Авиационно-космическая система "Спираль" (СССР)

[Samuray-08]

Авиационно-космическая система "Спираль"

О проекте "Спираль" пока написано не так уж и много. Это был один из самых закрытых проектов в бывшем Советском Союзе, но и один из самых интересных. Он был фантастичен по конструкторской смелости и дальновидности. А если бы его удалось осуществить в те далекие годы, то возможно что развитие космонавтики пошло по совершенно другим рельсам, чем это происходит теперь.

Проект "Спираль" появился из соревнования двух конструкторских бюро: КБ П.О.Сухого и А.И.Микояна. Оба КБ предложили сходные аэрокосмические системы, а Сухой, к тому же, имел проект тяжелого бомбардировщика Т-4, который предполагалось использовать в качестве носителя. Но, в конце концов, соревнование закончилось в пользу Микояна. Так появился проект "Спираль".

Официально создание воздушно-космической системы "Спираль" ("тема 50", позднее - 105-205), было поручено ОКБ А.И.Микояна Приказом МАП от 30 июля 1965 г. Цифра "50" символизировала приближающуюся 50-ю годовщину Великого Октября, когда должны были состояться первые дозвуковые испытания. В конце 1965 г. вышло постановление ЦК КПСС и СМ СССР о создании Воздушно - орбитальной системы (ВОС) - Экспериментального комплекса пилотируемого орбитального самолета "Спираль".

В соответствиями с требованиями заказчика конструкторам поручалась разработка ВКС, состоящей из гиперзвукового самолета-разгонщика (ГСР) и орбитального самолета (ОС) с ракетным ускорителем. Старт системы - горизонтальный, с использованием разгонной тележки. После набора скорости и высоты с помощью двигателей ГСР происходило отделение ОС и набор скорости с помощью ракетных двигателей двухступенчатого ускорителя. Боевой пилотируемый одноместный ОС многоразового применения предусматривал использование в вариантах разведчика, перехватчика или ударного самолета с ракетой класса "Орбита - Земля" и мог применяться для инспекции космических объектов. Диапазон опорных орбит составлял 130-150 км высоты и 45-135о наклонения, задачаполёта должна была выполняться в течение 2-3 витков. Маневренные возможности ОС с использованием бортовой ракетной двигательной установки должны обеспечивать изменение наклонения орбиты на 17о (ударный самолет с ракетой на борту - 7о) или изменение наклона орбиты на 12о с подъемом на высоту до 1000 км. После выполнения орбитальногополёта ОС должен входить в атмосферу с большим углом атаки (45-65о), управление 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 + 1100...1500 км. В район посадки ОС выводится с выбором вектора скорости вдоль оси взлетно - посадочной полосы, что достигается выбором программы изменения крена, и совершает посадку с применением турбореактивного двигателя на грунтовой аэродром II класса со скоростью посадки 250 км/ч.

29 июня 1966г., назначенный главным конструктором системы Г.Е. Лозино - Лозинский, подписал подготовленный аванпроект. Основной целью программы было создание пилотируемого ОС для выполнения прикладных задач в космосе и обеспечения регулярных перевозок по маршруту Земля-орбита-Земля.

Система, расчетной массой 115т, состояла из многоразового гиперзвукового самолета-разгонщика (ГСР; "изделие 50-50"/изд.205), несущего на себе орбитальную ступень, состоящую собственно из многоразового ОС ("изделие 50"/изд.105) и одноразового 2-х ступенчатого ракетного ускорителя.

Для рабочего проектирования орбитального корабля в 1967г. в городе ракетчиков, подмосковной Дубне, был организован филиал ОКБ А.И.Микояна, который возглавил заместитель Главного конструктора - П.А. Шустер. Начальником ОКБ филиала был назначен Ю.Д.Блохин, ставший впоследствии зам. Гл. конструктора НПО "Молния", а его заместителем по производству - Д.А. Решетников, впоследствии зам. Ген. директора опытного завода НПО Молния.

Названные руководители начали формировать творческий коллектив. В филиале, в числе других, была организована бригада "Аэродинамика и динамика", во главе которой встал молодой выпускник МАИ В.П.Найденов. Он сразу начал налаживать связи с Центром подготовки космонавтов, которые в дальнейшем вылились в тесное сотрудничество и сыграли большую роль в отработке систем управления на уникальной базе Звездного городка.

В 1966г. 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.

В том же 1966 г. было принято решение о постройке аналога ЭПОС (Экспериментально Пилотируемый Орбитальный Самолёт), он же "Лапоть" - изд.105-11 (с ТРД, но без ЖРД и газодинамического управления) для атмосферных испытаний аппарата на дозвуковых скоростях при сбросе его с соответствующим образом переоборудованного самолета Ту-95КМ. К постройке аналога приступили в 1968 г., параллельно на авиационном заводе в Куйбышеве (Самаре) началось переоборудование выделенного ВВС бомбардировщика Ту-95КМ № 2667 в экспериментальный самолет-носитель. Позднее к испытаниям планировалось подключить два других аналога ЭПОС, теперь уже с ЖРД, - изд.105-12 и 105-13, которые могли бы совершатьполёт со сверхзвуковыми и гиперзвуковыми скоростями соответственно. Для отработки высотного запуска турбореактивного двигателя РД36-35К была создана летающая лаборатория Л-18 на базе ракеты К-10С и самолета-носителя Ту-16К-10.

В 1970 г. все работы по постройке аналогов ЭПОС были переданы с ММЗ "Зенит" на Дубненский машиностроительный завод. Для работ по теме из состава филиала в Дубне собрали группу в 150 человек, а ОКБ-155-1 выделили в самостоятельную организацию, ныне известную как МКБ "Радуга". Здесь завершалась сборка изд.105-11 № 1-01, а в 1971 г. началось изготовление аналога 105-12, а также пяти изделий экспериментальной 0-й партии (№ 001 - 005). Первое из них предназначалось для статических испытаний, второе - для испытаний средств спасения, третье и четвертое - для отработки ЖРД и газодинамического управления, пятое - для теплопрочностных испытаний. Изделие № 002 было изготовлено в 1971 г., № 005 - в 1973 г., № 001 и 003 - в 1974 г. Кроме того, в программе испытаний по программе "Спираль" с 1971 г. принимали участие изготовленные в ЛИИ в масштабе 1:3 и 1:2 модели ЭПОС, получившие название "Бор" (Беспилотный Орбитальный Ракетоплан). Сборка самолета-аналога 105-11 завершилась в 1974 г., в следующем году он был перебазирован в ГК НИИ ВВС в Ахтубинске, где началась подготовка к летным испытаниям.

Требовалось снять характеристики сил, воздействующих на шасси в лыжном варианте при движении аппарата по земле. Аналог ЭПОСа доставили на полигон в конце огромного испытательного аэродрома. Спецкраном поставили на оголенный грунт, выветренный горячими суховеями почти до прочности наждака. Под тяжестью конструкции лыжи в него впечатались крепко. Летчик-испытатель микояновской фирмы Авиард Фастовец занял место в кабине. Бешено загрохотал запущенный им двигатель, но аппарат - ни с места. Полили грунтовую полосу водой - не помогло. Летчик вынужден был выключить двигатель, специалисты недоумевали, что еще нужно предпринять.

Никто не заметил, как подошел к нам начальник полигона Загребельный, - вспоминает полковник Владислав Чернобривцев, бывший в пору испытаний по программе ЭПОСа ведущим инженером одного из отделов Государственного НИИ ВВС. - Ивана Ивановича мы считали довольно далеким от чисто летного дела человеком, а тут он вдруг вылез с советом:
- Можно перед вашей птичкой наколотить арбузов - их у нас здесь богато. Вот тогда побежит наверняка.
Все уставились на него, как на дикого фантазера, но по некоторому размышлению согласились: давай, мол, чем черт не шутит! Загребельный распорядился, и вскоре два грузовика с полосатыми шарами до края бортов медленно покатились вперед от носа аналога. Арбузы звучно шлепались на землю, обильно устилая ее скользкой мякотью на протяжении около 70 метров. Подняв аппарат краном, мы подложили сочные половинки кавунов и под все лыжи. Фастовец снова сел в кабину. Когда обороты двигателя вышли на максимал, аппарат наконец стронулся и, ко всеобщему удовлетворению, заскользил по полосе все быстрей и быстрей....

Так, благодаря смекалке аэродромного специалиста, испытательное задание было выполнено без существенной задержки. К летным испытаниям дозвукового аналога в лыжно-колесном варианте приступили следующей весной, в мае 1976 года. Вначале выполнялись так называемые подлеты: после отрыва от земли 105.11 сразу же по прямой шел на посадку. Таким образом его опробовали Игорь Волк, Валерий Меницкий (оба впоследствии удостоились званий Героя Советского Союза и заслуженного летчика-испытателя СССР) и Герой Советского Союза заслуженный летчик-испытатель СССР Александр Федотов, бывший в ту пору шеф-пилотом микояновской фирмы. Наряду с микояновцами в испытаниях по программе ЭПОСа участвовали и военные специалисты - летчики и инженеры Государственного НИИ ВВС.

Но основная нагрузка в летных испытаниях дозвукового аналога легла на плечи Героя Советского Союза Авиарда Фастовца. В том же году, 11 октября, он успел совершить еще и короткий перелет с одной грунтовой полосы просторного аэродрома на другую. А через год стал готовиться к воздушным стартам из-под фюзеляжа Ту-95КМ. Он, словно большая наседка, втягивал под себя птенца так, что кабина аналога до половины остекления уходила за обрез бомболюка, с которого были сняты створки, а воздухозаборник двигателя оказывался полностью скрытым в фюзеляже носителя. Подвеска получалась полувнешней. У пилота аналога все же оставалась возможность для обзора в передней полусфере. А вот для обеспечения запуска двигателя пришлось смонтировать дополнительную систему наддува. Вначале вполётах, без отцепки, проверялись возможности только выпуска аналога в воздушный поток на специально удлиненных держателях и включения в таком положении его двигателя. Особых затруднений все это не вызвало. Лишь один раз РД-36К как бы недовольно чихнул на высоте, обороты зависли. Но по мере снижения (а он и нужен-то был для работы именно в таком режиме на атмосферном участкеполёта после условного покидания орбиты) вышел на заданные обороты, как требовалось.

Наконец 27 октября 1977 года приступили к самому трудному этапу. Напутствуемый дружеской подначкой экипажа Ту-95КМ во главе с заместителем начальника службы летных испытаний бомбардировочной авиации подполковником Александром Обеловым (ныне генерал-майор авиации), место в привычной уже ему кабине аналога ЭПОСа занимает Фастовец. Держатели подтягивают аппарат к люку. Загрохотали винтами и турбинами все четыре двигателя носителя, и он после тяжелого разбега уходит в хмурое осеннее небо. На высоте 5 тысяч метров сцепка ложится на боевой курс. Рассчитан он был заслуженным штурманом-испытателем СССР полковником Юрием Ловковым так, чтобы в случае экстремальной ситуации после отцепки пилот аналога имел возможность без больших эволюций, снижаясь только по прямой, вписаться в посадочную глиссаду и приземлиться на своем аэродроме. По самолетному переговорному устройству (СПУ), к которому подключен и отцепляемый аппарат, штурман с борта Ту-95КМ предупреждает:
Готовность ноль-четыре...

Вспоминает Герой Советского Союза, заслуженный летчик-испытатель СССР Авиард Гаврилович Фастовец:

Итак, до расцепки оставалось 4 минуты, мы к тому времени летели уже в довольно большом разрыве облачного слоя. Сползая на держателях в упругий воздушный поток под фюзеляжем носителя, моя птичка мелко подрагивает от напора струй. Отклонен балансировочный щиток, чтобы сразу после отцепки обеспечить пикирующий момент, поскольку мы опасались подсоса в струе между фюзеляжами обеих машин. Запускаю двигатель - работает надежно.
- Двигатель в норме! - докладываю командиру экипажа и продолжаю последнюю проверку систем.
- Готовность ноль-один, - предупреждает СПУ голосом Ловкова. Но я уже все закончил, о чем и сообщаю экипажу носителя. Затем слышу: Сброс! Знаю, что сейчас Ловков нажал кнопку, чтобы раскрыть замки держателей.

Отделившись, аппарат довольно круто опускает нос, будто собрался нырнуть с обрыва. Похоже, чуток перестарались с углом установки балансировочного щитка, настроив на быстрейший уход из спутной струи от носителя. Парирую отклонением рулей - птичка слушается их хорошо. Автономныйполёт продолжался по заданной программе без больших отклонений. Значит, воздушный старт для отработки аналога вполне годится.

Правда, в реальных условиях сам ЭПОС стартовал бы с другой целью - для выхода на космическую орбиту и несколько иначе: со спины широкофюзеляжного корабля-разгонщика. Кстати, отличную модель этой уникальной стреловидной машины, имеющей самые совершенные аэродинамические формы, и ныне можно увидеть в кабинете генерального директора НПО Молния. А значение такого вида старта трудно переоценить. Открывалась принципиальная возможность запуска орбитального самолета практически в любой географической точке над планетой, исключалась потребность в жестко привязанных к определенным местам наземных космодромах. И ничего, что разрабатываемый ЭПОС был невелик - нетрудно построить в более крупном масштабе, характеристики сохранятся. Важно знать: чем ближе старт к экватору, тем в большей мере можно использовать для разгона силу вращения Земли и при прочих равных условиях выводить на орбиту груз большей массы.

Испытание аналога 105.11 продолжались и в 1978 году, пополняя научно-технический задел по программе ЭПОСа. Одинполёт после воздушного старта выполнил Герой Советского Союза, заслуженный летчик-испытатель СССР Петр Остапенко. Еще 4 раза стартовал из-под фюзеляжа Ту-95КМ, экипаж которого возглавлял теперь командир испытательной авиаэскадрильи полковник Анатолий Кучеренко. Кстати, этот опыт потом сыграл решающую роль в летной судьбе Анатолия Петровича.

Но в целом темпы реализации темы Спираль в 70-х годах стали замедляться и никого из конструкторов уже не могли удовлетворять. О судьбе ЭПОСа А.А.Гречко, бегло ознакомившись с аналогом 105.11 еще в начальной стадии работ, безаппеляционно заявил, что "фантазией мы заниматься не будем". А ведь маршал был в ту пору членом Политбюро ЦК КПСС, министром обороны СССР, и от его решения во многом зависела реализация перспективного проекта.

Сказалось и такое обстоятельство. Наша страна, пожалуй, единственная, где космическое ведомство оторвано от авиапрома. К тому же между ними возникли трения как раз в ту пору, когда для аналогов ЭПОСа требовалось кооперирование усилий. Дело в том, что с 1976 года по настоянию лиц, ответственных за космонавтику (прежде всего Д.Ф.Устинова и министра общего машиностроения С.А.Афанасьева), наши конструкторы вынуждены были броситься вдогонку за американцами, которые в то время уже занялись реализацией программы челночныхполётов Спейс-Шаттл. Хотя с объективной точки зрения нам Буран, такой дорогостоящий орбитальный корабль со столь большой грузоподъемностью, тогда был не нужен (многие специалисты считают, что и поныне так). Недобрую роль сыграли политические амбиции наших высоких руководителей. Им хотелось получить реванш после ряда неудач в развитии советской космонавтики. Ведь и секретари ЦК КПСС, и министры уже испытывали беспокойство за свое положение из-за того, что не выполнялись обещания, даваемые ими на протяжении долгих лет Л.Брежневу.

Министерство общего машиностроения, получив госзаказ на создание системы "Энергия-Буран", стало, образно говоря, стягивать одеяло на себя. Тема "Спираль", разрабатываемая Г.Е.Лозино-Лозинским и его помощниками, оказалась словно бы лишней. Напрасно начальник ОКБ космического филиала Юрий Дмитриевич Блохин в справке, подготовленной в феврале 1976 года для ЦК КПСС в дополнение к заявлениям в министерство, пытался убедить верхи в том, что работы, проводимые по программе ЭПОСа, и полученный в результате затрат на сумму около 75 миллионов рублей научно-технический задел объективно в ту пору были единственной в СССР практической базой для альтернативного решения по созданию многоразовой транспортной космической системы вообще, а по горячей конструкции - в особенности. Ссылался даже на то, что и в США фирма Макдоннелл-Дуглас свыше 7 лет проводила успешные исследования, а также летные эксперименты в целях отработки аппарата с несущем корпусом, используя малоразмерные аналоги типа Х-24; от которых можно было бы в дальнейшем перейди к созданию многоместного транспортного орбитального самолета по схеме несущий корпус. А уступила фирме Рокуэлл, протолкнувшей свой проект Шаттла, отнюдь не по техническим аспектам - просто у Макдоннелл-Дуглас оказались слабее связи с Пентагоном. (Забегая вперед: ныне американцы, разочаровавшись из-за катастрофы и аварий при запусках МТКК "Спейс-Шаттл", снова повели работы по программе, имеющей целью создание перспективного воздушно-космического самолета с горизонтальными стартом и посадкой на обычные ВПП. Этот аппарат, по их расчетам, обеспечит возможность многократныхполётов в космос при 10-кратном по сравнению с Шаттлом уменьшением стоимости выведения грузов на орбиты.)

Обращался с письмом в ЦК КПСС, приводя аргументированные доводы за ускорение работ по программе ЭПОСа, и ведущий инженер НИИ ВВС Владислав Михайлович Чернобривцев. Но, увы, ничто уже в расчет верхами не принималось. Д.Ф.Устинов в апреле 1976 года, вскоре после ухода из жизни А.А.Гречко, занял пост министра обороны СССР, а мнение его о перспективах развития космических исследований оставалось прежним.

Окончание летных экспериментов на аналоге 105.11 случайно совпало с его поломкой при посадке в сентябре 1978 года. В тот раз его пилотировал военный летчик-испытатель полковник Василий Урядов. Наблюдал за ним, сопровождая вполёте на МиГ-23, Авиард Фастовец. Заходить на посадку пришлось против закатного солнца, видимость ограничивала дымка. Незадолго перед тем полосу расширили и соответственно преставили ограничительные флажки. Да только расчистить до конца, заравнять колдобины и кочки не успели. Руководительполётов был опытный - Герой Советского Союза, заслуженный летчик-испытатель СССР генерал-майор авиации Вадим Петров, но и его подвела плохая видимость. По ошибке приняв уклонившийся влево МиГ Фастовца за аналог, Вадим Иванович дал команду Урядову довернуть вправо. Тот выполнил. Снижаясь против солнца, поздно заметил, что вот-вот приземлится правее полосы. Реакция опытного испытателя позволила ему отвернуть в последний миг и войти в зону флажков, но на большее высоты не хватило. Аппарат грубо приземлился на неровности почвы.

Нет, аналог не разрушился - обошлось лишь трещиной в районе силового шпангоута. Конечно, летчики все равно испытывали глубокую досаду. А вот инженеры и конструкторы... Говорят, нет худа без добра. И действительно. Специалистам этот случай представил непредвиденную возможность практически проверить, соответствуют ли их расчеты точности конструкции испытанным нагрузкам. Результаты проверки оказались что надо. Аналог ЭПОСа достойно выдержал труднейший экзамен. Его вскоре восстановили. Только летать ему больше уже не пришлось. Но судьбу темы "Спираль" решил не этот случай. Как и в судьбе ряда других проектов, здесь отразились болевые проблемы нашего общества - излишняя политизация науки, волюнтаризм, отсутствие коллегиальности в принятии решений, недопустимо большое значение личных взаимоотношений руководителей отраслей. Самое же, пожалуй, главное - неумение предвидеть перспективы развития техники, безоглядная ориентация на чужой опыт в ущерб здравому смыслу.

Правда, опыт, обретенный теми, кто участвовал в разработке и испытаниях по программе ЭПОСа, не пропал даром. Хотя космический филиал микояновской фирмы вскоре пришлось закрыть, 48 специалистов из Дубны были переведены в созданное для выполнения работ по "Бурану" НПО "Молния". Так, бывший заместитель начальника филиала по производству Дмитрий Алексеевич Решетников, внесший множество важных предложений по совершенствованию технологических процессов, впоследствии стал директором опытного завода в составе НПО "Молния", а бывший руководитель бригады аэродинамиков Вячеслав Петрович Найденов - ведущим конструктором, возглавляющим математическое и полунатурное моделирование по программе "Буран".

В настоящее время аналог ЭПОСа представлен в музее Военно-Воздушных Сил в подмосковном Монино.

При подготовке статьи использовались
следующие материалы (или источники):
www.testpilot.ru, А.Железняков. Энциклопедия "Космонавтика".
Последние космические новости, www.buran.ru.

Лупина Максим Владимирович
[e-mail]