L'idée d'un avion spatial fusée capable de monter en orbite et de revenir sur Terre comme un avion est apparue il y a plusieurs décennies. Au fil du temps, son développement a conduit à la soi-disant. aéronefs orbitaux, y compris ceux qui ont trouvé une application pratique. Cependant, jusqu'à un certain temps, les travaux dans ce domaine n'ont pu donner les résultats souhaités. Les principaux pays du monde ont développé plusieurs projets d'avions spatiaux, mais ils ne sont pas allés plus loin que tester des équipements expérimentaux.
Il convient de noter que tous les premiers développements de l'URSS et des États-Unis dans le domaine des avions spatiaux, bien qu'ils n'aient pas conduit à l'émergence et à l'exploitation de technologies fondamentalement nouvelles, n'étaient toujours pas inutiles. Avec leur aide, des spécialistes d'un grand nombre d'institutions scientifiques et de conception ont pu acquérir l'expérience nécessaire, mener un certain nombre d'études et d'expériences et déterminer d'autres moyens de développer la technologie spatiale. Sur la base des nouvelles technologies et développements, de véritables échantillons d'avions spatiaux présentant les caractéristiques souhaitées ont rapidement été créés.
X-20 DynaSoar
Le premier projet d'avion spatial à part entière qui a eu la chance d'atteindre des vols d'essai est l'américain X-20 DynaSoar. Les travaux sur ce programme ont commencé à l'automne 1957 - quelques jours seulement après le lancement du premier satellite artificiel de la Terre, fabriqué en URSS. Les dirigeants militaires et politiques, ainsi que les chefs de l'industrie aérospatiale américaine, sont arrivés à la conclusion qu'il était nécessaire de créer leurs propres systèmes spatiaux, y compris ceux adaptés à un usage militaire.
L'avion spatial X-20 DynoSoar entre dans l'atmosphère. dessin de la NASA
À la mi-décembre, une conférence s'est tenue au NACA sur les moyens de développer la technologie des fusées et de l'espace. Il abordait trois principaux types d'engins spatiaux pour le transport de personnes ou de marchandises: une capsule avec lancement en orbite à l'aide d'un lanceur et retour le long d'une trajectoire balistique; un orbiteur de type Lifting Body, capable d'effectuer certaines manœuvres; ainsi qu'un avion spatial orbital à part entière. Sur la base des résultats des discussions, il a été décidé de développer les concepts de capsule "balistique" et d'avion spatial.
En fin d'année, l'US Air Force Research and Development Command a lancé un nouveau programme avec le code DynaSoar (abréviation de Dynamic Soaring - "dynamic planning"), dans lequel il était prévu de développer l'avion spatial. La formation des exigences pour le futur vaisseau spatial a commencé, ainsi que la collecte des demandes de participation au programme. La BBC a reçu plus d'une centaine de propositions au total, mais seulement 10 entreprises ont été impliquées dans le programme, dont certaines ont décidé de travailler ensemble.
Au début du printemps 1958, l'Air Force a pris connaissance d'une douzaine de projets préliminaires du système DynaSoar. Les sociétés de développement ont adopté des approches différentes et mis en œuvre des concepts différents. Dans le même temps, une partie importante des projets présentaient une certaine similitude. Ils prévoyaient la construction d'un avion fusée hypersonique, qui devait être relié à une fusée porteuse d'appoint. Les différences concernaient la conception de l'avion, la composition des systèmes embarqués et l'architecture du lanceur. L'armée de l'air considérait les projets des groupes d'entreprises Boeing-Vought et Bell-Martin comme les meilleures options. Ce sont eux qui ont été développés.
Séparation du lanceur et de l'avion spatial. dessin de la NASA
Parallèlement à la recherche des lauréats du concours, les militaires ont négocié avec la NACA: cette organisation était censée proposer des animations scientifiques et pratiques. L'accord correspondant est apparu à la fin de l'automne 1958. Par la suite, l'agence de R&D et les entreprises de l'industrie aéronautique ont travaillé ensemble sous la direction de l'armée de l'air. À cette époque, il a été décidé de réaliser le programme en plusieurs étapes - de la recherche à la construction et aux tests de la version de combat de l'avion spatial.
Au cours de 1959, les deux groupes de sociétés ont mené des activités de recherche et développement différentes. Au cours de cette période, le client a modifié à plusieurs reprises les exigences relatives à l'avion spatial. Début novembre, l'Air Force a sélectionné le gagnant du concours. La meilleure version du projet a été proposée par Boeing et Vought. Il est curieux qu'à cette époque cette dernière ait fortement réduit sa participation au projet - elle n'était responsable que de quelques unités du futur appareil. Martin a également participé au projet, qui consistait à développer le lanceur requis.
Le développement du futur prototype d'avion spatial a commencé à la toute fin de 1959. Cette étape des travaux a été désignée comme Phase Alpha. L'élaboration de l'apparence de l'avion spatial avec la désignation de travail X-20 a conduit à des résultats spécifiques. Ainsi, la conception du produit changeait constamment et s'éloignait de plus en plus de la version de base. En parallèle, l'élaboration d'un calendrier de construction et d'essais a été réalisée. A partir d'un certain temps, le client et le développeur ont prévu de réaliser une vingtaine de vols d'essai - et ce n'est que dans le cadre des premières phases.
Maquette de l'appareil X-20. Boeing Photos
Au milieu de 1961, les participants au programme avaient déterminé l'apparence finale du futur complexe de fusées et d'espace. En plus du vaisseau spatial hypersonique lui-même, un lanceur Titan IIIC spécialement modifié y était inclus. Au lieu d'une scène avec une charge utile, il a été proposé d'y installer un produit DynaSoar. La fusée à trois étages pourrait également être équipée d'un quatrième étage spécial. Cette unité était censée rester dans l'avion spatial, apportant une solution à certains problèmes.
Le projet X-20 impliquait la construction d'un avion spatial de taille moyenne avec un aspect caractéristique. L'aile delta basse était considérée comme optimale, au-dessus de laquelle se trouvait un fuselage avec un nez pointu et une paire de quilles latérales. Il a été proposé que la cellule soit constituée d'alliages d'acier résistant à la chaleur et recouverte de panneaux céramiques spéciaux. Le principe de refroidissement du carter a également été utilisé au moyen de radiateurs internes à liquide. À l'intérieur du fuselage se trouvait un cockpit monoplace, ainsi qu'un moteur-fusée à propergol liquide et d'autres dispositifs nécessaires. La longueur du véhicule ne dépassait pas 11 m, l'envergure était inférieure à 6,5 m et son propre poids était de 5,16 tonnes.
Selon les propositions de l'époque, des missiles guidés pourraient être placés dans la soute du X-20 pour attaquer des cibles en orbite ou sur Terre. De plus, l'utilisation de bombes à chute libre n'était pas exclue. Autant que l'on sache, le développement de fusées spécialisées espace-espace et espace-sol n'a pas encore dépassé le stade de la recherche préliminaire.
Pilote d'essai dans le cockpit du simulateur au sol. Boeing Photos
En septembre 1961, Boeing a présenté au client un modèle grandeur nature de l'avion spatial. Son approbation ouvrirait la voie au projet de construire un prototype à part entière. Les préparatifs des tests étaient également en cours: la NASA et l'Air Force ont commencé à recruter des pilotes pour participer aux futurs tests. Six pilotes ont été sélectionnés pour un groupe spécial. Ils devaient effectuer au moins neuf vols orbitaux.
Cependant, ces plans n'ont pas été réalisés. Déjà en octobre 1961, en lien avec l'émergence de programmes spatiaux concurrents, un plan avait été proposé pour réduire les coûts du projet X-20 DynaSoar. Ce document prévoyait une diminution du nombre de vols d'essai et une simplification des programmes de vol. Pour cette raison, le coût des tests devait être réduit à 920 millions de dollars et achevé en 1967. Il est curieux que l'un des programmes spatiaux parallèles de la même période ait fait l'objet de critiques si sévères qu'il a simplement été fermé.
Cependant, dans ce contexte, il n'y avait aucune raison de se réjouir. Déjà en février de l'année prochaine, le programme DynaSoar a été transféré dans la catégorie recherche, en raison de problèmes de développement d'un avion spatial et d'une fusée pour celui-ci. De plus, il y avait des difficultés à obtenir des financements et à organiser le travail. En octobre, une nouvelle version de la grille des programmes est apparue, prévoyant à nouveau une réduction des dépenses.
Disposition DynaSoar et ses créateurs de Boeing. Boeing Photos
En 1963, le projet DynaSoar fait face à un nouveau concurrent sous la forme du vaisseau spatial Gemini. Le Pentagone a comparé les deux développements et a tenté d'établir lequel d'entre eux présente le plus d'intérêt d'un point de vue militaire. Cela a été suivi de différends au sein du département militaire, dans le contexte desquels des rumeurs concernant la fin des travaux sur le X-20 ont circulé. Cependant, au printemps, Boeing a reçu un nouveau contrat pour poursuivre les travaux de développement. En parallèle, les discussions se sont poursuivies sur le financement et les tests futurs.
Le 20 décembre 1963, le secrétaire à la Défense Robert McNamara a ordonné la fin du programme DynaSoar en faveur du projet ASSET, avec une réorientation correspondante du financement. Selon les rapports, à cette époque, 410 millions de dollars ont été dépensés pour le programme DynaSoar. Le premier vol a nécessité des sommes comparables et plusieurs années de travail supplémentaires. Cependant, le projet n'a pas reçu le temps et l'argent nécessaires.
Spirale
Alors que la science américaine tentait de créer un avion spatial, les spécialistes soviétiques ont poursuivi le développement de vaisseaux capsules à descente balistique et ont eu beaucoup de succès dans ce domaine. Cependant, quelques années plus tard, les travaux ont commencé dans notre pays pour créer un avion orbital. Le projet domestique du système aérospatial a été nommé "Spirale".
Maquette du système aérospatial Spiral en configuration de décollage. Photo Epizodsspace.airbase.ru
On sait que l'une des raisons de l'apparition du thème "Spirale" était l'information sur les plans américains de création d'avions spatiaux, à savoir le projet DynaSoar. Dans le même temps, on peut noter que le développement ultérieur de l'astronautique pourrait se faire de différentes manières, notamment par la création d'avions spatiaux. Ainsi, "Spiral", bien qu'il ait été créé avec un œil sur des échantillons étrangers, peut être considéré comme un projet à part entière basé sur des idées originales.
Le concept final du système, combinant les idées d'un avion-fusée et d'un vaisseau spatial, a été proposé en 1964 par le 30e Institut central de recherche de l'Air Force. Cette proposition intéressa les dirigeants de l'industrie aéronautique et en 1965 une commande correspondante parut. Conformément à cela, l'A. I. Mikoyan devait développer un projet de système aérospatial prometteur avec le code « Spiral ». Les travaux sur ce sujet ont commencé en 1966, dirigés par le designer G. E. Lozino-Lozinsky.
Le 30e Institut central de recherche a achevé une partie importante des travaux, ce qui a grandement simplifié la tâche du Mikoyan Design Bureau. Les spécialistes de l'Institut ont formé l'architecture du futur complexe, ainsi que déterminé ses caractéristiques et ses capacités. Grâce à cela, les concepteurs d'avions n'avaient plus qu'à effectuer des travaux de développement. Cette approche offrait certains avantages. Ainsi, selon les plans du milieu des années soixante, le premier vol du « Spiral » pourrait avoir lieu dès le début de la prochaine décennie.
Profil de vol en spirale. Figure Epizodsspace.airbase.ru
Le système Spiral était basé sur un avion d'appoint spécial 50-50 d'apparence caractéristique. Il était censé avoir une aile en flèche et un ensemble de moteurs à réaction à forte poussée. Sur la partie supérieure de la machine, une plate-forme a été prévue pour l'installation d'un avion spatial orbital avec un étage supérieur. Selon le concept de base, le booster était censé monter à une altitude de 30 km et développer une vitesse d'environ M = 6. La longueur totale d'un tel engin atteignait 38 m avec une envergure de 16,5 m. La masse au décollage de l'ensemble du système aérospatial est de 52 tonnes.
La charge utile de l'accélérateur "50-50" était ce qu'on appelle. avion orbital avec un propulseur de fusée. L'avion spatial a été proposé pour être construit selon le schéma avec un fuselage de support, dans lequel la partie inférieure de la machine était l'avion de l'aile. Le fuselage lui-même avait une forme triangulaire avec une section transversale variable. Sur les côtés de la voiture, il y avait une paire d'avions effondrés sur les côtés. Une quille était prévue sur le fuselage. Le planeur a été proposé pour être fait d'aciers résistants à la chaleur; le revêtement a reçu un revêtement céramique spécial. Selon les calculs, à certaines étapes du vol, le nez du fuselage devait s'échauffer jusqu'à 1600°C, ce qui nécessitait une protection appropriée.
Il a été proposé que l'avion orbital "50" soit équipé de moteurs de soutien et de direction. D'une masse de 8 tonnes, il pouvait transporter une charge utile d'au moins 500 kg. La possibilité de créer un intercepteur orbital et de reconnaissance a été envisagée. De plus, il y avait un projet de bombardier spatial qui pouvait transporter 2 tonnes de fret. Grâce à l'avion d'appoint et au bloc d'appoint de la fusée, l'avion Spirali pourrait monter sur des orbites à une altitude d'au moins 150 km.
Plan orbital "50". Figurine Buran.ru
À la fin de la décennie, le bureau d'études de Mikoyan a achevé l'essentiel du travail théorique et préparé l'équipement pour les premiers tests pratiques. En juillet 1969, l'appareil expérimental BOR-1 ("Unmanned orbital rocket plane, the first") d'une conception simplifiée a été lancé. Un planeur textolite à l'échelle 1: 3 à l'aide d'une fusée R-12 modifiée a été amené à une trajectoire suborbitale. Le produit a brûlé dans l'atmosphère, mais a permis de collecter certaines données. En décembre de la même année, l'appareil BOR-2 avec une conception et une configuration différentes a été lancé. En vol, les systèmes de contrôle ont échoué et le prototype a grillé.
De juillet 1970 à février 1972, trois autres lancements de prototypes BOR-2 ont été effectués. Deux se sont soldés par un succès, un par un échec. En 1973 et 1974, deux essais de produits BOR-3 améliorés ont été réalisés. Dans les deux cas, les accidents se sont produits pour des raisons différentes. Malgré un certain nombre d'accidents et de défaillances, les tests des produits de la famille BOR ont fourni une grande quantité d'informations.
Déjà après le lancement du projet BOR, un arrêté a été émis pour mettre fin aux travaux sur le thème "Spirale". Les dirigeants du pays ont décidé de lancer les forces de l'industrie dans d'autres directions. Cependant, déjà en 1974, le programme a été repris et bientôt de nouveaux résultats ont été obtenus. La dernière réalisation dans la création du système aérospatial "Spiral" peut être considérée comme un avion analogique "105.11", ainsi que les orbiteurs BOR-4 et BOR-5.
L'un des prototypes du BOR-3. Photo Buran.ru
"105.11" / MiG-105 était une copie approximative de l'avion orbital "Spiral", mais ne pouvait voler que dans l'atmosphère et à une vitesse subsonique. Cet engin était destiné à la pratique de la descente et de l'atterrissage horizontal d'avions spatiaux. Le 11 octobre 1976, le premier vol "105.11" a eu lieu. La voiture a été amenée à une altitude et un cap donnés à l'aide d'un avion porteur Tu-95. De plus, la maquette a été abandonnée et, étant descendue, elle a atterri. Sept vols ont eu lieu, après quoi les tests ont été arrêtés en raison de la panne du prototype.
Au milieu des années 70, une tâche technique est apparue pour la création d'un système spatial réutilisable prometteur - le futur complexe Energia-Buran. Pendant plusieurs années, les partisans de Spiral et de Bourane se sont disputés et ont essayé de défendre leur camp, mais le problème a rapidement été résolu au plus haut niveau. Il a été décidé de réduire le thème de la Spirale au profit de Bourane moins audacieux mais prometteur. Dans le même temps, un certain nombre de développements du bureau de conception de Mikoyan et d'entreprises connexes devaient être utilisés dans un nouveau projet.
Au début des années 80, dans l'intérêt du projet Bourane, plusieurs lancements d'orbiteurs BOR avec des numéros de "4" à "6" ont eu lieu. Leur tâche était de tester la protection thermique du futur avion spatial et de résoudre d'autres problèmes. Toutes ces expériences ont contribué à la poursuite des travaux sur le « Bourane ». Il est important de noter que plusieurs prototypes utilisés dans les deux programmes de systèmes aérospatiaux ont été conservés et se trouvent maintenant dans des musées.
Succès et échecs
Depuis la fin des années cinquante, les deux pays leaders du monde, développant leurs programmes spatiaux, ont développé plusieurs projets audacieux d'avions spatiaux. Cependant, pour un certain nombre de raisons d'une nature ou d'une autre, ces projets n'ont pas pu aller trop loin. Au mieux, il ne s'agissait que de tester des appareils analogiques.
Expérimenté MiG-105 au Musée de l'Armée de l'Air. Photo Wikimedia Commons
Le projet X-20 DynaSoar a été fermé en raison de nombreux problèmes techniques, organisationnels et autres, dus à l'extrême complexité de la tâche technique. Les concepteurs et les scientifiques ont réussi à résoudre un certain nombre de problèmes importants, mais ces solutions n'ont pas été testées dans la pratique à l'aide d'un avion spatial expérimental à part entière. Cependant, de nombreuses idées et technologies créées pour le premier avion spatial américain ont ensuite été utilisées dans de nouveaux projets. Le résultat principal de tout cela était le complexe du système de transport spatial et son élément principal - le vaisseau spatial réutilisable de la navette spatiale.
L'histoire du projet soviétique "Spirale" et son achèvement étaient différents. Elle est apparue comme une sorte de réponse au développement étranger, mais en même temps elle s'est développée différemment. De plus, il s'est avéré plus réussi: l'A. I. Mikoyan a effectué les tests nécessaires, y compris avec des vols suborbitaux. La principale raison du rejet de la "Spirale" était l'émergence de propositions et de projets alternatifs. Dans le même temps, les développements du programme ont immédiatement trouvé place dans des projets prometteurs, ainsi que quelques produits expérimentaux. En fait, un projet a immédiatement "fusionné" dans un autre et a assuré son développement.
Il est bien connu que les projets audacieux qui ouvrent de nouvelles voies ne donnent pas toujours les résultats escomptés. Néanmoins, avec leur aide, les spécialistes collectent les données nécessaires et acquièrent une expérience précieuse, qui peut ensuite être utilisée lors de la création de nouveaux projets. C'est ce qui devient le principal résultat de programmes qui ne sont pas très réussis à première vue. Cependant, dans le cas de DynaSoar et Spiral, la situation semble plus compliquée. Une seule version de l'avion spatial, créée grâce à leur expérience, a atteint son plein fonctionnement, et même celle-là est déjà partie à la retraite.
