ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОРБИТАЛЬНОГО САМОЛЁТА

 При проработке в рамках аванпроекта облика орбитального самолета была однозначно выбрана схема «несущий корпус».При выбореформы и размерности аппарата конструкторам пришлось учитывать следующие требования:

-   температура внешней поверхности самолёта не должна превышать1400 град.С,что было предельно допустимо для единственного отработанного в то время конструкционного тугоплавкого материала –плакированного ниобия ВН- АП;

-   для максимального снижения температурных напряжений необходимо придерживаться,по возможности,равномерного температурного поля на основных поверхностях самолёта;

-   при спуске с орбиты ОС должен обладать запасом устойчивости,достаточном для полёта на балансировочном угле атаки в диапазоне 45 – 65 град. и минимальном угле скольжения (не более 5 град.),т.к.отклонение от этого диапазона приведет к возрастанию температуры и увеличению градиентов температуры поверхности;

-   по посадочным характеристикам ОС не должен отличаться от современного самолёта;

-   полезный объём корпуса самолёта должен быть как можно большим при минимальной омываемой площади его поверхности;

-   габариты ОС должны были обеспечивать возможность его запуска с помощью РН «Союз» без её доработки.  

Аэродинамикой орбитального самолёта в ОКБ-155 занималась группа специалистов,переведенная накануне из фирмы Челомея В.Н.,где они занимались проработкой ракетопланов.Был накоплен большой опыт расчетных исследований,который теперь пригодился при создании "Спирали".Но они пришли в ОКБ-155 в 1965году, уже тогда,когда облик «Спирали» и её орбитального самолёта для аванпроекта.был  выбран силами газодинамиков,во главе с Л.П. Воиновым и проектным отделом во главе с Я.И.Селецким.Расчёты всех видов тепловых и силовых нагрузок на ОС провёл В.Е.Соколов,температурные схемы при спуске с орбиты выполнила З.К.Жавыркина,расчеты нестационарного нагревания конструкции сделал С.Ф.Тесленко,а температурную схему на орбите высотой 130 км.с учетом встречного молекулярного потока и излучения Солнца и Земли ,а также поляру и балансировку в молекулярном потоке выполнила Е.В. Лабунская.С тех пор облик ОС почти не изменился и аэродинамикам требовалось «только» обеспечить выбранную конфигурацию всем набором аэродинамических характеристик.

 Существенно отличаясь от компоновки классических самолетных схем ,аэродинамические компоновки аппаратов типа «несущий корпус» потребовали  проведения большого количества дополётных исследований на всех режимах полёта,от малых дозвуковых на посадке до гиперзвуковых и космических скоростей,включая свободномолекулярное обтекание.

Основной объем этих работ  на этапе аванпроекта и на дальнейших этапах  проектирования и отработки ОС был выполнен сотрудниками бригады аэродинамики ОКБ-155 (СамсоновЕ.А.,Ашневиц А.Я.,Пятахин В.И.,Иванов В.К.,Гринина А.В.,Пятахина З.С.   и др.) и сотрудниками  группы аэродинамиков филиала в Дубне (Каденко В.В.,Старцев В.Ф.,Березкин Г.В.,Герасимчук.Н.Д.,Комаров А.А.  ,Смирнова Г.Д. и др.) с применением расчетных методов и по результатам продувок в аэродинамических трубах ЦАГИ совместно с сотрудниками отделения №8 ЦАГИ (Сычев В.В.,Нейланд В.Я.,Костюк К.К.,Белов И.Ф.,Благовещенский Н.А.,Табаньков В.Е.,Эльгудина Б.А. и др.)

При определении аэродинамических характеристик ОС учитывался опыт,накопленный ЦАГИ и другими организациями страны по научно-исследовательским работам,а также результаты (часто -  из закрытых источников )полученные специалистами США,особенно – результаты работ с аппаратами типа «несущий корпус».

Таким образом облик ОС рождался "не на пустом месте".Однако,кроме облика при проектировании нужно решить ещё сотни конкретных вопросов и проблем,найти конструкторские решения,создать новые материалы,разработать необходимую аппаратуру,определить аэродинамические и тепловые характеристики конкретной конфигурации,отработать систему управления,превратить чертежи в реальные изделия  и т.д  и  т. п. Большая часть этих задач была возложена на филиал ОКБ-155 в Дубне.

 В 1965 году по заказу  ВВС приказом  Министра авиационной промышленности на ОКБ-155 (Генеральный конструктор – Артем МИКОЯН) были возложены работы по созданию крылатых космических летательных аппаратов.Началась разработка АВАНПРОЕКТА по "СПИРАЛИ".В основу  была заложена концепция двухступенчатого воздушно-орбитального самолёта ( в современной терминологии - "Авиационно- Космической системы (АКС )" ,разработанная  учёными и специалистами военного института ЦНИИ-30.Многоразовая система с горизонтальным стартом должна была состоять из Гиперзвукового самолёта – разгонщика  (ГСР) и  Орбитального самолёта (ОС) с ракетным ускорителем для выведения ОС на орбиту.

На первом этапе работами по созданию Аванпроекта по системе «Спираль» руководили Заместители Генерального конструктора А.А. Чумаченко и Г.П.Дементьев,затем к работам был подключен Зам.Гл. конструктора Г.Е.Лозино-Лозинский.В июне 1966г. Аванпроект был утвержден руководством ,а затем Г.Е.Лозино-Лозинский был назначен Главным конструктором системы "СПИРАЛЬ".

   Аванпроект предусматривал создание «Спирали» в несколько этапов :

1. Создание и отработка аналогов Орбитального самолета –дозвукового 105-11(1967г.),сверхзвукового 105-12 и гиперзвукового 105-13 (1968г.);

2.Создание и отработка экспериментального пилотируемого орбитального самолёта - ЭПОС с выводом на орбиту с помощью ракеты «Союз» ( 1969-1970г.г.)

3.Создание ГСР – на керосине (1970г.) и на водороде в 1972г.

4. Испытания полностью укомплектованной системы «Спираль».

Работа над «Спиралью» началась в ОКБ-155 с организации коллектива специалистов,ответственных за различные тематические направления.Техническими руководителями,помимо Г.Е.Лозино-Лозинского и Г.П.Дементьева стали Селецкий Я.И. (компоновка),Самсонов Е.А. (аэродинамика),Воинов Л.П. (тепловое проектирование).Для изучения опыта по работе над крылатой космической тематикой в СССР были сразу же привлечены ведущие институты отрасли ЦАГИ , ЛИИ и другие институты и организации.Была создана кооперация,в которую вошли ЦАГИ,ЛИИ,Акдемия наук,НИИ тепловых процессов,ЦИАМ,НИИ авиационных систем,Институт электромеханики и автоматики,ВНИИРА (радиосистемы навигации и посадки),РПКБ (системы траекторного управления),СОКБ ЛИИ(системы отображения информации),ПМЗ «Восход» (автономные рулевые системы),МПКБ «Восход» (системы воздушно-скоростных параметров),УПКБ «Деталь»(высотомеры),ТМКБ»Союз» ( двигатели газодинамического управления),Дубненский       маш.завод  ДМЗ (изготовленте аналогов ОС) и другие.

Вначале предполагалось,что самолёт- разгонщик будет делать ОКБ А,Н.Туполева.Однако Туполев отказался от этой темы и ОКБ-155 сами начали её прорабатывать.Были созданы  модели для продувок в аэродинамических трубах,определены основные аэродинамические характеристики.Однако,главная проблема заключалась в создании двигателя для ГСР,который проектировали ОКБ Архипа Люльки и ЦИАМ,На комбинированный двигатель (ТРД + прямоточка) тогда не решились  и пошли по пути усовершенствования ТРД и создания РТДп (ракетно-турбинного паро-водородного двигателя).Задача оказалась невыполнимой и , «промучившись» с ней несколько лет, закрыли тему.Работа над ОС проходила более успешно.Отсутствие ГСР не было в этой ситуацией критическим,т.к. орбитальные самолёты можно было выводить на орбиту и другими средствами,предусматриваемыми в проекте.