Воздушно-космические самолёты: хоть в атмосфере, хоть в вакууме
В ближайшие годы тема воздушно-космических самолётов (ВКС) — летательных аппаратов, способных летать в космосе и атмосфере, — может обрести второе дыхание. С одной стороны, частные компании не оставляют попыток создать коммерческие аппараты для космического туризма. С другой стороны, развитие технологий приближает нас к вводу в строй воздушно-космических беспилотников, способных годами болтаться в космосе, прежде чем выполнить своё таинственное предназначение. К тому же наследие СССР в виде грузовых кораблей «Прогресс» перестаёт удовлетворять планам дальнейшего развития мирных космических программ. Так что не исключено, что в недрах российских военных и гражданских КБ уже вовсю идут работы по созданию ВКС. И хотя история не любит, когда её «сослагают», но помимо «Бурана» у нас было немало интересных проектов космолётов/космопланов, которые так и остались на бумаге. Вспомним некоторые из них.
О терминологии: сегодня под космопланом подразумевают корабль, выводимый на орбиту с помощью своих двигателей и ракеты-носителя или самолёта-разгонщика. А космолёт — это корабль, достигающий космоса исключительно за счёт собственных двигателей.
МАКСимка
В начале 1980-х, за несколько лет до окончания работ над системой «Энергия-Буран», успешный запуск которой докажет работоспособность конструкции советского космоплана, был запущен в работу проект МАКС — многоразовой авиационно-космической системы. Оставалось ещё несколько лет до ввода в эксплуатацию станции «Мир». И вместо «Прогрессов» и «Союзов» многоразовые пилотируемые и автоматические корабли должны были доставлять на станцию и увозить с неё космонавтов, а также заниматься снабжением.
В рамках МАКС было разработано три вида космопланов:
- Беспилотный одноразовый МАКС-Т. Масса выводимого груза — до 18 т.
- Беспилотный многоразовый МАКС-М.
- Пилотируемый многоразовый МАКС-ОС-П. Длина — 19,3 м, размах крыла — 13,3 м, масса — 27 т.
Для сравнения: «Буран» был длиной 36,4 м, имел размах крыльев 24 м и стартовую массу 105 т.
В отличие от большого и тяжёлого «Бурана», выводимого на орбиту мощнейшей «Энергией», космопланы системы МАКС должны были выводиться одним из шедевров советской авиапромышленности — самолётом Ан-225 «Мрия». Это позволяло сильно удешевить запуски.
К сожалению, несмотря на глубокую проработку проекта и постройку полноразмерных макетов, система МАКС стала жертвой распада страны.
Оцените размеры макета топливного бака:
«Маленькие, но по три»
Через пару лет после начала работы над МАКС в НПО «Энергия» приступили к созданию целого семейства многоразовых пилотируемых кораблей. На проекте «Буран» были отработаны многочисленные идеи, которые легли в основу более компактных, а значит, и куда более дешёвых в эксплуатации кораблей семейства ОК: ОК-М, ОК-М1 и ОК-М2. Как и «Буран», они должны были выводиться в космос с помощью ракет-носителей.
ОК-М имел аэродинамическую схему, аналогичную «Бурану» и МАКС-ОС, но его масса составляла всего 15 т при размахе 10 м и длине 15 м. Он должен был выводить в космос до 3,5 т груза либо четырёх космонавтов (ещё два человека — экипаж). ОК-М1 и ОК-М2 были вдвое тяжелее: масса 30—32 т, длина около 19 м, размах крыльев 12,5 м, масса груза — 7,2 и 10 т соответственно. Экипажи — по четыре человека.
Варианты размещения на ракетах-носителях:
ОК-М2:
«Туполевы» в космосе
В конце 1980-х — начале 1990-х КБ Туполева прорабатывало проект гиперзвукового орбитального бомбардировщика Ту-2000.
Ту-2000 должен был взлетать и садиться самостоятельно и разгоняться до 20—25 Махов. Автономность орбитального полёта — одни сутки, с возможностью полёта в атмосфере с гиперзвуковой скоростью, способностью маневрировать на дозвуковых скоростях. Были разработаны проекты нескольких экспериментальных прототипов:
- Три варианта ВКС Ту-2000А разных размеров (длина 26—55 м) для отработки атмосферных полётов.
- Многоразовый пилотируемый ВКС со взлётной массой около 250—280 т (половина приходилась на топливо, жидкий водород) при длине до 75 м и размахе крыльев 28 м. Экипаж — два человека.
Наконец, на основе ВКС продумывался и стратегический бомбардировщик Ту-2000Б с дальностью 10 тыс. км и взлётной массой 350 т. Его скорость на высоте 30 км должна была составить 6 Махов.
Атомный «гурколёт»
В 1970-х в одном из НИИ Минобороны прорабатывался проект монструозного космолёта с 10 гиперзвуковыми прямоточными воздушно-реактивными двигателями (ГПВРД) для полёта в атмосфере и ядерным реактивным двигателем для полёта в космосе. Он получил обозначение МГ-19 (Мясищев — Гурко, «гурколёт»).
Преимуществом МГ-19 перед системой «Энергия-Буран», разработка которой тоже началась в 70-х, было отсутствие необходимости в ракете-носителе или самолёте для вывода. Циклопических размеров космолёт должен был самостоятельно взлетать, выходить в космос, выполнять необходимые работы и возвращаться на аэродром. При массе около 500 т это чудовище должно было выводить в космос до 45 т груза. Тем не менее проект закрыли на достаточно ранней стадии, вероятно, из-за излишне смелого замысла.
РАКС
РАКС — это российский аэрокосмический самолёт. Работы над ним начались в 1993 году. В рамках проекта создали гиперзвуковую летающую лабораторию «Холод», на которой была достигнута скорость 6,5 Маха.
Затем был разработан экспериментальный гиперзвуковой летательный аппарат «Игла», на котором устанавливался ГПВРД и отрабатывались ещё более высокие скорости полёта — до М = 14.
Дальнейшая судьба проекта РАКС туманна, информация крайне отрывочна, да и та в виде слухов. Вероятно, проект засекречен и сегодня на базе РАКС создаётся наш ответ Пентагону.
Космический клипер
Напоследок нужно упомянуть о проекте космического корабля «Клипер», который стартовал в 1990-х и был закрыт в 2006-м. Это был маленький многоразовый космоплан со стартовой массой 13—14,5 т, создававшийся в двух вариантах: крылатом и бескрылом. Он должен был использоваться и в пилотируемом, и в беспилотном вариантах, и предназначался для ротации космонавтов на космических станциях, перевозки грузов, исследовательских и туристических полётов.
Способность «Клипера» маневрировать в атмосфере была бы довольно ограниченной в связи с малым размером крыльев. Получался баллистический полёт с возможностью коррекции. А уж о бескрылой модификации и говорить нечего — по сути, это просто капсула с парашютной системой посадки. При возвращении на Землю корабль должен был вмещать до шести человек (из них двое — члены экипажа) и до 700 кг груза.
Анимационные гифы:
Ряд наработок для «Клипера» должны использовать в создающейся сегодня «Федерации», но это будет корабль «классической» схемы: вывод в космос ракетой-носителем и баллистический возврат с парашютной посадкой.
* * *
Как упоминалось в начале, возможно, сейчас в российских частных и государственных КБ создаются новые проекты космопланов и космолётов. Однако это ОЧЕНЬ дорогие проекты, что хорошо иллюстрируют разработки NASA и частных американских корпораций. Но всё же хочется надеяться, что мы не упустим свои шансы в этой новой космической гонке.
