Вы здесь: Главная > Космическая гонка > ОРБИТАЛЬНЫЙ ИСТРЕБИТЕЛЬ

ОРБИТАЛЬНЫЙ ИСТРЕБИТЕЛЬ

.

В октябре 1957 года, через неделю после того, как советские ракетчики вывели на орбиту «Спутник-1», состоялось совещание представителей Национального консультативного комитета по аэронавтике и ВВС США, созванное исключительно для обсуждения последствий этого события. В ходе совещания были рассмотрены материалы по космическим проектам ВВС. Особое внимание участники уделили крылатым аппаратам как средству доставки человека в космос. Было приняло решение объединить работы по двум разрабатываемым военным проектам «RoBo» и «HYWARDS» в один план, получивший название «System 464L» («Система 464JI») или «Dyna-Soar» («Дайна-Сор»), что расшифровывается как «Dynamic Soaring» («Динамическое планирование»), а звучит по-английски практически так же, как «Dinosaur» («Динозавр»).

Основной причиной, по которой проект пилотируемого космоплана получил такое название, было применение в схеме полета волнообразной траектории при сходе с орбиты — как у антиподного бомбардировщика Эйгена Зенгера. Предполагалось, что такой путь движения будет способствовать не только увеличению дальности за счет использования крыльев, но и сбросу тепла нагревшейся конструкции в окружающее космическое пространство в момент «выныривания» из атмосферы. Четырьмя днями позже Национальный комитет и ВВС договорились о совместной реализации этого проекта в качестве очередного этапа программы экспериментальных ракетопланов, начавшейся с «Х-1» и продолженной «Х-15».
В первую очередь специалисты планировали построить небольшой одноместный гиперзвуковой ракетоплан-демонстратор, предназначенный для сбора данных о режимах полета, значительно превышающих высоты и скорости самолета «Х-15». Тем самым создавалось средство для оценки применимости различных систем с военной точки зрения. Предполагалось достичь скорости 5,5 км/с и высоты 52 км, используя стартовые ускорители. Если этот эксперимент завершится успешно, ракетоплан стартует с двухступенчатым ускорителем, который разгонит его до скорости 6,7 км/с на высоте 107 км, откуда он спланирует на дальность 9250 км; причем в этом полете система должна будет выполнять детальное фотографирование и радиолокационную разведку наземных объектов, а в некоторых случаях проводить «ограниченные бомбардировочные миссии». Используя полученную информацию, инженеры собирались спроектировать летательный аппарат, способный решать фантастические задачи в космосе: разведывательно-ударные миссии, инспектирование спутников, выполнение спасательных работ, осуществление функций космического командного пункта по управлению наземными войсковыми операциями. Помимо прочего появление космоплана «Dyna-Soar» означало бы рождение нового вида транспорта, расширяя возможности армии и ВВС. Фактически в тот период Соединенные Штаты Америки начали закладывать базу для формирования военно-космических сил.
Программа исследований была составлена ВВС в ноябре 1957 года. Тогда же утвердили этапы работ по перспективному космоплану и выделили 3 млн долларов на начальные расходы. Двадцать пятого января 1958 года ВВС обратились к десяти аэрокосмическим фирмам (позднее к ним добавились еще три) с просьбой представить свои предложения по теме. Параллельно с конкурсом шла общая оценка проектов орбитальных пилотируемых кораблей, состоялись две крупные научные конференции. К марту поступили девять предложений. В трех из них фигурировали «сателлоиды» — крылатые аппараты, достигающие орбитальной скорости 7800 м/с и высоты 120 км. В еще шести проектах рассматривались «изделия», способные к «рикошетирующему» полету по схеме Эйгена Зенгера. Для детального изучения были отобраны две программы, но и они не получили развития.
В течение полутора лет назначение аппарата, средства выведения, планы работ многократно уточнялись из-за горячих дискуссий, разгоревшихся между Министерством обороны, которое рассматривало «Dyna-Soar» лишь в качестве исследовательского проекта, и ВВС, требования которых включали создание орбитального аппарата с широкими возможностями.
Первого ноября 1959 года наконец-то были озвучены новейшие соображения по перспективной программе разработки космоплана «Dyna-Soar». Первый шаг — создание пилотируемого планера массой от 2,98 до 4,268 т для запуска по суборбитальной траектории с помощью модифицированной межконтинентальной ракеты «Titan I» («Титан-1»); второй — достижение космической скорости и выполнение «ограниченных военных миссий» на более мощной ракете-носителе; третий — производство полномасштабной орбитальной боевой системы, использующей в качестве носителя «Titan III» («Титан-3»). Серию из девятнадцати летных испытаний аппарата со сбросом с бомбардировщика планировали начать в апреле 1962 года. На июль 1963 года наметили первый беспилотный суборбитальный полет. Первый пилотируемый выход на орбиту мог быть выполнен в августе 1965 года.
Второго ноября этот план был одобрен Комитетом систем оружия ВВС США, и «Dyna-Soar» получил официальное обозначение «WS-620A». Еще через неделю проект, представленный авиакомпаниями «Боинг» («The Boeing Company») и «Ченс-Воут эйркрафт» («Chance Vought Aircraft»), был объявлен победителем конкурса космоплана, а фирма «Мартин» («The Glenn L. Martin Company») получила контракт на доработку ракеты «Titan» для пилотируемого полета. ВВС заказали десять экземпляров «Dyna-Soar»: поставку двух «изделий» ожидали в течение 1965 года, четырех — в 1966 году, еще двух — в 1967-м. Оставшиеся два планера предполагалось использовать для статических испытаний и беспилотных сбросов с ракеты-носителя.
Формирование технического облика «Dyna-Soar» продвигалось очень тяжело. Даже после выбора фирм-разработчиков на доводку проекта ушло два года. Был даже учрежден специальный комитет для сравнения предложений, касавшихся определения облика будущей военно-космической системы. Окончательный вариант сложился в результате более чем 14 тысяч часов «продувок» в различных аэродинамических трубах. Он имел дельтавидное крыло с концевыми шайбами вертикальных стабилизаторов и фюзеляж со слегка приподнятой и закругленной носовой частью. Аппарат предполагалось изготовить из экзотического сплава rene-41 на основе никеля (из него, кстати, была сделана и наружная обшивка космического корабля «Mercury»). Передние кромки крыла закрыли «черепицей» из сплава молибдена, которая могла выдерживать температуру до 1650 °C. Отдельные места аппарата, которые при входе в атмосферу нагревались до 2400 °C, могли быть защищены армированным графитом и цирконием.
До весны 1961 года был выполнен колоссальный объем работ в области конструкции и аэродинамики аппарата. Свыше 1600 инженеров, занятых в проекте, разрабатывали различные механические, гидравлические и электронные системы. К тому времени «Боинг» заключил контракты с рядом фирм на разработку специализированного оборудования. К примеру" компании «Тиокол» («Thiokol Chemical Company») было предложено создать небольшой твердотопливный двигатель для дополнительного разгона космоплана после прекращения работы последней ступени ракеты-носителя или для отделения аппарата в случае аварии на старте.
Поскольку большая часть агрегатов посадочного шасси была расположена в «горячей» зоне конструкции, применить обычные резиновые колеса и гидропневматические амортизаторы было невозможно. Разработчики снабдили основные опоры шасси убирающимися лыжами с проволочными щетками, а носовую опору — металлокерамической «тарелкой». Космоплан должен был совершать посадку на лыжи с большим углом атаки — при потере скорости нос аппарата опускался, и он останавливался, опираясь на все три поверхности трения.
Большой проблемой стал поиск металлических материалов нужного качества. Многие жаропрочные сплавы никогда не производились в больших количествах или в таком виде, как это было нужно для изготовления конструкции «Dyna-Soar». Кроме того, возникли трудности при сварке, резании и ковке. Соединение с помощью заклепок, болтов и винтов также нужно было приспособить к новым материалам. Специалисты «Боинга» продолжали исследования сплавов ниобия и молибдена в течение нескольких лет. Например, было установлено, что на образце из сплава ниобия, помещенном в поток горячего воздуха, образуются желто-белые окислы, которые плавятся при температуре 1454 °C, при этом основной металл раскаляется и быстро разрушается. Если же нагреть до такой же температуры молибденовый сплав, он начинает выделять белый дым, а скорость разрушения металла даже выше. Решение проблемы нашли в разработке стойкого к окислению покрытия «Synar I» («дизил») на основе карбида кремния, которое наносилось поверх металлической конструкции и придавало планеру «Dyna-Soar» характерный черный цвет.
Кабина космоплана также оказалась «крепким орешком» и потребовала новых решений. Например, нужно было найти способ разместить широкое остекление внутри каркаса, учитывая неизбежные температурные и механические деформации частей конструкции, расположенных вокруг. Поскольку эффективной защиты от нагрева для трех передних окон не нашлось, конструкторы вынуждены были применить щит-обтекатель из ниобиевого сплава D-36. После того как температура при возвращении в атмосфере снижалась до приемлемой величины, щит, закрывающий передние окна, сбрасывался, чтобы обеспечить хороший обзор. В том случае, если обтекатель по каким-то причинам не сбрасывался, пилот должен был сажать аппарат, используя только боковые окна. Это было непросто, но испытания, проведенные Нилом Армстронгом в полете на модифицированном самолете «F-5D» с имитацией фонаря кабины «Dyna-Soar», показали, что такое необычное приземление возможно.
К лету 1961 года инженеры «Боинга» и «Ченс-Воут эйркрафт» добились немалых успехов в разработке планера «Dyna-Soar». В сентябре представители ВВС и НАСА осмотрели полноразмерный макет. Тогда же было решено оснастить аппарат системами для много-виткового орбитального полета, в частности — более сложной системой наведения и тормозной двигательной установки для схода с орбиты. Специалисты изучили два варианта: размещение небольшого тормозного двигателя в хвостовой части аппарата и создание новой верхней ступени. Второй вариант сулил в будущем возможность достижения космопланом более высоких орбит, поэтому на нем и остановились.
Космический рейс Юрия Гагарина 12 апреля 1961 года опять спутал планы американцев. Четвертого мая «Боинг» предложил изъять из программы испытаний суборбитальные «прыжки» как утратившие смысл. Заказчик поддержал эту идею, и первый беспилотный орбитальный полет на ракете «Titan IIIС» («Титан-З-Си») был назначен теперь на ноябрь 1964 года, а первый пилотируемый — на май 1965 года.
Интересно, что в это время фирма «Боинг» приступила к исследованию вопроса о создании на базе боевого космоплана «Dyna-Soar» пассажирского космического корабля. В штатной конфигурации «Dyna-Soar» был одноместным, но за пилотской кабиной располагался довольно большой приборный отсек. На начальном этапе летных испытаний он служил для размещения регистрирующей аппаратуры, соединенной с множеством (750 штук!) датчиков. Однако разработчики полагали, что, как только этап экспериментов закончится и начнутся эксплуатационные полеты, вся эта аппаратура будет удалена, а приборный отсек превратится в грузовой или пассажирский. Причем в компактный корпус «Dyna-Soar» можно было бы впихнуть шесть человек: одного — в кабину пилота, четверых — в пассажирский отсек, и еще одного — в хвост. Все члены экипажа должны были находиться там в скафандрах. Планировалось, что в пассажирском варианте «Dyna-Soar» можно будет использовать как «челнок» для смены экипажа и снабжения долговременной орбитальной станции.
Отказ от суборбитальных испытаний позволил сжать график работ над проектом, и, согласно плану, утвержденному в декабре 1961 года, серию из восьми одновитковых космических полетов собирались начать через три года. Пуски должны были осуществляться с нового комплекса LC-40 на мысе Канаверал носителем «Titan IIIС». Как и раньше, два первых старта предполагалось сделать беспилотными, а первый пилотируемый рейс намечался на май 1965 года. Девятый полет в июне 1966 года должен был продемонстрировать выход на высокую орбиту, а многовитковые миссии с десятой по восемнадцатую — возможности по инспекции спутников и орбитальной разведки.
Типичный орбитальный одновитковый полет «Dyna-Soar» выглядел следующим образом. Космоплан стартует на мысе Канаверал, через 9,7 минуты после запуска выходит на низкую орбиту высотой 97,6 км со скоростью 7,5 км/с. После этого он выполняет полет на дальность 19 тыс. км, начиная возврат на Землю на дальности 21 тыс. км. Возвращение в атмосферу проходит при скорости 7,15 км/с. Аппарат совершает посадку на авиабазе Эдвардс через 107 минут после запуска при скорости 280 км/ч.
Еще в апреле 1960 года в обстановке строжайшей секретности из десяти тысяч летчиков, подходящих по анкетным и медицинским данным, было отобрано семь человек для «Dyna-Soar»: Нил Армстронг, Джеймс Вуд, Генри Гордон, Уильям Дана, Уильям Найт, Рассел Роджерс и Милтон Томпсон. Поскольку сроки начала полетов постоянно сдвигались, потенциальные капитаны «Dyna-Soar» продолжали летать по другим программам. Нил Армстронг участвовал в испытаниях «Х-15», а летом 1962 года ушел в отряд астронавтов НАСА. Уильям Дана также отказался от сомнительных перспектив «Dyna-Soar» и продолжил карьеру летчика-испытателя. На замену им в группу был включен военный летчик Альберт Круз. Таким образом, когда в сентябре 1962 года было официально объявлено о создании группы пилотов «Dyna-Soar», в нее входили шестеро: пятеро военных и один гражданский.
Высокая стоимость проекта, заявленного как исследовательский, делала его весьма уязвимым для критики. Многим представлялось, что миллиард долларов, потраченный на получение информации о новых термостойких материалах и возможности маневрирования при возвращении в атмосферу, — слишком дорогое удовольствие. Кроме того, у «Dyna-Soar» появились конкуренты. Первого апреля 1961 года в составе командования систем ВВС США была сформирована Дивизия космических систем (Space Systems Division, SSD), и уже 19 мая она анонсировала собственную программу спутника-инспектора «SAINT» (сокращение от «Satellite Inspector», в буквальном переводе аббревиатуры — «святой»). Проект был нацелен на создание орбитального комплекса, способного идентифицировать и уничтожать вражеские космические аппараты. Сначала в «SAINT» выделялись два этапа: беспилотный «SAINT I» и пилотируемый «SAINT II». Однако уже вскоре, в середине 1961 года, от первого из них отказались в пользу двухместного аппарата, способного сближаться с целью на орбите. Представители Дивизии космических систем называли целый ряд причин, по которым космоплан «Dyna-Soar» не мог выполнять миссии, аналогичные задачам «SAINT И»: ограничения по массе полезного груза, неспособность выходить на высокие орбиты и тому подобные.
Задержки с определением конфигурации космоалана и ракеты-носителя, медленное решение технических проблем, споры с конкурентами не способствовали укреплению статуса «Dyne-Soar» в глазах заказчика. Министр обороны Роберт Макнамара писал президенту Джону Ф. Кеннеди 7 октября 1961 года: «В данных условиях мне представляется необходимым уменьшить усилия по подготовке программы к моменту, когда возникнет необходимость в таком комплексе. Гораздо лучше будет не настаивать на разработке полномасштабной системы, а переориентировать проект на решение таких сложных технических проблем, как запуск на орбиту пилотируемых аппаратов… и их возвращение в заранее намеченное место».
Так и получилось: успешные полеты первых космических кораблей капсульного типа «Mercury» негативно сказались на всех проектах крылатых орбитальных аппаратов. Комиссия ВВС жестко раскритиковала программу «SAINT II» за нереалистичность, в результате чего она была закрыта. А фирма «Боинг» потеряла 85,5 млн долларов на «Dyna-Soar», которые, казалось, были уже в нее в кармане. Для сохранения проекта она была вынуждена финансировать разработку из собственных средств, сразу замахнувшись на космический полет. В конце февраля 1962 года Роберт Макнамара одобрил очередную реструктуризацию программы «Dyna-Soar» и подтвердил ее исследовательский статус с задачей продемонстрировать возможность выполнения маневра при входе в атмосферу и точной посадки в заданном месте Земли. В июне космоплан получил шифр «Х-20» («Икс-20»). Первый публичный показ макета состоялся на съезде Ассоциации ВВС в сентябре 1962 году в Лас-Вегасе. Одновременно были представлены прессе и шестеро будущих пилотов.
Тем временем НАСА взялась за создание двухместного корабля «Gemini» («Джемини» — «Близнецы»), и Роберт Макнамара, который продолжал сомневаться в успехе «Dyne-Soar», распорядился провести сравнительный анализ проектов «Х-20» и «Gemini», чтобы определить наиболее оптимальный путь к приобретению военно-космического потенциала. Больше того, 21 января 1963 года Министерство обороны подписало с НАСА соглашение, предусматривающее возможность полета на «Gemini» экипажей ВВС.
В принципе военное присутствие в космосе могло быть обеспечено быстрее и намного дешевле при участии в проекте НАСА. Весьма скромная, при затратах всего в 16,1 млн долларов, модификация гражданского корабля позволяла испытать боевые подсистемы в течение длительного (до 14 суток!) полета. Кроме того, «Gemini» мог маневрировать на орбите и был значительно легче «Х-20» — для его запуска применялся меньший и гораздо более дешевый носитель «Titan II». В случае же использования ракеты «Titan IIIС» корабль НАСА выигрывал у конкурента по массе полезного груза, который он мог доставить на орбиту. В то же время «Dyna-Soar» имел такие преимущества, как маневренность во время входа в атмосферу и способность возвращать на Землю значительное количество оборудования. Посему ВВС продолжали доказывать, что им нужно дать возможность довести проект космоплана до конца. Однако, когда заместитель министра обороны Гарольд Браун «пробил» идею строительства постоянно действующей военной космической станции, обслуживаемой кораблями «Gemini», программе «Dyna-Soar» был нанесен сокрушительный удар.
Весь 1963 год не утихали споры о том, насколько Министерству обороны необходим проект «Dyna-Soar». Чтобы сохранить его в числе финансируемых разработок, необходимо было срочно определить весь спектр задач, которые могли решаться только с использованием космоплана. Дополнительная военная программа, предложенная в мае 1963 года специальной комиссией ВВС, включала четыре испытательных полета космоплана в варианте «Х-20А», шесть — для испытания разведывательной аппаратуры и два «зачетных» — для демонстрации готовности к спутниковой разведке. Правда, на это требовалось 206 млн долларов сверх основных издержек. Другой вариант предусматривал испытания и демонстрацию инспекции спутников и был еще дороже — 228 млн долларов.
Был также проанализирован проект «Х-20В» для противоспутниковых операций, где требовалось облегчить «изделие» и включить в график два дополнительных демонстрационных полета. В отчете по этому проекту отмечалось, что на эксплуатацию «Dyna-Soar» в противоспутниковом варианте (50 полетов до 1972 года включительно) потребуется еще 1229 млн долларов. В ноябре 1963 года был предложен высокоорбитальный аппарат-инспектор «Х-20Х», способный совершать полет продолжительностью до 14 суток с экипажем из двух человек и осматривать спутники на высотах до 1850 км. Он мог совершить первое путешествие в сентябре 1967 года при наличии дополнительного финансирования в размере от 324 до 364 млн долларов.
В декабре 1963 года терпение Макнамары лопнуло, и он принял решение закрыть «Dyna-Soar». Остаток средств передали на проект пилотируемой орбитальной лаборатории «MOL» («Manned Orbiting Laboratory»), который начал разрабатываться в ВВС. Изготовление прототипа «Х-20» было остановлено. Готовые элементы конструкции пустили под пресс или отправили на свалку. Фирма «Боинг» объявила об увольнении 5000 человек. От проекта, на который было потрачено 410 млн долларов, сохранился только единственный макет. Различные готовые блоки некоторое время лежали на фирмах-изготовителях, но вскоре были «утилизированы».
Судьба пилотов «Х-20», которые к этому времени налетали на тренажерах космоплана по нескольку тысяч часов, сложилась по-разному. Альберт Круз был впоследствии прикомандирован к астронавтам проекта «MOL». Милтон Томпсон участвовал в испытательных полетах ракетоплана «Х-15» и аппарата с несущим корпусом «M2-F2». Только один из шести пилотов программы «Х-20» действительно слетал в космос — капитан Уильям Найт, установивший на ракетоплане «Х-15» рекорд скорости. Генри Гордон, Джеймс Вудс и Рассел Роджерс вернулись к своей обычной службе в ВВС.
Казалось бы, бесславный финал. Но можно посмотреть на проект «Dyne-Soar» под другим углом. Сумма в 410 млн долларов выглядит мизерной, однако если пересчитать ее на нынешний курс, то мы получим почти 4 млрд долларов! И одно это говорит о грандиозности программы, в рамках которой решались сложнейшие задачи. Оценивая «Dyne-Soar» с высоты сегодняшнего знания о проблемах создания аэрокосмических аппаратов, можно только удивляться беспредельной смелости американских инженеров, взявшихся за них еще до полетов Юрия Гагарина и Джона Гленна. Вероятно, авторы крылатых «динозавров» были обречены на неудачу, даже если бы министр обороны не закрыл программу. Но без них не было бы системы «Space Shuttle». Вот почему маленький неказистый космоплан «Х-20» навсегда останется в истории техники.

Комментирование записей временно отключено.