«Спираль». Предтеча «Бурана»
«Спираль». Предтеча «Бурана»
По вполне понятным причинам далеко не все проектные разработки ОКБ А.И. Микояна получали путевку в жизнь. Одни не соответствовали заданным характеристикам, другие были отвергнуты военным заказчиком, третьи настолько опережали свое время, что отставала общая технологическая база промышленности. Многие из них и по сей день не рассекречены. Лишь о некоторых можно рассказать в открытой печати, но и эта малая толика позволяет судить о том высочайшем творческом потенциале, который был накоплен в ОКБ.
В конце 1950-х – начале 1960-х годов отечественными специалистами был разработан прогноз, согласно которому ожидался резкий рост полезных нагрузок, выводимых и спускаемых с орбиты на Землю. По некоторым расчетам, масса полезной нагрузки, выводимой на околоземную орбиту классическими ракетами-носителями не превышала 1,5% от стартовой массы всего комплекса. Переход на горизонтальный старт в составе высокоскоростного разгонного летательного аппарата и орбитального самолета с достаточно большим количеством топлива или даже составной конструкции – отделяемого топливного бака с орбитальным самолетом – теоретически был существенно выгоднее, например, по отношению массы нагрузки, выводимой на орбиту, к стартовой. Кроме того, такая система с самого начала виделась как многоразовая. Были у этой концепции и другие плюсы: высокая оперативность, отсутствие полей падения отработавших первых ступеней и возможность широкого горизонтального маневра при построении посадочной траектории.
К сожалению, в СССР в это время космическая и авиационная отрасли относились к разным ведомствам, отношения между которыми были далеки от безоблачных. К счастью, общей точкой соприкосновения оказалась кафедра 601 факультета летательных аппаратов МАИ, которую возглавлял главный конструктор ЦКБЭМ академик В.П. Мишин, продолжатель дела С.П. Королева. На этой кафедре работали многие ведущие теоретики из Подлипок. Доцентом кафедры также был заместитель главного конструктора на ММЗ «Зенит» Г.П. Дементьев – сын министра авиационной промышленности. Он сыграл большую роль в подготовке предложений по развитию работ в направлении многоразовых космических систем в нашей стране, став главным конструктором «Бурана» в НПО «Молния», которое возглавлял Г.Е. Лозино-Лозинский.
В июле 1965 года МАП санкционировало разработку отечественной системы вывода в космос с использованием гиперзвукового самолета-разгонщика и экспериментального пилотируемого орбитального самолета (ЭПОС). Создание первого поручили генеральному конструктору А.Н. Туполеву. Задание на разработку второго получил генеральный конструктор А.И. Микоян. Эта программа получила название «Спираль» и шифр «изделие 50».
Из-за общей тематической перегруженности дела у А.Н. Туполева шли в этом направлении вяло, эта работа для его ОКБ не была в числе приоритетных. Через какое-то время А.И. Микоян взял разработку самолета-разгонщика на себя. Однако вскоре стало очевидно, что создание разгонщика, развивающего скорость, соответствующую 6 Махам, потребует очень много фундаментальных и прикладных исследований, а значит, затянется по срокам. И тогда в феврале 1966 года совместным приказом министерств авиационной, радио- и оборонной промышленности была задана разработка аванпроекта комплекса пилотируемого орбитального самолета «Спираль» в двух вариантах: с ракетой-носителем и с самолетом-разгонщиком (изделие «50-50», затем «105-205»). Работы по аванпроекту системы «Спираль» с ракетой-носителем начались еще в третьем квартале 1965 года и завершилась в августе 1966-го. В 1967 году закончили разработку аванпроекта с самолетом-разгонщиком, после чего началось эскизное проектирование орбитального самолета.
Одновременно с этим Минавиапром санкционировало начало эскизного проектирования и постройки полноразмерного аналога орбитального самолета в трех экземплярах – изделий «101», «102» и «103». Но и сам ЭПОС оказался сложнейшей задачей, решить которую не представлялось возможным из-за недостаточности в СССР научного и технологического задела. В этих условиях было решено разбить создание орбитального самолета на этапы. На первом намечалось построить дозвуковой аппарат с несущим корпусом «105-11», аналогичный по общему облику будущему орбитальному самолету. В его задачи входила отработка вопросов дозвуковой аэродинамики, устойчивости и управляемости на этапе предпосадочного маневрирования и собственно захода на посадку. Для этого предполагалось сбрасывать его с самолета-носителя Ту-95. На втором этапе планировалась отработка сверхзвуковой аэродинамики, теплозащиты и органов газодинамического управления. Третий этап должен был стать финальным и завершиться выводом на орбиту и спуском с нее.
Главным конструктором темы назначили Г.Е. Лозино-Лозинского. Конструктивную схему выбрали исходя из того, что при входе в плотные слои атмосферы на аппарат будут воздействовать мощные тепловые и аэродинамические нагрузки. Средством защиты от них являлось введение в конструкцию цельного стального жаропрочного экрана, закрывающего нижнюю и носовую части фюзеляжа. Готовых материалов для теплозащитных формообразующих плиток, равно как и многих технологий, разработанных для «Бурана», тогда еще не было. Поэтому применили жаропрочные стали.
Так как посадка аппарата предполагалась по-планерному, без двигателей, то для ее нормального осуществления (при возможных достаточно больших ошибках выведения и с учетом повышенной посадочной скорости) проектанты потребовали значительно увеличить размеры взлетно-посадочной полосы. Сделать ее бетонированной в заданные сроки было нереально, и тогда пришла идея лыжного шасси для приземления на грунт.
Вообще-то ЭПОС не был уж совсем бескрылым, иначе его мизерное аэродинамическое качество в самый ответственный момент сближения с землей практически исключило бы возможность маневрирования. Он имел складывающиеся вверх консоли, и такая схема упрощала размещение аппарата на ракете-носителе при старте. На этапе схода с орбиты экран защищал их от высокотемпературных потоков. На больших числах Маха при полете в атмосфере они улучшали боковую устойчивость, работая как дополнительные кили, а в рабочем положении увеличивали несущие качества ЭПОСа, снижая посадочную скорость до приемлемой величины. Щитки вверху хвостовой части фюзеляжа работали и как органы управления, и как посадочные щитки.
Разработку и выпуск основных рабочих чертежей аналога завершили в мае 1968 года. Часть чертежно-технической документации выпустил филиал в Дубне, где в следующем году приступили к изготовлению оснастки, агрегатов, деталей и узлов самолета-аналога «105-11», экземпляра «001» нулевой серии для статиспытаний и различных стендов, а на авиазаводе в Куйбышеве начались работы по переоборудованию бомбардировщика Ту-95КМ в самолет-носитель. В феврале 1970 года все работы по орбитальному самолету передали Дубненскому машиностроительному заводу.
Доработку Ту-95КМ в самолет-носитель закончили в 1970 году, а сборку аналога экспериментального пилотируемого орбитального самолета и экземпляра для статических испытаний – в 1974 году. В следующем году после завершения наземной отработки аналог перебазировали в ГК НИИ ВВС, на полигоне которого построили грунтовую ВПП достаточно больших размеров. К этому времени была подготовлена стендовая база и изготовлены элементы силовой установки и агрегаты системы управления для отработки конструкции по второму этапу работ.
На изделии «105-11» стоял реактивный двигатель РД36-35К, способный поднять его в воздух. Хотя, с точки зрения авиационной эстетики, ЭПОС, особенно стоящий на растопыренном шасси, большого восторга не вызывал и даже получил аэродромное прозвище «Лапоть», тем не менее это был высокоинновационный проект с большим количеством решений, примененных впервые.
В 1975-1978 годах в ГК НИИ ВВС были проведены летные испытания изделия «105-11». Начались они с выполнения пробежек и подлетов с целью снятия характеристик устойчивости и управляемости, а также для определения влияния земли на поведение самолета.
Выполненные в ОКБ расчеты показали, что «105-11» может взлететь самостоятельно, если создать нужный угол атаки на взлете (для этого следовало удлинить передние стойки шасси на требуемую величину) и заменить передние лыжи на колеса. Сделать это было несложно, однако без сюрприза не обошлось – задние лыжи с титановыми накладками при попытке страгивания с места зарывались в грунт и намертво держали ревущую на полном газу машину. Решение вскоре нашлось, причем совершенно анекдотическое: под лыжи подсунули арбузные корки, начало полосы тоже пришлось выстелить таким фруктовым покрытием, благо сезон на арбузы в Ахтубинске выдался урожайным. Применив вот такое «материаловедческое» решение, 11 октября 1976 года летчик-испытатель А.Г. Фастовец благополучно выполнил первый полет, в ходе которого самолет преодолел 19 км воздушного пути.
В 1977 году приступили к полетам на подвеске у Ту-95КМ, а 27 ноября Авиард Гаврилович Фастовец совершил отцепку от самолета-носителя на высоте 5000 м, управляемый полет с работающим ТРД и посадку на аэродром. К сентябрю следующего года после выполнения шести полетов с отцепкой от Ту-95КМ программа летных испытаний была завершена.
Однако продолжение самой программы «Спираль» было под большим вопросом, поскольку военные к ней большого интереса не проявляли, а конкурировать с «Бураном» ЭПОС не мог. Еще в феврале 1976 года в Москве было организовано НПО «Молния», руководителем которого назначили Г.Е. Лозино-Лозинского. Вместе с ним «микояновскую» фирму покинул ряд ведущих сотрудников. На этом предприятии приступили к созданию принципиально нового орбитального корабля «Буран». Материалы по «Спирали» в 1978 году передали на «Молнию», где их использовали как при разработке «Бурана», так и в ЛИИ для создания летающих лабораторий по теме «Бор». Но эти работы прямого отношения к ОКБ А.И. Микояна уже не имели.
