Баннер
СРОЧНО!

Домой Добавить в закладки Twitter RSS Карта сайта

Дубненский след в истории отечественной космонавтики Печать
17.10.2019 00:00

Во второй половине 60-х годов прошлого века по инициативе конструкторского бюро, руководимого А.И. Микояном (ММЗ «Зенит»), в Советском Союзе приступили к реализации одного из самых закрытых и самых интересных проектов - созданию авиационно-космической системы «СПИРАЛЬ». Проект был фантастичен по конструкторской смелости и дальновидности, и если бы его удалось осуществить в те далекие годы, то, возможно, развитие космонавтики пошло бы по совершенно другим рельсам, чем это происходит теперь. И Дубна бы оказалась в эпицентре его осуществления.

Это была многоразовая авиационно-космическая система, состоящая из орбитального самолёта, который должен был выводиться в космос мощным гиперзвуковым самолётом-разгонщиком (вес 52 т, длина 38 м, размах 16,5 м и шестикратная скорость звука (М=6)), а с его «спины» на высоте 28-30 км должен был стартовать 10-тонный пилотируемый орбитальный самолёт длиной 8 м и размахом 7,4 м.

Разработка орбитального самолёта началась летом 1966 года в конструкторском бюро ОКБ-155 А.И.Микояна. Руководителем проекта был назначен главный конструктор ОКБ Глеб Евгеньевич Лозино-Лозинский.

Орбитальный самолёт представлял собой летательный аппарат со стреловидными крыльями, имеющими отклоняющиеся вверх консоли для изменения поперечного угла атаки. При спуске с орбиты самолёт самобалансировался на разных участках траектории. Фюзеляж был выполнен по схеме несущего корпуса с сильно затупленной оперённой треугольной формой в плане.

Орбитальная ступень «Спирали» получила название ЭПОС - экспериментальный пилотируемый орбитальный самолет. В натуральных размерах предусматривалось построить три поколения аналогов ЭПОСа - изделие 105.11 для дозвуковых режимов при заходе на посадку, 105.12 - для сверхзвуковых и 105.13 - для гиперзвуковых полетов. Боевой пилотируемый одноместный ОС многоразового применения предусматривал использование в вариантах дневного фоторазведчика, радиолокационного разведчика, перехватчика космических целей или ударного самолета с ракетой класса «космос-Земля» и мог применяться для инспекции космических объектов. Вес самолета во всех вариантах составлял 8800 кг, включая 500 кг боевой нагрузки в вариантах разведчика и перехватчика и 2000 кг у ударного самолета. Диапазон опорных орбит составлял 130...150 км по высоте и 450...1350 по наклонению в северном и южном направлениях при стартах с территории СССР, причем задача полета должна была выполняться в течение 2-3 витков (третий виток посадочный). Маневренные возможности ОС с использованием бортовой ракетной двигательной установки, работающей на высокоэнергетических компонентах топлива, должны были обеспечивать изменение наклонения орбиты для разведчика и перехватчика на 170, для ударного самолета с ракетой на борту (и уменьшенном запасе топлива) - 70...80. Перехватчик также был способен выполнить комбинированный маневр - одновременное изменение наклона орбиты на 120 с подъемом на высоту до 1000 км.

После выполнения орбитального полета и включения тормозных двигателей ОС должен входить в атмосферу с большим углом атаки, управление на этапе спуска предусматривалось изменением крена при постоянном угле атаки. На траектории планирующего спуска в атмосфере задавалась способность совершения аэродинамического маневра по дальности 4000...6000 км с боковым отклонением плюс/минус 1100...1500 км.

Орбитальный самолет (ОС) - летательный аппарат длиной

8 м и шириной плоского фюзеляжа 4 м, выполненный по схеме «несущий корпус», имеющий сильно затупленную оперенную треугольную форму в плане. Основой конструкции являлась сварная ферма, на которую снизу крепился силовой теплозащитный экран (ТЗЭ), выполненный из пластин плакированного ниобиевого сплава ВН5АП с покрытием дисилицидом молибдена, расположенных по принципу «рыбной чешуи». Экран подвешивался на керамических подшипниках, выполнявших роль тепловых барьеров, снимая температурные напряжения за счет подвижности ТЗЭ относительно корпуса с сохранением внешней формы аппарата.

Верхняя поверхность находилась в затененной зоне и нагревалась не более 500 С, поэтому сверху корпус закрывался панелями обшивки из кобальт-никелевого сплава ЭП-99 и сталей ВНС.

Двигательная установка состояла из жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) орбитального маневрирования, двух аварийных тормозных ЖРД с вытеснительной системой подачи компонентов топлива на сжатом гелии, блока ориентации, состоящего из 6 двигателей грубой ориентации и 10 двигателей точной ориентации; турбореактивного двигателя для полёта на дозвуковых скоростях и посадке, работающего на керосине. Для спасения пилота в случае аварии орбитального самолёта предусматривалась отделяемая кабина в виде капсулы с собственными пороховыми двигателями для отстрела от самолёта на всех этапах его движения от старта до посадки, а также с управляющими двигателями для входа в плотные слои атмосферы.

Штатная посадка осуществлялась на 4-стоечное лыжное шасси, убираемое в боковые ниши корпуса (передние опоры) и в донный срез фюзеляжа (задние опоры). Стойки шасси расставлены были довольно широко и должны были обеспечить посадку практически на любой грунт.

Для рабочего проектирования орбитального корабля в 1967 году в Дубне был организован филиал ОКБ А.И. Микояна, который возглавил заместитель главного конструктора ММЗ «Зенит» Петр Абрамович Шустер. Начальником ОКБ филиала был назначен Юрий Дмитриевич Блохин, а его заместителем по производству - Дмитрий Алексеевич Решетников. Они начали формировать творческий коллектив, куда вошли молодые и талантливые специалисты из МКБ «Радуга», составившие основной костяк филиала. Им-то и предстояло решения по «многим неизвестным», возникавшим в процессе реализации задуманного проекта.

Выбор Дубны был обусловлен рядом обстоятельств. Конечно, исторически сложившимися связями ОКБ-155, бывшего с 1951 года головным для работавшего здесь филиала, руководимого А.Я. Березняком. Во-вторых, сложившимися многолетними устойчивыми производственными контактами с Дубненским машиностроительным заводом, сумевшим несколько раньше изготовить у себя разработанные миговцами фрагменты планера реактивного самолета нового поколения МИГ-25. А, следовательно, имевшего к тому времени сложившуюся производственную базу для таких видов работ, и что самое главное - опытные кадры работников, овладевших уникальными технологиями работы с новыми видами сталей и сплавов, которые предстояло использовать на ЭПОСах.

Один и участников реализации проекта, Л.М.Богдан, отмечал: «Спираль» разрабатывалась практически полуофициально. Ее нужно было как-то убрать с глаз подальше. И подальше это оказалось Дубна. Знакомое место, знакомые люди и так далее. С другой стороны, это было еще удобно тем, что Дубна была удобно расположена на Московском водохранилище, так называемом Иваньковском водохранилище. Это значит, можно было доставлять какие-то крупногабаритные грузы водным путем. В то же время недалеко от Москвы. И главное, что рядом находится и КБ, и хороший завод».

Практически одновременно с созданием филиала Министерство авиационной промышленности поручает ДМЗ приступить к изготовлению орбитального самолета.

По свидетельству В.В.Каденко, одного из ведущих сотрудников филиала ММЗ «Зенит»: «Для проведения различных видов наземных испытаний было запланировано изготовить в Дубне следующие экспериментально-технологические изделия:

- № 001 - для проведения прочностных (статических) испытаний;

- № 002 - носовая часть фюзеляжа для отработки средств спасения и жизнеобеспечения;

- № 003 - фюзеляж для отработки силовых установок (ТРД и ЖРД);

- №004 - комплект агрегатов для испытаний системы управления;

- № 005 - отдельные агрегаты планера для тепловых испытаний.

Для натурной отработки аэродинамики, газодинамического управления, бортовых систем, характеристик устойчивости и управляемости, оценки тепловых режимов, а также отработки привода и посадки ОС было предусмотрено изготовление трёх аналогов ОС, запускаемых с самолета-носителя ТУ-95(105-11,105-12 и 105-13). При подготовке производства для изготовления аналогов необходимо было предусмотреть плавный переход к изготовлению ЭПОСа и боевых ОС. В конце 1967 года был составлен и утвержден «план-график», и широким фронтом начались работы. Сроки были установлены очень сжатые. 105-11 предусматривалось выкатить на летные испытания в апреле 1969 года, а аналог 105-12 - в начале 1970 года, а за это время изготовить десятки наименований стапелей, стендов, изготовить и провести натурные испытания огромного числа агрегатов и оборудования - всех бортовых систем и элементов компоновки этих изделий».

В 1968 году коллективом ОКБ А.И. Микояна при участии специалистов Дубненского филиала ОКБ практически полностью была разработана рабочая конструкторская документация по дозвуковому аналогу орбитального самолета «105.11», которая была передана на Дубненский машиностроительный завод для запуска в производство.

«Это был обычный, казалось бы, самолет,- вспоминал Л.М. Богдан, - но, тем не менее, предполагалось, что этот самолет будет первым аналогом. Это отцепка от Ту-95 и, собственно, отработка отцепки и отработка, самое главное, посадки. А затем предполагались второй и третий аналог, которые должны были после отцепки от Ту-95 за счет работы жидкостных ракетных двигателей подняться на высоту первоначально 60 км, затем на высоту 100 км уже для третьего аналога, чтобы можно было отработать процесс и наборов высоты, и спуска с большей высоты на землю, и посадку на аэродром. Да, конечно, в ЭПОСЕ это не просто экспериментальный самолет, который не был бы похож на другие, там были многие вещи, задуманные именно для орбитального самолета. То есть включает в себя схему ординамическую (это носовая, несущая силовая схема), ферму, снизу теплозащитный экран, сверху панели и отклоняемые крылья, воздушно-реактивный двигатель. Все было так, как на орбитальном самолете. Единственное, что были там нюансы, связанные с тем, что были установлены жидкостные ракетные двигатели, чтобы можно было подняться на высоту 60 и 100 км. А остальное было повторено, как на орбитальном самолете».

О том, как шла работа на предприятии, свидетельствует Г.А.Савельев, заместитель главного инженера, а позднее главный инженер и директор Дубненского машиностроительного завода: «Для оперативного решения конструкторско-технологических вопросов по изделию 105 была сформирована комплексная бригада, в состав которой вошли: А.И. Пушкин, А.А. Шувиков, Н.И. Кошкин, Ю.Исаков, В.В. Скрылев, П.В. Зайцев, А.Н. Беляков. При контроле технической документации на ферму изделия 105 были выявлены, с точки зрения комплексной бригады, грубые экономические и временные просчеты проектантов. Ферма состояла из нескольких десятков узлов, каждый из которых принимал от четырех до семи направлений усилий от звеньев фермы. По документации эти сложнейшие узлы предусматривалось изготавливать из новой стали ВКЛ-3 литьем в кокиль. Бригада посчитала это экономически необоснованным и предложила выполнить узлы по варианту механосборочной конструкции. Разработчики не согласились. Решили обсудить этот вопрос с сотрудниками ВИАМ и НИАТ, предложившими изготовление сложных узлов литьем в кокиль. Много и долго спорили, но в конечном итоге приняли дубненский вариант.

Подобных споров было много: и по снижению трудоемкости изделия, и по повышению его технологичности. И в большинстве случаев главные конструктора поддерживали предложения наших специалистов, я бы сказал - специалистов высокого класса.

Определенную сложность в изготовлении фермы составило также требование технической документации по обеспечению минимальной угловой и линейной деформации при сварке связей фермы с узлами. Для выполнения этого требования было изготовлено оригинальное приспособление для сборки, сварки и контроля пространственных узлов фермы (авторы А.Пушкин, Ю.Исаков, В.Скрылев). С этой же целью внедряется установка для автоматической сварки стыков труб непосредственно на ферме в любом пространственном положении стыка.

Кроме того, для обеспечения ручной аргонно-дуговой сварки элементов кабины и фермы был изготовлен оригинальный поворотный стапель для сборки всего фюзеляжа изделия (по типу стапеля для самолета МИГ-25).

Большой вклад в освоение этого изделия на этапе подготовки производства внесли: А.И.Пушкин, А.П.Артеменко, М.И.Слепнев, Н.И.Кошкин, Н.А.Романов, В.Н.Мальков, П.В.Семенов и на этапе производства - П.В.Суворин, Е.И. Синицын, Г.М. Гареев, В.Ф. Поляков, А.В. Высоков, А.Н. Беляков, И.И. Дендеберя, Г.А. Хрустова.

Коллектив филиала ОКБ и завода с энтузиазмом работал над этой интереснейшей темой, но в 1971 году, в связи с началом разработки системы «Энергия-Буран», она была приостановлена. Но, тем не менее, на заводе были изготовлены: комплект составных частей планера (головная часть фюзеляжа, консоль крыла с элеронами, киль с рулем направления, створка воздухозаборника, тормозные щитки) для тепловых испытаний, планер аналога для статических испытаний и летный экземпляр. На испытаниях в режиме планирования он показал хорошие аэродинамические качества и надежность всех своих систем».

Из-за своего характерного внешнего вида аппарат с взлетным весом 4400 кг получил неофициальное название «лапоть». Он имел присущие самолету аэродинамические органы управления: элероны для управления по крену и тангажу, расположенные на консолях крыла, руль направления на киле для управления по рысканью и специальные отклоняемые щитки на верхней поверхности хвостовой части фюзеляжа для продольной балансировки самолета. Для обеспечения перелетов с одной посадочной площадки на другую и уверенного маневрирования в полете аппарат был оснащен ТРД РД-36К конструкции П.А.Колесова (также использовавшимся в авиации ВМФ в качестве подъемного двигателя на палубных штурмовиках вертикального взлета-посадки Як-38). Воздухозаборник был вынесен наверх фюзеляжа перед килем, так как любое другое его расположение исказило бы форму «несущего корпуса».

Особеннностью конструкторских решений было то, что «…по всем комплектациям аналогов ЭПОСа (они - ННП) были выполнены в единой, так сказать, сквозной схеме, - отмечал бывший начальник ОКБ филиала ММЗ «Зенит» Ю.Д. Блохин. - В чем ее достоинство? Во-первых, трудоемкость в производстве при переходе от дозвукового варианта к гиперзвуковому возрастала бы лишь незначительно. Да и росла только потому, что по мере усложнения решаемых задач на борт устанавливалось дополнительное и более совершенное оборудование. Во-вторых, благодаря сквозной схеме на подготовку производства к выпуску самих орбитальных самолетов времени нужно совсем немного».

По оценке В.Ф.Карасева, ведущего специалиста по системе управления филиала ММЗ «Зенит», тесно работавшего в период реализации проекта с ДМЗ:

« …ДМЗ справился очень хорошо. Сама по себе конструкция, металлическая (без начинки электроники), была очень экзотична… Ну, вот вы знаете, как обычно, фюзеляж круглый трубчатый, здесь же конфигурация была похожа на лапоть. Материалы применялись новые и впервые, их нужно было осваивать.

Работа сборщиков и слесарей была не приведи господь, но все было сделано очень хорошо. …Так что ДМЗ выполнил свою задачу на пять, и я не помню, чтобы со стороны дирекции предприятия были какие-то зацепки или что-то ещё. Не помню, чтобы кто-то тормозил производство. Все исполнялось».

С технической точки зрения работы в целом шли успешно. По календарному плану разработки проекта «Спираль» предусматривалось создание дозвукового ОС начать в 1967 году, гиперзвукового аналога - в 1968 году. Экспериментальный аппарат должен был впервые выводиться на орбиту в беспилотном варианте в 1970 году. Первый пилотируемый полет его намечался на 1977-й. Во второй половине 70-х годов могли начаться полеты полностью укомплектованной АКС «Спираль».

Совместная работа дубненских конструкторов и производственников оказалась продуктивной. С середины 1976 года начались испытания созданной дозвуковой машины 105.11. Известные летчики-испытатели Игорь Волк, Валерий Меницкий и шеф-пилот микояновской фирмы Александр Федотов выполнили пробежки и подлеты (на 10 - 15 сек). 11 октября 1976 года летчик-испытатель Авиард Фастовец осуществил первый полноценный полет - высота 560 м, дальность 19 км . ЭПОС начинал оживать.

Следующая фаза испытаний - старты с борта носителя Ту-95К, с высоты порядка 5000 м, прошла 27 октября 1977 года и была успешной, что вызывало у создателей уверенность, что машина начнет уверенно летать и удастся завершить задуманное. Испытания ЭПОСа со сбросом с носителя продолжались в 1977-1978 годах. Программа, включавшая 8 таких полетов, была успешно завершена. Успешно, несмотря на то, что при посадке по окончании последнего полета программы произошла случайная поломка аппарата. Повреждения были невелики, и, тем не менее, ЭПОС никогда больше в воздух не поднимался. Из высших эшелонов тогдашней власти поступила команда прекратить работы по проекту «Спираль». Министр обороны А.А. Гречко не дал разрешения на запуск почти готового корабля в космос, начертав резолюцию, как свидетельствуют очевидцы, - «Фантазиями мы заниматься не будем. Нужно заниматься реальным делом». Что нашло поддержку и в коридорах ЦК КПСС. К 1979 году все работы по «Спирали» были окончательно прекращены. В стратегии развития космических проектов курс был взят на создание космического многоразового корабля «Буран».

Мнения участников осуществления проекта

В.И. Саенко: « Вообще, объем работ был проделан очень большой. Очень жаль, что эта тема была закрыта. Я считаю, что, если бы мы сделали самолет по теме «Спираль», я имею в виду аналоги 105-11, 105-12, 105-13, если бы довели эту тему до ума, то не нужен был бы нам никакой «Буран»…

… Мы очень далеко были, и по научно-исследовательским работам, и практически зашли далеко. …Если бы сделали этот самолет, то он полностью бы закрыл все наши потребности в космическом самолете, и он до сих пор мог бы выполнять функции спасательные, инспекции и т.п.»

В.Ф. Карасев: «Система «Спираль» представляла собой очень сложную, можно сказать, при ее начале даже маловероятно выполнимую техническую задачу, но, тем не менее, она оказалась выполненной. В ее исполнении основную роль сыграли сотрудники, наши дубненцы, которые в то время работали в филиале ОКБ -155 …»

Труды, заложенные в проект «Спираль», не пропали даром. Была создана материальная база, методики испытаний, воспитаны высокопрофессиональные специалисты. На базе КБ «Молния» и КБ «Буревестник» в 1976году для создания одного из элементов системы «Энергия»-«Буран» - ОС «Буран» было создано НПО «Молния», главным конструктором которого стал Г.Е. Лозино-Лозинский, а основной состав руководителей и специалистов - 48 человек - был сформирован из тех, кто работал над «Спиралью» в Дубне. Можно сказать, что «Буран» вышел их недр «Спирали». Опыт, накопленный при проектировании, постройке и летных испытаниях проекта «Спираль», тогда послужил и еще послужит ступеньками к новым многоразовым авиационно-космическим системам.

Подготовил Н.Н. ПРИСЛОНОВ по материалам книги Г.А.Савельева

«От гидросамолетов до суперсовременных ракет»; статьи В. Казьмина «Тихая» трагедия ЭПОСа» («Крылья Родины» №№11-12 -1990, 1 - 1991), а также сайтов: http://www.buran.ru; http://rocketpolk44.narod.ru; http://www.space.hobby.ru; http://vkadenko.narod.ru/index/.

 
 
< Октября 2019 >
П В С Ч П С В
  1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12 13
14 15 16 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27
28 29 30 31      

Простая математика
Данные с ЦБР временно не доступны. Приносим свои извинения за неудобство.
Встреча, Газета , Ооо