Владимир Молодцов - Пилотируемые космические полеты

Однако выносливость ОС обеспечивалась не только и не столько жаростойким облачением, сколько его уникальными аэродинамическими характеристиками и совершенными конструкциями. Ведь ОС был рассчитан на спуск с орбиты в режиме самобалансировки на очень больших углах атаки – до 53 при гиперзвуковом качестве 0,8 (чем оно больше, тем лучше возможность бокового маневрирования). При этом основная тепловая нагрузка воспринималась теплозащитным экраном оригинальной конструкции. В таких условиях, как показали тепло-прочностные испытания гиперзвукового аналога «105.13» на специальном стенде, максимальный его нагрев не превышал 1500С, а остальные элементы конструкции, находясь в аэродинамической тени от ТЗЭ, нагревались и того меньше.

Для рабочего проектирования орбитального корабля в 1967 году в подмосковной Дубне был организован филиал ОКБ-155 А. И. Микояна, который возглавил заместитель Главного конструктора – П. А. Шустер.

В том же 1967 году в отряде космонавтов была сформирована немногочисленная группа, которой предстояло пройти подготовку к полетам на «Спирали». В нее вошли уже летавший в космос Герман Титов, а также еще только готовившиеся к космическим полетам Анатолий Филипченко и Анатолий Куклин. Однако в 1968 году после гибели в авиакатастрофе Юрия Гагарина полеты по проекту были отменены, а группа расформирована.

В 1966году к теме «Спираль» подключился ЦАГИ, где в то время директором был В. М. Мясищев и широко велись исследования аэродинамики гиперзвуковых скоростей. В связи с большой сложностью программы «Спираль» в эскизном проекте предусматривалась поэтапная отработка всей системы:

Первый этап – создание пилотируемого самолета-аналога ОС с ракетным двигателем, стартующего с самолета-носителя Ту-95. Самолет-аналог не имеет массо-габаритного и приборного сходства с ОС. Цель испытаний – оценка основных аэродинамических и силовых параметров ОС в условиях, близких к космическому полету (максимальная высота полета 120 км, максимальная скорость полета соответствует М=6-8) и входу в атмосферу. Планировалось изготовить и испытать 3 самолета-аналога. По плану, полет на дозвуковой скорости и посадка – 1967 год, полет на сверхзвуке и гиперзвуке – 1968 год. Этот этап, по сути, являлся аналогом американского проекта Х-15 и не был реализован в металле.

Второй этап – создание одноместного экспериментального пилотируемого орбитального самолета (ЭПОС) для натурной отработки конструкции и летного подтверждения характеристик основных систем ОС. Запуск – с помощью ракеты-носителя 11А511 («Союз») с выводом на орбиту высотой 150-160 км и наклонением 51, где аппарат совершает 2-3 витка, а затем выполняет спуск и посадку, как полноразмерный ОС. Предусматривалось полное внешнее и системное сходство с боевым ОС. Планировалось изготовить и запустить 4 самолета в беспилотном (1969 год) и пилотируемом (1970 год) вариантах.

Третий этап – создание ГСР. Для ускорения работ планировалось создать и испытать сначала полноразмерный ГСР с двигателями, работающими на керосине (летные испытания 4 самолетов – в 1970 году). После накопления данных по аэродинамике и эксплуатации самолета на гиперзвуковой скорости планировался переход ГСР на водородное топливо, для чего необходимо было изготовить и испытать 4 самолета. Летные испытания ГСР на водороде – 1972 год.

Четвертый этап – испытание полностью укомплектованной системы, состоящей из ГСР и ОС с ракетным ускорителем (все двигатели работают на керосине) – 1972 год. Так как возможности подобной системы ограничены; то, по всей видимости, ОС данного варианта - беспилотный. После всесторонней отработки и проверки всех систем, в 1973 году планировалось проведение летных испытаний полностью укомплектованной системы с двигателями, работающими на водороде, и пилотируемым ОС.

ЦАГИ поддержал эти предложения в своем Заключении в апреле 1966 года. Работы были развернуты, но с течением времени, к сожалению, ограничились первым пунктом, а также созданием нескольких моделей совместно с ЛИИ для запуска на ракете по баллистической траектории. В ЦАГИ проводился большой комплекс исследований по аэродинамике, тепловым режимам, динамике и системе управления. Был создан пилотажный стенд для отработки динамики и управления.

С технической точки зрения работы 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 год. Работы по ГСР должны были начаться в 1970 году, если его 4 многорежимных ТРД РД39 будут работать на керосине. В случае принятия перспективного варианта, т.е. топливом для двигателей является – водород, то постройку его предполагалось развернуть в 1972 году. Во второй половине 70-х годов могли начаться полеты полностью укомплектованной авиационно-космической системы «Спираль».

По расчетам, «Спираль» сулила стать гораздо выгоднее существовавших в то время ракетных комплексов. Масса полезной нагрузки системы составляла 12,5 % от ее стартовой массы, против 2,5 % у «Союза». У 320-тонного «Союза» на Землю возвращался 2,8-тонный спускаемый аппарат (0,9%), а у «Спирали» повторно использовались 85% конструкции, к тому же ей не требовался космодром.

Но, несмотря на строгое технико-экономическое обоснование проекта, руководство страны интерес к теме «Спираль» потеряло, бросив все силы на лунную гонку с американцами, что отрицательно сказывалось на сроках выполнения программы, которые растянулись на многие годы.

Для отработки средств аварийного покидания ОС летчиком, в Дубне была изготовлена натурная головная часть орбитального корабля с кабиной пилота, которая после соответствующих испытаний пылилась на складе. На базе этой головной части, после передачи ее в ЦАГИ, был создан первый отечественный пилотажный стенд МК-10 с двумя степенями свободы для отработки ручного пилотирования. Для работы на нем и отработки техники пилотирования аналога ОС в ЦАГИ был прикомандирован летчик-испытатель А. Г. Фастовец.

По первоначальному плану летных испытаний пилотируемых аналогов ОКБ-155 А. И. Микояна совместно с научными организациями предполагалось создание орбитального самолета в три этапа:

Создание и испытание дозвукового аналога («105.11») для имитации атмосферного участка захода на посадку при возвращении с орбиты;

Сверхзвукового аналога – «105.12»;

Гиперзвукового аналога – «105.13».

Как и в предыдущих случаях, удалось выполнить только первый пункт. Хотя «105.12» был изготовлен полностью, но не принимал участие в испытаниях, а «105.13» был изготовлен только фюзеляж, который принимал участие в испытаниях теплозащитного покрытия в термобарокамере.