Битва за звезды-2. Космическое противостояние (часть I)
Шрифт:
В качестве первоначального практического осуществления теоретических наработок по проекту решено было построить несколько экспериментальных летательных аппаратов.
Так появился прототип системы «ДП» — самолет «130» («Ту-130»).
В ходе проектирования самолета «Ту-130» и поиска его оптимальной аэродинамической компоновки исследовались различные аэродинамические схемы самолета: «симметричная» и «несимметричная», «бесхвостка», «утка» и так далее.
Была построена целая серия моделей, которые прошли продувки в аэродинамических трубах ЦАГИ, в том числе и на больших сверхзвуковых скоростях. В ЛИИ были проведены натурные летные испытания со сбросом летающих моделей самолета «130», снабженных твердотопливными
В 1959 году, после проведения большого объема теоретических и экспериментальных работ по теме «ДП», в ОКБ Туполева приступили к рабочему проектированию самолета «Ту-130».
Согласно окончательному проекту самолет «Ту-130» представлял собой сравнительно небольшой летательный аппарат: длина — 8,8 метра, размах крыла — 2,8 метра и высота — 2,2 метра. Для «Ту-130» была выбрана аэродинамическая схема самолета-«бесхвостки». Он имел клинообразный фюзеляж полуэллиптического поперечного сечения с тупой носовой частью. Низкорасположенное треугольное крыло небольшой площади с углом стреловидности по передней кромке 75° имело по всему размаху элевоны. Вертикальное оперение самолета состояло из двух килей: верхнего и нижнего, расположенных в задней части фюзеляжа. На обеих половинах киля имелись тормозные щитки, открывавшиеся по схеме «ножниц», с приводом от автономной электрогидравлической системы. Профили крыла и органов управления выполнялись клинообразными.
Планер изготавливался из нержавеющей стали, носовая часть фюзеляжа и передние кромки крыла и килей — из графита.
Система управления включала в себя систему начальной коррекции траектории. Посадка самолета «Ту-130» должна была осуществляться по команде от программной системы управления, спуск на землю осуществлялся на парашюте с большой поверхностью купола, контейнер которого находился в его хвостовой части. Предварительно скорость гасилась за счет открытых тормозных щитков.
В опытном производстве была заложена серия из пяти экспериментальных самолетов «130», предназначенных для проведения различных испытаний. В ходе постройки натурные фрагменты планера, наиболее нагруженные в тепловом отношении, подвергались термическим испытаниям в специальных тепловых камерах, с учетом расчетных тепловых нагрузок.
В 1960 году первый планер самолета «Ту-130» был готов и начались работы по оснащению его необходимым оборудованием и стыковке с ракетой-носителем «Р-12». Однако, несмотря на явные успехи ОКБ-156, проект «ДП» был закрыт на основании постановления Совета Министров от 5 февраля 1960 года за № 138-48.
Полученные данные были использованы в следующей, близкой по назначению работе КБ — космоплане «136» («Звезда»).
Пилотируемый космоплан «Ту-136» («Звезда»)
Исследования, проводившиеся по проектам «Ту-121», «Ту-123» и «Ту-130», показали возможность создания пилотируемого воздушно-космического самолета. И конструкторы ОКБ-156 азартно включились в соревнование за создание первого космоплана.
Эта тема, имевшая прежде всего научно-исследовательское значение, получила по бюро Туполева обозначение самолет «Ту-136» («Звезда»). Тема охватывала довольно широкий круг проблем, связанных с созданием экспериментального летательного аппарата, приспособленного для выполнения военных задач в ближнем космосе. В случае успеха при разработке экспериментального аппарата в дальнейшем предполагалось перейти к созданию на его базе целой серии космопланов военного назначения: разведчиков, бомбардировщиков-ракетоносцев, перехватчиков вражеских спутников. Также успех программы должен был стимулировать работы по созданию крупных воздушно-космических аппаратов много кратного использования. В этом смысле тема «Звезда» перекликалась с американской программой «Дайна-Сор».
Схема использования подобной системы представлялась конструкторам ОКБ Туполева следующим образом. Старт космоплана осуществляется с помощью мощной ракеты-носителя, способной выводить на околоземную орбиту грузы массой от 10 до 20 тонн. Далее космоплан совершает полет по орбите в режиме пилотируемого или беспилотного спутника.
Посадку он производит, маневрируя, переходя с более высоких на более низкие орбиты, а когда попадает в плотные слои атмосферы, то выполняет полет как обычный самолет до момента приземления на аэродром. После выхода на околоземную орбиту летчик-космонавт должен иметь возможность корректировать орбиту с помощью силовой установки, состоявшей из двух ЖРД, установленных в хвостовой части аппарата. Эти же двигатели планировалось использовать при посадочных маневрах.
Так как в то время было мало известно о длительном воздействии состояния невесомости и космического излучения на человека, космоплан был рассчитан на один или максимум несколько оборотов вокруг Земли.
Создание космоплана «Звезда» предполагалось разбить на три последовательных этапа, поскольку предварительно необходимо было изучить специфику полета с гиперзвуковой скоростью в нижних и верхних слоях атмосферы, изучить условия входа в нижние слои атмосферы, посадки на землю, а также создать конструкцию, способную работать в условиях сильного кинетического нагрева.
На первом этапе предполагалось использовать беспилотные летательные аппараты, по конфигурации соответствующие будущему космоплану (модель с твердотопливным двигателем, запускаемая с «Ту-16»). На них собирались освоить зоны гиперзвукового полета, отработать элементы конструкции, способные работать в условиях высоких температур (скорости до 9000 км/ч, потолки до 40 километров). Одновременно должны были производиться запуски моделей космоплана с помощью ракет-носителей «Р-5» и «Р-14» (3,9 км/с, 45 километров и 6,4–7,8 км/с, 90 километров, соответственно).
На втором этапе предполагалось перейти к работам над пилотируемыми гиперзвуковыми ракетопланами. Главной задачей второго этапа было освоение человеком специфики гиперзвукового полета и отработка посадки на летательном аппарате, по конфигурации близкому к будущему космоплану.
Отработку пилотируемого полета на малой скорости планировалось проводить с помощью самолета «136/1» — уменьшенной масштабной копии космоплана. Самолет «136/1» должен был стартовать с самолета-носителя «Ту-95К», развивая скорость до 1000 км/ч на высотах до 10 километров и при посадочных скоростях около 300 км/ч, что соответствовало посадочным режимам космоплана.
Гиперзвуковой полет планировалось осуществить с помощью самолета «139» (аналога американского экспериментального самолета «Х-15»), который обеспечивал пилотируемый полет на максимальной скорости 8000 км/ч (2,2 км/с) и потолка до 20 километров при посадочных скоростях 300 км/ч. Окончательную отработку пилотируемого полета на гиперзвуковых, трансзвуковых и дозвуковых скоростях планировалось осуществить на самолете «136/2» — модернизированном варианте «136/1», оснащенном дополнительной разгонной ракетной ступенью. Самолет «136/2» должен был совершать полеты на максимальных скоростях около 12000 км/ч (3,3 м/с) и высотах порядка 100 километров.