Убежденность в том, что будущее космонавтики и авиации будет определяться многоразовыми воздушно-космическими транспортными системами, наконец, овладела подавляющим большинством специалистов, которые занимаются проблемами освоения космического пространства. Естественно, в данной убежденности не последнюю роль сыграли успешные испытания универсальной ракетно-космической транспортной системы «Энергия» - «Буран», где на орбиту аппарат выводился ракетой, а возврат на землю осуществлялся – по самолетному, на крыльях. Так почему же – «наконец»? Ведь эту конструкторскую абсолютным новшеством назвать нельзя. Ее еще в начале 1920-х годов, оценив недостатки использования космических ракет одноразового использования, выдвинул один из пионеров космонавтики – российский инженер Цандер Фридрих. В статье «Описание межпланетного корабля системы Цандера Ф.А.», которая была опубликована в 1924 году, он, наверное, первым в мире предложил для космических полетов использовать крылатые аппараты. Кроме того, он обосновал преимущество использования крыльев перед парашютным способом спуска на землю орбитального корабля. Более того, на московской Международной выставке, проводившейся в 1927 году, была выставлена модель крылатого аппарата Цандера, предназначавшегося для перспективных воздушно-космических полетов.
И что же, до УРКТС «Энергия» - «Буран» в нашей стране не было подобных научно-технических разработок? Были! Точнее, была даже не подобные, а оригинальная разработка, рассчитанная на экономичное и приоритетное развитие отечественной космонавтики. В ОКБ Микояна А.И. еще в 1965 году группой специалистов (главным образом молодых) под руководством главного конструктора Лозино-Лозинского Г.Е. (впоследствии стал гендиректором - главным конструктором научно-производственного объединения «Молния», руководил созданием планера «Бурана») были начаты исследования и практическая работа по теме «Спираль». Главной целью «Спирали» было создание двухступенчатой ВКС (воздушно-космическая система). Приблизительно года спустя, 29.06.1966, Глеб Евгеньевич, который был назначен главным конструктором проекта «Спираль», подписал соответственно подготовленный аванпроект.
Согласно данному аванпроекту, обе ступени воздушно-космической системы (расчетная масса 115 т) представляли собой состыкованные воедино широкофюзеляжные крылатые аппараты многоразового использования с горизонтальными взлетом-посадкой, спроектированные по схеме «Несущий корпус – бесхвостка». Система состояла из мощного воздушного корабля (масса 52 тонны, длина 38 метров, размах 16,5 метров) разгоняющего до скорости 5М и отделяемого пилотируемого орбитального самолета (масса 10 тонн, длина 8 м, размах 7,4 м), стартующего с его «спины» на высоте 28-30 тыс. м. Причем на консоли крыла приходилось только 3,4 метра, а остальная часть несущей поверхности соотносилась с фюзеляжем. К этой «птичке», которая получила название ЭПОС (расшифровывается как - экспериментальный пилотируемый орбитальный самолет), стыковался бак, заполненный ракетным топливом и служащий для вывода на орбиту с гиперзвуковой скоростью. Разработке орбитального самолета авиаконструкторы уделили особое внимание. Сразу отметим, что ЭПОС с построенным впоследствии «Бураном» и другими подобными зарубежными кораблями имел некоторое сходство только по своим самолетным контурам – данное обстоятельство объясняется условиями планирования в атмосфере. Если же смотреть глубже, то разработанный микояновцами аппарат по выбранной компоновке, форме, поворотному крылу и схеме с учетом «горячей конструкции» (без специальной теплозащиты, из жаростойких сплавов) – то есть по всему, чем обеспечивается отличное сочетание необходимых аэродинамических характеристик на всех участке траектории полета, значительно отличался от других разработок того времени. И главное, он выводил на экономический путь развития. «Крыльевой вариант» давал возможность активно использовать атмосферный энергетический запас, благодаря чему энергетических затрат для вывода аппарата на орбиту требовалось в 6 - 8 раз меньше, по сравнению с использованием ракет. Другое дело, что по данному пути не удалось пройти полностью из-за вмешательства Устинова Д.Ф., бывшего в то время секретарем ЦК КПСС и куратором оборонпрома.
Вначале помех ничто не предвещало. Кроме того, пока был жив сам генеральный (умер Артем Иванович в декабре 1970 года, в возрасте 65 лет) он поддерживал всем своим авторитетом группу конструкторов, которые в 1967 году приступили к рабочему проектированию ВКС. Более того, тема «Спираль» способствовала созданию в Дубне космического филиала микояновской фирмы. Его возглавил зам. главного конструктора ОКБ Микояна Шустер Петр Абрамович. Такое внимание к их работе воодушевило специалистов – работы велись с неистовым энтузиазмом и веселым азартом.
- Ну, и «пошутили» же мы тогда над Шустером! – вспоминает Некрасов Олег Николаевич, разрабатывавший комплекс систем управления и навигации ЭПОСа. – Каким же было его удивление, когда мы предъявили систему управления к сдаче гораздо раньше сроков определенных графиком работ.
Для исследования характеристик управляемости и устойчивости на различных этапах полета и оценки теплозащиты потребовалось построить из жаростойких высокопрочных материалов аналоги ЭПОСа в 3-х комплектациях и летающие модели (масштаб 1:3 и 1:2), названые «Бор». Аналогам были присвоены следующие кодовые обозначения: «105.11» - использовался для исследований в полете на дозвуковых скоростях (имитация атмосферного участка – заход на посадку во время возвращения с орбиты); «105.12» - на сверхзвуке; «105.13» - на гиперзвуковой скорости.
- Причем характерно, – подчеркнул Блохин Юрий Дмитриевич, бывший начальник ОКБ космического филиала (ныне зам. главного конструктора научно-производственного объединения «Молния»), – что основные конструктивные решения по комплектациям аналогов ЭПОСа выполнялись в единой, сквозной схеме. В чем же достоинство данной схемы? Во-первых, трудоемкость производства при переходе от дозвукового к гиперзвуковому варианту возрастала незначительно. Да и то лишь потому, что при усложнении решаемых задач на борту устанавливалось дополнительное, более совершенное, оборудование. Во-вторых, сквозная схема позволяла затрачивать совсем немного времени на подготовку производства к выпуску орбитальных самолетов. Огромное количество испытаний, начиная с лабораторных исследований, продувок в аэродинамических трубах ЦАГИ им. Жуковского моделей и аналогов и заканчивая их стендовыми отработками применительно к различным этапам режимам полета, дали возможность определить аэродинамические характеристики планера с высокой степенью достоверности. В свою очередь, они стали для разработчиков разных систем ЭПОСа исходными данными. Затем для уточнения результатов «трубных исследований» а также изучения свойств новых материалов, которые предусматривались в конструкции будущего орбитального самолета, выполнили при помощи ракет запуски моделей «Бор» (масштаб 1:2 и 1:3). Необходимо было, чтобы конструкция была легкой, однако способной продолжительное время работать в исключительно тяжелых условиях. Особенно во время входа в плотные слои атмосферы при покидании космической орбиты. Ведь во время полета с большой скоростью (скорость ухода с орбиты составляет 8 километров в секунду) в плотных слоях атмосферы возбуждаются очень мощные тепловые потоки, поскольку в приграничном слое появляется диссоциация молекул воздуха – молекулы переходят в атомарный ряд. Образно выражаясь, разрушаются, а их «осколки» – ионы, электроны, ядра атомов - образуют плазму, которая при соприкосновении с поверхностью орбитального самолета нагревает ее. Причем нагреву наиболее подвержены передняя часть фюзеляжа, кромки киля и крыла.
В авиационных конструкциях алюминий и его сплавы по мере роста скоростей полета стали уступать место прогрессивным сплавам, которые обладали более высокой жаропрочностью. Ко времени работ по программе ЭПОС уже применялись жаропрочные стали и титановые сплавы. «На подходе» были более пластичные жаростойкие – ниобиевые и бериллиевые сплавы. Однако выносливость нового орбитального самолета обеспечивало не только и не столько жаростойкое облачение, сколько уникальные аэродинамические характеристики и совершенные конструкции. Ведь экспериментальный пилотируемый орбитальный самолет был рассчитан на спуск в режиме самобалансировки на больших углах атаки – до 53о при гиперзвуковом качестве 0,8 (чем больше качество, тем лучше возможность бокового маневрирования). Основная тепловая нагрузка при этом воспринималась ТЗЭ (теплозащитным экраном) оригинальной конструкции. В данных условиях, как показали тепловые и прочностные испытания на специальном стенде КТПИ гиперзвукового аналога «105.13», его максимальный нагрев не превышал + 1,5 тыс. °C, а остальные элементы конструкции, находящиеся в аэродинамической тени от теплозащитного экрана, нагревались гораздо меньше. Поэтому при производстве аналогов можно было использовать титановые – а в отдельных местах даже алюминиевые – сплавы без спец. покрытия. Таким покрытием, например, были 38 тыс. очень дорогих плиток, изготовленных по сложной технологии на основе волокон чистого кварца, которыми впоследствии обклеили «Буран». Вот первый, и далеко не последний фактор экономичности разработки 1960-х гг. по сравнению с «Бураном».
Теперь рассмотрим конструкцию самого теплозащитного экрана. Во избежание разрушения в результате быстрого нагрева при входе в земную атмосферу, он, прежде всего, должен обладать высокой «пластичностью», какую может обеспечить, например, ниобиевый сплав. Однако тогда его еще не выпускали, и конструкторы до освоения производства из ниобия, заменили материал. Теплозащитный экран выполнили из жаропрочных сталей ВНС. При этом он был не сплошным, а состоял из большого количества пластин уложенных по принципу рыбной чешуи. Кроме того он весь подвешивался на керамических подшипниках и при изменении температуры нагрева изменял в автоматическом режиме свою форму, что сохраняло стабильность положения относительно корпуса. Так, на всех режимах обеспечивалось постоянство конфигурации ЭПОСа. Орбитальный самолет имел еще одну конструктивную особенность: в режиме спуска поворотные консоли крыла до момента входа в плотные слои атмосферы занимали вертикальное положение, выполняя, таким образом, роль килей. В результате поворотные консоли крыла оказывались защищенными от аэродинамического нагрева и существенно улучшали путевую и боковую устойчивость аппарата.
Гиперзвуковое качество ЭПОСа в случае уменьшения балансировочного угла до 30° улучшалось, увеличиваясь до 1,5. Правда, в этом случае нагрев теплозащитного экрана заметно увеличивается, однако не более +1,7 тыс. °C – рубежа, допустимого для сплавов, имевшихся в разработке. Зато расширялись возможности бокового маневрирования: в чистом планировании, без включения двигателя, место посадки можно было выбирать в радиусе 1,5-1,8 тыс. км. А при работающем турбореактивном двигателе, предусмотренном в компоновке экспериментального пилотируемого орбитального самолета, расчетная дальность бокового маневра на крейсерской дозвуковой скорости значительно превосходила 2 тыс. км. Заметим, что дальность бокового маневра по трассе спуска является очень важное условием. От данного показателя зависит возможность экстренного прекращения орбитального полета в случае необходимости, и если дальность маневра составляет более 2000 км это обозначает, что орбита может быть покинута на любом витке, а приземление осуществлено – в любой удобной точке, выбранной на площади в несколько миллионов квадратных километров (практически вся азиатская часть территории Советского Союза). Для улучшения посадочных характеристик на последнем (атмосферном) участке спуска предусматривалась перебалансировка аппарата на малые углы атаки за счет поворота консолей в фиксированное крыльевое положение из фиксированного килевого. В дозвуковом полете при разложенных консолях крыла аэродинамическое качество увеличивается до 4, а соответственно возрастает и дальность планирования.
Специалисты на основе научно-технического задела по ЭПОСу проанализировали возможности перехода от одноместного малоразмерного к многоместному транспортному орбитальному самолету. Выяснилась замечательная особенность данной конструкторской разработки. В случае копирования аппарата в укрупненном масштабе полностью сохраняются отличные аэродинамические характеристики ЭПОСа, а тепловая нагрузка при том же угле атаки (53°) может даже уменьшиться до +1,2 тыс. °C. Почему это происходит? Благодаря увеличению местных радиусов кривизны обтекаемой поверхности, и уменьшению удельной нагрузки на несущую поверхность. И еще. При укрупнении масштабов ЭПОСа его удачные посадочные характеристики не только сохранялись, но даже улучшались. Ведь в этом случае их можно было полностью отработать во время полетов на аналогах орбитального аппарата малых размеров. Итак, практически весь основной цикл испытаний экспериментального пилотируемого орбитального самолета и его систем был выполнен на земле в аэродинамических трубах, на стендах и моделирующих установках, а затем на летающих лабораториях Л-18. Были проведены стендовые исследования вопросов газодинамического управления на всех участках траектории полета. Далее требовалось проверить полученные результаты в реальных условиях. В первую очередь – в полетах на аналогах ЭПОСа.
Дозвуковой аналог «105.11» создали к середине 1970-х годов. Аппарат можно даже «пощупать» – сегодня он выставляется в подмосковном Монино в музее ВВС. В прочных металлических «доспехах», с аэродинамическими органами управления присущими самолету: балансировочным щитком, рулем направления на киле, элеронами. Непривычно смотрится лишь убирающееся 4-стоечное шасси. Стойки попарно разнесены вдоль фюзеляжа, что обеспечивало на пробеге особенно хорошую устойчивость. И еще: шасси были «обуты» в... лыжи которые изготавливались из износостойкого металла – после приземления пробег получался коротким. Словом, данная прочная четырехногая «птичка» способна садится в любом месте на ровный грунт, то есть ЭПОС даже не нуждался в специальных аэродромах имеющих бетонное покрытие. А ТРД РД-36К конструкции Колесова П.А. (которые, кстати, и сегодня эксплуатируются в авиации ВМФ в качестве подъемных двигателей на палубных штурмовиках с вертикальным взлетом-посадкой Як-38) обеспечивал во время испытаний перелеты с одной на другую посадочную площадку. Правда, для этого передние стойки пришлось «переобуть» в пневмаколеса. Этому предшествовал любопытный, практически курьезный случай.
Необходимо было снять характеристики сил, которые воздействуют на шасси в лыжном варианте во время движения аппарата по земле. Аналог ЭПОСа был доставлен на полигон расположенный в конце большого испытательного аэродрома. Специальным краном его поставили на оголенный грунт, выветренный почти до прочности наждака горячими суховеями. Лыжи под тяжестью конструкции крепко в него впечатались. Фастовец Авиард, летчик-испытатель микояновской фирмы, занял место в кабине. Загрохотал запущенный двигатель, однако аппарат остался на месте. Грунтовую полосу полили водой, но это не помогло. Летчику пришлось выключить двигатель, а специалисты задумались, что еще можно сделать. «Никто из нас не заметил, как подошел начальник полигона Загребельный, – вспоминал полковник Чернобривцев Владислав, бывший в то время ведущим инженером одного из отделов ГНИИ ВВС. – Мы считали Ивана Ивановича человеком довольно далеким от «чисто» летного дела, и тут вдруг он вылез с советом: «Перед вашей «птичкой» можно наколотить арбузов – здесь их у нас богато. Тогда она наверняка побежит». Все на него уставились, как на фантазера, однако немного подумав, согласились: давайте попробуем, чем черт не шутит! Загребельный отдал распоряжение, и вскоре пара грузовиков заполненных до края бортов полосатыми шарами медленно покатились от носа аналога. Арбузы шлепались на землю и обильно устилали ее скользкой мякотью на протяжении 70 метров. Краном подняли аппарат, и мы подложили под все лыжи сочные половинки кавунов. Фастовец снова занял свое место в кабине. Когда обороты ТРД вышли на максимум, аппарат, наконец, тронулся с места и, к удовлетворению всех, заскользил по полосе, набирая скорость...». Так, смекалка аэродромного специалиста, позволила выполнить испытательное задание без существенных задержек.
Летные испытаниям лыжно-колесного варианта дозвукового аналога начали следующей весной, в мае 1976 г. Вначале выполняли так называемые «подлеты»: «105.11» после отрыва от земли сразу же шел на посадку по прямой. Таким образом, ЭПОС опробовали Волк Игорь, Меницкий Валерий (впоследствии обоих удостоили звания Герой Советского Союза и заслуженный летчик-испытатель СССР) а также заслуженный летчик-испытатель СССР, Герой Советского Союза Федотов Александр, бывший в то время шеф-пилотом микояновской фирмы. Кроме микояновцев в испытаниях по программе ЭПОСа принимали участие и военные специалисты – инженеры и летчики ГНИИ ВВС. Однако основная нагрузка летных испытаний дозвукового аналога легла на плечи Героя Советского Союза Фастовца Авиарда. 11 октября того же года, он совершил короткий перелет с одной грунтовой полосы аэродрома на другую. Через год он начал подготовку к воздушным стартам из-под фюзеляжа самолета-носителя. Для этого заранее оборудовали тяжелый бомбардировщик Ту-95К. Кроме прочего при подготовке носителя с бомболюка Ту-95К сняли створки. Самолет-носитель, словно наседка, втягивал под себя «птенца» таким образом, что кабина аналога уходила за обрез бомболюка до половины остекления, а воздухозаборник двигателя полностью скрывался в фюзеляже носителя. Таким образом, подвеска получалась полувнешней. Пилот аналога все же имел в передней полусфере возможность для обзора, но вот для обеспечения запуска двигателя пришлось смонтировать дополнительную систему наддува.
Вначале во время полетов, без отцепки, проверяли возможности выпуска аналога в воздушный поток на удлиненных спец. держателях и включения его двигателя в таком положении. Все это не вызвало особых затруднений. Только один раз турбореактивный РД-36К на высоте недовольно «чихнул», а его обороты зависли. Однако по мере снижения двигатель вышел на заданные обороты. Наконец 27.10.1977 начали самый трудный этап. Экипаж Ту-95К возглавляемый замначальника службы летных испытаний бомбардировочной авиации подполковником Обеловым Александром (сегодня генерал-майор авиации) занимает свое место, а Фастовец усаживается в кабину аналога ЭПОСа. Аппарат подтягивается к люку держателями. Загрохотали турбинами и винтами двигателя носителя, и после тяжелого разбега он уходит в осеннее небо. На высоте 5000 м сцепка ложится на «боевой курс», который рассчитал заслуженный штурман-испытатель Советского Союза полковник Юрий Ловков. Он рассчитал курс таким образом, чтобы при экстремальной ситуации пилот аналога после отцепки мог без значительных эволюции, снижаясь по прямой, «вписаться» в посадочную глиссаду и сесть на своем аэродроме. По самолетному переговорному устройству, к которому подключили и отцепляемый аппарат, штурман Ту-95К предупреждает: «Готовность ноль – четыре»...
Вспоминает заслуженный летчик-испытатель СССР, Герой Советского Союза Фастовец Авиард Гаврилович: «Итак, до расцепки оставалось четыре минуты, к тому времени мы уже летели в довольно большом разрыве облаков. Сползая в воздушный поток под фюзеляжем самолета-носителя на держателях, моя «птичка» мелко дрожит от напора струй. Балансировочный щиток отклонен, чтобы сразу после отцепки был обеспечен пикирующий момент, так как мы опасались подсоса между фюзеляжами обеих машин. Включаю двигатель – надежно работает. Докладываю командиру экипажа - Двигатель в норме! - и продолжаю проверку систем. «Готовность ноль – один», - предупреждает Ловков по самолетному переговорному устройству. Но я все закончил, и сообщаю об этом экипажу носителя. Потом слышу: «Сброс!». Знаю, что Ловков сейчас нажал кнопку раскрытия замков держателей. Аппарат, отделившись от носителя, довольно круто опускает нос, как будто с обрыва ныряет. Похоже, немого перестарались с установкой угла балансировочного щитка, настроив на скорейший уход из спутной струи носителя. Парирую отклонением рулей – машина слушается отлично. Автономный полет продолжался без больших отклонений по заданной программе. Значит, воздушный старт вполне годится для отработки аналога».
Правда, сам экспериментальный пилотируемый орбитальный самолет в реальных условиях стартовал бы с другой целью и несколько иначе: для выхода на орбиту, со «спины» широкофюзеляжного корабля-разгонщика. Отличную модель этой стреловидной уникальной машины, которая имеет самые совершенные аэродинамические формы, сегодня можно увидеть в кабинете гендиректора научно-производственного объединения «Молния». А значение данного вида старта переоценить трудно. Открывалась принципиальная возможность пуска орбитального самолета практически из любой географической точки планеты, исключалась потребность в наземных космодромах, жестко привязанных к определенным местам. И ничего, что разрабатываемый орбитальный самолет был небольшим – его нетрудно построить в большем масштабе с сохранением характеристик. Важно знать, что чем ближе стартовая площадка к экватору, тем больше можно использовать силу вращения Земли для разгона и при прочих равных выводить на орбиту большую массу груза.
Испытания аналога «105.11» в 1978 году продолжались, пополняя по программе ЭПОСа научно-технический задел. После воздушного старта один полет совершил заслуженный летчик-испытатель СССР, Герой Советского Союза Остапенко Петр. ЭПОС стартовал еще четыре раза из-под фюзеляжа Ту-95К, экипаж которого теперь возглавлял командир испытательной авиаэскадрильи полковник Кучеренко Анатолий. Кстати, потом данный опыт в летной судьбе Анатолия Петровича сыграл решающую роль. Но в целом в 1970-х годах темпы реализации темы «Спираль» начал замедляться и уже не могли удовлетворять никого из конструкторов. О судьбе экспериментального пилотируемого орбитального самолета Гречко А.А., бегло ознакомившись с «105.11» еще на начальной стадии работ, безапелляционно заявил, что «мы не будем заниматься фантазией». А ведь в ту пору маршал был министром обороны СССР, членом Политбюро ЦК КПСС, и реализация перспективного проекта во многом зависела от его решения.
Также на судьбе орбитального самолета сказалось, и то обстоятельство что наша страна была, пожалуй, единственной, где космическое ведомство было «оторвано» от авиационной промышленности. Кроме того трения между ними возникли как раз в то время, когда требовалось кооперирование усилий для создания аналогов ЭПОСа. Дело в том, что начиная с 1976 года по настоянию ответственных за космонавтику лиц (в первую очередь Устинова Д.Ф. и министра общего машиностроения Афанасьева С.А.), советские конструкторы были вынуждены броситься вдогонку за американцами, которые уже занимались реализацией программы челночных полетов «Спейс шаттл». Хотя с объективной точки зрения, такой дорогостоящий орбитальный корабль как «Буран» с такой большой грузоподъемностью, в то время не нужен был (по мнению многих специалистов, что и сегодня дело обстоит также). Недобрую роль сыграли и политические амбиции руководителей нашей страны. Они хотелось получить реванш после нескольких неудач в развитии отечественной космонавтики. Ведь и министры, и секретари ЦК КПСС уже испытывали беспокойство за собственное положение, поскольку обещания, даваемые ими на протяжении многих лет Брежневу, не выполнялись.
Министерство общего машиностроения, после получения государственного заказ на создание «Энергия» - «Буран», стало, как говорится, стягивать одеяло на себя. В данной ситуации разрабатываемая Лозино-Лозинским Г.Е. и его помощниками тема «Спираль» стала словно бы лишней. Напрасно Блохин Юрий Дмитриевич, начальник ОКБ космического филиала, в справке подготовленной для ЦК КПСС в феврале 1976 г. в дополнение к заявлениям в министерство предпринял попытку убедить «верхи» в том, что работы по ЭПОСу и полученный в результате затрат (сумма составила около 75 млн. рублей) научно-технический задел в то время объективно были единственной в Советском Союзе практической базой для альтернативного решения по многоразовой транспортной космической системы вообще и по «горячей конструкции» – в частности. Блохин даже ссылался на то, что фирма Макдоннелл-Дуглас в Соединенных Штатах более 7 лет проводила успешные исследования и летные эксперименты для отработки аппарата с несущим корпусом. При этом американцами использовался малоразмерный аналог типа Х-24, от которого в дальнейшем можно было бы перейти к созданию транспортного многоместного орбитального самолета, выполненного по схеме «несущий корпус». А уступила Макдоннелл-Дуглас фирме Рокуэлл, которой удалось протолкнуть свой «Шаттл», не по техническим аспектам – у Макдоннелл-Дуглас попросту оказались не такие «мощные» связи в Пентагоне. (Забегая вперед скажем: сегодня американцы, разочаровавшись в МТКК «Спейс шаттл» из-за аварий и катастрофы при запусках, вновь повели работы по программе, главной целью которой является создание перспективного воздушно-космического самолета с горизонтальными взлетом/посадкой на обычные взлетно-посадочные полосы. По их расчетам, данный аппарат обеспечит возможность многократных полетов в космос с 10-кратным уменьшением, по сравнению с «Шаттлом», стоимости выведения на орбиты грузов.)
В ЦК КПСС с письмом обращался Чернобривцев Владислав Михайлович, ведущий инженер НИИ ВВС, приводя аргументированные доводы за ускорение программы ЭПОС. Но, увы... «Верхами» уже ничто не принималось в расчет. Устинов Д.Ф. в апреле 1976 г., вскоре после ухода из жизни Гречко А.А., занял пост министра обороны, а его мнение о перспективах развития космических исследований не изменилось. Окончание летных экспериментов на «105.11» совпало с поломкой во время посадки в сентябре 1978 г. В тот раз аналог «105.11» пилотировал полковник Урядов Василий, военный летчик-испытатель. Наблюдал за ним Фастовец Авиард, сопровождая на МиГ-23 в полете. На посадку заходить пришлось против закатного солнца, дымка ограничивала видимость. Незадолго до этого полосу расширили и переставили соответственно ограничительные флажки. Вот только до конца ее расчистить, заровнять кочки и колдобины не успели. Руководил полетом генерал-майор авиации Петров Вадим, заслуженный летчик-испытатель СССР, Герой Советского Союза, очень опытный человек - но плохая видимость подвела и его. Вадим Иванович по ошибке, приняв за аналог, уклонившийся влево «МиГ» Фастовца, дал команду Урядову взять вправо. Тот приказание выполнил. Снижаясь против солнца, Урядов поздно заметил, что приземлится правее полосы. Опытный испытатель благодаря своей реакции смог в последний миг отвернуть, войдя в зону флажков, но на большее попросту не хватило высоты. Аппарат довольно грубо приземлился на неровную почву.
Нет, аппарат не разрушился – все обошлось только трещинами около силового шпангоута. Конечно, летчики при посадке испытывали глубокую досаду. А вот конструкторы и инженеры... Правду говорят, нет худа без добра. Этот случай предоставил специалистам непредвиденную возможность проверить на практике, соответствуют ли прочностные расчеты конструкции испытанным нагрузкам. Результаты оказались, как говорится, что надо. Аналог экспериментального пилотируемого орбитального самолета достойно выдержал трудный экзамен. Вскоре его восстановили. Только ему летать больше не пришлось. Однако не этот случай был решающим для судьбы «Спирали». Как и в судьбе некоторых других проектов, здесь свою роль сыграли проблемы советского общества – волюнтаризм, излишняя политизация науки, отсутствие коллегиальности при принятии решений, огромное значение личных взаимоотношений между руководителями отраслей. И, пожалуй, самое главное – неумение видеть перспективы развития техники, ориентация на опыт других даже в ущерб здравому смыслу.
Правда, опыт, который приобрели те, кто принимал участие в разработке и испытаниях по программе ЭПОС, даром не пропал. Хотя космический филиал фирмы Микояна вскоре закрыли, 48 специалистов из Дубны перевели в научно-производственное объединение «Молния», которое создали для выполнения работ по программе «Буран». Так, например, бывший замначальника филиала по производству Решетников Дмитрий Алексеевич, внесший большое количество важных предложений по совершенствованию техпроцессов, стал впоследствии директором опытного завода в составе «Молнии», а Найденов Вячеслав Петрович руководивший бригадой аэродинамиков - ведущим конструктором, возглавляющим полунатурное и математическое моделирование по программе «Буран». И еще. В бригаде аэродинамиков в то время работал 25-летний Труфакин Владимир Александрович. В настоящее время он возглавляет отдел траекторного управления, является кандидатом технических наук и готов защищать докторскую диссертацию. В НПО «Молния» начальником отделения стал Саенко Виктор Иванович, прежде занимавшийся двигателями для ЭПОСа.
Опыт участия в экспериментах полетах на аналоге ЭПОСа на судьбе летчиков также отразился положительно. Так, например, министр авиационной промышленности пригласил в 1980 году Кучеренко Анатолия Петровича «научить летать» ВМ-Т «Атлант». «Атлант» создавался на базе стратегического бомбардировщика Мясищева В.М. как воздушный транспорт для перевозки на «спине» элементов ракеты «Энергия» а также орбитального корабля «Буран». Кучеренко с этой задачей справился успешно, за что был удостоен звания «Заслуженный летчик-испытатель СССР». Волк Игорь Петрович, заслуженный летчик-испытатель СССР, Герой Советского Союза, (впоследствии – летчик-космонавт СССР), который выполнял подлеты на «105.11», первым поднял аналог «Бурана» в небо, а также внес значительный вклад в летную отработку посадки в автоматическом режиме орбитального корабля многоразового использования.
Вот что еще интересно. Ведь орбитальный самолет с точки зрения аэродинамики у нас в стране вполне отработан. Опираясь на данный опыт, лауреат Государственной и Ленинской премий СССР, Герой Соцтруда доктор технических наук Лозино-Лозинский Глеб Евгеньевич в Малаге на сороковом конгрессе Международной астронавтической федерации (в конгрессе приняли участие представители 130 организаций из разных стран), в октябре 1989 года выступил с предложением проекта многоразовой аэрокосмической системы. В предложенной системе первой ступенью может служить Ан-225 «Мрия», которая позволяет стартовать небольшому орбитальному самолету с ее «спины». Орбитальный самолет должен иметь подвесной топливный бак (единственный одноразовый элемент в данной сцепке). Остальные элементы данной системы рассчитаны на многократное использование. Она обладает всеми преимуществами, особенно надежностью и оперативностью авиационных стартов. Данное предложение, которое стало настоящей сенсацией, мировому сообществу сулит большие выгоды в освоении космоса.
Техническое описание изделия «105-11»
Конструкция и компоновка. Аппарат выполнялся по схеме "бесхвостка" с несущим корпусом, однокилевым оперением, низкорасположенным треугольным крылом, четырехопорным шасси и одним двигателем, расположенным в хвостовой части фюзеляжа. Несущий фюзеляж имеет в плане стреловидную форму (угол стреловидности 78о) и сечения с практически плоской нижней и закругленной верхней частью. Фюзеляж «105-11» был разделен на четыре части: носовой отсек оборудования с кабиной, ферма с рамами, панели с воздухозаборником турбореактивного двигателя и нижний теплостойкий экран.
Основная часть фюзеляжа – ферма с рамами – силовая сварная пространственная конструкция, выполненная из стали ВНС-2. Ферменная конструкция выбралась из условий обеспечения максимального объема, который бы позволил разместить оборудование, двигатель и топливо, а так же обеспечения минимальных температурных напряжений. Топливный бак-отсек, входящий в силовую часть фермы, располагался в нижней центральной части. В хвостовой части размещается турбореактивный двигатель, воздухозаборник которого снабжен створкой, открываемой при работе двигателя. Отсек оборудования с кабиной имел обычную сварную конструкцию (при изготовлении также использовалась сталь ВНС-2), с фермой соединяется пироболтами, образуя спасаемую капсулу. Воздухозаборник и панели турбореактивного двигателя – обычной дюралевой конструкции, крепятся к ферме на болтах и закрывают ее. Экран размещен снизу фермы, создает основную несущую поверхность и служит для защиты фермы от термодинамического нагрева. Экран – сварная панель (листовая сталь ВНС-2) с набором поперечных и продольных профилей, приваренных контактной сваркой.
Экран с внутренней стороны покрыт термоизолирующим материалом. К ферме экран подвешивается при помощи 110 свободноориентирующихся тандеров. Это обеспечивает деформацию экрана во все стороны при неравномерном нагреве без появления температурных напряжений. Съемные панели включают боковые панели, люки подходов к двигателю и оборудованию, створку аварийного покидания кабины.
Консоли крыла имеют по передней кромке угол стреловидности 55о, крепятся к фюзеляжу, но в зависимости от режима полета могут поворачиваться вверх на угол до 30о. Привод поворота консолей крыла – с червячным механизмом, электрический. Для управления по крену крыло снабжено элеронами. Вертикальное оперение имеет руль направления, киль площадью 1,7 м2, по передней кромке угол стреловидности составлял 60о. Верхняя поверхность хвостовой части фюзеляжа имеет отклоняемые вверх балансировочные щитки. Система управления экспериментального пилотируемого орбитального самолета – ручная, имеющая традиционные педали и ручки "самолетного" типа.
Шасси – четырохопорное, лыжное (на передних опорах в начале летных испытаний для взлета с земли устанавливались колеса), убираемое. Передние опоры убираются в ниши боковых панелей фюзеляжа над теплозащитным экраном поворотом назад, хвостовые опоры убирались за задний обрез фюзеляжа. Шасси выпускались при помощи пневматической системы.
Силовая установка «105.11» – турбореактивный двигатель РД36-35К имеющий тягу 2000 кгс. Топливо для двигателя размещается в баке находящемся в средней части фюзеляжа.
В состав оборудования самолета входит стандартный набор пилотажно-навигационных приборов, которые размещаются в кабине пилота на приборной доске.
Летно-технические характеристики:
Модификация – ЭПОС;
Размах крыла – 7,40 м;
Длина – 8,50 м;
Высота – 3,5 м;
Нормальная взлетная масса – 4220 кг;
Тип двигателя – 1 турбореактивный двигатель РД-36-35К;
Тяга – 2000 кгс;
Экипаж – 1 человек.
И что же, до УРКТС «Энергия» - «Буран» в нашей стране не было подобных научно-технических разработок? Были! Точнее, была даже не подобные, а оригинальная разработка, рассчитанная на экономичное и приоритетное развитие отечественной космонавтики. В ОКБ Микояна А.И. еще в 1965 году группой специалистов (главным образом молодых) под руководством главного конструктора Лозино-Лозинского Г.Е. (впоследствии стал гендиректором - главным конструктором научно-производственного объединения «Молния», руководил созданием планера «Бурана») были начаты исследования и практическая работа по теме «Спираль». Главной целью «Спирали» было создание двухступенчатой ВКС (воздушно-космическая система). Приблизительно года спустя, 29.06.1966, Глеб Евгеньевич, который был назначен главным конструктором проекта «Спираль», подписал соответственно подготовленный аванпроект.
Согласно данному аванпроекту, обе ступени воздушно-космической системы (расчетная масса 115 т) представляли собой состыкованные воедино широкофюзеляжные крылатые аппараты многоразового использования с горизонтальными взлетом-посадкой, спроектированные по схеме «Несущий корпус – бесхвостка». Система состояла из мощного воздушного корабля (масса 52 тонны, длина 38 метров, размах 16,5 метров) разгоняющего до скорости 5М и отделяемого пилотируемого орбитального самолета (масса 10 тонн, длина 8 м, размах 7,4 м), стартующего с его «спины» на высоте 28-30 тыс. м. Причем на консоли крыла приходилось только 3,4 метра, а остальная часть несущей поверхности соотносилась с фюзеляжем. К этой «птичке», которая получила название ЭПОС (расшифровывается как - экспериментальный пилотируемый орбитальный самолет), стыковался бак, заполненный ракетным топливом и служащий для вывода на орбиту с гиперзвуковой скоростью. Разработке орбитального самолета авиаконструкторы уделили особое внимание. Сразу отметим, что ЭПОС с построенным впоследствии «Бураном» и другими подобными зарубежными кораблями имел некоторое сходство только по своим самолетным контурам – данное обстоятельство объясняется условиями планирования в атмосфере. Если же смотреть глубже, то разработанный микояновцами аппарат по выбранной компоновке, форме, поворотному крылу и схеме с учетом «горячей конструкции» (без специальной теплозащиты, из жаростойких сплавов) – то есть по всему, чем обеспечивается отличное сочетание необходимых аэродинамических характеристик на всех участке траектории полета, значительно отличался от других разработок того времени. И главное, он выводил на экономический путь развития. «Крыльевой вариант» давал возможность активно использовать атмосферный энергетический запас, благодаря чему энергетических затрат для вывода аппарата на орбиту требовалось в 6 - 8 раз меньше, по сравнению с использованием ракет. Другое дело, что по данному пути не удалось пройти полностью из-за вмешательства Устинова Д.Ф., бывшего в то время секретарем ЦК КПСС и куратором оборонпрома.
Вначале помех ничто не предвещало. Кроме того, пока был жив сам генеральный (умер Артем Иванович в декабре 1970 года, в возрасте 65 лет) он поддерживал всем своим авторитетом группу конструкторов, которые в 1967 году приступили к рабочему проектированию ВКС. Более того, тема «Спираль» способствовала созданию в Дубне космического филиала микояновской фирмы. Его возглавил зам. главного конструктора ОКБ Микояна Шустер Петр Абрамович. Такое внимание к их работе воодушевило специалистов – работы велись с неистовым энтузиазмом и веселым азартом.
- Ну, и «пошутили» же мы тогда над Шустером! – вспоминает Некрасов Олег Николаевич, разрабатывавший комплекс систем управления и навигации ЭПОСа. – Каким же было его удивление, когда мы предъявили систему управления к сдаче гораздо раньше сроков определенных графиком работ.
Для исследования характеристик управляемости и устойчивости на различных этапах полета и оценки теплозащиты потребовалось построить из жаростойких высокопрочных материалов аналоги ЭПОСа в 3-х комплектациях и летающие модели (масштаб 1:3 и 1:2), названые «Бор». Аналогам были присвоены следующие кодовые обозначения: «105.11» - использовался для исследований в полете на дозвуковых скоростях (имитация атмосферного участка – заход на посадку во время возвращения с орбиты); «105.12» - на сверхзвуке; «105.13» - на гиперзвуковой скорости.
- Причем характерно, – подчеркнул Блохин Юрий Дмитриевич, бывший начальник ОКБ космического филиала (ныне зам. главного конструктора научно-производственного объединения «Молния»), – что основные конструктивные решения по комплектациям аналогов ЭПОСа выполнялись в единой, сквозной схеме. В чем же достоинство данной схемы? Во-первых, трудоемкость производства при переходе от дозвукового к гиперзвуковому варианту возрастала незначительно. Да и то лишь потому, что при усложнении решаемых задач на борту устанавливалось дополнительное, более совершенное, оборудование. Во-вторых, сквозная схема позволяла затрачивать совсем немного времени на подготовку производства к выпуску орбитальных самолетов. Огромное количество испытаний, начиная с лабораторных исследований, продувок в аэродинамических трубах ЦАГИ им. Жуковского моделей и аналогов и заканчивая их стендовыми отработками применительно к различным этапам режимам полета, дали возможность определить аэродинамические характеристики планера с высокой степенью достоверности. В свою очередь, они стали для разработчиков разных систем ЭПОСа исходными данными. Затем для уточнения результатов «трубных исследований» а также изучения свойств новых материалов, которые предусматривались в конструкции будущего орбитального самолета, выполнили при помощи ракет запуски моделей «Бор» (масштаб 1:2 и 1:3). Необходимо было, чтобы конструкция была легкой, однако способной продолжительное время работать в исключительно тяжелых условиях. Особенно во время входа в плотные слои атмосферы при покидании космической орбиты. Ведь во время полета с большой скоростью (скорость ухода с орбиты составляет 8 километров в секунду) в плотных слоях атмосферы возбуждаются очень мощные тепловые потоки, поскольку в приграничном слое появляется диссоциация молекул воздуха – молекулы переходят в атомарный ряд. Образно выражаясь, разрушаются, а их «осколки» – ионы, электроны, ядра атомов - образуют плазму, которая при соприкосновении с поверхностью орбитального самолета нагревает ее. Причем нагреву наиболее подвержены передняя часть фюзеляжа, кромки киля и крыла.
В авиационных конструкциях алюминий и его сплавы по мере роста скоростей полета стали уступать место прогрессивным сплавам, которые обладали более высокой жаропрочностью. Ко времени работ по программе ЭПОС уже применялись жаропрочные стали и титановые сплавы. «На подходе» были более пластичные жаростойкие – ниобиевые и бериллиевые сплавы. Однако выносливость нового орбитального самолета обеспечивало не только и не столько жаростойкое облачение, сколько уникальные аэродинамические характеристики и совершенные конструкции. Ведь экспериментальный пилотируемый орбитальный самолет был рассчитан на спуск в режиме самобалансировки на больших углах атаки – до 53о при гиперзвуковом качестве 0,8 (чем больше качество, тем лучше возможность бокового маневрирования). Основная тепловая нагрузка при этом воспринималась ТЗЭ (теплозащитным экраном) оригинальной конструкции. В данных условиях, как показали тепловые и прочностные испытания на специальном стенде КТПИ гиперзвукового аналога «105.13», его максимальный нагрев не превышал + 1,5 тыс. °C, а остальные элементы конструкции, находящиеся в аэродинамической тени от теплозащитного экрана, нагревались гораздо меньше. Поэтому при производстве аналогов можно было использовать титановые – а в отдельных местах даже алюминиевые – сплавы без спец. покрытия. Таким покрытием, например, были 38 тыс. очень дорогих плиток, изготовленных по сложной технологии на основе волокон чистого кварца, которыми впоследствии обклеили «Буран». Вот первый, и далеко не последний фактор экономичности разработки 1960-х гг. по сравнению с «Бураном».
Теперь рассмотрим конструкцию самого теплозащитного экрана. Во избежание разрушения в результате быстрого нагрева при входе в земную атмосферу, он, прежде всего, должен обладать высокой «пластичностью», какую может обеспечить, например, ниобиевый сплав. Однако тогда его еще не выпускали, и конструкторы до освоения производства из ниобия, заменили материал. Теплозащитный экран выполнили из жаропрочных сталей ВНС. При этом он был не сплошным, а состоял из большого количества пластин уложенных по принципу рыбной чешуи. Кроме того он весь подвешивался на керамических подшипниках и при изменении температуры нагрева изменял в автоматическом режиме свою форму, что сохраняло стабильность положения относительно корпуса. Так, на всех режимах обеспечивалось постоянство конфигурации ЭПОСа. Орбитальный самолет имел еще одну конструктивную особенность: в режиме спуска поворотные консоли крыла до момента входа в плотные слои атмосферы занимали вертикальное положение, выполняя, таким образом, роль килей. В результате поворотные консоли крыла оказывались защищенными от аэродинамического нагрева и существенно улучшали путевую и боковую устойчивость аппарата.
Гиперзвуковое качество ЭПОСа в случае уменьшения балансировочного угла до 30° улучшалось, увеличиваясь до 1,5. Правда, в этом случае нагрев теплозащитного экрана заметно увеличивается, однако не более +1,7 тыс. °C – рубежа, допустимого для сплавов, имевшихся в разработке. Зато расширялись возможности бокового маневрирования: в чистом планировании, без включения двигателя, место посадки можно было выбирать в радиусе 1,5-1,8 тыс. км. А при работающем турбореактивном двигателе, предусмотренном в компоновке экспериментального пилотируемого орбитального самолета, расчетная дальность бокового маневра на крейсерской дозвуковой скорости значительно превосходила 2 тыс. км. Заметим, что дальность бокового маневра по трассе спуска является очень важное условием. От данного показателя зависит возможность экстренного прекращения орбитального полета в случае необходимости, и если дальность маневра составляет более 2000 км это обозначает, что орбита может быть покинута на любом витке, а приземление осуществлено – в любой удобной точке, выбранной на площади в несколько миллионов квадратных километров (практически вся азиатская часть территории Советского Союза). Для улучшения посадочных характеристик на последнем (атмосферном) участке спуска предусматривалась перебалансировка аппарата на малые углы атаки за счет поворота консолей в фиксированное крыльевое положение из фиксированного килевого. В дозвуковом полете при разложенных консолях крыла аэродинамическое качество увеличивается до 4, а соответственно возрастает и дальность планирования.
Специалисты на основе научно-технического задела по ЭПОСу проанализировали возможности перехода от одноместного малоразмерного к многоместному транспортному орбитальному самолету. Выяснилась замечательная особенность данной конструкторской разработки. В случае копирования аппарата в укрупненном масштабе полностью сохраняются отличные аэродинамические характеристики ЭПОСа, а тепловая нагрузка при том же угле атаки (53°) может даже уменьшиться до +1,2 тыс. °C. Почему это происходит? Благодаря увеличению местных радиусов кривизны обтекаемой поверхности, и уменьшению удельной нагрузки на несущую поверхность. И еще. При укрупнении масштабов ЭПОСа его удачные посадочные характеристики не только сохранялись, но даже улучшались. Ведь в этом случае их можно было полностью отработать во время полетов на аналогах орбитального аппарата малых размеров. Итак, практически весь основной цикл испытаний экспериментального пилотируемого орбитального самолета и его систем был выполнен на земле в аэродинамических трубах, на стендах и моделирующих установках, а затем на летающих лабораториях Л-18. Были проведены стендовые исследования вопросов газодинамического управления на всех участках траектории полета. Далее требовалось проверить полученные результаты в реальных условиях. В первую очередь – в полетах на аналогах ЭПОСа.
Дозвуковой аналог «105.11» создали к середине 1970-х годов. Аппарат можно даже «пощупать» – сегодня он выставляется в подмосковном Монино в музее ВВС. В прочных металлических «доспехах», с аэродинамическими органами управления присущими самолету: балансировочным щитком, рулем направления на киле, элеронами. Непривычно смотрится лишь убирающееся 4-стоечное шасси. Стойки попарно разнесены вдоль фюзеляжа, что обеспечивало на пробеге особенно хорошую устойчивость. И еще: шасси были «обуты» в... лыжи которые изготавливались из износостойкого металла – после приземления пробег получался коротким. Словом, данная прочная четырехногая «птичка» способна садится в любом месте на ровный грунт, то есть ЭПОС даже не нуждался в специальных аэродромах имеющих бетонное покрытие. А ТРД РД-36К конструкции Колесова П.А. (которые, кстати, и сегодня эксплуатируются в авиации ВМФ в качестве подъемных двигателей на палубных штурмовиках с вертикальным взлетом-посадкой Як-38) обеспечивал во время испытаний перелеты с одной на другую посадочную площадку. Правда, для этого передние стойки пришлось «переобуть» в пневмаколеса. Этому предшествовал любопытный, практически курьезный случай.
Необходимо было снять характеристики сил, которые воздействуют на шасси в лыжном варианте во время движения аппарата по земле. Аналог ЭПОСа был доставлен на полигон расположенный в конце большого испытательного аэродрома. Специальным краном его поставили на оголенный грунт, выветренный почти до прочности наждака горячими суховеями. Лыжи под тяжестью конструкции крепко в него впечатались. Фастовец Авиард, летчик-испытатель микояновской фирмы, занял место в кабине. Загрохотал запущенный двигатель, однако аппарат остался на месте. Грунтовую полосу полили водой, но это не помогло. Летчику пришлось выключить двигатель, а специалисты задумались, что еще можно сделать. «Никто из нас не заметил, как подошел начальник полигона Загребельный, – вспоминал полковник Чернобривцев Владислав, бывший в то время ведущим инженером одного из отделов ГНИИ ВВС. – Мы считали Ивана Ивановича человеком довольно далеким от «чисто» летного дела, и тут вдруг он вылез с советом: «Перед вашей «птичкой» можно наколотить арбузов – здесь их у нас богато. Тогда она наверняка побежит». Все на него уставились, как на фантазера, однако немного подумав, согласились: давайте попробуем, чем черт не шутит! Загребельный отдал распоряжение, и вскоре пара грузовиков заполненных до края бортов полосатыми шарами медленно покатились от носа аналога. Арбузы шлепались на землю и обильно устилали ее скользкой мякотью на протяжении 70 метров. Краном подняли аппарат, и мы подложили под все лыжи сочные половинки кавунов. Фастовец снова занял свое место в кабине. Когда обороты ТРД вышли на максимум, аппарат, наконец, тронулся с места и, к удовлетворению всех, заскользил по полосе, набирая скорость...». Так, смекалка аэродромного специалиста, позволила выполнить испытательное задание без существенных задержек.
Летные испытаниям лыжно-колесного варианта дозвукового аналога начали следующей весной, в мае 1976 г. Вначале выполняли так называемые «подлеты»: «105.11» после отрыва от земли сразу же шел на посадку по прямой. Таким образом, ЭПОС опробовали Волк Игорь, Меницкий Валерий (впоследствии обоих удостоили звания Герой Советского Союза и заслуженный летчик-испытатель СССР) а также заслуженный летчик-испытатель СССР, Герой Советского Союза Федотов Александр, бывший в то время шеф-пилотом микояновской фирмы. Кроме микояновцев в испытаниях по программе ЭПОСа принимали участие и военные специалисты – инженеры и летчики ГНИИ ВВС. Однако основная нагрузка летных испытаний дозвукового аналога легла на плечи Героя Советского Союза Фастовца Авиарда. 11 октября того же года, он совершил короткий перелет с одной грунтовой полосы аэродрома на другую. Через год он начал подготовку к воздушным стартам из-под фюзеляжа самолета-носителя. Для этого заранее оборудовали тяжелый бомбардировщик Ту-95К. Кроме прочего при подготовке носителя с бомболюка Ту-95К сняли створки. Самолет-носитель, словно наседка, втягивал под себя «птенца» таким образом, что кабина аналога уходила за обрез бомболюка до половины остекления, а воздухозаборник двигателя полностью скрывался в фюзеляже носителя. Таким образом, подвеска получалась полувнешней. Пилот аналога все же имел в передней полусфере возможность для обзора, но вот для обеспечения запуска двигателя пришлось смонтировать дополнительную систему наддува.
Вначале во время полетов, без отцепки, проверяли возможности выпуска аналога в воздушный поток на удлиненных спец. держателях и включения его двигателя в таком положении. Все это не вызвало особых затруднений. Только один раз турбореактивный РД-36К на высоте недовольно «чихнул», а его обороты зависли. Однако по мере снижения двигатель вышел на заданные обороты. Наконец 27.10.1977 начали самый трудный этап. Экипаж Ту-95К возглавляемый замначальника службы летных испытаний бомбардировочной авиации подполковником Обеловым Александром (сегодня генерал-майор авиации) занимает свое место, а Фастовец усаживается в кабину аналога ЭПОСа. Аппарат подтягивается к люку держателями. Загрохотали турбинами и винтами двигателя носителя, и после тяжелого разбега он уходит в осеннее небо. На высоте 5000 м сцепка ложится на «боевой курс», который рассчитал заслуженный штурман-испытатель Советского Союза полковник Юрий Ловков. Он рассчитал курс таким образом, чтобы при экстремальной ситуации пилот аналога после отцепки мог без значительных эволюции, снижаясь по прямой, «вписаться» в посадочную глиссаду и сесть на своем аэродроме. По самолетному переговорному устройству, к которому подключили и отцепляемый аппарат, штурман Ту-95К предупреждает: «Готовность ноль – четыре»...
Вспоминает заслуженный летчик-испытатель СССР, Герой Советского Союза Фастовец Авиард Гаврилович: «Итак, до расцепки оставалось четыре минуты, к тому времени мы уже летели в довольно большом разрыве облаков. Сползая в воздушный поток под фюзеляжем самолета-носителя на держателях, моя «птичка» мелко дрожит от напора струй. Балансировочный щиток отклонен, чтобы сразу после отцепки был обеспечен пикирующий момент, так как мы опасались подсоса между фюзеляжами обеих машин. Включаю двигатель – надежно работает. Докладываю командиру экипажа - Двигатель в норме! - и продолжаю проверку систем. «Готовность ноль – один», - предупреждает Ловков по самолетному переговорному устройству. Но я все закончил, и сообщаю об этом экипажу носителя. Потом слышу: «Сброс!». Знаю, что Ловков сейчас нажал кнопку раскрытия замков держателей. Аппарат, отделившись от носителя, довольно круто опускает нос, как будто с обрыва ныряет. Похоже, немого перестарались с установкой угла балансировочного щитка, настроив на скорейший уход из спутной струи носителя. Парирую отклонением рулей – машина слушается отлично. Автономный полет продолжался без больших отклонений по заданной программе. Значит, воздушный старт вполне годится для отработки аналога».
Правда, сам экспериментальный пилотируемый орбитальный самолет в реальных условиях стартовал бы с другой целью и несколько иначе: для выхода на орбиту, со «спины» широкофюзеляжного корабля-разгонщика. Отличную модель этой стреловидной уникальной машины, которая имеет самые совершенные аэродинамические формы, сегодня можно увидеть в кабинете гендиректора научно-производственного объединения «Молния». А значение данного вида старта переоценить трудно. Открывалась принципиальная возможность пуска орбитального самолета практически из любой географической точки планеты, исключалась потребность в наземных космодромах, жестко привязанных к определенным местам. И ничего, что разрабатываемый орбитальный самолет был небольшим – его нетрудно построить в большем масштабе с сохранением характеристик. Важно знать, что чем ближе стартовая площадка к экватору, тем больше можно использовать силу вращения Земли для разгона и при прочих равных выводить на орбиту большую массу груза.
Испытания аналога «105.11» в 1978 году продолжались, пополняя по программе ЭПОСа научно-технический задел. После воздушного старта один полет совершил заслуженный летчик-испытатель СССР, Герой Советского Союза Остапенко Петр. ЭПОС стартовал еще четыре раза из-под фюзеляжа Ту-95К, экипаж которого теперь возглавлял командир испытательной авиаэскадрильи полковник Кучеренко Анатолий. Кстати, потом данный опыт в летной судьбе Анатолия Петровича сыграл решающую роль. Но в целом в 1970-х годах темпы реализации темы «Спираль» начал замедляться и уже не могли удовлетворять никого из конструкторов. О судьбе экспериментального пилотируемого орбитального самолета Гречко А.А., бегло ознакомившись с «105.11» еще на начальной стадии работ, безапелляционно заявил, что «мы не будем заниматься фантазией». А ведь в ту пору маршал был министром обороны СССР, членом Политбюро ЦК КПСС, и реализация перспективного проекта во многом зависела от его решения.
Также на судьбе орбитального самолета сказалось, и то обстоятельство что наша страна была, пожалуй, единственной, где космическое ведомство было «оторвано» от авиационной промышленности. Кроме того трения между ними возникли как раз в то время, когда требовалось кооперирование усилий для создания аналогов ЭПОСа. Дело в том, что начиная с 1976 года по настоянию ответственных за космонавтику лиц (в первую очередь Устинова Д.Ф. и министра общего машиностроения Афанасьева С.А.), советские конструкторы были вынуждены броситься вдогонку за американцами, которые уже занимались реализацией программы челночных полетов «Спейс шаттл». Хотя с объективной точки зрения, такой дорогостоящий орбитальный корабль как «Буран» с такой большой грузоподъемностью, в то время не нужен был (по мнению многих специалистов, что и сегодня дело обстоит также). Недобрую роль сыграли и политические амбиции руководителей нашей страны. Они хотелось получить реванш после нескольких неудач в развитии отечественной космонавтики. Ведь и министры, и секретари ЦК КПСС уже испытывали беспокойство за собственное положение, поскольку обещания, даваемые ими на протяжении многих лет Брежневу, не выполнялись.
Министерство общего машиностроения, после получения государственного заказ на создание «Энергия» - «Буран», стало, как говорится, стягивать одеяло на себя. В данной ситуации разрабатываемая Лозино-Лозинским Г.Е. и его помощниками тема «Спираль» стала словно бы лишней. Напрасно Блохин Юрий Дмитриевич, начальник ОКБ космического филиала, в справке подготовленной для ЦК КПСС в феврале 1976 г. в дополнение к заявлениям в министерство предпринял попытку убедить «верхи» в том, что работы по ЭПОСу и полученный в результате затрат (сумма составила около 75 млн. рублей) научно-технический задел в то время объективно были единственной в Советском Союзе практической базой для альтернативного решения по многоразовой транспортной космической системы вообще и по «горячей конструкции» – в частности. Блохин даже ссылался на то, что фирма Макдоннелл-Дуглас в Соединенных Штатах более 7 лет проводила успешные исследования и летные эксперименты для отработки аппарата с несущим корпусом. При этом американцами использовался малоразмерный аналог типа Х-24, от которого в дальнейшем можно было бы перейти к созданию транспортного многоместного орбитального самолета, выполненного по схеме «несущий корпус». А уступила Макдоннелл-Дуглас фирме Рокуэлл, которой удалось протолкнуть свой «Шаттл», не по техническим аспектам – у Макдоннелл-Дуглас попросту оказались не такие «мощные» связи в Пентагоне. (Забегая вперед скажем: сегодня американцы, разочаровавшись в МТКК «Спейс шаттл» из-за аварий и катастрофы при запусках, вновь повели работы по программе, главной целью которой является создание перспективного воздушно-космического самолета с горизонтальными взлетом/посадкой на обычные взлетно-посадочные полосы. По их расчетам, данный аппарат обеспечит возможность многократных полетов в космос с 10-кратным уменьшением, по сравнению с «Шаттлом», стоимости выведения на орбиты грузов.)
В ЦК КПСС с письмом обращался Чернобривцев Владислав Михайлович, ведущий инженер НИИ ВВС, приводя аргументированные доводы за ускорение программы ЭПОС. Но, увы... «Верхами» уже ничто не принималось в расчет. Устинов Д.Ф. в апреле 1976 г., вскоре после ухода из жизни Гречко А.А., занял пост министра обороны, а его мнение о перспективах развития космических исследований не изменилось. Окончание летных экспериментов на «105.11» совпало с поломкой во время посадки в сентябре 1978 г. В тот раз аналог «105.11» пилотировал полковник Урядов Василий, военный летчик-испытатель. Наблюдал за ним Фастовец Авиард, сопровождая на МиГ-23 в полете. На посадку заходить пришлось против закатного солнца, дымка ограничивала видимость. Незадолго до этого полосу расширили и переставили соответственно ограничительные флажки. Вот только до конца ее расчистить, заровнять кочки и колдобины не успели. Руководил полетом генерал-майор авиации Петров Вадим, заслуженный летчик-испытатель СССР, Герой Советского Союза, очень опытный человек - но плохая видимость подвела и его. Вадим Иванович по ошибке, приняв за аналог, уклонившийся влево «МиГ» Фастовца, дал команду Урядову взять вправо. Тот приказание выполнил. Снижаясь против солнца, Урядов поздно заметил, что приземлится правее полосы. Опытный испытатель благодаря своей реакции смог в последний миг отвернуть, войдя в зону флажков, но на большее попросту не хватило высоты. Аппарат довольно грубо приземлился на неровную почву.
Нет, аппарат не разрушился – все обошлось только трещинами около силового шпангоута. Конечно, летчики при посадке испытывали глубокую досаду. А вот конструкторы и инженеры... Правду говорят, нет худа без добра. Этот случай предоставил специалистам непредвиденную возможность проверить на практике, соответствуют ли прочностные расчеты конструкции испытанным нагрузкам. Результаты оказались, как говорится, что надо. Аналог экспериментального пилотируемого орбитального самолета достойно выдержал трудный экзамен. Вскоре его восстановили. Только ему летать больше не пришлось. Однако не этот случай был решающим для судьбы «Спирали». Как и в судьбе некоторых других проектов, здесь свою роль сыграли проблемы советского общества – волюнтаризм, излишняя политизация науки, отсутствие коллегиальности при принятии решений, огромное значение личных взаимоотношений между руководителями отраслей. И, пожалуй, самое главное – неумение видеть перспективы развития техники, ориентация на опыт других даже в ущерб здравому смыслу.
Правда, опыт, который приобрели те, кто принимал участие в разработке и испытаниях по программе ЭПОС, даром не пропал. Хотя космический филиал фирмы Микояна вскоре закрыли, 48 специалистов из Дубны перевели в научно-производственное объединение «Молния», которое создали для выполнения работ по программе «Буран». Так, например, бывший замначальника филиала по производству Решетников Дмитрий Алексеевич, внесший большое количество важных предложений по совершенствованию техпроцессов, стал впоследствии директором опытного завода в составе «Молнии», а Найденов Вячеслав Петрович руководивший бригадой аэродинамиков - ведущим конструктором, возглавляющим полунатурное и математическое моделирование по программе «Буран». И еще. В бригаде аэродинамиков в то время работал 25-летний Труфакин Владимир Александрович. В настоящее время он возглавляет отдел траекторного управления, является кандидатом технических наук и готов защищать докторскую диссертацию. В НПО «Молния» начальником отделения стал Саенко Виктор Иванович, прежде занимавшийся двигателями для ЭПОСа.
Опыт участия в экспериментах полетах на аналоге ЭПОСа на судьбе летчиков также отразился положительно. Так, например, министр авиационной промышленности пригласил в 1980 году Кучеренко Анатолия Петровича «научить летать» ВМ-Т «Атлант». «Атлант» создавался на базе стратегического бомбардировщика Мясищева В.М. как воздушный транспорт для перевозки на «спине» элементов ракеты «Энергия» а также орбитального корабля «Буран». Кучеренко с этой задачей справился успешно, за что был удостоен звания «Заслуженный летчик-испытатель СССР». Волк Игорь Петрович, заслуженный летчик-испытатель СССР, Герой Советского Союза, (впоследствии – летчик-космонавт СССР), который выполнял подлеты на «105.11», первым поднял аналог «Бурана» в небо, а также внес значительный вклад в летную отработку посадки в автоматическом режиме орбитального корабля многоразового использования.
Вот что еще интересно. Ведь орбитальный самолет с точки зрения аэродинамики у нас в стране вполне отработан. Опираясь на данный опыт, лауреат Государственной и Ленинской премий СССР, Герой Соцтруда доктор технических наук Лозино-Лозинский Глеб Евгеньевич в Малаге на сороковом конгрессе Международной астронавтической федерации (в конгрессе приняли участие представители 130 организаций из разных стран), в октябре 1989 года выступил с предложением проекта многоразовой аэрокосмической системы. В предложенной системе первой ступенью может служить Ан-225 «Мрия», которая позволяет стартовать небольшому орбитальному самолету с ее «спины». Орбитальный самолет должен иметь подвесной топливный бак (единственный одноразовый элемент в данной сцепке). Остальные элементы данной системы рассчитаны на многократное использование. Она обладает всеми преимуществами, особенно надежностью и оперативностью авиационных стартов. Данное предложение, которое стало настоящей сенсацией, мировому сообществу сулит большие выгоды в освоении космоса.
Техническое описание изделия «105-11»
Конструкция и компоновка. Аппарат выполнялся по схеме "бесхвостка" с несущим корпусом, однокилевым оперением, низкорасположенным треугольным крылом, четырехопорным шасси и одним двигателем, расположенным в хвостовой части фюзеляжа. Несущий фюзеляж имеет в плане стреловидную форму (угол стреловидности 78о) и сечения с практически плоской нижней и закругленной верхней частью. Фюзеляж «105-11» был разделен на четыре части: носовой отсек оборудования с кабиной, ферма с рамами, панели с воздухозаборником турбореактивного двигателя и нижний теплостойкий экран.
Основная часть фюзеляжа – ферма с рамами – силовая сварная пространственная конструкция, выполненная из стали ВНС-2. Ферменная конструкция выбралась из условий обеспечения максимального объема, который бы позволил разместить оборудование, двигатель и топливо, а так же обеспечения минимальных температурных напряжений. Топливный бак-отсек, входящий в силовую часть фермы, располагался в нижней центральной части. В хвостовой части размещается турбореактивный двигатель, воздухозаборник которого снабжен створкой, открываемой при работе двигателя. Отсек оборудования с кабиной имел обычную сварную конструкцию (при изготовлении также использовалась сталь ВНС-2), с фермой соединяется пироболтами, образуя спасаемую капсулу. Воздухозаборник и панели турбореактивного двигателя – обычной дюралевой конструкции, крепятся к ферме на болтах и закрывают ее. Экран размещен снизу фермы, создает основную несущую поверхность и служит для защиты фермы от термодинамического нагрева. Экран – сварная панель (листовая сталь ВНС-2) с набором поперечных и продольных профилей, приваренных контактной сваркой.
Экран с внутренней стороны покрыт термоизолирующим материалом. К ферме экран подвешивается при помощи 110 свободноориентирующихся тандеров. Это обеспечивает деформацию экрана во все стороны при неравномерном нагреве без появления температурных напряжений. Съемные панели включают боковые панели, люки подходов к двигателю и оборудованию, створку аварийного покидания кабины.
Консоли крыла имеют по передней кромке угол стреловидности 55о, крепятся к фюзеляжу, но в зависимости от режима полета могут поворачиваться вверх на угол до 30о. Привод поворота консолей крыла – с червячным механизмом, электрический. Для управления по крену крыло снабжено элеронами. Вертикальное оперение имеет руль направления, киль площадью 1,7 м2, по передней кромке угол стреловидности составлял 60о. Верхняя поверхность хвостовой части фюзеляжа имеет отклоняемые вверх балансировочные щитки. Система управления экспериментального пилотируемого орбитального самолета – ручная, имеющая традиционные педали и ручки "самолетного" типа.
Шасси – четырохопорное, лыжное (на передних опорах в начале летных испытаний для взлета с земли устанавливались колеса), убираемое. Передние опоры убираются в ниши боковых панелей фюзеляжа над теплозащитным экраном поворотом назад, хвостовые опоры убирались за задний обрез фюзеляжа. Шасси выпускались при помощи пневматической системы.
Силовая установка «105.11» – турбореактивный двигатель РД36-35К имеющий тягу 2000 кгс. Топливо для двигателя размещается в баке находящемся в средней части фюзеляжа.
В состав оборудования самолета входит стандартный набор пилотажно-навигационных приборов, которые размещаются в кабине пилота на приборной доске.
Летно-технические характеристики:
Модификация – ЭПОС;
Размах крыла – 7,40 м;
Длина – 8,50 м;
Высота – 3,5 м;
Нормальная взлетная масса – 4220 кг;
Тип двигателя – 1 турбореактивный двигатель РД-36-35К;
Тяга – 2000 кгс;
Экипаж – 1 человек.
© 2010-2012 Военное обозрение
Свежие комментарии