ظهرت فكرة طائرة فضائية صاروخية قادرة على الصعود إلى المدار والعودة إلى الأرض مثل الطائرات منذ عدة عقود. مع مرور الوقت ، أدى تطورها إلى ما يسمى ب. الطائرات المدارية ، بما في ذلك تلك التي وجدت تطبيقات عملية. ومع ذلك ، حتى وقت معين ، لا يمكن أن يعطي العمل في هذا المجال النتائج المرجوة. لقد طورت الدول الرائدة في العالم العديد من مشاريع الطائرات الفضائية ، لكنها لم تتقدم أكثر من اختبار المعدات التجريبية.
تجدر الإشارة إلى أن جميع التطورات المبكرة لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية والولايات المتحدة الأمريكية في مجال الطائرات الفضائية ، على الرغم من أنها لم تؤد إلى ظهور وتشغيل تكنولوجيا جديدة بشكل أساسي ، إلا أنها لا تزال غير مجدية. بفضل مساعدتهم ، تمكن المتخصصون من عدد كبير من المؤسسات العلمية والتصميمية من اكتساب الخبرة اللازمة وإجراء عدد من الدراسات والتجارب وتحديد طرق أخرى لتطوير تكنولوجيا الفضاء. على أساس التقنيات والتطورات الجديدة ، سرعان ما تم إنشاء عينات حقيقية من الطائرات الفضائية ذات الخصائص المرغوبة.
X-20 دينا سوار
أول مشروع كامل للطائرة الفضائية كان لديه فرصة للوصول إلى رحلات تجريبية هو American X-20 DynaSoar. بدأ العمل في هذا البرنامج في خريف عام 1957 - بعد أيام قليلة من إطلاق أول قمر صناعي أرضي ، صنع في الاتحاد السوفيتي. توصلت القيادة العسكرية والسياسية ، وكذلك رؤساء صناعة الطيران الأمريكية ، إلى استنتاج مفاده أنه من الضروري إنشاء أنظمة فضائية خاصة بهم ، بما في ذلك تلك المناسبة للاستخدام العسكري.
الطائرة الفضائية X-20 DynoSoar تدخل الغلاف الجوي. رسم ناسا
في منتصف ديسمبر ، عقد مؤتمر في NACA حول طرق تطوير تكنولوجيا الصواريخ والفضاء. ناقش ثلاثة أنواع رئيسية من المركبات الفضائية لنقل الأشخاص أو البضائع: كبسولة مع إطلاقها في المدار باستخدام مركبة الإطلاق والعودة على طول مسار باليستي ؛ مركبة مدارية من نوع رفع الجسم قادرة على أداء بعض المناورات ؛ بالإضافة إلى طائرة فضاء مدارية كاملة. بناءً على نتائج المناقشات ، تقرر تطوير مفاهيم الكبسولة "الباليستية" والطائرة الفضائية.
في نهاية العام ، أطلقت قيادة البحث والتطوير التابعة للقوات الجوية الأمريكية برنامجًا جديدًا برمز DynaSoar (اختصارًا لـ Dynamic Soaring - "التخطيط الديناميكي") ، حيث تم التخطيط لتطوير الطائرة الفضائية. بدأ تشكيل المتطلبات للمركبة الفضائية المستقبلية ، وكذلك جمع الطلبات للمشاركة في البرنامج. تلقت البي بي سي أكثر من مائة اقتراح إجمالاً ، لكن 10 شركات فقط شاركت في البرنامج ، بعضها قرر العمل معًا.
في أوائل ربيع عام 1958 ، تعرفت القوات الجوية على عشرات المشاريع الأولية لنظام DynaSoar. اتخذت شركات التطوير مناهج مختلفة وطبقت مفاهيم مختلفة. في الوقت نفسه ، كان لجزء كبير من المشاريع تشابه معين. لقد نصوا على بناء طائرة صاروخية تفوق سرعتها سرعة الصوت ، والتي كان من المقرر توصيلها بصاروخ حامل معزز. كانت الاختلافات في تصميم الطائرة وتكوين الأنظمة الموجودة على متن الطائرة وهيكل مركبة الإطلاق. اعتبر سلاح الجو أن المشاريع من مجموعتي Boeing-Vought و Bell-Martin من أفضل الخيارات. كانوا هم الذين تم تطويرهم.
فصل مركبة الاطلاق والطائرة الفضائية. رسم ناسا
بالتوازي مع البحث عن الفائزين بالمسابقة ، تفاوض الجيش مع NACA: كان من المفترض أن تقدم هذه المنظمة فعاليات علمية وعملية. ظهرت الاتفاقية المقابلة في أواخر خريف عام 1958. بعد ذلك ، عملت وكالة البحث والتطوير وشركات صناعة الطيران معًا تحت قيادة القوات الجوية. بحلول هذا الوقت ، تقرر تنفيذ البرنامج على عدة مراحل - من البحث إلى البناء واختبار النسخة القتالية للطائرة الفضائية.
خلال عام 1959 ، قامت مجموعتا الشركات بأنشطة بحث وتطوير مختلفة. خلال هذه الفترة ، قام العميل بتغيير متطلبات الطائرة الفضائية عدة مرات. في أوائل نوفمبر ، اختارت القوات الجوية الفائز بالمسابقة. تم اقتراح أفضل نسخة من المشروع من قبل Boeing و Vought. من الغريب أنه بحلول هذا الوقت كانت الأخيرة قد خفضت بشكل حاد مشاركتها في المشروع - كانت مسؤولة فقط عن عدد قليل من وحدات الجهاز المستقبلي. شارك مارتن أيضًا في المشروع ، والذي كان يهدف إلى تطوير مركبة الإطلاق المطلوبة.
بدأ تطوير النموذج الأولي للطائرة الفضائية في نهاية عام 1959. تم تعيين هذه المرحلة من العمل على أنها المرحلة ألفا. أدى العمل على مظهر الطائرة الفضائية مع تسمية العمل X-20 إلى نتائج محددة. وهكذا ، كان تصميم المنتج يتغير باستمرار وانتقل أبعد فأكثر عن الإصدار الأساسي. وبالتوازي مع ذلك ، تم وضع جدول زمني للبناء والاختبار. من وقت معين ، خطط العميل والمطور لإجراء عشرين رحلة تجريبية - وهذا فقط في إطار المراحل الأولى.
نموذج لجهاز X-20. صور بوينج
بحلول منتصف عام 1961 ، حدد المشاركون في البرنامج المظهر النهائي لمجمع الصواريخ والفضاء المستقبلي. بالإضافة إلى المركبة الفضائية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت نفسها ، تم تضمين مركبة إطلاق Titan IIIC المعدلة خصيصًا فيها. بدلاً من مرحلة بها حمولة ، تم اقتراح تثبيت منتج DynaSoar عليها. يمكن أيضًا تجهيز الصاروخ ثلاثي المراحل بمرحلة رابعة خاصة. كان من المفترض أن تظل هذه الوحدة على متن الطائرة الفضائية ، مما يوفر حلاً لبعض المشكلات.
تضمن مشروع X-20 بناء طائرة فضائية متوسطة الحجم ذات مظهر مميز. تم اعتبار جناح دلتا المنخفض هو الأمثل ، وفوقه كان هناك جسم الطائرة مع مخروط الأنف المدبب وزوج من العارضة الجانبية. تم اقتراح أن يكون هيكل الطائرة مصنوعًا من سبائك فولاذية مقاومة للحرارة ومغطى بألواح خزفية خاصة. تم استخدام مبدأ تبريد الغلاف أيضًا عن طريق المشعات الداخلية بالسائل. كان داخل جسم الطائرة قمرة قيادة ذات مقعد واحد ، بالإضافة إلى محرك صاروخي يعمل بالوقود السائل وأجهزة أخرى ضرورية. لم يتجاوز طول السيارة 11 مترًا ، وكان جناحيها أقل من 6.5 مترًا ، ووزنها 5.16 طنًا.
وفقًا لمقترحات ذلك الوقت ، يمكن وضع الصواريخ الموجهة في حجرة الشحن X-20 لمهاجمة أهداف في المدار أو على الأرض. بالإضافة إلى ذلك ، لم يتم استبعاد استخدام قنابل السقوط الحر. بقدر ما هو معروف ، فإن تطوير صواريخ فضاء-فضاء وفضاء-أرض المتخصصة لم يتجاوز بعد مرحلة البحث الأولية.
اختبار الطيار في قمرة القيادة لمحاكاة الأرض. صور بوينج
في سبتمبر 1961 ، قدمت شركة Boeing للعميل نموذجًا بالحجم الكامل للطائرة الفضائية. ستفتح موافقته الطريق أمام المشروع لبناء نموذج أولي كامل. كانت الاستعدادات للاختبار جارية أيضًا: بدأت ناسا والقوات الجوية في تجنيد طيارين للمشاركة في الاختبارات المستقبلية. تم اختيار ستة طيارين لمجموعة خاصة. كان عليهم القيام بتسع رحلات مدارية على الأقل.
ومع ذلك ، لم يتم الوفاء بهذه الخطط. بالفعل في أكتوبر 1961 ، فيما يتعلق بظهور برامج الفضاء المتنافسة ، تم اقتراح خطة لتقليل تكاليف مشروع X-20 DynaSoar. نصت هذه الوثيقة على تقليل عدد الرحلات التجريبية وتبسيط برامج الطيران. ونتيجة لذلك ، تم التخطيط لتخفيض تكلفة الاختبارات إلى 920 مليون دولار واستكمالها بحلول عام 1967.من الغريب أن أحد برامج الفضاء الموازية في نفس الفترة تعرض لانتقادات شديدة لدرجة أنه تم إغلاقه ببساطة.
ومع ذلك ، في ظل هذه الخلفية ، لم تكن هناك أسباب للفرح. بالفعل في فبراير من العام المقبل ، تم نقل برنامج DynaSoar إلى فئة البحث ، والذي نتج عن مشاكل في تطوير طائرة فضائية وصاروخ لها. بالإضافة إلى ذلك ، كانت هناك صعوبات في الحصول على التمويل وتنظيم العمل. في أكتوبر ، ظهرت نسخة جديدة من جدول البرنامج ، تنص مرة أخرى على خفض الإنفاق.
تخطيط DynaSoar ومنشئيها من Boeing. صور بوينج
في عام 1963 ، واجه مشروع DynaSoar منافسًا جديدًا في شكل مركبة الفضاء الجوزاء. قارن البنتاغون بين التطورين وحاول تحديد أي منهما له أهمية أكبر من وجهة النظر العسكرية. تبع ذلك خلافات في الإدارة العسكرية ، على خلفية شائعات حول إنهاء العمل على X-20. ومع ذلك ، في الربيع ، تلقت بوينج عقدًا جديدًا لمواصلة أعمال التطوير. في موازاة ذلك ، استمرت المناقشات حول التمويل والاختبار في المستقبل.
في 20 ديسمبر 1963 ، أمر وزير الدفاع روبرت ماكنمارا بإنهاء برنامج DynaSoar لصالح مشروع ASSET ، مع إعادة توجيه التمويل المقابل. وفقًا للتقارير ، في ذلك الوقت ، تم إنفاق 410 ملايين دولار على برنامج DynaSoar. تطلبت الرحلة الأولى مبالغ مماثلة وعدة سنوات أخرى من العمل. ومع ذلك ، لم يتم تخصيص الوقت والمال اللازمين للمشروع.
حلزوني
بينما كان العلم الأمريكي يحاول إنشاء طائرة فضائية ، واصل المتخصصون السوفييت تطوير سفن كبسولة ذات أصل باليستي وكانوا ناجحين للغاية في هذا الأمر. ومع ذلك ، بعد بضع سنوات فقط ، بدأ العمل في بلدنا لإنشاء طائرة مدارية. المشروع المحلي لنظام الفضاء سمي "لولبية".
نموذج لنظام الطيران اللولبي في تكوين الإقلاع. الصورة Epizodsspace.airbase.ru
ومن المعروف أن أحد أسباب ظهور موضوع "Spiral" هو معلومات عن الخطط الأمريكية لإنشاء طائرات فضائية ، وبالتحديد مشروع DynaSoar. في الوقت نفسه ، يمكن ملاحظة أن التطوير الإضافي للملاحة الفضائية يمكن أن يتم بطرق مختلفة ، بما في ذلك من خلال إنشاء الطائرات الفضائية. وهكذا ، فإن "Spiral" ، على الرغم من أنه تم إنشاؤه مع التركيز على عينات أجنبية ، يمكن اعتباره مشروعًا خاصًا بالكامل يعتمد على الأفكار الأصلية.
تم اقتراح المفهوم النهائي للنظام ، الذي يجمع بين أفكار طائرة صاروخية ومركبة فضائية ، في عام 1964 من قبل معهد الأبحاث المركزي الثلاثين التابع للقوات الجوية. أثار هذا الاقتراح اهتمام قادة صناعة الطيران ، وفي عام 1965 ظهر أمر مماثل. وفقًا لذلك ، فإن A. كان على ميكويان تطوير مشروع لنظام فضاء واعد برمز "Spiral". بدأ العمل في هذا الموضوع في عام 1966 ، بقيادة المصمم ج. لوزينو لوزينسكي.
أكمل معهد الأبحاث المركزي الثلاثين جزءًا كبيرًا من العمل ، مما سهل إلى حد كبير مهمة مكتب تصميم ميكويان. قام المتخصصون في المعهد بتشكيل بنية مجمع المستقبل ، وكذلك تحديد خصائصه وإمكانياته. بفضل هذا ، كان على مصممي الطائرات فقط القيام بأعمال التطوير. أعطى هذا النهج مزايا معينة. لذلك ، وفقًا لخطط منتصف الستينيات ، يمكن أن تبدأ الرحلة الأولى لـ "Spiral" في وقت مبكر من بداية العقد المقبل.
ملف رحلة لولبية. الشكل Epizodsspace.airbase.ru
اعتمد نظام Spiral على طائرة معززة خاصة بنسبة 50-50 ذات مظهر مميز. كان من المفترض أن يكون لها جناح مكسور ومجموعة من المحركات النفاثة عالية الدفع. في الجزء العلوي من الماكينة ، تم توفير منصة لتركيب طائرة فضائية مدارية ذات مرحلة عليا. وفقًا للمفهوم الأساسي ، كان من المفترض أن يرتفع المعزز إلى ارتفاع 30 كم ويطور سرعة حوالي M = 6. بلغ الطول الإجمالي لهذه الآلة 38 م مع جناحيها 16.5 م.يبلغ وزن إقلاع نظام الفضاء بأكمله 52 طنًا.
حمولة المسرع "50-50" كانت تسمى. الطائرات المدارية مع معززة صاروخية. تم اقتراح بناء الطائرة الفضائية وفقًا للمخطط مع جسم الطائرة الداعم ، حيث كان الجزء السفلي من الماكينة هو الطائرة ذات الجناح. كان جسم الطائرة نفسه على شكل مثلث مع مقطع عرضي متغير. على جانبي السيارة كان هناك زوجان من الطائرات انهارت على الجانبين. تم توفير عارضة على جسم الطائرة. تم اقتراح أن تكون الطائرة الشراعية مصنوعة من الفولاذ المقاوم للحرارة ؛ تلقت الكسوة طلاء سيراميك خاص. وفقًا للحسابات ، في مراحل معينة من الرحلة ، كان على أنف جسم الطائرة أن يسخن حتى 1600 درجة مئوية ، الأمر الذي تطلب الحماية المناسبة.
تم اقتراح تزويد الطائرات المدارية "50" بمحركات مسيرة وتوجيهية. مع كتلة 8 أطنان ، يمكن أن تحمل حمولة لا تقل عن 500 كجم. تم النظر في إمكانية إنشاء معترض مداري واستطلاع. بالإضافة إلى ذلك ، كان هناك مشروع قاذفة قنابل فضائية يمكن أن تحمل 2 طن من البضائع. بسبب الطائرة المعززة وكتلة تعزيز الصاروخ ، يمكن لطائرة Spirali الصعود إلى مدارات بارتفاع لا يقل عن 150 كم.
طائرة مدارية "50". الشكل Buran.ru
بحلول نهاية العقد ، أكمل مكتب تصميم ميكويان الجزء الأكبر من العمل النظري وأعد المعدات للاختبارات العملية الأولى. في يوليو 1969 ، تم إطلاق الجهاز التجريبي BOR-1 ("طائرة صاروخية مدارية غير مأهولة ، الأولى") ذات تصميم مبسط. تم إحضار طائرة شراعية من القماش بمقياس 1: 3 بمساعدة صاروخ R-12 معدل إلى مسار تحت مداري. احترق المنتج في الغلاف الجوي ، لكنه سمح بجمع بعض البيانات. في ديسمبر من نفس العام ، تم إطلاق جهاز BOR-2 بتصميم وتكوين مختلفين. أثناء الطيران ، فشلت أنظمة التحكم ، واحترق النموذج الأولي.
من يوليو 1970 إلى فبراير 1972 ، تم إجراء ثلاث عمليات إطلاق أخرى للنماذج الأولية BOR-2. انتهى اثنان بالنجاح ، واحد بالفشل. في عامي 1973 و 1974 ، تم إجراء اختبارين لمنتجات BOR-3 المحسنة. في كلتا الحالتين ، وقعت الحوادث لأسباب مختلفة. على الرغم من وجود عدد من الحوادث وأوجه القصور ، فقد وفرت اختبارات منتجات عائلة BOR قدرًا كبيرًا من المعلومات.
بالفعل بعد إطلاق مشروع BOR ، صدر أمر بإنهاء العمل في موضوع "Spiral". قررت قيادة البلاد إلقاء قوى الصناعة في اتجاهات أخرى. ومع ذلك ، بالفعل في عام 1974 ، تم استئناف البرنامج ، وسرعان ما تم الحصول على نتائج جديدة. يمكن اعتبار آخر إنجاز في إنشاء نظام الفضاء "Spiral" بمثابة طائرة تمثيلية "105.11" ، بالإضافة إلى المدارين BOR-4 و BOR-5.
أحد النماذج الأولية لـ BOR-3. الصورة Buran.ru
كانت "105.11" / MiG-105 نسخة تقريبية للطائرة المدارية "الحلزونية" ، لكنها لا تستطيع الطيران إلا في الغلاف الجوي وبسرعة دون سرعة الصوت. تم تصميم هذه الآلة لممارسة هبوط الطائرات الفضائية وهبوطها الأفقي. في 11 أكتوبر 1976 ، تمت الرحلة الأولى "105.11". تم إحضار السيارة إلى ارتفاع معين ودورة باستخدام طائرة حاملة من طراز Tu-95. علاوة على ذلك ، تم إسقاط النموذج ، وبعد أن نزل ، هبط. تم إجراء سبع رحلات ، وبعد ذلك تم إيقاف الاختبارات بسبب انهيار النموذج الأولي.
في منتصف السبعينيات ، ظهرت مهمة فنية لإنشاء نظام فضائي واعد قابل لإعادة الاستخدام - مجمع Energia-Buran المستقبلي. لعدة سنوات ، جادل أنصار Spiral و Buran مع بعضهم البعض وحاولوا الدفاع عن جانبهم ، ولكن سرعان ما تم حل المشكلة على أعلى مستوى. تقرر تقليص موضوع Spiral لصالح Buran الأقل جرأة ولكن الواعدة. في الوقت نفسه ، تم التخطيط لعدد من التطورات في مكتب تصميم ميكويان والمؤسسات ذات الصلة لاستخدامها في مشروع جديد.
في أوائل الثمانينيات ، لصالح مشروع بوران ، تم إطلاق عدة مركبات مدارية من طراز BOR بأرقام من "4" إلى "6". كانت مهمتهم اختبار الحماية الحرارية لطائرة الفضاء المستقبلية وحل المشكلات الأخرى.كل هذه التجارب ساهمت في مزيد من العمل على "بوران". الأهم من ذلك ، تم الحفاظ على العديد من النماذج الأولية المستخدمة في برنامجي أنظمة الطيران وهي الآن في المتاحف.
النجاحات والفشل
منذ نهاية الخمسينيات ، طورت الدولتان الرائدتان في العالم ، في تطوير برامجهما الفضائية ، العديد من المشاريع الجريئة للطائرات الفضائية. ومع ذلك ، لعدد من الأسباب من نوع أو آخر ، لم تتمكن هذه المشاريع من الذهاب بعيدًا. في أحسن الأحوال ، كان الأمر يتعلق فقط باختبار الأجهزة التناظرية.
من ذوي الخبرة من طراز MiG-105 في متحف القوات الجوية. صور ويكيميديا كومنز
تم إغلاق مشروع X-20 DynaSoar بسبب العديد من المشكلات الفنية والتنظيمية وغيرها ، والتي نشأت عن التعقيد الشديد للمهمة الفنية. تمكن المصممون والعلماء من حل عدد من القضايا المهمة ، ولكن لم يتم اختبار هذه الحلول عمليًا باستخدام طائرة فضاء تجريبية كاملة. ومع ذلك ، تم استخدام العديد من الأفكار والتقنيات التي تم إنشاؤها لأول طائرة فضائية أمريكية في وقت لاحق في مشاريع جديدة. كانت النتيجة الرئيسية لكل هذا هي مجمع نظام النقل الفضائي وعنصره الرئيسي - مركبة الفضاء القابلة لإعادة الاستخدام للمكوك الفضائي.
كان تاريخ المشروع السوفياتي "لولبية" واكتماله مختلفين. لقد ظهر كنوع من الاستجابة للتطور الأجنبي ، لكنه تطور بشكل مختلف في نفس الوقت. بالإضافة إلى ذلك ، اتضح أنه كان أكثر نجاحًا: A. I. أجرى ميكويان الاختبارات اللازمة ، بما في ذلك الرحلات الجوية شبه المدارية. وكان السبب الرئيسي لرفض "اللولب" ظهور مقترحات ومشاريع بديلة. في الوقت نفسه ، وجدت التطورات في إطار البرنامج على الفور مكانًا في المشاريع الواعدة ، بالإضافة إلى بعض المنتجات التجريبية. في الواقع ، "اندمج" مشروع على الفور مع مشروع آخر وضمن تطوره.
من المعروف أن المشاريع الجريئة التي تعطي بداية لاتجاهات جديدة قد لا تعطي دائمًا النتائج المرجوة. ومع ذلك ، يقوم المتخصصون ، بمساعدتهم ، بجمع البيانات اللازمة واكتساب خبرة قيمة ، والتي يمكن استخدامها بعد ذلك عند إنشاء مشاريع جديدة. هذا هو ما يصبح النتيجة الرئيسية للبرامج التي لم تكن ناجحة جدًا للوهلة الأولى. ومع ذلك ، في حالة DynaSoar و Spiral ، يبدو الوضع أكثر تعقيدًا. وصلت نسخة واحدة فقط من الطائرة الفضائية ، التي تم إنشاؤها باستخدام خبرتهم ، إلى التشغيل الكامل ، وحتى تلك النسخة قد تقاعدت بالفعل.
