Aviones experimentales de EPOS
La creencia de que el futuro del espacio y aviación estará determinado por sistemas de transporte aeroespacial reutilizables; finalmente, ha dominado a la gran mayoría de especialistas que están involucrados en problemas de exploración espacial. Naturalmente, las pruebas exitosas del cohete universal y el sistema de transporte espacial "Energía" - "Buran" jugaron un papel importante en esta convicción, donde el dispositivo fue lanzado a la órbita por un cohete, y el regreso al suelo se realizó en avión, con alas. Entonces, ¿por qué "finalmente"? Después de todo, este diseño no se puede llamar una innovación absoluta. A principios de la década de 1920, evaluando las deficiencias del uso de cohetes espaciales de un solo uso, fue presentado por uno de los pioneros de la exploración espacial, el ingeniero ruso Zander Friedrich. En el artículo "Descripción de la nave interplanetaria del sistema Zander F.A.", publicado en 1924, probablemente fue el primero en el mundo en utilizar vehículos alados para vuelos espaciales. Además, demostró la ventaja de usar alas sobre el método de paracaídas para lanzar una nave orbital al suelo. Además, en la Exposición Internacional de Moscú, celebrada en 1927, se exhibió un modelo del aparato alado Zander, destinado a prometedores vuelos aeroespaciales.
¿Y qué, antes de URKTS "Energía" - "Buran" en nuestro país no tuvo tales desarrollos científicos y técnicos? Fueron Más precisamente, ni siquiera hubo uno similar, sino un desarrollo original, diseñado para el desarrollo económico y prioritario de la cosmonauta nacional. En OKB Mikoyan A.I. De vuelta en 1965, un grupo de especialistas (principalmente jóvenes) bajo la dirección del diseñador jefe Lozino-Lozinsky G.Е. (Más tarde se convirtió en director general - diseñador jefe de la asociación de producción científica Molniya, supervisó la creación del planeador Buran). Se inició la investigación y el trabajo práctico sobre el tema de la espiral. El objetivo principal de "Spiral" fue la creación de un sistema de videoconferencia de dos etapas (sistema aeroespacial). Aproximadamente un año después, 29.06.1966, Gleb Evgenevich, quien fue nombrado diseñador jefe del proyecto Spiral, firmó un proyecto preplan correspondiente.
De acuerdo con este proyecto avanzado, ambas etapas de un sistema aeroespacial (115 tonelada de peso calculado) fueron vehículos acoplados, reutilizables de cuerpo ancho con alas con despegue y aterrizaje horizontales, diseñados de acuerdo con el esquema de "cuerpo de apoyo - sin cola". El sistema consistía en una aeronave poderosa (tonelada masa 52, longitud metros 38, extensión 16,5 metros) acelerando a velocidad 5М y plano orbital tripulado desmontable (masa 10 toneladas, longitud 8 m, extensión 7,4 m), a partir de su "espalda" en altura 28-30 mil. Y la consola del ala tenía solo 3,4 metros, y el resto de la superficie del cojinete estaba asociada con el fuselaje. A este "pájaro", que se llamaba EPOS (significa aeronave orbital tripulada experimental), se le unió un tanque lleno de combustible para cohetes y se usó para lanzar en órbita con velocidad hipersónica. Los diseñadores de aviones prestaron especial atención al desarrollo de los aviones orbitales. Inmediatamente, notamos que el EPOS con los Buran construidos posteriormente y otros barcos extranjeros similares tuvieron algunas similitudes solo en los contornos de sus aviones, esta circunstancia se explica por las condiciones de planificación en la atmósfera. Si observa a fondo, el aparato desarrollado por Mikoyanovtsy según el diseño, la forma, el ala giratoria y el patrón elegidos con respecto a la "construcción en caliente" (sin protección térmica especial, contra aleaciones resistentes al calor), es decir, todo lo que garantiza la combinación perfecta de las características aerodinámicas necesarias en todas las áreas. Rutas de vuelo, significativamente diferentes de otros desarrollos de la época. Y, lo que es más importante, condujo al camino económico del desarrollo. La "variante de ala" hizo posible el uso activo de la reserva de energía atmosférica, debido a que el gasto de energía para lanzar el dispositivo a la órbita era necesario 6 - 8 veces menos en comparación con el uso de misiles. Otra cosa es que no lograron completar este camino en su totalidad debido a la intervención del DF Ustinov, que en ese momento era el secretario del Comité Central del PCUS y el curador de la industria de la defensa.
Al comienzo de la interferencia, nada presagiado. Además, mientras el general mismo estaba vivo (Artem Ivanovich murió en diciembre 1970 del año, a la edad de 65 años), apoyó con toda su autoridad a un grupo de diseñadores, quienes en 1967 comenzaron a trabajar en la ingeniería de diseño del HOS. Además, el tema “Espiral” contribuyó a la creación de una sucursal espacial de una empresa Mikoyan en Dubna. Estaba encabezado por el diputado. Pyotr Abramovich Shuster, diseñador jefe del OKB Mikoyan. Dicha atención a sus especialistas inspiró su trabajo: el trabajo se llevó a cabo con entusiasmo violento y entusiasmo alegre.
- ¡Bien, entonces "bromeamos" sobre Schuster! - recuerda Nekrasov, Oleg Nikolayevich, quien desarrolló el complejo de sistemas de control y navegación EPOS. - Cuál fue su sorpresa cuando presentamos el sistema de administración para la entrega mucho antes de los plazos de ciertos horarios de trabajo.
Para estudiar las características de la capacidad de control y la estabilidad en varias etapas del vuelo y la evaluación de la protección térmica, fue necesario construir a partir de materiales análogos de EPOS de alta resistencia resistentes al calor en configuraciones 3-s y modelos de vuelo (escala 1: 3 y 1: 2), llamado Bor. A los análogos se les asignaron las siguientes designaciones de código: "105.11": se utiliza para la investigación en vuelo a velocidades subsónicas (imitación de la porción atmosférica: aproximación durante el aterrizaje desde la órbita); "105.12" - en supersónico; "105.13" - a velocidad hipersónica.
"Es típico", dijo Yury Dmitrievich Blokhin, ex jefe de OKB de la rama espacial (ahora jefe de diseño adjunto de la asociación de investigación y producción Molniya), "que las principales soluciones de diseño para la configuración de los análogos de EPOS se implementaron en un esquema único y transversal. ¿Cuál es la ventaja de este esquema? Primero, la intensidad de trabajo de la producción aumentó ligeramente de la transición de la versión subsónica a la versión hipersónica. Y esto solo se debe a que, con la complicación de las tareas que se están resolviendo, se instalaron a bordo equipos adicionales más sofisticados. En segundo lugar, el esquema de extremo a extremo permitía pasar muy poco tiempo en la preparación de la producción para la producción de planos orbitales. Un gran número de pruebas, comenzando con estudios de laboratorio, soplando en los túneles de viento TsAGI ellos. Los modelos y análogos de Zhukovsky, y su finalización con pruebas de banco en relación con las diferentes etapas de los modos de vuelo, permitieron determinar las características aerodinámicas del fuselaje con un alto grado de confianza. A su vez, se convirtieron en la fuente de datos para los desarrolladores de diferentes sistemas EPOS. Luego, para aclarar los resultados de la "investigación de tuberías", así como para estudiar las propiedades de los nuevos materiales que se previeron en el diseño del futuro avión orbital, los modelos Bor se lanzaron utilizando cohetes (escala 1: 2 y 1: 3). Era necesario que el diseño fuera ligero, pero capaz de trabajar durante mucho tiempo en condiciones extremadamente difíciles. Especialmente al entrar en las capas densas de la atmósfera al salir de la órbita espacial. De hecho, durante un vuelo a alta velocidad (la velocidad de salida de la órbita es 8 kilómetros por segundo) se generan flujos de calor muy potentes en las capas densas de la atmósfera, ya que la disociación de las moléculas de aire se produce en la capa de borde: las moléculas se vuelven atómicas. Hablando en sentido figurado, son destruidos y sus "fragmentos" (iones, electrones, núcleos de átomos) forman un plasma que, en contacto con la superficie de un plano orbital, lo calienta. Además, la parte frontal del fuselaje, el borde de la quilla y el ala son más susceptibles al calentamiento.
En las estructuras de los aviones, el aluminio y sus aleaciones con el crecimiento de las velocidades de vuelo comenzaron a dar paso a aleaciones progresivas, que tenían una mayor resistencia al calor. Al momento de trabajar en el programa EPOS, ya se habían aplicado aceros resistentes al calor y aleaciones de titanio. "En el camino" eran más resistentes al calor de plástico - niobio y aleaciones de berilio. Sin embargo, la resistencia de la nueva aeronave orbital proporcionó no solo y no tanto vestiduras resistentes al calor, como las características aerodinámicas únicas y los diseños perfectos. Después de todo, el avión orbital tripulado experimental fue diseñado para descender en modo de auto-equilibrio en ángulos de ataque altos, hasta 53® con 0,8 de calidad hipersónica (cuanto mayor sea la calidad, mayor será la posibilidad de maniobras laterales). Al mismo tiempo, la carga de calor principal fue percibida por el HSE (escudo térmico) del diseño original. En estas condiciones, como lo demuestran las pruebas térmicas y de resistencia en un banco KTPI especial del análogo hipersónico "105.13", su calentamiento máximo no superó los + 1,5 mil ° C, y los elementos estructurales restantes en la pantalla aerodinámica del escudo térmico se calentaron mucho menos. Por lo tanto, en la producción de análogos fue posible utilizar titanio, y en algunos lugares incluso aleaciones de aluminio sin especiales. cubierta Un revestimiento de este tipo, por ejemplo, era 38 miles de baldosas muy caras fabricadas con tecnología sofisticada basada en fibras de cuarzo puro, que posteriormente se pegaron con Buran. Aquí está el primer factor, y de ninguna manera el último, en la economía del desarrollo de los 1960. En comparación con el "Buran".
Ahora consideremos el diseño del propio escudo térmico. Para evitar la destrucción como resultado del calentamiento rápido al ingresar a la atmósfera terrestre, debe, en primer lugar, tener una alta "plasticidad", como la que puede proporcionar una aleación de niobio. Sin embargo, aún no se lanzó, y los diseñadores, antes de dominar la producción de niobio, reemplazaron el material. Pantalla térmica fabricada en acero VNS resistente al calor. Al mismo tiempo, no era sólido, sino que consistía en un gran número de placas dispuestas según el principio de las escamas de pescado. Además, todo estaba suspendido sobre cojinetes de cerámica y cuando la temperatura de calentamiento cambió, cambió automáticamente su forma, lo que mantuvo la estabilidad de la posición en relación con la carcasa. Así, en todos los modos, se aseguró la constancia de la configuración de EPOS. El plano orbital tenía una característica más constructiva: en el modo de descenso, el ala gira hasta que, en el momento en que ingresaban a la atmósfera, estaba en posición vertical, cumpliendo así el papel de las quillas. Como resultado, las consolas de ala rotatoria estaban protegidas del calentamiento aerodinámico y mejoraron significativamente la trayectoria y la estabilidad lateral del dispositivo.
La calidad hipersónica del EPOS en el caso de reducir el ángulo de balance a 30 ° mejoró, aumentando a 1,5. Es cierto que, en este caso, el calentamiento de la pantalla de protección contra el calor aumenta notablemente, sin embargo, no más de + 1,7 mil. ° C: el límite permitido para las aleaciones que se estaban desarrollando. Pero las posibilidades de maniobra lateral se ampliaron: en planeación pura, sin encender el motor, el lugar de aterrizaje podría seleccionarse dentro de un radio de 1,5-1,8 mil km. Y con el motor turborreactor en funcionamiento, previsto en el diseño de la aeronave orbital tripulada experimental, el rango de maniobra lateral calculado a velocidad subsónica de crucero superó significativamente los miles de 2. Tenga en cuenta que el rango de la maniobra lateral a lo largo de la ruta de descenso es una condición muy importante. De este indicador depende de la posibilidad de una terminación de emergencia del vuelo orbital, si es necesario, y si el rango de maniobra es más de 2000 km, esto significa que la órbita se puede abandonar en cualquier giro y el aterrizaje se realiza en cualquier punto conveniente seleccionado en un área de varios millones de kilómetros cuadrados. (Casi toda la parte asiática del territorio de la Unión Soviética). Para mejorar las características de aterrizaje en la última sección (atmosférica) del descenso, el aparato fue reequilibrado en ángulos de ataque bajos debido a la rotación de los voladizos a una posición de ala fija desde una quilla fija. En vuelo subsónico con las consolas de ala desplegadas, la calidad aerodinámica aumenta a 4, y en consecuencia aumenta la distancia de planificación.
Los expertos sobre la base de las bases científicas y técnicas para el EPOS analizaron las posibilidades de transición de un avión orbital de transporte de un solo tamaño pequeño a uno multi-asiento. Resultó una característica notable de este desarrollo de diseño. En el caso de copiar el aparato a escala ampliada, las excelentes características aerodinámicas del EPOS se conservan completamente, y la carga de calor en el mismo ángulo de ataque (53 °) puede incluso disminuir a + 1,2 mil ° C. ¿Por qué sucede esto? Debido al aumento en los radios locales de curvatura de la superficie aerodinámica y la disminución de la carga específica en la superficie del rodamiento. Y mas Con la ampliación de la escala EPOS, sus características de aterrizaje exitosas no solo se conservaron, sino que incluso se mejoraron. De hecho, en este caso, se podrían calcular completamente durante los vuelos en análogos del orbitador de pequeñas dimensiones. Por lo tanto, casi todo el ciclo de prueba principal de una aeronave orbital tripulada experimental y sus sistemas se realizaron en tierra en túneles de viento, en stands e instalaciones de modelado, y luego en los laboratorios de vuelo L-18. Se llevaron a cabo estudios de banco de control dinámico de gas en todas las partes de la trayectoria de vuelo. Además se requirió verificar los resultados obtenidos en condiciones reales. En primer lugar - en vuelos sobre análogos de EPOS.
Subsonic analógico "105.11" creado por la mitad de 1970-s. El dispositivo puede incluso “tocarse”: hoy se exhibe en Monino, cerca de Moscú, en el Museo de la Fuerza Aérea. En "armadura" de metal sólido, con controles aerodinámicos inherentes a la aeronave: escudo de equilibrio, timón en la quilla, alerones. Se ve inusualmente solo el chasis retráctil de 4-rack. Las rejillas están dispuestas en pares a lo largo del fuselaje, lo que garantiza una estabilidad particularmente buena en la carrera. Y otra cosa: los chasis estaban "calzados" en ... esquís hechos de metal resistente al desgaste: después del aterrizaje, el kilometraje era corto. En una palabra, esta fuerte "ave" de cuatro patas es capaz de aterrizar en cualquier parte sobre un terreno plano, es decir, el EPOS ni siquiera necesitaba aeródromos especiales con una superficie de concreto. Un TRD RD-36K diseña Kolesov PA (que, por cierto, también se utilizan hoy en la aviación naval como motores de elevación en aviones de ataque montados en cubierta con un despegue y aterrizaje vertical del Yak-38) proporcionados durante los vuelos de prueba de una pista de aterrizaje a otra. Es cierto que para esto, los pilares delanteros tenían que "cambiar" en los neumáticos. Esto fue precedido por un caso curioso, casi curioso.
Fue necesario eliminar las características de las fuerzas que afectan al chasis en la versión de esquí mientras el vehículo se está moviendo en el suelo. Se envió un análogo del EPOS al sitio de prueba ubicado al final de un aeródromo de prueba grande. Con una grúa especial, se colocó en un terreno desnudo, casi intempestivo a la fuerza del esmeril con vientos secos y calientes. Esquís bajo el peso del diseño firmemente impresos en él. Fastovets Aviard, piloto de pruebas de la firma Mikoyan, tomó asiento en la cabina del piloto. Se rumoreaba el motor en marcha, pero la unidad se mantuvo en su lugar. La franja de suelo se vertió con agua, pero no sirvió de nada. El piloto tuvo que apagar el motor y los expertos se preguntaron qué más se podría hacer. "Ninguno de nosotros notó cómo se acercó el jefe de la gama Zagrebelny", recordó el coronel Chernobrivtsev Vladislav, quien en ese momento era el ingeniero principal de uno de los departamentos del Instituto de Investigación de la Fuerza Aérea. - Consideramos a Ivan Ivanovich como un hombre bastante lejos de "puramente" asuntos de vuelo, y de repente salió con el consejo: "Puedes vencer a las sandías frente a tu pajarito; aquí las tenemos ricamente". Entonces ella seguramente correrá ". Todos lo miraron como si fuera un soñador, pero después de pensarlo un poco, estuvieron de acuerdo: ¡intentemos, qué demonios no es bromear! Zagrebelny dio la orden, y pronto un par de camiones se llenaron hasta el borde de los lados con bolas rayadas que rodaban lentamente de la nariz del análogo. Las sandías cayeron al suelo y las cubrieron abundantemente con carne resbaladiza para los medidores 70. Levantamos el dispositivo con una grúa y plantamos las jugosas mitades de los cavos debajo de todos los esquís. Fastovets volvió a ocupar su lugar en la cabaña. Cuando la velocidad de los motores turbofan alcanzó el máximo, el vehículo finalmente se movió y, para satisfacción de todos, se deslizó por la pista, acelerando ... ". Por lo tanto, experto en aeródromos, permitió realizar la tarea de prueba sin retrasos significativos.
Las pruebas de vuelo de la variante de la rueda de esquí del análogo subsónico comenzaron la próxima primavera, en mayo, 1976 g. Al principio, se realizó el llamado "enfoque": "105.11" después de aterrizar en el suelo inmediatamente siguió aterrizando en línea recta. Así, el EPOS fue probado por Igor Volk, Valery Menitsky (más tarde, ambos obtuvieron el título de Héroe de la Unión Soviética y el Piloto de Prueba Honrado de la URSS), así como el Piloto de Prueba Honrado de la URSS, el Héroe de la Unión Soviética Fedotov Alexander, quien era jefe de la compañía Mikoyana. Además de Mikoyan, expertos militares, ingenieros y pilotos del Instituto de Investigación de Aeronaves del Estado, participaron en las pruebas del programa EPOS. Sin embargo, la carga principal de las pruebas de vuelo del análogo subsónico cayó sobre los hombros del héroe de la Unión Soviética Fastovtz Aviard. 11 de octubre del mismo año, realizó un vuelo corto de una pista de aeródromo a otra. Un año más tarde, comenzó los preparativos para los lanzamientos aéreos desde debajo del fuselaje del portaaviones. Para esto, un bombardero Tu-95K pesado fue equipado de antemano. Entre otras cosas, la hoja se eliminó al preparar un transportista de una bomba Tu-95K. El avión de transporte, como una gallina, chupó al "pollito" de forma tal que la cabina analógica salió del borde del compartimento de la bomba a la mitad del acristalamiento, y la entrada de aire del motor estaba completamente oculta en el fuselaje del transportista. Así, se obtuvo la suspensión semi-externa. El piloto del análogo todavía tenía la oportunidad de revisar en el hemisferio delantero, pero para arrancar el motor tuve que instalar un sistema de refuerzo adicional.
En primer lugar, durante el vuelo, sin desacoplar, se verificó la posibilidad de liberación de análogos en el flujo de aire en la especificación alargada. Los titulares y encendiendo su motor en esa posición. Todo esto no causó mucha dificultad. Solo una vez el turborreactor RD-36K estornudó a la altura de "estornudar", y su impulso quedó suspendido. Sin embargo, cuando el motor disminuyó, alcanzó la velocidad deseada. Finalmente, 27.10.1977 comenzó la fase más difícil. La tripulación del Tu-95K encabezada por el jefe adjunto del servicio de pruebas de vuelo de la aviación de bombarderos, el teniente coronel Obelov Alexander (hoy mayor general de aviación) toma su lugar, y Fastovets se sienta en la cabina del análogo de EPOS. El dispositivo se aprieta a los soportes de la escotilla. Atacado con turbinas y tornillos de motor de hélice, y después de una pesada carrera, entró en el cielo de otoño. A la altura de 5000, el enganche cae en el "curso de combate", que fue calculado por el navegador de prueba honrado de la Unión Soviética, el Coronel Yuri Lovkov. Calculó el rumbo de tal manera que, en una situación extrema, el piloto del análogo después de desacoplarlo podría, sin una evolución significativa, descender en línea recta, "encajar" en la trayectoria de planeo del aterrizaje y sentarse en su aeródromo. En el intercomunicador de la aeronave, al que se conectó el dispositivo no acoplado, el navegador Tu-95K advierte: "Disponibilidad cero - cuatro" ...
El honorable piloto de pruebas de la URSS, Héroe de la Unión Soviética Fastovets Aviard Gavrilovich recuerda: “Entonces, hasta el desacoplamiento quedaban cuatro minutos, para entonces ya estábamos volando en una brecha de nubes bastante grande. Deslizándome en la corriente de aire debajo del fuselaje de la aeronave de transporte en los soportes, mi "pajarito" tiembla por la presión de los aviones. El colgajo de compensación se rechaza, de modo que se asegura un momento de inmersión inmediatamente después del desacoplamiento, ya que teníamos miedo de la succión entre los fuselajes de ambos autos. Enciendo el motor, funciona de forma fiable. Reportando al comandante de la tripulación - ¡Motor OK! - y seguir comprobando los sistemas. "La voluntad de poner a cero es una", advierte Lovkov en el intercomunicador de un avión. Pero terminé todo, e informé a la tripulación del transportista sobre esto. Entonces escucho: "¡Restablecer!". Sé que Lovkov ahora presionó el botón para abrir las cerraduras de los soportes. El dispositivo, separado del transportador, baja su nariz bastante abruptamente, como si estuviera buceando desde un acantilado. Parece un poco exagerado con el ajuste del ángulo de la aleta de equilibrio, estableciendo una salida rápida de la estela del transportista. Paro la desviación de los volantes: el coche escucha perfectamente. El vuelo autónomo continuó sin grandes desviaciones para un programa dado. Significa que el lanzamiento aéreo es bastante adecuado para elaborar un análogo ”.
Es cierto que el plano orbital tripulado experimental en condiciones reales habría comenzado con un propósito diferente y un poco diferente: entrar en la órbita, desde la "parte posterior" de la nave razgonschik de cuerpo ancho. Un excelente modelo de esta máquina única con forma de flecha, que tiene las formas aerodinámicas más avanzadas, se puede ver hoy en la oficina del director general de la asociación científica y de producción Molniya. Y el valor de este tipo de inicio es difícil de sobreestimar. Se eliminó la posibilidad de lanzar un plano orbital desde prácticamente cualquier punto geográfico del planeta, se eliminó la necesidad de que existieran cosmódromos terrestres unidos rígidamente a ubicaciones específicas. Y nada de lo pequeño que era el avión orbital desarrollado: es fácil construirlo en una escala mayor manteniendo las características. Es importante saber que cuanto más cerca esté la plataforma de lanzamiento del ecuador, más podrá utilizar la fuerza de rotación de la Tierra para acelerar y, en igualdad de condiciones, poner en órbita una gran masa de carga.
Las pruebas analógicas de 105.11 en el año 1978 continuaron, reabasteciendo los antecedentes científicos y técnicos del programa EPOS. Después del lanzamiento aéreo, un vuelo fue realizado por el Honorable piloto de pruebas de la URSS, el héroe de la Unión Soviética Ostapenko Peter. El EPOS se lanzó cuatro veces más desde debajo del fuselaje del Tu-95K, cuya tripulación ahora estaba encabezada por el comandante del escuadrón de prueba Coronel Anatoly Kucherenko. Por cierto, entonces esta experiencia en el destino de vuelo de Anatoly Petrovich jugó un papel decisivo. Pero en general, en 1970-s, las tasas de implementación del tema "Espiral" comenzaron a disminuir y ya no pudieron satisfacer a ninguno de los diseñadores. Sobre el destino del plano orbital tripulado experimental, AA Grechko, habiéndose familiarizado con 105.11 con fluidez en la etapa inicial del trabajo, declaró categóricamente que "no estaremos comprometidos con la fantasía". Pero en ese momento el mariscal era el Ministro de Defensa de la URSS, miembro del Politburó del Comité Central del PCUS, y la implementación de un proyecto prometedor dependía en gran medida de su decisión.
Además, el destino del avión orbital afectó, y el hecho de que nuestro país fue, quizás, el único en el que el departamento de espacio fue "separado" de la industria de la aviación. Además, la fricción entre ellos surgió justo en el momento en que se necesitaba la cooperación de esfuerzos para crear análogos del EPOS. El hecho es que a partir de 1976, ante la insistencia de los responsables de la cosmonáutica (principalmente DF Ustinov y SA Afanasyev, Ministro de Ingeniería Mecánica General), los diseñadores soviéticos se vieron obligados a correr tras los estadounidenses que ya estaban involucrados en el programa de transbordadores. transbordador espacial de vuelo. Aunque desde un punto de vista objetivo, una nave orbital tan costosa como la Buran con una capacidad de carga tan grande no era necesaria en ese momento (según muchos expertos, este también es el caso hoy). Las ambiciones políticas de los líderes de nuestro país también jugaron un mal papel. Querían vengarse después de varios fracasos en el desarrollo de la astronáutica nacional. Después de todo, los ministros y secretarios del Comité Central del PCUS ya habían estado preocupados por su propia posición, ya que las promesas que habían hecho a Brezhnev durante muchos años no se cumplieron.
El Ministerio de Ingeniería General, después de recibir la orden estatal para la creación de "Energía" - "Buran", se convirtió, como se dice, en una manta sobre sí mismo. En esta situación, desarrollado por Lozino-Lozinsky G.E. y sus asistentes, el tema "Espiral" parecía superfluo. En vano, Blokhin Yury Dmitrievich, Jefe de la Rama Espacial OKB, en un certificado preparado para el Comité Central del PCUS en febrero 1976, además de las declaraciones del ministerio, intentó convencer a la "parte superior" de que el trabajo en el EPOS y los costos resultantes (el monto era de 75 millones de rublos), las bases científicas y técnicas en ese momento eran objetivamente la única base práctica en la Unión Soviética para una solución alternativa para un sistema de espacio de transporte reutilizable en general y para una "construcción en caliente", en particular. Blokhin incluso se refirió al hecho de que la empresa McDonnell-Douglas en los Estados Unidos había estado realizando con éxito investigaciones y experimentos de vuelo durante más de 7 durante años para elaborar el aparato con el estuche. Al mismo tiempo, los estadounidenses utilizaron un análogo de pequeño tamaño del tipo X-24, a partir del cual en el futuro sería posible proceder a la creación de un plano orbital de transporte de múltiples asientos, realizado de acuerdo con el esquema del "cuerpo de carga". Y Rockwell perdió ante McDonnell-Douglas, que logró impulsar su Shuttle, no por aspectos técnicos. MacDonnell-Douglas simplemente no tenía conexiones "poderosas" en el Pentágono. (Mirando hacia adelante para decir: hoy, los estadounidenses, decepcionados con el Transbordador espacial Space Shuttle Complex debido a accidentes y catástrofes durante los lanzamientos, han comenzado nuevamente a trabajar en un programa cuyo objetivo principal es crear un avión aeroespacial prometedor con despegue / aterrizaje horizontal carriles. De acuerdo con sus cálculos, esta unidad brindará la posibilidad de realizar múltiples vuelos al espacio con una disminución múltiple de 10, en comparación con el "Transbordador", el costo de lanzar la carga a las órbitas).
Vladislav Mikhailovich Chernobrivtsev, el ingeniero principal del Instituto de Investigación Científica de la Fuerza Aérea, escribió una carta al Comité Central del PCUS, argumentando para acelerar el programa EPOS. Pero, ay ... Nada fue tenido en cuenta por los "Tops". Ustinov D.F. en abril, 1976, poco después de la muerte de AA Grechko, asumió el cargo de Ministro de Defensa, y su opinión sobre las perspectivas para el desarrollo de la investigación espacial no ha cambiado. Los experimentos de fin de vuelo en 105.11 coincidieron con un choque durante el aterrizaje en septiembre de 1978, y en ese momento, el análogo de 105.11 fue pilotado por el coronel Uryadov Vasily, un piloto de pruebas militares. Fastovets Aviard lo observó, acompañando al MiG-23 en vuelo. El aterrizaje tuvo que ir contra el sol poniente, la neblina de visibilidad limitada. Poco antes de esto, la banda se expandió y las banderas restrictivas correspondientes se reorganizaron. Pero no tuve tiempo de aclararlo hasta el final, nivelar los montículos y los baches. El vuelo fue dirigido por el comandante de aviación general Petrov Vadim, piloto de pruebas honrado de la URSS, héroe de la Unión Soviética, un hombre muy experimentado, pero la mala visibilidad lo decepcionó. Vadim Ivanovich se equivocó al tomar el análogo, "MiG" de Fastovts, que había esquivado a la izquierda, dio la orden de llevar a Uryadov a la derecha. Él ejecutó la orden. Al declinar contra el sol, Uryadov más tarde notó que aterrizaría a la derecha de la franja. Un probador experimentado, gracias a su reacción, pudo apagarlo en el último momento, ingresando a la zona de casilla de verificación, pero simplemente no había suficiente altura para más. El dispositivo aterrizó más o menos en un terreno irregular.
No, el aparato no se colapsó, todo fue manejado solo por grietas cerca del marco de poder. Por supuesto, los pilotos durante el aterrizaje experimentaron una profunda molestia. Pero diseñadores e ingenieros ... A decir verdad, cada nube tiene un lado positivo. Este caso brindó a los especialistas una oportunidad imprevista de verificar en la práctica si los cálculos de resistencia de la estructura se corresponden con las cargas probadas. Los resultados fueron, como dicen, necesarios. El análogo de un plano orbital tripulado experimental soportó el difícil examen. Pronto fue restaurado. Solo que ya no tenía que volar. Sin embargo, no fue este incidente lo que fue decisivo para el destino de la Espiral. Al igual que en el destino de otros proyectos, los problemas de la sociedad soviética jugaron un papel aquí: el voluntarismo, la politización excesiva de la ciencia, la falta de colegialidad en la toma de decisiones y la inmensa importancia de las relaciones personales entre los líderes de la industria. Y, quizás lo más importante, la incapacidad de ver las perspectivas para el desarrollo de la tecnología, un enfoque en la experiencia de los demás, incluso en detrimento del sentido común.
Es cierto que la experiencia adquirida por aquellos que participaron en el desarrollo y las pruebas bajo el programa EPOS no fue en vano. Si bien pronto se cerró la sucursal espacial de la firma Mikoyan, los especialistas de 48 de Dubna fueron transferidos a la Asociación de Producción Científica Molniya, que establecieron para llevar a cabo el trabajo en el programa Buran. Así, por ejemplo, Dmitry Alekseevich Reshetnikov, ex jefe adjunto de la rama de producción, quien hizo una gran cantidad de importantes propuestas para mejorar los procesos técnicos, más tarde se convirtió en director de una planta piloto en Molniya, y Vyacheslav Petrovich Naidenov, quien dirigió la brigada aerodinámica, jefe de diseño, jefe de seminatural y modelado matemático. El programa "Buran". Y mucho mas Vladimir Aleksandrovich Trufakin, un niño de 25, trabajó en la brigada de aerodinámica en ese momento. Actualmente dirige el departamento de control de trayectoria, es un candidato de ciencias técnicas y está listo para defender su tesis doctoral. En NPO Molniya, Saenko Viktor Ivanovich, quien anteriormente estaba involucrado en motores para EPOS, se convirtió en el jefe del departamento.
La experiencia de participación en experimentos sobre el análogo de EPOS sobre el destino de los pilotos también tuvo un efecto positivo. Así, por ejemplo, el Ministro de Industria de Aviación invitó a Anatoly Petrovich Kucherenko a "enseñar la mosca" del VM-T Atlant, en 1980, año. "Atlant" fue creado sobre la base del bombardero estratégico Myasishchev V.M. como un transporte aéreo para el transporte en la "parte posterior" de los elementos del cohete "Energía", así como la nave orbital "Buran". Kucherenko hizo frente a esta tarea con éxito, por lo que se le otorgó el título de Piloto de Prueba Honrado de la URSS. Wolf Igor Petrovich, Piloto de Prueba Honrado de la URSS, Héroe de la Unión Soviética (más tarde, Piloto-Cosmonauta de la URSS), quien realizó vuelos en "105.11", elevó por primera vez el análogo "Buran" al cielo, y también hizo una contribución significativa a las pruebas de vuelo de aterrizaje en Modo automático de nave orbital reutilizable.
Aquí hay algo más interesante. Después de todo, el plano orbital desde el punto de vista de la aerodinámica en nuestro país está completamente desarrollado. Sobre la base de esta experiencia, el laureado del Premio Estatal de la URSS y Lenin, Héroe del Desarrollo Social, Doctor en Ciencias Técnicas Lozino-Lozinsky Gleb Evgenievich en Málaga en el 40º Congreso de la Federación Internacional de Astronáutica (representantes de organizaciones 130 de diferentes países participaron en el Congreso), en octubre 1989 del año propuesto Proyecto de sistema aeroespacial reutilizable. En el sistema propuesto, el An-225 "Mriya" puede servir como la primera etapa, lo que permite que un pequeño plano orbital comience desde su "parte posterior". Un plano orbital debe tener un tanque de combustible externo (el único elemento desechable en este acoplamiento). Los elementos restantes de este sistema están diseñados para su reutilización. Tiene todas las ventajas, especialmente la confiabilidad y eficiencia de los arranques de aviación. Esta propuesta, que se ha convertido en una sensación real, promete a la comunidad mundial grandes beneficios en la exploración espacial.
Especificación del producto "105-11"
Diseño y maquetación. El dispositivo se llevó a cabo según el esquema "sin cola" con un estuche de transporte, una cola de una sola aleta, un ala triangular baja, chasis de cuatro cojinetes y un motor ubicado en el fuselaje trasero. El fuselaje portador tiene una forma barrida (ángulo de barrido 78®) y secciones con un fondo prácticamente plano y una parte superior redondeada. El fuselaje 105-11 se dividió en cuatro partes: el compartimiento de la nariz del equipo con una cabina, un truss con marcos, un panel con una entrada de aire de un motor turborreactor y una pantalla inferior resistente al calor.
El cuerpo principal del fuselaje es una armadura con marcos, una estructura espacial soldada por poder hecha de acero VNS-2. La estructura de la armadura se seleccionó a partir de las condiciones para asegurar el volumen máximo, lo que permitiría colocar el equipo, el motor y el combustible, así como también para garantizar los mínimos esfuerzos térmicos. El compartimiento del tanque de combustible incluido en la sección de potencia del truss estaba ubicado en la sección central inferior. En la sección de la cola hay un turborreactor, cuya entrada de aire está equipada con una tapa, que se abre cuando el motor está en marcha. El compartimiento del equipo con la cabina tenía la construcción soldada habitual (el acero VNS-2 también se usó en la fabricación), está conectado a la granja con pirotiros, formando una cápsula de escape. La toma de aire y los paneles del turborreactor, una estructura convencional de duraluminio, se atornillan al truss y se cierran. La pantalla se coloca en la parte inferior del truss, crea la superficie principal del cojinete y sirve para proteger el truss del calentamiento termodinámico. La pantalla es un panel soldado (chapa de acero VNS-2) con un conjunto de perfiles transversales y longitudinales soldados por soldadura de resistencia.
La pantalla está recubierta internamente con un material térmicamente aislante. La pantalla se suspende en la granja con 110 Free-Oriented Tenders. Esto garantiza la deformación de la pantalla en todas las direcciones con un calentamiento desigual sin la aparición de tensiones térmicas. Los paneles extraíbles incluyen paneles laterales, escotillas de acceso para el motor y el equipo, y una hoja de escape de la cabina de emergencia.
Las consolas laterales tienen un ángulo de barrido 55® a lo largo del borde delantero, están unidas al fuselaje, pero según el modo de vuelo, pueden girar hasta un ángulo de hasta 30®. La rotación de las consolas de ala - con un tornillo sin fin, eléctrico. Para el control de balanceo, el ala está equipada con alerones. La cola vertical tiene timón, área de la quilla 1,7 м2, en el borde anterior del ángulo de barrido fue 60®. La superficie superior del fuselaje trasero tiene desviaciones de las aletas de equilibrio hacia arriba. El sistema de control de un plano orbital tripulado experimental es manual, con pedales tradicionales y manijas de tipo "avión".
Chasis: cuatro cojinetes, esquí (las ruedas se instalaron en los soportes delanteros al comienzo de las pruebas de vuelo para el despegue desde el suelo), se limpiaron. Los pilares delanteros se retraen en los huecos de los paneles laterales del fuselaje por encima de la pantalla térmica al retroceder, los pilares de la cola se retraen detrás del borde trasero del fuselaje. Los chasis fueron producidos utilizando un sistema neumático.
La planta de energía "105.11" es un turborreactor RD36-35K que tiene un empuje 2000 kgf. El combustible del motor se coloca en un tanque ubicado en la parte media del fuselaje.
La estructura del equipo de la aeronave incluye un conjunto estándar de instrumentos de navegación en vuelo, que se encuentran en la cabina en el tablero de instrumentos.
características de performance de la aeronave:
Modificación - EPOS;
Envergadura - 7,40 m;
Longitud - 8,50 m;
Altura - 3,5 m;
Peso normal de despegue - 4220 kg;
Tipo de motor - 1 turborreactor RD-36-35К;
Empuje - 2000 kgf;
Tripulación - 1 hombre.
¿Y qué, antes de URKTS "Energía" - "Buran" en nuestro país no tuvo tales desarrollos científicos y técnicos? Fueron Más precisamente, ni siquiera hubo uno similar, sino un desarrollo original, diseñado para el desarrollo económico y prioritario de la cosmonauta nacional. En OKB Mikoyan A.I. De vuelta en 1965, un grupo de especialistas (principalmente jóvenes) bajo la dirección del diseñador jefe Lozino-Lozinsky G.Е. (Más tarde se convirtió en director general - diseñador jefe de la asociación de producción científica Molniya, supervisó la creación del planeador Buran). Se inició la investigación y el trabajo práctico sobre el tema de la espiral. El objetivo principal de "Spiral" fue la creación de un sistema de videoconferencia de dos etapas (sistema aeroespacial). Aproximadamente un año después, 29.06.1966, Gleb Evgenevich, quien fue nombrado diseñador jefe del proyecto Spiral, firmó un proyecto preplan correspondiente.
De acuerdo con este proyecto avanzado, ambas etapas de un sistema aeroespacial (115 tonelada de peso calculado) fueron vehículos acoplados, reutilizables de cuerpo ancho con alas con despegue y aterrizaje horizontales, diseñados de acuerdo con el esquema de "cuerpo de apoyo - sin cola". El sistema consistía en una aeronave poderosa (tonelada masa 52, longitud metros 38, extensión 16,5 metros) acelerando a velocidad 5М y plano orbital tripulado desmontable (masa 10 toneladas, longitud 8 m, extensión 7,4 m), a partir de su "espalda" en altura 28-30 mil. Y la consola del ala tenía solo 3,4 metros, y el resto de la superficie del cojinete estaba asociada con el fuselaje. A este "pájaro", que se llamaba EPOS (significa aeronave orbital tripulada experimental), se le unió un tanque lleno de combustible para cohetes y se usó para lanzar en órbita con velocidad hipersónica. Los diseñadores de aviones prestaron especial atención al desarrollo de los aviones orbitales. Inmediatamente, notamos que el EPOS con los Buran construidos posteriormente y otros barcos extranjeros similares tuvieron algunas similitudes solo en los contornos de sus aviones, esta circunstancia se explica por las condiciones de planificación en la atmósfera. Si observa a fondo, el aparato desarrollado por Mikoyanovtsy según el diseño, la forma, el ala giratoria y el patrón elegidos con respecto a la "construcción en caliente" (sin protección térmica especial, contra aleaciones resistentes al calor), es decir, todo lo que garantiza la combinación perfecta de las características aerodinámicas necesarias en todas las áreas. Rutas de vuelo, significativamente diferentes de otros desarrollos de la época. Y, lo que es más importante, condujo al camino económico del desarrollo. La "variante de ala" hizo posible el uso activo de la reserva de energía atmosférica, debido a que el gasto de energía para lanzar el dispositivo a la órbita era necesario 6 - 8 veces menos en comparación con el uso de misiles. Otra cosa es que no lograron completar este camino en su totalidad debido a la intervención del DF Ustinov, que en ese momento era el secretario del Comité Central del PCUS y el curador de la industria de la defensa.
Al comienzo de la interferencia, nada presagiado. Además, mientras el general mismo estaba vivo (Artem Ivanovich murió en diciembre 1970 del año, a la edad de 65 años), apoyó con toda su autoridad a un grupo de diseñadores, quienes en 1967 comenzaron a trabajar en la ingeniería de diseño del HOS. Además, el tema “Espiral” contribuyó a la creación de una sucursal espacial de una empresa Mikoyan en Dubna. Estaba encabezado por el diputado. Pyotr Abramovich Shuster, diseñador jefe del OKB Mikoyan. Dicha atención a sus especialistas inspiró su trabajo: el trabajo se llevó a cabo con entusiasmo violento y entusiasmo alegre.
- ¡Bien, entonces "bromeamos" sobre Schuster! - recuerda Nekrasov, Oleg Nikolayevich, quien desarrolló el complejo de sistemas de control y navegación EPOS. - Cuál fue su sorpresa cuando presentamos el sistema de administración para la entrega mucho antes de los plazos de ciertos horarios de trabajo.
Para estudiar las características de la capacidad de control y la estabilidad en varias etapas del vuelo y la evaluación de la protección térmica, fue necesario construir a partir de materiales análogos de EPOS de alta resistencia resistentes al calor en configuraciones 3-s y modelos de vuelo (escala 1: 3 y 1: 2), llamado Bor. A los análogos se les asignaron las siguientes designaciones de código: "105.11": se utiliza para la investigación en vuelo a velocidades subsónicas (imitación de la porción atmosférica: aproximación durante el aterrizaje desde la órbita); "105.12" - en supersónico; "105.13" - a velocidad hipersónica.
"Es típico", dijo Yury Dmitrievich Blokhin, ex jefe de OKB de la rama espacial (ahora jefe de diseño adjunto de la asociación de investigación y producción Molniya), "que las principales soluciones de diseño para la configuración de los análogos de EPOS se implementaron en un esquema único y transversal. ¿Cuál es la ventaja de este esquema? Primero, la intensidad de trabajo de la producción aumentó ligeramente de la transición de la versión subsónica a la versión hipersónica. Y esto solo se debe a que, con la complicación de las tareas que se están resolviendo, se instalaron a bordo equipos adicionales más sofisticados. En segundo lugar, el esquema de extremo a extremo permitía pasar muy poco tiempo en la preparación de la producción para la producción de planos orbitales. Un gran número de pruebas, comenzando con estudios de laboratorio, soplando en los túneles de viento TsAGI ellos. Los modelos y análogos de Zhukovsky, y su finalización con pruebas de banco en relación con las diferentes etapas de los modos de vuelo, permitieron determinar las características aerodinámicas del fuselaje con un alto grado de confianza. A su vez, se convirtieron en la fuente de datos para los desarrolladores de diferentes sistemas EPOS. Luego, para aclarar los resultados de la "investigación de tuberías", así como para estudiar las propiedades de los nuevos materiales que se previeron en el diseño del futuro avión orbital, los modelos Bor se lanzaron utilizando cohetes (escala 1: 2 y 1: 3). Era necesario que el diseño fuera ligero, pero capaz de trabajar durante mucho tiempo en condiciones extremadamente difíciles. Especialmente al entrar en las capas densas de la atmósfera al salir de la órbita espacial. De hecho, durante un vuelo a alta velocidad (la velocidad de salida de la órbita es 8 kilómetros por segundo) se generan flujos de calor muy potentes en las capas densas de la atmósfera, ya que la disociación de las moléculas de aire se produce en la capa de borde: las moléculas se vuelven atómicas. Hablando en sentido figurado, son destruidos y sus "fragmentos" (iones, electrones, núcleos de átomos) forman un plasma que, en contacto con la superficie de un plano orbital, lo calienta. Además, la parte frontal del fuselaje, el borde de la quilla y el ala son más susceptibles al calentamiento.
En las estructuras de los aviones, el aluminio y sus aleaciones con el crecimiento de las velocidades de vuelo comenzaron a dar paso a aleaciones progresivas, que tenían una mayor resistencia al calor. Al momento de trabajar en el programa EPOS, ya se habían aplicado aceros resistentes al calor y aleaciones de titanio. "En el camino" eran más resistentes al calor de plástico - niobio y aleaciones de berilio. Sin embargo, la resistencia de la nueva aeronave orbital proporcionó no solo y no tanto vestiduras resistentes al calor, como las características aerodinámicas únicas y los diseños perfectos. Después de todo, el avión orbital tripulado experimental fue diseñado para descender en modo de auto-equilibrio en ángulos de ataque altos, hasta 53® con 0,8 de calidad hipersónica (cuanto mayor sea la calidad, mayor será la posibilidad de maniobras laterales). Al mismo tiempo, la carga de calor principal fue percibida por el HSE (escudo térmico) del diseño original. En estas condiciones, como lo demuestran las pruebas térmicas y de resistencia en un banco KTPI especial del análogo hipersónico "105.13", su calentamiento máximo no superó los + 1,5 mil ° C, y los elementos estructurales restantes en la pantalla aerodinámica del escudo térmico se calentaron mucho menos. Por lo tanto, en la producción de análogos fue posible utilizar titanio, y en algunos lugares incluso aleaciones de aluminio sin especiales. cubierta Un revestimiento de este tipo, por ejemplo, era 38 miles de baldosas muy caras fabricadas con tecnología sofisticada basada en fibras de cuarzo puro, que posteriormente se pegaron con Buran. Aquí está el primer factor, y de ninguna manera el último, en la economía del desarrollo de los 1960. En comparación con el "Buran".
Ahora consideremos el diseño del propio escudo térmico. Para evitar la destrucción como resultado del calentamiento rápido al ingresar a la atmósfera terrestre, debe, en primer lugar, tener una alta "plasticidad", como la que puede proporcionar una aleación de niobio. Sin embargo, aún no se lanzó, y los diseñadores, antes de dominar la producción de niobio, reemplazaron el material. Pantalla térmica fabricada en acero VNS resistente al calor. Al mismo tiempo, no era sólido, sino que consistía en un gran número de placas dispuestas según el principio de las escamas de pescado. Además, todo estaba suspendido sobre cojinetes de cerámica y cuando la temperatura de calentamiento cambió, cambió automáticamente su forma, lo que mantuvo la estabilidad de la posición en relación con la carcasa. Así, en todos los modos, se aseguró la constancia de la configuración de EPOS. El plano orbital tenía una característica más constructiva: en el modo de descenso, el ala gira hasta que, en el momento en que ingresaban a la atmósfera, estaba en posición vertical, cumpliendo así el papel de las quillas. Como resultado, las consolas de ala rotatoria estaban protegidas del calentamiento aerodinámico y mejoraron significativamente la trayectoria y la estabilidad lateral del dispositivo.
La calidad hipersónica del EPOS en el caso de reducir el ángulo de balance a 30 ° mejoró, aumentando a 1,5. Es cierto que, en este caso, el calentamiento de la pantalla de protección contra el calor aumenta notablemente, sin embargo, no más de + 1,7 mil. ° C: el límite permitido para las aleaciones que se estaban desarrollando. Pero las posibilidades de maniobra lateral se ampliaron: en planeación pura, sin encender el motor, el lugar de aterrizaje podría seleccionarse dentro de un radio de 1,5-1,8 mil km. Y con el motor turborreactor en funcionamiento, previsto en el diseño de la aeronave orbital tripulada experimental, el rango de maniobra lateral calculado a velocidad subsónica de crucero superó significativamente los miles de 2. Tenga en cuenta que el rango de la maniobra lateral a lo largo de la ruta de descenso es una condición muy importante. De este indicador depende de la posibilidad de una terminación de emergencia del vuelo orbital, si es necesario, y si el rango de maniobra es más de 2000 km, esto significa que la órbita se puede abandonar en cualquier giro y el aterrizaje se realiza en cualquier punto conveniente seleccionado en un área de varios millones de kilómetros cuadrados. (Casi toda la parte asiática del territorio de la Unión Soviética). Para mejorar las características de aterrizaje en la última sección (atmosférica) del descenso, el aparato fue reequilibrado en ángulos de ataque bajos debido a la rotación de los voladizos a una posición de ala fija desde una quilla fija. En vuelo subsónico con las consolas de ala desplegadas, la calidad aerodinámica aumenta a 4, y en consecuencia aumenta la distancia de planificación.
Los expertos sobre la base de las bases científicas y técnicas para el EPOS analizaron las posibilidades de transición de un avión orbital de transporte de un solo tamaño pequeño a uno multi-asiento. Resultó una característica notable de este desarrollo de diseño. En el caso de copiar el aparato a escala ampliada, las excelentes características aerodinámicas del EPOS se conservan completamente, y la carga de calor en el mismo ángulo de ataque (53 °) puede incluso disminuir a + 1,2 mil ° C. ¿Por qué sucede esto? Debido al aumento en los radios locales de curvatura de la superficie aerodinámica y la disminución de la carga específica en la superficie del rodamiento. Y mas Con la ampliación de la escala EPOS, sus características de aterrizaje exitosas no solo se conservaron, sino que incluso se mejoraron. De hecho, en este caso, se podrían calcular completamente durante los vuelos en análogos del orbitador de pequeñas dimensiones. Por lo tanto, casi todo el ciclo de prueba principal de una aeronave orbital tripulada experimental y sus sistemas se realizaron en tierra en túneles de viento, en stands e instalaciones de modelado, y luego en los laboratorios de vuelo L-18. Se llevaron a cabo estudios de banco de control dinámico de gas en todas las partes de la trayectoria de vuelo. Además se requirió verificar los resultados obtenidos en condiciones reales. En primer lugar - en vuelos sobre análogos de EPOS.
Subsonic analógico "105.11" creado por la mitad de 1970-s. El dispositivo puede incluso “tocarse”: hoy se exhibe en Monino, cerca de Moscú, en el Museo de la Fuerza Aérea. En "armadura" de metal sólido, con controles aerodinámicos inherentes a la aeronave: escudo de equilibrio, timón en la quilla, alerones. Se ve inusualmente solo el chasis retráctil de 4-rack. Las rejillas están dispuestas en pares a lo largo del fuselaje, lo que garantiza una estabilidad particularmente buena en la carrera. Y otra cosa: los chasis estaban "calzados" en ... esquís hechos de metal resistente al desgaste: después del aterrizaje, el kilometraje era corto. En una palabra, esta fuerte "ave" de cuatro patas es capaz de aterrizar en cualquier parte sobre un terreno plano, es decir, el EPOS ni siquiera necesitaba aeródromos especiales con una superficie de concreto. Un TRD RD-36K diseña Kolesov PA (que, por cierto, también se utilizan hoy en la aviación naval como motores de elevación en aviones de ataque montados en cubierta con un despegue y aterrizaje vertical del Yak-38) proporcionados durante los vuelos de prueba de una pista de aterrizaje a otra. Es cierto que para esto, los pilares delanteros tenían que "cambiar" en los neumáticos. Esto fue precedido por un caso curioso, casi curioso.
Fue necesario eliminar las características de las fuerzas que afectan al chasis en la versión de esquí mientras el vehículo se está moviendo en el suelo. Se envió un análogo del EPOS al sitio de prueba ubicado al final de un aeródromo de prueba grande. Con una grúa especial, se colocó en un terreno desnudo, casi intempestivo a la fuerza del esmeril con vientos secos y calientes. Esquís bajo el peso del diseño firmemente impresos en él. Fastovets Aviard, piloto de pruebas de la firma Mikoyan, tomó asiento en la cabina del piloto. Se rumoreaba el motor en marcha, pero la unidad se mantuvo en su lugar. La franja de suelo se vertió con agua, pero no sirvió de nada. El piloto tuvo que apagar el motor y los expertos se preguntaron qué más se podría hacer. "Ninguno de nosotros notó cómo se acercó el jefe de la gama Zagrebelny", recordó el coronel Chernobrivtsev Vladislav, quien en ese momento era el ingeniero principal de uno de los departamentos del Instituto de Investigación de la Fuerza Aérea. - Consideramos a Ivan Ivanovich como un hombre bastante lejos de "puramente" asuntos de vuelo, y de repente salió con el consejo: "Puedes vencer a las sandías frente a tu pajarito; aquí las tenemos ricamente". Entonces ella seguramente correrá ". Todos lo miraron como si fuera un soñador, pero después de pensarlo un poco, estuvieron de acuerdo: ¡intentemos, qué demonios no es bromear! Zagrebelny dio la orden, y pronto un par de camiones se llenaron hasta el borde de los lados con bolas rayadas que rodaban lentamente de la nariz del análogo. Las sandías cayeron al suelo y las cubrieron abundantemente con carne resbaladiza para los medidores 70. Levantamos el dispositivo con una grúa y plantamos las jugosas mitades de los cavos debajo de todos los esquís. Fastovets volvió a ocupar su lugar en la cabaña. Cuando la velocidad de los motores turbofan alcanzó el máximo, el vehículo finalmente se movió y, para satisfacción de todos, se deslizó por la pista, acelerando ... ". Por lo tanto, experto en aeródromos, permitió realizar la tarea de prueba sin retrasos significativos.
Las pruebas de vuelo de la variante de la rueda de esquí del análogo subsónico comenzaron la próxima primavera, en mayo, 1976 g. Al principio, se realizó el llamado "enfoque": "105.11" después de aterrizar en el suelo inmediatamente siguió aterrizando en línea recta. Así, el EPOS fue probado por Igor Volk, Valery Menitsky (más tarde, ambos obtuvieron el título de Héroe de la Unión Soviética y el Piloto de Prueba Honrado de la URSS), así como el Piloto de Prueba Honrado de la URSS, el Héroe de la Unión Soviética Fedotov Alexander, quien era jefe de la compañía Mikoyana. Además de Mikoyan, expertos militares, ingenieros y pilotos del Instituto de Investigación de Aeronaves del Estado, participaron en las pruebas del programa EPOS. Sin embargo, la carga principal de las pruebas de vuelo del análogo subsónico cayó sobre los hombros del héroe de la Unión Soviética Fastovtz Aviard. 11 de octubre del mismo año, realizó un vuelo corto de una pista de aeródromo a otra. Un año más tarde, comenzó los preparativos para los lanzamientos aéreos desde debajo del fuselaje del portaaviones. Para esto, un bombardero Tu-95K pesado fue equipado de antemano. Entre otras cosas, la hoja se eliminó al preparar un transportista de una bomba Tu-95K. El avión de transporte, como una gallina, chupó al "pollito" de forma tal que la cabina analógica salió del borde del compartimento de la bomba a la mitad del acristalamiento, y la entrada de aire del motor estaba completamente oculta en el fuselaje del transportista. Así, se obtuvo la suspensión semi-externa. El piloto del análogo todavía tenía la oportunidad de revisar en el hemisferio delantero, pero para arrancar el motor tuve que instalar un sistema de refuerzo adicional.
En primer lugar, durante el vuelo, sin desacoplar, se verificó la posibilidad de liberación de análogos en el flujo de aire en la especificación alargada. Los titulares y encendiendo su motor en esa posición. Todo esto no causó mucha dificultad. Solo una vez el turborreactor RD-36K estornudó a la altura de "estornudar", y su impulso quedó suspendido. Sin embargo, cuando el motor disminuyó, alcanzó la velocidad deseada. Finalmente, 27.10.1977 comenzó la fase más difícil. La tripulación del Tu-95K encabezada por el jefe adjunto del servicio de pruebas de vuelo de la aviación de bombarderos, el teniente coronel Obelov Alexander (hoy mayor general de aviación) toma su lugar, y Fastovets se sienta en la cabina del análogo de EPOS. El dispositivo se aprieta a los soportes de la escotilla. Atacado con turbinas y tornillos de motor de hélice, y después de una pesada carrera, entró en el cielo de otoño. A la altura de 5000, el enganche cae en el "curso de combate", que fue calculado por el navegador de prueba honrado de la Unión Soviética, el Coronel Yuri Lovkov. Calculó el rumbo de tal manera que, en una situación extrema, el piloto del análogo después de desacoplarlo podría, sin una evolución significativa, descender en línea recta, "encajar" en la trayectoria de planeo del aterrizaje y sentarse en su aeródromo. En el intercomunicador de la aeronave, al que se conectó el dispositivo no acoplado, el navegador Tu-95K advierte: "Disponibilidad cero - cuatro" ...
El honorable piloto de pruebas de la URSS, Héroe de la Unión Soviética Fastovets Aviard Gavrilovich recuerda: “Entonces, hasta el desacoplamiento quedaban cuatro minutos, para entonces ya estábamos volando en una brecha de nubes bastante grande. Deslizándome en la corriente de aire debajo del fuselaje de la aeronave de transporte en los soportes, mi "pajarito" tiembla por la presión de los aviones. El colgajo de compensación se rechaza, de modo que se asegura un momento de inmersión inmediatamente después del desacoplamiento, ya que teníamos miedo de la succión entre los fuselajes de ambos autos. Enciendo el motor, funciona de forma fiable. Reportando al comandante de la tripulación - ¡Motor OK! - y seguir comprobando los sistemas. "La voluntad de poner a cero es una", advierte Lovkov en el intercomunicador de un avión. Pero terminé todo, e informé a la tripulación del transportista sobre esto. Entonces escucho: "¡Restablecer!". Sé que Lovkov ahora presionó el botón para abrir las cerraduras de los soportes. El dispositivo, separado del transportador, baja su nariz bastante abruptamente, como si estuviera buceando desde un acantilado. Parece un poco exagerado con el ajuste del ángulo de la aleta de equilibrio, estableciendo una salida rápida de la estela del transportista. Paro la desviación de los volantes: el coche escucha perfectamente. El vuelo autónomo continuó sin grandes desviaciones para un programa dado. Significa que el lanzamiento aéreo es bastante adecuado para elaborar un análogo ”.
Es cierto que el plano orbital tripulado experimental en condiciones reales habría comenzado con un propósito diferente y un poco diferente: entrar en la órbita, desde la "parte posterior" de la nave razgonschik de cuerpo ancho. Un excelente modelo de esta máquina única con forma de flecha, que tiene las formas aerodinámicas más avanzadas, se puede ver hoy en la oficina del director general de la asociación científica y de producción Molniya. Y el valor de este tipo de inicio es difícil de sobreestimar. Se eliminó la posibilidad de lanzar un plano orbital desde prácticamente cualquier punto geográfico del planeta, se eliminó la necesidad de que existieran cosmódromos terrestres unidos rígidamente a ubicaciones específicas. Y nada de lo pequeño que era el avión orbital desarrollado: es fácil construirlo en una escala mayor manteniendo las características. Es importante saber que cuanto más cerca esté la plataforma de lanzamiento del ecuador, más podrá utilizar la fuerza de rotación de la Tierra para acelerar y, en igualdad de condiciones, poner en órbita una gran masa de carga.
Las pruebas analógicas de 105.11 en el año 1978 continuaron, reabasteciendo los antecedentes científicos y técnicos del programa EPOS. Después del lanzamiento aéreo, un vuelo fue realizado por el Honorable piloto de pruebas de la URSS, el héroe de la Unión Soviética Ostapenko Peter. El EPOS se lanzó cuatro veces más desde debajo del fuselaje del Tu-95K, cuya tripulación ahora estaba encabezada por el comandante del escuadrón de prueba Coronel Anatoly Kucherenko. Por cierto, entonces esta experiencia en el destino de vuelo de Anatoly Petrovich jugó un papel decisivo. Pero en general, en 1970-s, las tasas de implementación del tema "Espiral" comenzaron a disminuir y ya no pudieron satisfacer a ninguno de los diseñadores. Sobre el destino del plano orbital tripulado experimental, AA Grechko, habiéndose familiarizado con 105.11 con fluidez en la etapa inicial del trabajo, declaró categóricamente que "no estaremos comprometidos con la fantasía". Pero en ese momento el mariscal era el Ministro de Defensa de la URSS, miembro del Politburó del Comité Central del PCUS, y la implementación de un proyecto prometedor dependía en gran medida de su decisión.
Además, el destino del avión orbital afectó, y el hecho de que nuestro país fue, quizás, el único en el que el departamento de espacio fue "separado" de la industria de la aviación. Además, la fricción entre ellos surgió justo en el momento en que se necesitaba la cooperación de esfuerzos para crear análogos del EPOS. El hecho es que a partir de 1976, ante la insistencia de los responsables de la cosmonáutica (principalmente DF Ustinov y SA Afanasyev, Ministro de Ingeniería Mecánica General), los diseñadores soviéticos se vieron obligados a correr tras los estadounidenses que ya estaban involucrados en el programa de transbordadores. transbordador espacial de vuelo. Aunque desde un punto de vista objetivo, una nave orbital tan costosa como la Buran con una capacidad de carga tan grande no era necesaria en ese momento (según muchos expertos, este también es el caso hoy). Las ambiciones políticas de los líderes de nuestro país también jugaron un mal papel. Querían vengarse después de varios fracasos en el desarrollo de la astronáutica nacional. Después de todo, los ministros y secretarios del Comité Central del PCUS ya habían estado preocupados por su propia posición, ya que las promesas que habían hecho a Brezhnev durante muchos años no se cumplieron.
El Ministerio de Ingeniería General, después de recibir la orden estatal para la creación de "Energía" - "Buran", se convirtió, como se dice, en una manta sobre sí mismo. En esta situación, desarrollado por Lozino-Lozinsky G.E. y sus asistentes, el tema "Espiral" parecía superfluo. En vano, Blokhin Yury Dmitrievich, Jefe de la Rama Espacial OKB, en un certificado preparado para el Comité Central del PCUS en febrero 1976, además de las declaraciones del ministerio, intentó convencer a la "parte superior" de que el trabajo en el EPOS y los costos resultantes (el monto era de 75 millones de rublos), las bases científicas y técnicas en ese momento eran objetivamente la única base práctica en la Unión Soviética para una solución alternativa para un sistema de espacio de transporte reutilizable en general y para una "construcción en caliente", en particular. Blokhin incluso se refirió al hecho de que la empresa McDonnell-Douglas en los Estados Unidos había estado realizando con éxito investigaciones y experimentos de vuelo durante más de 7 durante años para elaborar el aparato con el estuche. Al mismo tiempo, los estadounidenses utilizaron un análogo de pequeño tamaño del tipo X-24, a partir del cual en el futuro sería posible proceder a la creación de un plano orbital de transporte de múltiples asientos, realizado de acuerdo con el esquema del "cuerpo de carga". Y Rockwell perdió ante McDonnell-Douglas, que logró impulsar su Shuttle, no por aspectos técnicos. MacDonnell-Douglas simplemente no tenía conexiones "poderosas" en el Pentágono. (Mirando hacia adelante para decir: hoy, los estadounidenses, decepcionados con el Transbordador espacial Space Shuttle Complex debido a accidentes y catástrofes durante los lanzamientos, han comenzado nuevamente a trabajar en un programa cuyo objetivo principal es crear un avión aeroespacial prometedor con despegue / aterrizaje horizontal carriles. De acuerdo con sus cálculos, esta unidad brindará la posibilidad de realizar múltiples vuelos al espacio con una disminución múltiple de 10, en comparación con el "Transbordador", el costo de lanzar la carga a las órbitas).
Vladislav Mikhailovich Chernobrivtsev, el ingeniero principal del Instituto de Investigación Científica de la Fuerza Aérea, escribió una carta al Comité Central del PCUS, argumentando para acelerar el programa EPOS. Pero, ay ... Nada fue tenido en cuenta por los "Tops". Ustinov D.F. en abril, 1976, poco después de la muerte de AA Grechko, asumió el cargo de Ministro de Defensa, y su opinión sobre las perspectivas para el desarrollo de la investigación espacial no ha cambiado. Los experimentos de fin de vuelo en 105.11 coincidieron con un choque durante el aterrizaje en septiembre de 1978, y en ese momento, el análogo de 105.11 fue pilotado por el coronel Uryadov Vasily, un piloto de pruebas militares. Fastovets Aviard lo observó, acompañando al MiG-23 en vuelo. El aterrizaje tuvo que ir contra el sol poniente, la neblina de visibilidad limitada. Poco antes de esto, la banda se expandió y las banderas restrictivas correspondientes se reorganizaron. Pero no tuve tiempo de aclararlo hasta el final, nivelar los montículos y los baches. El vuelo fue dirigido por el comandante de aviación general Petrov Vadim, piloto de pruebas honrado de la URSS, héroe de la Unión Soviética, un hombre muy experimentado, pero la mala visibilidad lo decepcionó. Vadim Ivanovich se equivocó al tomar el análogo, "MiG" de Fastovts, que había esquivado a la izquierda, dio la orden de llevar a Uryadov a la derecha. Él ejecutó la orden. Al declinar contra el sol, Uryadov más tarde notó que aterrizaría a la derecha de la franja. Un probador experimentado, gracias a su reacción, pudo apagarlo en el último momento, ingresando a la zona de casilla de verificación, pero simplemente no había suficiente altura para más. El dispositivo aterrizó más o menos en un terreno irregular.
No, el aparato no se colapsó, todo fue manejado solo por grietas cerca del marco de poder. Por supuesto, los pilotos durante el aterrizaje experimentaron una profunda molestia. Pero diseñadores e ingenieros ... A decir verdad, cada nube tiene un lado positivo. Este caso brindó a los especialistas una oportunidad imprevista de verificar en la práctica si los cálculos de resistencia de la estructura se corresponden con las cargas probadas. Los resultados fueron, como dicen, necesarios. El análogo de un plano orbital tripulado experimental soportó el difícil examen. Pronto fue restaurado. Solo que ya no tenía que volar. Sin embargo, no fue este incidente lo que fue decisivo para el destino de la Espiral. Al igual que en el destino de otros proyectos, los problemas de la sociedad soviética jugaron un papel aquí: el voluntarismo, la politización excesiva de la ciencia, la falta de colegialidad en la toma de decisiones y la inmensa importancia de las relaciones personales entre los líderes de la industria. Y, quizás lo más importante, la incapacidad de ver las perspectivas para el desarrollo de la tecnología, un enfoque en la experiencia de los demás, incluso en detrimento del sentido común.
Es cierto que la experiencia adquirida por aquellos que participaron en el desarrollo y las pruebas bajo el programa EPOS no fue en vano. Si bien pronto se cerró la sucursal espacial de la firma Mikoyan, los especialistas de 48 de Dubna fueron transferidos a la Asociación de Producción Científica Molniya, que establecieron para llevar a cabo el trabajo en el programa Buran. Así, por ejemplo, Dmitry Alekseevich Reshetnikov, ex jefe adjunto de la rama de producción, quien hizo una gran cantidad de importantes propuestas para mejorar los procesos técnicos, más tarde se convirtió en director de una planta piloto en Molniya, y Vyacheslav Petrovich Naidenov, quien dirigió la brigada aerodinámica, jefe de diseño, jefe de seminatural y modelado matemático. El programa "Buran". Y mucho mas Vladimir Aleksandrovich Trufakin, un niño de 25, trabajó en la brigada de aerodinámica en ese momento. Actualmente dirige el departamento de control de trayectoria, es un candidato de ciencias técnicas y está listo para defender su tesis doctoral. En NPO Molniya, Saenko Viktor Ivanovich, quien anteriormente estaba involucrado en motores para EPOS, se convirtió en el jefe del departamento.
La experiencia de participación en experimentos sobre el análogo de EPOS sobre el destino de los pilotos también tuvo un efecto positivo. Así, por ejemplo, el Ministro de Industria de Aviación invitó a Anatoly Petrovich Kucherenko a "enseñar la mosca" del VM-T Atlant, en 1980, año. "Atlant" fue creado sobre la base del bombardero estratégico Myasishchev V.M. como un transporte aéreo para el transporte en la "parte posterior" de los elementos del cohete "Energía", así como la nave orbital "Buran". Kucherenko hizo frente a esta tarea con éxito, por lo que se le otorgó el título de Piloto de Prueba Honrado de la URSS. Wolf Igor Petrovich, Piloto de Prueba Honrado de la URSS, Héroe de la Unión Soviética (más tarde, Piloto-Cosmonauta de la URSS), quien realizó vuelos en "105.11", elevó por primera vez el análogo "Buran" al cielo, y también hizo una contribución significativa a las pruebas de vuelo de aterrizaje en Modo automático de nave orbital reutilizable.
Aquí hay algo más interesante. Después de todo, el plano orbital desde el punto de vista de la aerodinámica en nuestro país está completamente desarrollado. Sobre la base de esta experiencia, el laureado del Premio Estatal de la URSS y Lenin, Héroe del Desarrollo Social, Doctor en Ciencias Técnicas Lozino-Lozinsky Gleb Evgenievich en Málaga en el 40º Congreso de la Federación Internacional de Astronáutica (representantes de organizaciones 130 de diferentes países participaron en el Congreso), en octubre 1989 del año propuesto Proyecto de sistema aeroespacial reutilizable. En el sistema propuesto, el An-225 "Mriya" puede servir como la primera etapa, lo que permite que un pequeño plano orbital comience desde su "parte posterior". Un plano orbital debe tener un tanque de combustible externo (el único elemento desechable en este acoplamiento). Los elementos restantes de este sistema están diseñados para su reutilización. Tiene todas las ventajas, especialmente la confiabilidad y eficiencia de los arranques de aviación. Esta propuesta, que se ha convertido en una sensación real, promete a la comunidad mundial grandes beneficios en la exploración espacial.
Especificación del producto "105-11"
Diseño y maquetación. El dispositivo se llevó a cabo según el esquema "sin cola" con un estuche de transporte, una cola de una sola aleta, un ala triangular baja, chasis de cuatro cojinetes y un motor ubicado en el fuselaje trasero. El fuselaje portador tiene una forma barrida (ángulo de barrido 78®) y secciones con un fondo prácticamente plano y una parte superior redondeada. El fuselaje 105-11 se dividió en cuatro partes: el compartimiento de la nariz del equipo con una cabina, un truss con marcos, un panel con una entrada de aire de un motor turborreactor y una pantalla inferior resistente al calor.
El cuerpo principal del fuselaje es una armadura con marcos, una estructura espacial soldada por poder hecha de acero VNS-2. La estructura de la armadura se seleccionó a partir de las condiciones para asegurar el volumen máximo, lo que permitiría colocar el equipo, el motor y el combustible, así como también para garantizar los mínimos esfuerzos térmicos. El compartimiento del tanque de combustible incluido en la sección de potencia del truss estaba ubicado en la sección central inferior. En la sección de la cola hay un turborreactor, cuya entrada de aire está equipada con una tapa, que se abre cuando el motor está en marcha. El compartimiento del equipo con la cabina tenía la construcción soldada habitual (el acero VNS-2 también se usó en la fabricación), está conectado a la granja con pirotiros, formando una cápsula de escape. La toma de aire y los paneles del turborreactor, una estructura convencional de duraluminio, se atornillan al truss y se cierran. La pantalla se coloca en la parte inferior del truss, crea la superficie principal del cojinete y sirve para proteger el truss del calentamiento termodinámico. La pantalla es un panel soldado (chapa de acero VNS-2) con un conjunto de perfiles transversales y longitudinales soldados por soldadura de resistencia.
La pantalla está recubierta internamente con un material térmicamente aislante. La pantalla se suspende en la granja con 110 Free-Oriented Tenders. Esto garantiza la deformación de la pantalla en todas las direcciones con un calentamiento desigual sin la aparición de tensiones térmicas. Los paneles extraíbles incluyen paneles laterales, escotillas de acceso para el motor y el equipo, y una hoja de escape de la cabina de emergencia.
Las consolas laterales tienen un ángulo de barrido 55® a lo largo del borde delantero, están unidas al fuselaje, pero según el modo de vuelo, pueden girar hasta un ángulo de hasta 30®. La rotación de las consolas de ala - con un tornillo sin fin, eléctrico. Para el control de balanceo, el ala está equipada con alerones. La cola vertical tiene timón, área de la quilla 1,7 м2, en el borde anterior del ángulo de barrido fue 60®. La superficie superior del fuselaje trasero tiene desviaciones de las aletas de equilibrio hacia arriba. El sistema de control de un plano orbital tripulado experimental es manual, con pedales tradicionales y manijas de tipo "avión".
Chasis: cuatro cojinetes, esquí (las ruedas se instalaron en los soportes delanteros al comienzo de las pruebas de vuelo para el despegue desde el suelo), se limpiaron. Los pilares delanteros se retraen en los huecos de los paneles laterales del fuselaje por encima de la pantalla térmica al retroceder, los pilares de la cola se retraen detrás del borde trasero del fuselaje. Los chasis fueron producidos utilizando un sistema neumático.
La planta de energía "105.11" es un turborreactor RD36-35K que tiene un empuje 2000 kgf. El combustible del motor se coloca en un tanque ubicado en la parte media del fuselaje.
La estructura del equipo de la aeronave incluye un conjunto estándar de instrumentos de navegación en vuelo, que se encuentran en la cabina en el tablero de instrumentos.
características de performance de la aeronave:
Modificación - EPOS;
Envergadura - 7,40 m;
Longitud - 8,50 m;
Altura - 3,5 m;
Peso normal de despegue - 4220 kg;
Tipo de motor - 1 turborreactor RD-36-35К;
Empuje - 2000 kgf;
Tripulación - 1 hombre.
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