказал выкрасть инженера и вывезти в Союз.

Был женат на математике Ирене Брендт, делавшей расчёты по его проекту.

Память
В 1970 году Международный астрономический союз присвоил имя Эйгена Зенгера кратеру на обратной стороне Луны.

В Германии в 1990—2000-х годах был разработан названный в честь выдающегося учёного нереализованный проект двухступенчатой авиационно-космической системы с горизонтальным стартом и посадкой "Зенгер-2".

Данный бомбардировщик создавался в рамках программы Amerika Bomber (программа по созданию сверхдальних бомбардировщиков для бомбовых ударов по США), также мог использоваться для бомбардировок удаленных районов СССР, в частности Сибири и Дальнего Востока.

Особый интерес представляет старт данного аппарата. Орбитальный бомбардировщик предлагалось устанавливать на специальные «салазки», которые оснащались разгонными ракетными двигателями. Салазки с бомбардировщиком размешались на специальной эстакаде с монорельсовой дорогой общей длиной в 3000 метров. «Салазки» должны были обеспечить тягу в 600 т. всего за 11 секунд. После взлета и достижения высоты в 1,5 км. на скорости 1850 км/ч должен был запускаться главный ракетный двигатель бомбардировщика, который по замыслу конструкторов, в течение 8 минут должен был разогнать боевой летательный аппарат до 22 100 км/ч и поднять его на высоту 145 км. Теоретическая максимальная высота полета бомбардировщика составляла 280 км.

Чудо-оружие Рейха: космический бомбардировщик Зенгера

Изображение: topwar.ru

Интересным было и движение аппарата в стратосфере. По замыслу Ойгена Зенгера в результате первоначального ускорения и последующего спуска под действием гравитации до плотных слоев атмосферы (около 40 км) аппарат должен был оттолкнуться от плотных слоев атмосферы и снова подняться вверх. Данная модель перемещения позволяла аппарату не входить в плотные слои атмосферы, избегая многократного интенсивного фрикционного нагревания. Такая модель движения знакома многим детям и напоминает движение плоского камня пущенного по водной поверхности. Амплитуда таких скачков должна была непрерывно сокращаться до тех пор, пока бомбардировщик не вышел бы на нормальное планирование для приземления с использованием обыкновенного трехопорного шасси. Расчетная дальность орбитального бомбардировщика составляла 23 500 км. По сути, Зенгер придумал концепцию летательного аппарата, которая предвосхищала американский проект «Спейс шаттл» и советский проект «Энергия-Буран».

Описание проекта

Австрийский ученый Ойген Зенгер родился в 1905 году. В 1929 году Зенгер окончил Высшую техническую школу в Вене и начал свою научную работу. В апреле 1931 года молодой инженер-ученый начал серию экспериментов с ракетными двигателями. В течение 5 лет он смог усовершенствовать (путем проведения большого количества статических испытаний) регенеративно охлаждаемый жидкостный ракетный двигатель (ЖРД), охлаждение которого осуществлялось собственным топливом, которое циркулировало вокруг камеры сгорания. Этот двигатель Зенгер планировал использовать в своем бомбардировщике.

Долгое время существовало мнение о том, что ракеты должны возвращаться в нижние слои атмосферы под достаточно небольшим углом. На этом мнении почти до конца Второй мировой войны строились все расчеты. Однако доктор Ойген Зенгер в сотрудничестве с математиком Иреной Бредт, которая в будущем стала его женой, предложил совершенно другую концепцию. Согласно предложенной ими теории ракету необходимо было возвращать на землю под углом близким к прямому.

Изображение: topwar.ru

Бредт и Зенгер подготовили соответствующий научный доклад, который сразу же был засекречен и в количестве 100 экземпляров разослан наиболее крупным ученым в данной области. Ряд этих докладов под заголовком «Дальний бомбардировщик с ракетным двигателем» впоследствии был обнаружен специальными разведывательными подразделениями войск союзников.

В первую очередь Зенгера интересовал вопрос, что произойдет, если крылатая ракета войдет в плотные слои атмосферы (на высоте 40 км) слишком круто и слишком быстро. Из документов становится ясно, что в данном случае крылатая ракета должна была рикошетировать. «Отскочив» от плотных слоев атмосферы ракета вновь уходила вверх, в более разряженные слои. После преодоления некоторого расстояния она вновь попадает в плотные слои и вновь рикошетирует от них. Траектория полета такого летательного аппарата представляла из себя волнистую линию с постепенно затухающей амплитудой. По произведенным Зенгером и Бредт расчетам, данная траектория существенно увеличивала данность полета аппарата.

Основываясь на этих расчетах, Зенгер спроектировал концепцию ракетного «бомбардировщика-антипода», вошедшего в историю под многими названиями. Бомбардировщик создавался как сверхзвуковой стратосферный аппарат. Он обладал несущим фюзеляжем, который частично выполнял функцию крыла и был очень сильно «зализан». Клиновидной формы крылья были очень короткими. Бомбардировщик имел и горизонтальное хвостовое оперение, которое располагалось в самом конце фюзеляжа. Топливо находилось в 2-х больших баках расположенных по обе стороны фюзеляжа за крылом в хвостовой части аппарата. Точно также, но впереди крыла, были размещены баки с кислородом. Силовая установка бомбардировщика состояла из огромного ракетного двигателя, который мог развивать тягу в 100 т. Двигатель располагался в хвостовой части фюзеляжа и работал на керосине и жидком кислороде. Помимо этого космический бомбардировщик оснащался двумя вспомогательными ракетными двигателями, размещенными по бокам основного.

Изображение: topwar.ru

Пилот размещался в специальной герметичной кабине в передней части фюзеляжа. Для осуществления планирующего приземления использовалось трехстоечное шасси. В центральном отсеке фюзеляжа размещался отсек для бомб, который мог вместить до 10 т. обычных бомб. Оборонительного вооружения на бомбардировщик устанавливать не планировалось. Предполагалось, что длина орбитального бомбардировщика составит около 28 метров, размах крыльев – 15 метров, сухой вес аппарата – 10 т., вес топлива – 80 т. Полный вес машины с учетом бомбовой нагрузки доводился до 100 т.

При таком внушительном весе для взлета требовалось огромное количество топлива. Здесь не могли помочь обыкновенные стартовые ускорители. Выход, который предложил Зенгер, заключался в постройке прямого длинного стартового участка – монорельса длиной в 3 км. Далее бомбардировщик помещался на специальные салазки, на которые можно было поставить необходимое количество ракетных двигателей. Данные реактивные салазки должны были за 10 секунд разогнать бомбардировщик по монорельсу до скорости 500 м/с, после чего он набирал высоту уже при помощи своего маршевого двигателя.

По теоретическим расчетам Зенгера скорость космического бомбардировщика могла достигать 6 000 м/с, а максимальная высота полета в 260 км. делала его орбитальным. Бомбардировщик двигался по описанной выше траектории, девятая нижняя точка находилась бы в 16 800 км. от места старта. После этого самолет в течение некоторого времени мог находиться на высоте 40 км., а на удалении в 23 000 км от места старта начал бы терять высоту и, пролетев еще 500 км (суммарно половину расстоянии вокруг Земли), совершал бы посадку. Посадочная скорость бомбардировщика равнялась 140 км/ч, что позволяло принять ракетоплан любому из существующих аэропортов тех лет.

Варианты режимов полета предложенные Зенгером

Схема подобных полетов была рассчитана Ойгеном Зенгером достаточно точно, хотя и имела ряд недостатков. К примеру, точка-антипод для любого места старта с территории Германии оказывалась в районе Австралии или Новой Зеландии, т.е. территории, которая находилась в руках союзников. Помимо этого города-мишени не всегда располагались так, как этого требовал «план полета». Любая бомбардировка производилась бы с наименьшей точки траектории, но даже в этом случае рассеивание при осуществлении бомбометания было бы очень существенным. Единственным городом в Западном полушарии, который по схеме Зенгера находился бы под нижней точкой траектории, оказывался Нью-Йорк. При этом сам бомбардировщик направлялся бы в Японию или ту часть Тихого океана, которая была подконтрольна японским войскам и садился на территории союзника.

Изображение: topwar.ru

Первый вариант

Первый вариант предусматривал старт бомбардировщика в Германии, выход его в ближний космос и полет по ниспадающей баллистической траектории до точки бомбометания и посадкой в точке-антиподе. Так как эти точки приходились на район Австралии или Новой Зеландии ракетоплан неизбежно был бы потерян вместе с пилотом. Да и бомбометание с очень большой высоты при использовании обычных бомб было очень неэффективным. При этом рассматривался вариант с возможным пикированием на цель и последующим катапультированием пилота. В этом случае достигалась бы наивысшая точность бомбометания.

Второй вариант

По второму варианту, космический бомбардировщик должен был достичь точки бомбометания, отбомбиться по цели, после чего развернуться на 180 градусов и вернуться на место запуска. При старте ракетоплан должен был разогнаться до скорости 6 370 м/с и достичь высоты в 91 км. В таком режиме полета по баллистической траектории на удалении в 5 500 км. от места старта скорость его должна была упасть до 6 000 м/с, а высота полета снизиться до 50 км. Еще через 950 км. осуществлялось бомбометание, после чего самолет за 330 секунд выполнял разворот радиусом в 500 км. и возвращался назад. Скорость машины после выхода из разворота составляла бы 3 700 м/с, а высота полета 38 км. На расстоянии в 100 км. от точки старта уже на территории Германии скорость самолета составляла бы 300 м/с, а высота полета 20 км. Последующий этап планирования и посадки был идентичен обычному самолету.

Третий вариант

При этом варианте Зенгер рассматривал режим «волнообразного планирования», который напоминал траекторию камня, отскакивающего от водной поверхности. При планировании из космоса ракетоплан должен был несколько раз отразиться от плотных границ атмосферы, значительно увеличивая расстояние возможного полета. Для того чтобы осуществить такой режим, орбитальный бомбардировщик Зенгера должен был развить скорость в 7 000 м/с и достигнуть высоты полета в 280 км. на удалении в 3 500 км. от места старта. Первое снижение и «отскок от атмосферы» на высоте 40 км. должно было произойти на расстоянии в 6 750 км. от места старта. Девятое планирование и «отскок» происходили бы на расстоянии в 27 500 км. от места старта. Через 3 часа 40 минут полета раекетоплан, полностью обогнув Землю, должен был приземлиться на аэродроме в Германии. Расчетная точка бомбометания находилась при таком режиме на очередном снижении к границам атмосферы.

Изображение: topwar.ru

Доклад Зенгера заканчивался рекомендацией о принятии схемы с одной базой, как наиболее практичной, а также перечислением исследований, которые необходимо было произвести для разработки этого поистине «космического» бомбардировщика. Проект был поддержан чиновниками из Верховного командования Люфтваффе, которые предложили создать специальное секретное НИИ в местечке Трауэн. Начало работ по строительству испытательного полигона для полномасштабных испытаний ракетного двигателя Silbervogel было намечено на июнь 1941 года. Срок реализации программы составлял 10 лет, по сути именно это и погубило проект. В 1941 году, начав кампанию против СССР, Германия свернула все программы, которые не могли дать результата в ближайшие годы.

Проект 6б. АКС с воздушным стартом - германский космоплан "Зенгер-2" [14]

"Зенгер" — немецкий проект орбитального самолёта, задуманный Ойгеном Зенгером. Разрабатывался с 1961 по 1974 годы в компании Junkers.

1а.JPG

"Зенгер" — немецкий проект орбитального самолёта / Фото: www.wikiwand.com

Концептуально система является двухступенчатой, подобно системе Спейс Шаттл. Однако в качестве первой ступени выступает самолёт-носитель, взлетающий с обычной взлётно-посадочной полосы и поднимающий космический аппарат на высоту 30 км, в стратосферу. Преимуществом такого подхода является использование забортного воздуха в качестве окислителя на двигателе первой ступени, что уменьшает массу носителя. В случае успешного запуска, при разделении верхняя ступень приобретает скорость в 1000 км/ч, и высоту, на которой отсутствует значительное аэродинамическое сопротивление. Другим преимуществом являются широкие возможности по управлению траекторией первой ступени, что позволяет очень гибкий выбор целевых орбит аппарата.

Орбитальный самолёт, или вторая ступень, имел 31 метр в длину и размах крыльев 12 метров. Предполагалось, что «Зенгер» будет нести двух астронавтов, однако проект был закрыт, позднее, на короткое время, появившись в виде схожего проекта «Зенгер-2».

 Зенгер-2

Проект «Зенгер-2» был в конце 1980-х годов предложен немецкой компанией «Мессершмитт-Бёльков-Блом» (MBB) как европейская альтернатива системе Спейс Шаттл. Предполагалось что система будет способна осуществлять горизонтальный взлет и посадку. Верхняя ступень должна была отделяться от самолёта-носителя на высоте 30 км и скорости около 7 Маха. В качестве верхней ступени мог использоваться грузовой модуль CARGUS (англ. CARGo Upper Stage — грузовая верхняя ступень), грузоподъёмностью 10 тонн, или орбитальный самолёт HORUS (англ. Hypersonic ORbital Upper Stage — гиперзвуковая орбитальная верхняя ступень), кабина которого была рассчитана на 2-6 астронавтов, а грузовой отсек на 2-4 тонны грузов, и мог быть переоборудован для размещения 36 пассажиров.

Общая масса системы должна была составлять около 366 тонн. Самолёт-носитель имел сухую массу в 156 тонн и 98 тонн водорода в качестве топлива. Сухая масса орбитального самолёта планировалась в 33 тонны, и масса горючего и окислителя (жидкого водорода и жидкого кислорода соответственно) в 74 тонны. Общая грузоподъёмность орбитального самолёта должна была составить 5 тонн.

В 1991 году компании MBB удалось создать первый в Европе турбопрямоточный двигатель, который прошел серию наземных испытаний. Однако в 1994 году проект подвергся ревизии, согласно результатам которой, выигрыш, который давал проект «Зенгер-2» по сравнению с проектируемой европейской ракетой-носителем «Ариан-5», не оправдывал значительные финансовые затраты на разработку, и в 1995 году проект был закрыт.

Проект 7. Шэньлун — прототип китайского многоразового космического аппарата, разрабатываемый в рамках проекта «921-3» [15]

Шэньлун (кит. трад. 神龍空天飛機, упр. 神龙空天飞机, пиньинь: Shén lóng kōng tiān fēi jī, палл.: Шэньлун кунтянь фэйцзи, буквально: «Космический самолёт «Дракон»»; в некоторых источниках называют Шэньлонг, неправильно транскрибируя с пиньинь) — прототип китайского многоразового космического аппарата, разрабатываемый в рамках проекта «921-3».

2.jpg

Прототип китайского многоразового космического аппарата / Изображение: Politonline.ru

История создания

Изображения аэродинамических масштабных моделей, готовых к запуску из-под фюзеляжа бомбардировщика H-6K, были впервые опубликованы в китайских СМИ 11 декабря 2007 года. Кодовым названием проекта 863—706, китайское название этого корабля было расшифровано как «Шэньлун», что означает «божественный дракон» на китайском языке. Эти изображения, возможно полученные в конце 2005 года, показывают чёрные панели теплозащиты спускаемого аппарата и общий облик многоразового аппарата.

Аэродинамическия масштабная модель готова к запуску из-под фюзеляжа бомбардировщика H-6K / Фото: kosmo-apparaty.ru

Было высказано предположение, что аппарат оснащён российским турбореактивный двигателем Д-30К, который, скорее всего, не обеспечивает достаточной тяги для достижения низкой околоземной орбиты. Большая по размерам модель, однако, возможно, была бы способна выводить полезную нагрузку на орбиту.

Ранее изображения высокой энтальпии ударных волн в аэродинамической трубе CAS центральной лаборатории высокотемпературной газовой динамики (LHD) были опубликованы в китайских СМИ. Испытание со скоростью до М20 было проведено в 2001 году.

Ранее по словам академика Чжуан Фэнганя (庄逢甘), первый испытательный полет космоплана был заявлен на одиннадцатый пятилетний план, то есть в период с 2006 по 2010 год. Аналитиками сообщалось о проведении в конце 2006 года китайских лётных испытаний прямоточного демонстратора, возможно, связанных с разработками по проекту Шэньлун 921-3.

11 декабря 2007 года состоялось первое лётное испытание: аппарат был сброшен с китайского бомбардировщика H-6K. 8 января 2011 года состоялся суборбитальный полет космоплана.

Проект 8. Частный суборбитальный космоплан SpaceShipOne [16].

Scaled Composites принимала самое непосредственное участие в проектировании первой частной космической ракеты Pegasus. Целью проекта была разработка максимально дешёвого способа доставки небольших спутников весом до 450 кг на низкую околоземную орбиту. Руководила работами научная корпорация Orbital, а Scaled Composites сосредоточила свои усилия на конструировании и тестировании принципиально важных элементов корпуса ракеты.

Первый успешный старт Pegasus произошёл 5 апреля 1990 года, и с тех пор новаторская схема не претерпела существенных изменений. К настоящему моменту 33 таких ракеты вывели на орбиту более 70 спутников NASA и других заказчиков.


Запуск трёхступенчатой крылатой ракеты производился с транспортного самолёта B-52, который поднял Pegasus на высоту в 12 километров. После освобождения ракеты и пяти секунд свободного падения в горизонтальном положении включилось зажигание первой ступени двигателя, ракета, благодаря аэродинамической подъёмной силе, обеспечиваемой конструкцией дельтовидного крыла, стремительно набрала скорость и высоту, и за 10 минут вывела груз на космическую орбиту.

Именно эта двухкомпонентная схема доставки космических туристов используется в последнем проекте Scaled Composites, только на сей раз Берту Рутану пришлось полностью конструировать и самолёт и ракету.

Финансовую поддержку предложил один из основателей компании Microsoft Пол Аллен. В результате с марта 2001 года Аллен вложил в проект не менее 20 млн долларов, а Б. Рутан успешно построил White Knight и SpaceShipOne.

При конструировании Scaled Composites Model 316 SpaceShipOne был применён ряд оригинальных решений. Главным из них стало использование специально разработанного гибридного двигателя, работающего на полибутадиене и оксиде азота(I) (N2O).


Кабина пилота представляет собой герметичную камеру, где создаётся необходимое давление. Многочисленные иллюминаторы созданы из двухслойного стекла, каждый слой должен выдерживать возможные перепады давления. Воздух внутри кабины создаётся тройной системой, использующей кислородные баллоны, углекислый газ удаляется специальной поглощающей системой. Отдельная система контролирует влажность воздуха. Всё это позволяет обходиться без космических скафандров.

17 декабря 2003 года в ходе празднования 100-летия со дня полета братьев Райт SpaceShipOne впервые продемонстрировал свои способности на публике. А 1 апреля Федеральное управление гражданской авиации США (FAA/AST) выдало компании лицензию на суборбитальные полеты сроком на год. Scaled Composites стала первой в истории неправительственной организацией, получившей подобную лицензию.

Всего аппарат совершил 17 полётов, первый - беспилотный, а последние три - суборбитальные космические по версии ФАИ, то есть выше 100 км.

spaceshipone-5.jpg

Фото: www.airwar.ru

29 сентября 2004 г. Майк Мелвилл совершил первый зачётный полёт на высоту 102,93 км. Через 5 дней, 4 октября 2004 года аппарат SpaceShipOne совершил свой второй успешный зачётный полёт (последний, 17-й). Пилот Брайан Бинни поднялся на высоту более 112 километров и затем благополучно опустился на Землю. Полёт прошёл без каких-либо сбоев, был побит рекорд высоты для пилотируемых самолётов, державшийся 41 год (в августе 1963 Джо Уокер поднимал Х-15 на 107,9 км). Таким образом, согласно правилам конкурса, компания создатель "Scaled Composites" стала победителем программы "X Prize" и получила награду в 10 миллионов долларов. Один из главных создателей Бёрт Рутан сообщил людям, собравшимся у его дома, что был уверен в успехе сегодняшнего полёта. Успех SpaceShipOne, по словам создателей, открыл космос для частных полётов.

spaceshipone-1.gif

Три проекции / Изображение: www.airwar.ru 

Тактико-технические показатели

Модификация   SpaceShipOne
Размах крыла, м   8.05
Длина, м   8.53
Высота, м
Площадь крыла, м2   15.00
Масса, кг
  пустого   1200
  максимальная взлетная   3600
Тип двигателя   1 РД N2O/HTPB SpaceDev Hybrid
Тяга, кН   1 х 74
Максимальная скорость , км/ч 3518
Практическая дальность, км   65
Скороподъемность, м/мин 24996
Практический потолок, м   112000
Экипаж, чел   1
Полезная нагрузка: 2 пассажира

Проект 9. SpaceShipTwo (SS2) — частный пилотируемый суборбитальный космический корабль многоразового использования [17].

SpaceShipTwo  - частный пилотируемый суборбитальный космический корабль, который был создан для доставки туристов в космос. Сконструировал корабль авиаконструктор Берт Рутан и его компания Scaled Composites для американской компании Virgin Galactic (32% акций Virgin Galactic в июле 2012 года купила компания Aabar Investments). Ими же был создан и самолет-носитель WhiteKnightTwo. Оба аппарата были созданы на базе успешных прототипов SpaceShipOne и WhiteKnight.

SpaceShipTwo представляет собой самолет с гибридным ракетным двигателем, который обладает некоторыми преимуществами по сравнению с жидкими или твердыми системами, которые наиболее часто используются на пилотируемых космических аппаратах. В частности, пилоты могут выключить ракетный двигатель этого корабля в любой момент во время работы и вернуться на взлетно-посадочную полосу.


Изготовлен корабль из углеродных композитов, размах его крыльев составляет 8,23 метра, максимальная скорость √ 4200 километров в час. Он поднимается в воздух с помощью самолета WhiteKnight, а на высоте около 20 километров должен запускать собственный двигатель и отправляться в космос. SpaceShipTwo берет на борт шесть пассажиров и двух пилотов.

SpaceShipTwo способен совершать полеты на высоту около 100 километров, которая считается границей космоса.

Корабль был представлен публике 7 декабря 2009 года в калифорнийской пустыне Мохаве. Корабль получил название VSS (Virgin Space Ship) Enterprise.

10 октября 2010 года он совершил первый испытательный полет с людьми. 29 апреля 2013 года корабль совершил первый испытательный полет с включением своего ракетного двигателя и достиг сверхзвуковой скорости.


Компания Virgin Galactic, созданная британским миллиардером Ричардом Бренсоном (Richard Branson), с помощью корабля SpaceShipTwo намерена развивать космический туризм и предложить всем желающим суборбитальные полеты.

В апреле 2014 года эмиратская инвестиционная компания Aabar объявила о конкурсе среди граждан Объединенных Арабских Эмиратов (ОАЭ) на право стать космическим туристом на борту SpaceShipTwo. На тот момент уже порядка 700 человек из 58 стран забронировали билеты на предстоящие коммерческие полеты в космос.

31 октября 2014 года SpaceShipTwo VSS Enterprise потерпел крушение в пустыне Мохаве на юге Калифорнии при проведении испытаний обновлённого гибридного двигателя, использующего топливную смесь на основе гранул полиамида и закиси азота. После достижения самолетом-носителем White Knight Two высоты 50 000 футов (15,2 км) и отделения от него SpaceShipTwo, через несколько секунд свободного полёта с включенным двигателем аппарат разрушился - по заявлению, сделанному 3 ноября, из-за несанкционированного перевода хвостового оперения в положение торможения.


Один из пилотов-испытателей погиб. Другой пилот смог покинуть аппарат с парашютом, и с травмами был доставлен в больницу. Это был первый полёт с новым топливом, ранее испытанным на земле; и четвёртый полет с включением двигателя корабля, предыдущий полет без включения двигателя был совершен 7 октября. На момент катастрофы другой SpaceShipTwo - VSS Voyager построен на 60 %.

1н.jpg

SpaceShipTwo с разгонщиком White Knight Two / Фото: www.airwar.ru

Тактико-технические показатели

Модификация   SpaceShipTwo
Размах крыла, м   8.30
Длина, м   18.30
Высота, м
Площадь крыла, м2  
Масса, кг  
  пустого  
  максимальная взлетная   9740
Тип двигателя   1 РД RocketMotorTwo
Тяга, кН   1 х
Максимальная скорость , км/ч   4000
Практическая дальность, км  
Скороподъемность, м/мин  
Практический потолок, м   110000
Экипаж, чел 2
Полезная нагрузка: 6 пассажира


При написании материала использовались данные открытых интернет источников:

1. Издание РИА Новости, публикация «Владимир Дегтярь: испытания воздушного старта возможны через три года». Интервью.

2. Материал из Википедии — свободной энциклопедии, публикация «Воздушный старт».

3. Материал сайта RocketEngines.ru, публикация Александра Грищенко "первый старт крылатой РН «Пегас» (США).

4. Материалы сайта Аstronaut.ru, публикация "«ГУД БАЙ, АМЕРИКА...». СОВЕРШЕННО СЕКРЕТНЫЙ NOTSNIK".

5. Материал из Википедии — свободной энциклопедии, публикация «NOTS-EV-1 Пилот».

6. Материалы издания "Военное обозрение", публикация "От Фау-2 до Шаттла – экспериментальный пилотируемый NORTH AMERICAN X-15".

7. Материал из Википедии — свободной энциклопедии, публикация «NOTS-EV-1 Пилот»,

8. Материалы издания "Военное обозрение", публикация "Беспилотный разведчик Lockheed D-21B (США)", автор Кирилл Рябов.

9. Материал из Википедии — свободной энциклопедии, публикация «Lockheed D-21»

10. Материалы издания "Военное обозрение", публикация «Самым скоростной - гиперзвуковой X-43A»

11. Материал из Википедии — свободной энциклопедии, публикация «NASA X-43»

12. Материалы издания "Военное обозрение", публикация «Чудо-оружие Рейха: космический бомбардировщик Зенгера», Юферев Сергей.

13. Материал из Википедии — свободной энциклопедии, публикация «Зенгер, Эйген».

14. Материалы издания Wikiwand, публикация «Зенгер (космический аппарат)».

15. Материалы сайта Кosmo-apparaty.ru, публикация «Космический корабль «Шэньлун»».

16. Материлы авиационной энциклапедии «Уголок неба», публикация «SpaceShipOne».

17. Материлы авиационной энциклапедии «Уголок неба», публикация «SpaceShipTwo».



Источник: ИА "ОРУЖИЕ РОССИИ", Станислав Закарян
12

Теги: Нереализованные проекты, мировые разработки, Россия, США, страны Запада, АКК «Воздушный старт»