«Буран»: гигант, родившийся не в свое время
По каким траекториям двигались разработки американского и советского «челноков».
25 декабря 1909 года родился генеральный конструктор многоразового космического корабля «Буран» Глеб Евгеньевич Лозино-Лозинский. Начинал он как двигателист, создав первую в стране форсажную камеру для турбореактивных двигателей. Впоследствии конструировал на ОКБ Микаяна реактивные истребители и бомбардировщики. «Буран» стал вершиной его творческой карьеры.
Непростой старт столбового дворянина
Г.Е.Лозино-Лозинский (1909 – 2010), сын столбового дворянина, начал восхождение по социальной лестнице буквально с нуля. Вначале окончил трудовую школу, куда был принят сразу в седьмой класс. Продолжил обучение в профтехшколе, где получил профессию слесаря. А в 1926 году, когда с поражением дворянства в правах стало помягче, Глеб Евгеньевич поступил в Харьковский механико-машиностроительный институт. После его окончания два года проработал инженером на турбогенераторном заводе.
С 1932 года, когда Лозино-Лозинский перешел в Харьковский авиационный институт, вся его последующая жизнь была связана с авиастроением. Причем, с реактивным – он первым в стране создал форсажную камеру для турбореактивных двигателей.
С 1941 года работая в ОКБ Микояна, принимал непосредственное участие в создании реактивных МиГов – от МиГ-9 до МиГ-31.
Параллельно с конструированием истребителей Глеб Евгеньевич занимался и космической тематикой. В 1966 он стал главным конструктором проекта «Спираль», предполагавшего создание многоразового космического корабля с воздушным стартом. А затем, по прихоти министра обороны А.А.Гречко, занялся новым проектом, создав в конечном итоге легендарный советский «челнок» «Буран».
Наш ответ «Боингу»
Любопытно, что и американский, и советский челноки создавались в «два прыжка». Причем лидерами выступали американские конструкторы, советские реализовывали введенный в употребление Лениным в конце 1917 года принцип «догнать и перегнать Америку».
В 1957 году по заданию Министерства обороны США компания «Боинг» начала разработку пилотируемого ракетоплана Х-20 с функциями орбитального бомбардировщика, разведчика, истребителя спутников. Его вывод на орбиту должен был осуществляться ракетой «Титан», а приземление планировалось в самолетном режиме.
Проект к началу 60-х продвинулся настолько, что был создан отряд астронавтов, в который входил и Нил Армстронг, начинавших тренироваться на прототипах. Первый суборбитальный полет был запланирован на 1966 год, многовитковый – на 1969 год. Однако в 1963 году проект был закрыт по распоряжению госсекретаря по национальной безопасности Роберта Макнамары. Что стало серьезной стратегической ошибкой, впоследствии исправленной в проекте «Спейс шаттл».
Наш проект «Спираль» подхватил идею создания космического ударного ракетоплана Х-20, когда американцы от него уже отказались. Его отличие от американского заключалось в многократности использования не только космического аппарата, но и разгонщика. В качестве него планировалось создать гиперзвуковой самолет со скоростью 6М.
На уровне эскизного проекта гиперзвуковой разгонщик вырисовывался вполне реальной машиной, создание которой авиапром вполне мог потянуть. На конгрессе Международной авиационной федерации в 1989 году, где был представлен этот проект, он получил самые высокие оценки специалистов. Однако из-за дороговизны решили воспользоваться более простым и менее скоростным разгонщиком – ракетоносцем Т-4 «Сотка», который начал разрабатываться в ОКБ Сухого в 1966 году. Этот самолет, имея очень солидную полезную нагрузку, должен был разгоняться до 3200 км/ч. Однако проект был закрыт в силу как объективных, так и субъективных – бюрократических – обстоятельств.
История развивается по спирали
Что же касается непосредственно ракетоплана, то проектировалось несколько его вариантов:
- для доставления грузов на орбиту;
- для фото- и радиоразведки;
- для нанесения ударов по авианосцам;
- для перехвата и уничтожения космических объектов.
На ОКБ Микояна был изготовлен дозвуковой прототип МиГ-105.11. В 1975 году начались его летные испытания, в которых принимали участие 5 летчиков-испытателей «с космическим уклоном». В связи с тем, что проект по созданию ракетоносца Т-4 был закрыт, грядущие запуски миговского ракетоплана планировались с ракетой Р-7 в качестве разгонной. Испытательные полеты МиГ-105.11 выполнялись с подвески на стратегическом бомбардировщике Ту-95.
Этим пилотируемым полетам предшествовали беспилотные. В них участвовали макеты в масштабе 1:3 получившие название БОР-1, БОР-2, БОР-3. БОР-1, у которого отсутствовала теплозащита, в 1969 году сгорел при входе в плотные слои атмосферы. 2-ой и 3-ий БОРы летали до 1974 года. При этом отрабатывалась лишь аэродинамическая схема и система управления полетом, а посадка выполнялась при помощи парашюта.
Ракетоплан «Спираль» имел стреловидное крыло и был оснащен ЖРД орбитального маневрирования и двумя аварийными тормозными ЖРД. В силовую установку также входили 6 двигателей грубой ориентации и 10 двигателей точной ориентации. Дозвуковой полет обеспечивал ТРД, работающий на керосине.
В процессе реализации проекта «Спираль» была проделана большая работа по созданию эффективной теплозащиты корабля, который в процессе полета нагревался до 1600 градусов. Были испытаны и пластины из ниобиевого сплава с покрытием на основе молибдена, и пенокерамика, и кварцевые плитки. Эти разработки впоследствии были применены на корабле «Буран».
Эволюция американских чертежей в условиях российской специфики
В 1975 году по линии ГРУ были получены чертежи и фотографии создававшегося в США космического челнока. В результате экспертизы этих данных на наличие военной составляющей проекта было установлено, что будущий корабль многоразового использования сможет нести ядерные боеприпасы и атаковать ими территорию СССР практически из любой точки околоземного космического пространства».
На НПО «Энергия» начали немедленно разрабатывать симметричный ответ – советский многоразовый корабль «Буран». А поскольку, начиная с середины 70-х годов, в стране была принята весьма порочная стратегия копирования лучших зарубежных образцов, разработчикам было предписано не отклоняться от полученных чертежей американского корабля. И при этом проект «Спираль» был закрыт с таким комментарием маршала А.А.Гречко: «Фантазиями заниматься мы не будем!». Хоть до построения и испытаний реального сверхзвукового прототипа оставалось совсем немного.
Для создания «Бурана» коллектив «Спирали» во главе с Лозино-Лозинским был переведен из ОКБ Микояна в НПО «Молния».
Однако довольно скоро генеральный конструктор отступил от эскизного проекта, сделанного на НПО «Энергия». И это было неизбежное решение. У «Бурана», в отличие от «Шаттла», отсутствуют твердотопливные ускорители. Что было предопределено недостаточным освоением нашей промышленностью данного типа двигателей сверхбольшой мощности. Привнесли в «самобытность конструкции» свои требования и климатические отличия между суровым Казахстаном и ласковой Флоридой. Также при старте с большего удаления от экватора требуется большая мощность двигателей. В связи с этим вместо двух американских твердотопливных ускорителей с тягой каждого по 1280 тс на ракете «Энергия» были установлены четыре ЖРД РД-170 по 740 тс тяги каждый.
Американские ускорители после отработки отстыковывались и на парашютах опускались в океан. После чего их перезаправляли и вновь использовали. Для разгонных двигателей системы «Энергия»-«Буран» это было невозможно, поскольку нельзя было обеспечить их достаточно мягкую посадку в условиях казахской степи.
Лозино-Лозинский вспоминал впоследствии, что по мере продвижения разработки количество «неукоснительных распоряжений», спускавшихся сверху, сокращалось. Вскоре от него требовали лишь ни в коем случае не уступить американцам в объеме кабины и забрасываемому на орбиту полезному весу. Что было соблюдено. Вес полезного груза «Шаттла» - 29,5 тонн, «Бурана» - 30 тонн. Если же рассматривать многоразовую космическую систему «Энергия»-«Буран» как единое целое, то выводимый груз можно оценивать как 100 тонн. Потому что ракета может забрасывать на орбиту не только ракетоплан, но и другие космические аппараты именно такого веса.
Глеб Евгеньевич использовал при создании «Бурана» полезные наработки, полученные в ходе работ по «Спирали». В частности, экипаж корабля получил возможность катапультироваться вместе с кабиной в экстренных ситуациях. Еще одно полезнейшее достижение заключалось в том, что советский корабль мог совершать несколько попыток захода на ВПП при посадке. «Шаттлы» такой возможности лишены.
Свой первый и последний полет «Буран» совершил 15 ноября 1988 года в автоматическом режиме, стартовав с космодрома «Байконур» с помощью ракеты «Энергия». Несмотря на то, что полностью был готов уже второй корабль («Буря») и наполовину третий («Байкал»), программа вскоре была свернута по причине отсутствия финансирования.
Технические характеристики многоразовых космических кораблей «Буран» и «Шаттл» (без ускорителей):
Длина: 36,37 м – 37,19 м
Размах крыла: 23,92 м – 23,77 м
Длина отсека полезного груза: 18,55 м – 18,3 м
Диаметр отсека полезного груза: 4,7 м – 4,6 м
Сухой вес: 62 т – 68 т
Максимальная стартовая масса: 105 т – 101 т
Максимальный полезный груз: 30 т – 29,5 т
Максимальная посадочная масса: 87 т – 86 т
Максимальная масса возвращаемого груза: 20 т – н/д
Посадочная скорость: 312 км/ч – 340 км/ч
Максимальная продолжительность полета: 30 суток – 17 суток
Двигатели орбитального маневрирования: 2х90 кН – 2х124 кН
Управляющие двигатели: 38х4 кН – 38х3,8 кН
Двигатели точной ориентации: 8х200 Н – 6х108 Н.
25 декабря 1909 года родился генеральный конструктор многоразового космического корабля «Буран» Глеб Евгеньевич Лозино-Лозинский. Начинал он как двигателист, создав первую в стране форсажную камеру для турбореактивных двигателей. Впоследствии конструировал на ОКБ Микаяна реактивные истребители и бомбардировщики. «Буран» стал вершиной его творческой карьеры.
Непростой старт столбового дворянина
Г.Е.Лозино-Лозинский (1909 – 2010), сын столбового дворянина, начал восхождение по социальной лестнице буквально с нуля. Вначале окончил трудовую школу, куда был принят сразу в седьмой класс. Продолжил обучение в профтехшколе, где получил профессию слесаря. А в 1926 году, когда с поражением дворянства в правах стало помягче, Глеб Евгеньевич поступил в Харьковский механико-машиностроительный институт. После его окончания два года проработал инженером на турбогенераторном заводе.
С 1932 года, когда Лозино-Лозинский перешел в Харьковский авиационный институт, вся его последующая жизнь была связана с авиастроением. Причем, с реактивным – он первым в стране создал форсажную камеру для турбореактивных двигателей.
С 1941 года работая в ОКБ Микояна, принимал непосредственное участие в создании реактивных МиГов – от МиГ-9 до МиГ-31.
Параллельно с конструированием истребителей Глеб Евгеньевич занимался и космической тематикой. В 1966 он стал главным конструктором проекта «Спираль», предполагавшего создание многоразового космического корабля с воздушным стартом. А затем, по прихоти министра обороны А.А.Гречко, занялся новым проектом, создав в конечном итоге легендарный советский «челнок» «Буран».
Наш ответ «Боингу»
Любопытно, что и американский, и советский челноки создавались в «два прыжка». Причем лидерами выступали американские конструкторы, советские реализовывали введенный в употребление Лениным в конце 1917 года принцип «догнать и перегнать Америку».
В 1957 году по заданию Министерства обороны США компания «Боинг» начала разработку пилотируемого ракетоплана Х-20 с функциями орбитального бомбардировщика, разведчика, истребителя спутников. Его вывод на орбиту должен был осуществляться ракетой «Титан», а приземление планировалось в самолетном режиме.
Проект к началу 60-х продвинулся настолько, что был создан отряд астронавтов, в который входил и Нил Армстронг, начинавших тренироваться на прототипах. Первый суборбитальный полет был запланирован на 1966 год, многовитковый – на 1969 год. Однако в 1963 году проект был закрыт по распоряжению госсекретаря по национальной безопасности Роберта Макнамары. Что стало серьезной стратегической ошибкой, впоследствии исправленной в проекте «Спейс шаттл».
Наш проект «Спираль» подхватил идею создания космического ударного ракетоплана Х-20, когда американцы от него уже отказались. Его отличие от американского заключалось в многократности использования не только космического аппарата, но и разгонщика. В качестве него планировалось создать гиперзвуковой самолет со скоростью 6М.
На уровне эскизного проекта гиперзвуковой разгонщик вырисовывался вполне реальной машиной, создание которой авиапром вполне мог потянуть. На конгрессе Международной авиационной федерации в 1989 году, где был представлен этот проект, он получил самые высокие оценки специалистов. Однако из-за дороговизны решили воспользоваться более простым и менее скоростным разгонщиком – ракетоносцем Т-4 «Сотка», который начал разрабатываться в ОКБ Сухого в 1966 году. Этот самолет, имея очень солидную полезную нагрузку, должен был разгоняться до 3200 км/ч. Однако проект был закрыт в силу как объективных, так и субъективных – бюрократических – обстоятельств.
История развивается по спирали
Что же касается непосредственно ракетоплана, то проектировалось несколько его вариантов:
- для доставления грузов на орбиту;
- для фото- и радиоразведки;
- для нанесения ударов по авианосцам;
- для перехвата и уничтожения космических объектов.
На ОКБ Микояна был изготовлен дозвуковой прототип МиГ-105.11. В 1975 году начались его летные испытания, в которых принимали участие 5 летчиков-испытателей «с космическим уклоном». В связи с тем, что проект по созданию ракетоносца Т-4 был закрыт, грядущие запуски миговского ракетоплана планировались с ракетой Р-7 в качестве разгонной. Испытательные полеты МиГ-105.11 выполнялись с подвески на стратегическом бомбардировщике Ту-95.
Этим пилотируемым полетам предшествовали беспилотные. В них участвовали макеты в масштабе 1:3 получившие название БОР-1, БОР-2, БОР-3. БОР-1, у которого отсутствовала теплозащита, в 1969 году сгорел при входе в плотные слои атмосферы. 2-ой и 3-ий БОРы летали до 1974 года. При этом отрабатывалась лишь аэродинамическая схема и система управления полетом, а посадка выполнялась при помощи парашюта.
Ракетоплан «Спираль» имел стреловидное крыло и был оснащен ЖРД орбитального маневрирования и двумя аварийными тормозными ЖРД. В силовую установку также входили 6 двигателей грубой ориентации и 10 двигателей точной ориентации. Дозвуковой полет обеспечивал ТРД, работающий на керосине.
В процессе реализации проекта «Спираль» была проделана большая работа по созданию эффективной теплозащиты корабля, который в процессе полета нагревался до 1600 градусов. Были испытаны и пластины из ниобиевого сплава с покрытием на основе молибдена, и пенокерамика, и кварцевые плитки. Эти разработки впоследствии были применены на корабле «Буран».
Эволюция американских чертежей в условиях российской специфики
В 1975 году по линии ГРУ были получены чертежи и фотографии создававшегося в США космического челнока. В результате экспертизы этих данных на наличие военной составляющей проекта было установлено, что будущий корабль многоразового использования сможет нести ядерные боеприпасы и атаковать ими территорию СССР практически из любой точки околоземного космического пространства».
На НПО «Энергия» начали немедленно разрабатывать симметричный ответ – советский многоразовый корабль «Буран». А поскольку, начиная с середины 70-х годов, в стране была принята весьма порочная стратегия копирования лучших зарубежных образцов, разработчикам было предписано не отклоняться от полученных чертежей американского корабля. И при этом проект «Спираль» был закрыт с таким комментарием маршала А.А.Гречко: «Фантазиями заниматься мы не будем!». Хоть до построения и испытаний реального сверхзвукового прототипа оставалось совсем немного.
Для создания «Бурана» коллектив «Спирали» во главе с Лозино-Лозинским был переведен из ОКБ Микояна в НПО «Молния».
Однако довольно скоро генеральный конструктор отступил от эскизного проекта, сделанного на НПО «Энергия». И это было неизбежное решение. У «Бурана», в отличие от «Шаттла», отсутствуют твердотопливные ускорители. Что было предопределено недостаточным освоением нашей промышленностью данного типа двигателей сверхбольшой мощности. Привнесли в «самобытность конструкции» свои требования и климатические отличия между суровым Казахстаном и ласковой Флоридой. Также при старте с большего удаления от экватора требуется большая мощность двигателей. В связи с этим вместо двух американских твердотопливных ускорителей с тягой каждого по 1280 тс на ракете «Энергия» были установлены четыре ЖРД РД-170 по 740 тс тяги каждый.
Американские ускорители после отработки отстыковывались и на парашютах опускались в океан. После чего их перезаправляли и вновь использовали. Для разгонных двигателей системы «Энергия»-«Буран» это было невозможно, поскольку нельзя было обеспечить их достаточно мягкую посадку в условиях казахской степи.
Лозино-Лозинский вспоминал впоследствии, что по мере продвижения разработки количество «неукоснительных распоряжений», спускавшихся сверху, сокращалось. Вскоре от него требовали лишь ни в коем случае не уступить американцам в объеме кабины и забрасываемому на орбиту полезному весу. Что было соблюдено. Вес полезного груза «Шаттла» - 29,5 тонн, «Бурана» - 30 тонн. Если же рассматривать многоразовую космическую систему «Энергия»-«Буран» как единое целое, то выводимый груз можно оценивать как 100 тонн. Потому что ракета может забрасывать на орбиту не только ракетоплан, но и другие космические аппараты именно такого веса.
Глеб Евгеньевич использовал при создании «Бурана» полезные наработки, полученные в ходе работ по «Спирали». В частности, экипаж корабля получил возможность катапультироваться вместе с кабиной в экстренных ситуациях. Еще одно полезнейшее достижение заключалось в том, что советский корабль мог совершать несколько попыток захода на ВПП при посадке. «Шаттлы» такой возможности лишены.
Свой первый и последний полет «Буран» совершил 15 ноября 1988 года в автоматическом режиме, стартовав с космодрома «Байконур» с помощью ракеты «Энергия». Несмотря на то, что полностью был готов уже второй корабль («Буря») и наполовину третий («Байкал»), программа вскоре была свернута по причине отсутствия финансирования.
Технические характеристики многоразовых космических кораблей «Буран» и «Шаттл» (без ускорителей):
Длина: 36,37 м – 37,19 м
Размах крыла: 23,92 м – 23,77 м
Длина отсека полезного груза: 18,55 м – 18,3 м
Диаметр отсека полезного груза: 4,7 м – 4,6 м
Сухой вес: 62 т – 68 т
Максимальная стартовая масса: 105 т – 101 т
Максимальный полезный груз: 30 т – 29,5 т
Максимальная посадочная масса: 87 т – 86 т
Максимальная масса возвращаемого груза: 20 т – н/д
Посадочная скорость: 312 км/ч – 340 км/ч
Максимальная продолжительность полета: 30 суток – 17 суток
Двигатели орбитального маневрирования: 2х90 кН – 2х124 кН
Управляющие двигатели: 38х4 кН – 38х3,8 кН
Двигатели точной ориентации: 8х200 Н – 6х108 Н.