главная экспериментальные
   X-20 Dyna-Soar
       
Разработчик: Boeing
Страна: США
Первый полет:
Тип: Космический планер
  ЛТХ     Доп. информация
   


4 октября 1957 г. Советский Союз вывел на орбиту первый искусственный спутник Земли "Спутник-1". Западные правительства были в глубоком шоке, и меньше чем через неделю ВВС США объединили проекты Brass Bell, RoBo и HYWARDS в единую программу разработки, насчитывающую три стадии и названную Dyna-Soar (от Dynamic Soaring - (Разгон и Планирование), в соответствии с методикой повторного входа в атмосферу Эугена Зенгера).

Конференция, называемая в NASA Комитетом по Управлению Гиперзвуковыми Исследованиями, открытая 15 октября 1957 г. в Аэронавигационной Лаборатории НИЦ имени Эймса, определила направление работ по проекту Dyna-Soar, и предложила три различных подхода к пилотируемому космическому полету. Меньшая часть, во главе с Maxime Faget, приводила доводы в пользу чисто баллистического тела затупленной формы для входа в атмоферу, такой, какой по существу стали позже капсулы космический кораблей "Меркурий" и "Джемини". Другая меньшая часть одобрила подход "несущий корпус", тела затупленной формы, приспособленное ко входу в атмосферу и имеющее умеренное аэродинамическое качество, которой позволяло ему совершать ограниченные маневры во время входа в атмосферу. (Интересно отметить, что более поздние проекты капсул NASA имели в действительности даже несколько большее аэродинамическое качество. Фактически, Аполлон имел коэффициент отношения подъемной силы к сопротивлению Cx/Cy порядка 0,8:1 и конкурировал с некоторыми из ранее предложенных "несущих корпусов" в способности бокового маневра при входе в атмосферу, хотя никогда этим не пользовался). Оставшаяся часть конференции одобрила концепцию гиперзвукового планера с плоской нижней частью.

21 декабря 1957 г. Командование научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ Военно-Воздушных сил (ВВС) выпустило Директиву 464L для "Первого шага" разработки системы Dyna-Soar, небольшого одноместного гиперзвукового РАКЕТОПЛАНА - демонстратора концепции.

Цели первого шага в разработке системы Dyna-Soar состояли в том, чтобы построить аппарат для получения данных о режимах полета, значительно превышающих режимы полета самолета X-15, при этом также получить средство, с помощью которого возможно было бы оценить возможности различных подсистем с военной точки зрения. Ожидалось получение скорости 12,250 миль/час и высоты 170,000 футов (51,9 км), используя стартовый ускоритель, выбранный для HYWARDS. Второй шаг включал бы достижение тех же целей, что и более ранняя программа Brass Bell. Двухступенчатый стартовый ускоритель разгонял бы аппарат до скорости 15,000 миль/час на высоте 350,000 футов (106,8 км), допуская при этом планирование на дальность 5,750 миль. Система должна была быть способна производить высококачественное фотографирование и радиолокационную разведку. Кроме того, она должна была способна выполнять ограниченные полеты с целью бомбардировки. Аппарат последнего, "Третьего Шага", включал большинство возможностей, предварительно предусматриваемых для RoBo. Однако имелся ввиду более сложный аппарат, способный к орбитальному полету при выполнении стратегической разведки и бомбардировочных полетов.

К 25 января 1958 г. ВВС имели список из 111 потенциальных участников конкурса на концептуальный демонстратор; десять компаний были выбраны, чтобы получить заявки на предложения, включая Bell, Boeing, Chance Vought, Convair, Douglas, General Electric, Lockheed, Martin Marietta, North American, и Western Electric. Позже, дополнительно к списку были добавлены три крупных аэрокосмических подрядчика, McDonnell, Northrop и Republic, хотя в результате объединения нескольких фирм в группы было фактически получено только девять предложений, которые могли конкурировать за получение контракта на научные исследования.

Различные предложения были представлены на рассмотрение комитету по выбору предложений в марте 1958 г., и представлены два основных подхода к выполнению первого орбитального полета. Первая концепция, получившая название "Сателлоид", использовала планер, летящий при скорости 17,400 миль/час на высоте 400,000 футов (122 км), имея таким образом глобальную дальность, как у спутника. Второй подход использовал планер, имеющий несколько больший коэффициент Cx/Cy, который мог облетать Землю, используя модифицированный вариант концепции Зенгера после того, как поднимался на высоту не более 300,000 футов (91,5 км).

Три подрядчика предложили первый подход; фирма Republic предлагала планер с дельтавидным крылом массой 16,000 фунтов (7258 кг), разгоняемый с помощью трехступенчатого твердотопливного стартового ускорителя и способный нести на борту одну большую ракету класса "Космос-Земля". Фирма Lockheed предложила планер аналогичной конструкции массой 5,000 фунтов (2268 кг), но предложенный ей носитель "Атлас" не давал возможность достичь аппарату глобальной дальности полета. Фирма North American рассчитала двухместную концепцию, названную X-15B, представляющую собой самолет с дельтавидным крылом, оснащенный уникальным жидкостным полутораступенчатым стартовым ускорителем с одноразовым баком, в чем прослеживается связь с космический кораблем типа Space Shuttle.

Другие шесть подрядчиков выбрали планер с высоким коэффициентом Cx/Cy. Фирма Convair предложила планер с дельтавидным крылом массой 11,300 фунтов (5126 кг), включающий воздушно-реактивные двигатели для посадки, хотя, что интересно стартовый ускоритель не исследовался (Интересно потому, что Convair был основным подрядчиком МБР Атлас, предложенным в качестве носителя другими конкурентами. Атлас вскоре стал постепенно сниматься с вооружения как МБР, но был широко использован в проекте Меркурий, и продолжает оставаться важным носителем для запусков в космос и в 1990-е годы). Проект фирмы Douglas использовал планер массой 13,000 фунтов (5897 кг) со стреловидным крылом, стартующий с помощью трех модифицированных ступеней МБР Minuteman, работающих параллельно. Добавление второй ступени позволяло бы аппарату достигнуть орбиты, но первоначально планер не имел соответствующих систем жизнеобеспечения для длительного орбитального полета. Фирма McDonnell предложила подобный проект со стреловидным крылом, но выбрала для старта модифицированную МБР Атлас. Фирма Northrop предложила планер массой 14,200 фунтов (6441 кг), запускаемый гибридным ускорителем, использующим твердое горючее и жидкий окислитель. Группа Bell-Martin разработала планер массой 13,300 фунтов (6033 кг) с дельтавидным крылом и экипажем из двух человек. Аппарат должен был использовать модифицированную МБР Титан в качестве ракеты-носителя. Фирмы Boeing и Vought, собравшись с силами, предложили совместно небольшой планер массой 6,500 фунтов (2948 кг) с дельтавидным крылом, использующий связку двигателей МБР Minuteman в качестве стартового ускорителя. Планер группы Boeing-Vought был способен нести полезный груз в 500 фунтов (227 кг), который включал пилота в высотном скафандре и фактически оставлял слишком мало места для чего-нибудь еще.

В то время как начальный конкурс среди подрядчиков продолжался, ВВC и NASA заключили соглашение, очерчивающее участие NASA в программе Dyna-Soar. Соглашение было подписано 14 ноября 1958 г. и устанавливало, что NASA обеспечит "... технический совет и помощь...", в то время как ВВС обеспечивали бы финансирование, управление и менеджмент программы. Технический совет фактически начал работу прежде, чем в марте 1958 г. начал действовать исходный выборный совет. Джон Бекериз НИЦ имени Langley рекомендовал забраковать концепцию с высоким коэффициентом Cx/Cy, включающую конструктивно сложный охлаждаемый водой планер, рекомендованный ранее в проекте HYWARDS. Вместо этого он предложил небольшой планер, относительно простой, с радиационным охлаждением, имеющий коэффициент Cx/Cy на сверхзвуке, равный 2.0, увеличивающийся на дозвуковой скорости до 5,0. Такой аппарат, по мнению Бекера, мог быть заказан быстрее и с меньшим техническим риском, а также значительно ослаблял проблему выбора стартового ускорителя необходимой тяги. Основной аппарат мог служить одинаково также в качестве продвинутого прототипа Ракетоплана, а также в качестве перспективной системы оружия и маневренной космической системы для входа в атмосферу и посадки.

Из всех подрядчиков только группа Boeing-Vought и Bell-Martin фактически сделала попытку разработки действительно орбитального космического аппарата, в то время как другие предусматривали создание некоего гиперзвукового исследовательского аппарата, который мог быть в конечном счете превращен в орбитальный аппарат. Не поддерживая такой промежуточный подход, Военно-Воздушные силы выбрали 16 июня 1958 г. группы Boeing-Vought и Bell-Martin, чтобы предпринять более детальные исследования. Так уж получилось, что только группа Boeing-Vought предложила малый аппарат, прямо соответствующий концепции, предложенной Бекером. Проект этой группы, однако, содержал несколько дефектов, главным образом в части аэродинамики проекта, которые ухудшали вход в атмосферу в части нагрева конструкции. Группа Bell-Boeing использовала более высокое отношение Cx/Cy со среднерасположенным крылом, которое также имело серьезные проблемы с нагревом, но исходная выборная комиссия, рассматривая опыт фирмы Bell по проектированию горячий конструкции в ранних проектах BoMi и Системы 118P, сочла риск вполне преодолимым. Обе группы были впоследствии проинформированы Бекером и другими специалистами NASA по поводу результатов различного исследований НИЦ NASA имени Langley и Ames.

С учетом ожидаемых ограничений финансирования, объединенное ведомство по проекту Dyna-Soar выпустило предварительный план работ, который вытеснил собой "трехшаговый" подход, одобренный в октябре 1957 г. Теперь программа состояла из двух фаз, первая из которых должна был оценить аэродинамические характеристики, эффективность присутствия на борту пилота и работу подсистем военного испытательного аппарата. Для достижения этих целей группы Boeing-Vought и Bell-Martin рассматривали Dyna-Soar как пилотируемый планер с большой стреловидностью крыла по передней кромке. Масса планера колебалась между 7,000 и 13,000 фунтами (3175-5897 кг), скорость составляла 17,000 миль/час на высоте 300,000 футов (91,5 км). Проектное ведомство настаивало на использовании связки твердотопливных ступеней МБР Minuteman в качестве стартового ускорителя для аппарата. При принятии предварительного плана разработки, утвержденного в марте 1959 г, ведомство полагало, что испытания аппарата со сбросом с самолета и планированием могли начинаться в январе 1962 г., продолжиться пилотируемыми суборбитальными испытательными полетами с июля 1962 г. и выполнением полностью орбитального полета в октябре 1963 г. Исследования системы оружия будут проводиться одновременно с разработкой аппарата, с обеспечением начальной боеготовности вооруженного аппарата Dyna-Soar II в конце 1967 г. Ожидалось, что Dyna-Soar II может использоваться для разведки, противовоздушной и противокосмической обороны и выполнения бомбардировочных миссий. Возможные системы оружия, предусматриваемые для аппарата Dyna-Soar II, включали управляемые ракеты класса "Космос-Космос", "Космос-Воздух" и "Космос-Земля", а также обычные бомбы.

23 апреля 1959 г. Директор по научным исследованиям и технике Министерства Обороны доктор Х.Ф.Йорк предпринял училия, чтобы установить новые цели для аппарата Dyna-Soar I. Теперь аппарат должен был обеспечить до-орбитальные исследование в гиперзвуковом полете при скоростях до 15,000 миль/час. Никаких новых стартовых ускорителей разрабатывать не предполагалось. Вместо этого должен был быть запущен с помощью существующих носителей, принадлежащих ВВС или NASA. Вторичными целями на данном этапе финансирования должны были стать испытание различных военных подсистем и достижение орбитальных скоростей. Не удивительно, что ВВС не одобряли такой подход. Это противоречило тому, что вкладывалось в программу Dyna-Soar, и вело к искажениям программы и ее возможной смерти.

29 октября 1959 г. был выпущен еще один обзор требований к системе Dyna-Soar, и снова департамент Космоса ВВС выразил потребность в орбитальном аппарате с военными возможностями. 1 ноября проектное ведомство завершил другой план разработки, возвратившись к "трехшаговому" подходу. Первый шаг - пилотируемый планер массой от 6,570 до 9,410 фунтов (2980-4268 кг), который будет запущен по суборбитальной траектории с помощью модифицированного носителя Титан I. Второй шаг - использование более мощного ускорителя, чтобы достигнуть орбитальных скоростей и выполнять ограниченные военные работы. Третий шаг - создание полномасштабной орбитальной системы оружия, используя носитель Титан III. Теперь ожидалось, что первое из 19 испытаний со сбросом аппарата с самолета-носителя будет проведено в апреле 1962 г. На июль 1963 намечалось проведение первого беспилотного суборбитального полета. Восемь пилотируемых суборбитальных полетов планировались провести начиная с мая 1964, на что предполагалось потратить $493,6 миллионов, включая издержки разработки Dyna-Soar. Первый пилотируемый орбитальный полет как Второй шаг программы, мог быть выполнен в августе 1965 г. со стартового комплекса │40 станции ВВС Мыс Канаверал во Флориде. Этот план был одобрен Комитетом Систем Оружия ВВС 2 ноября 1959 г.

Группа Boeing-Vought была объявлена победителем конкурса на проект Dyna-Soar 9 ноября 1959 г. (Участие фирмы Vought в проекте в конечном счете свелось к разработке и изготовлению высокотемпературного носового закругления (наконечника). Позже эта работа дала фирме Vought возможность выжить, когда потребовалось разработать высокотемпературные законцовки носовой части и передней кромки крыла из материала "углерод-углерод" для корабля Space Shuttle.) Контрактом AF33 (600) -39831 был подписан 11 декабря 1959 г. Фирма Martin Marietta получила контракт на разработку варианта носителя Титан, приспособленного для выполнения пилотируемого полета. Dyna-Soar был официально обозначенная в ВВС как Система 620A 17 ноября 1959 г. Впоследствии, 27 апреля 1960 г., Военно-Воздушные силы заказали десять "серийных" аппаратов Dyna-Soar и присвоили им серийные номера ВВС от 61-2374 до 61-2383. Программа закупок запрашивала поставку двух аппаратов в течение 1965 г., четырех - в 1966 г., и двух в 1967 г. Два корпуса других аппаратов должны были использоваться для статических испытаний и беспилотных испытаний со сбросом с самолета-носителя, которые наиболее вероятно предполагалось завершить в 1965 г. 6 декабря 1960 г. было объявлено о заключении двух дополнительных контрактов: один с фирмой Honeywell для разработки основных бортовых системы и один с фирмой RCA десятью днями позже для разработки систем связи и передачи данных.

Последующее усилия конструкторов, направленные на разработку аппарата Dyna-Soar, потребовали почти два года. Первая фаза этих работ была названа достаточно логично как "Фаза Альфа". Подрядчики исследовали несметное число конструктивных решений. Был учрежден специальный комитет, изветный как "Группа Альфа", предназначенный для сравнения технических данных и проектов, касающихся определения орбитального аппарата Dyna-Soar. Аппарат, который в конечном счете появился на свет, как иронично отмечалось, имел куда большее сходство с концепцией, предложенной группой Bell-Martin, чем более близкая к победе концепция группы Boeing-Vought. Он состоял из дельтавидного крыла с двумя концевыми шайбами вертикальных стабилизаторов и фюзеляжа со слегка приподнятой и закругленной на конце носовой частью. Он был изготовлен большей частью из экзотического суперсплава Rene-41 по концепции "горячей конструкции", но включал в себя тепловой экран из молибденового суперсплава на своей нижней поверхности. Испытания установили, что экран обеспечивает защиту для аппарата массой около 10.000 фунтов (4536 кг) при температуре приблизительно 2700F (1480 С). Передние кромки крыла должны были закрываться сегментами из сплава молибдена, которые могли выдерживать температуры до 3,000F (1650 С). Отдельные места аппарата, которые при входе в атмосферу нагревались по 4,300F (2371 С), могли быть защищены армированным графитом и циркониевым полусферическим колпаком в носовой части фюзеляжа.

В начале 1960 г. ВВС объявили о проведении ряда испытаний по входе в атмосферу с использованием многоразового носового конуса RVX-2 (В оригинале RVX (или RVX-I) был первым носовым конусом МБР с абляционной защитой, спасенного после полета на большую дальность в мае 1958 г.). Аппарат RVX-2 планировалось запустить с помощью МБР Атлас со скоростью около М=22 для доказательства критического нагрева и аэродинамических испытаний некоторых подсистем Dyna-Soar. Бекер и МакЛеллан из НИЦ имени Лэнгли придумали довольно маловероятную совокупность испытаний, которая привела в тупик программу конического аппарата RVX-2. Приблизительно половина предложенных испытаний, связанных непосредственно с программой Dyna-Soar I, в то время как остальные имели более общий характер, включая испытание множества форм аппаратов типа "несущий корпус" для входв в атмосферу, а также нескольких конструкций хвостовой части. К сожалению для группы Dyna-Soar, ВВС позже отменили полеты RVX-2 из-за финансирования ограничений, хотя Бекер попробовал, хотя и неудачно, продолжить их под покровительством NASA.

Еще один план разработки, выпущенный 1 апреля 1960 г. позже предусматривал трехфазную программу, представленную в ноябре 1959 г. Чисто суборбитальный "Первый шаг" был теперь направлен к достижению четырех основных целей:

  • исследование областей максимального нагрева во время входа в атмосферу;

  • исследование маневренности во время входа в атмосферу;

  • демонстрация методов обычной горизонтальной посадки;

  • оценка способности человека успешно работать в течении длительного гиперзвукового полета.

Теперь планировалось выполнить 20 воздушных запусков начиная с июля 1963 г. с использованием ракетного двигателя XLR-11, чтобы обеспечить скорости до М=2. Термин "воздушный запуск" в данном случае означает, что ракетный двигатель, установленный на аппарате, служит для достижения последним более высоких скоростей, чем те, что возможны при пассивном сбросе аппарата с самолета-носителя и планировании без двигателя. Первоначально в качестве такого двигателя рассматривался основной двигатель аппарата, наиболее вероятно XLR-11, однако когда к конструкции аппарата была добавлена тормозная двигательная установка (ТДУ), было установлено, что модифицированный вариант такой ТДУ может быть использован для выполнения воздушных запусков. Второй шаг был подразделен теперь на "Шаг IIA", предназначенный для сбора данных относительно маневрирования с орбитальными скоростями и работы военных подсистем, и "Шага IIB", целью которого было создание промежуточной действующей системы, способной к выполнению орбитальной разведки и инспекции спутников. Полностью рабочая система оружия стала целью "Шага III".

26 апреля 1961, ведомство Dyna-Soar выпустило предварительный план летных испытаний: 20 воздушных запусков последуют начиная с января 1964 г., два пуска беспилотных аппаратов состоятся начиная с августа 1964 г., а первый из 12 пилотируемых суборбитальных полетов состоится в апреле 1965 г. с помощью модифицированной ракеты "Титан II". В первых пилотируемых полетах, как ожидалось, будут достигнуты скорости от 11.000 до 15.000 миль/час. План также детализировал последующие испытания, включая одновитковый орбитальный полет с Мыса Канаверал до Эдвардса в апреле 1966 г. Появление промежуточного действующего аппарата, способного к выполнению разведки, инспекции спутников, снабжению станций и бомбардировочным полетам ожидалось к октябрю 1967 г.

Полностью рабочая система, оснащенная управляемыми ракетами классов "Космос-Земля" и "Космос-Космос", могла появиться в конце 1971 г. Весьма скоро после выпуска этого плана финансовые ограничения вынудили объединить цели "Шага I" и "Шага IIA", хотя фактический план летных испытаний не изменялся.

Однако 19 мая 1961 г. Отдел космических систем ВВС (SSD) объявил собственную пилотируемую программу SATELLITE INSPECTOR (Спутник-Инспектор), сокращенно SAINT (Святой). Предложенный двухместный демонстратор SAINT II имел концепцию аппарата с несущим корпусом и был развитием беспилотного аппарата SAINT I, находящегося в разработке SSD. (Беспилотный SAINT I был отменен в середине 1961 перед первым полетом). SAINT I представлял собой орбитальную систему, способную идентифицировать и уничтожать спутники на околоземной орбите. Предложение по SAINT II включало пилотируемый аппарат, способный к выполнению задач высокоточного сближения на орбите, и снабжения в космосе. Лежащий в основе концепции аппарат с несущим корпусом был способен маневрировать при входе в атмосферу для выполнить захода на посадку в заранее определенном месте. SAINT II должен был запускаться при помощи РН "Титан II" с новой верхней ступенью, названной Shariot (Колесница) и работающей на высокоэнергетическом топливе "жидкий фтор - гидразин". Были запланированы двенадцать пилотируемых орбитальных полетов, начинающихся беспилотным полетом в начале 1964 г. и первым пилотируемым полетом в конце того же года. SAINT II должен был иметь возможность маневрирования как на низких околоземных, так и высоких орбитах.

Должностные лица из SSD назвали несколько причин, по которым начальный вариант РАКЕТОПЛАНА Dyna-Soar I не мог выполнять миссии, предназначенные для SAINT II, главным образом из-за ограничений по полезному грузу и неспособности работать на высоких околоземных орбитах. Устанавливалось также, что скорость входа в атмосферу аппарата Dyna-Soar не могла быть увеличена значительно из-за температурных ограничений материала, из которого изготавливался силовой набор аппарата, а адаптация к конфигурации абляционной теплозащиты исключалась. Оценочная стоимость программы SAINT II ($ 413.8 млн.долл. на 1962-1965 финансовые годы) позволяла рассматривать ее в качестве серьезного соперника Dyna-Soar в борьбе за финансирование.

К лету 1961, группа Boeing-Vought достигла значительного прогресса в укреплении базовой концепции планера начального варианта аппарата Dyna-Soar I. Продвигались исследования конфигурации в аэродинамических трубах, различные отделения фирмы Boeing проводили многочисленные испытания материалов и подсистем. К этому моменту носовой колпак (носовая законцовка) фюзеляжа из экзотического материала графит-цирконий был заменен керамическим теплоизолирующим покрытием из колубмия (ниобия). Основная теплозащита аппарата состояла из "водяной стенки", которая использовала скрытую теплоту испарения для рассеивания тепла между внутренними и внешними оболочками. Эти оболочки были изготовлены либо из суперсплава Rene-41, либо из молибдена и/или ниобия в зависимости от их расположения на аппарате. Внутренняя защита обеспечивалась двумя новыми изоляционными материалами, называемыми Dyna-Flex или Micro-Quartz, в первом приближении напоминающими толстую стекловолоконную изоляцию, но способными обеспечить намного лучшую защиту. Dyna-Flex также известен под названием Cerrachrome (Церрахром), в то время как Micro-Quartz - под названием Q-Fiber Felt (стекловолоконный войлок Q). Оба представляют собой прошитый волоконный материал, который сейчас продолжает использоваться в ряде высокотемпературных приложений.

Полноразмерный макет в Сиэтлском подразделении фирмы Boeing был рассмотрен ВВС и NASA 11 сентября 1961 г. Конструкция с двойной стенкой и водяным охлаждением была заменена на простую "горячую конструкцию" вскоре после проведения этого осмотра.

Типичный одновитковый полет предусматривал следующее: Dyna-Soar стартует с помщью РН "Титан-IIIC" со стартового комплекса 40 на мысе Канаверал, достигнув орбиты через 9,7 минут после запуска на высоте 320,000 футов (97,6 км) и скорости 16,670 миль/час (24,450 фут/сек или 7457 м/с). Аппарат Dyna-Soar остается на орбитальной высоте, выполняя полет на дальность приблизительно 12,000 миль, начиная возврат на Землю приблизительно на дальности 13,000 миль. Возвращение в атмосферу проходит примерно через 2,000 миль при скорости 16,000 миль/час. Аппарат совершает посадку на Авиабазе Эдвардс через 107 минут после запуска, приближаясь к ВПП при скорости 250 миль/час. Посадка происходит при скорости 175 миль/час, посадочная дистанция 2.750 футов (839 м).

Также во время подробной работы макетной комиссии ВВС направили фирме Boeing требование об оснащении аппарат системами для полета по многовитковой орбите в противоположность одиновитковой орбите. Это требовало установки более сложной системы наведения, а также ТДУ для сход с орбиты. Ранее одновитковое полетное задание Dyna-Soar не требовало использование ТДУ, благодаря чему, в значительной степени профиль полета был просто баллистической траекторией полета вокруг Земли. Были исследованы два различных вариант ТДУ: в соответствии с первым двигатель малой тяги устанавливался в переходнике в хвостовой части планера, по другой к РН "Титан-III" присоединялась новая (четвертая) ступень в двигателями тягой 16,000 фунтов (7258 кгс), создавая "Титана IIIC". Эта четвертая ступень могла использоваться для точного выведения на орбиту, а затем оставаться присоединенной к планеру и включаться повторно, чтобы обеспечить сход с орбиты. Правильная размерность ступени могла обеспечить в будущем доступ к высоким околоземным орбитам. Этот последний метод был впоследствии выбран для рабочих вариантов аппарата Dyna-Soar.

С этого момента планер Dyna-Soar имел длину 35,3 футов (10,77 м) и имел дельтавидное крыло с большой стреловидностью по передней кромке размахом примерно 20.4 футов (6,22 м) и площадью примерно 345 квадратных футов (32,1 кв.м). Аэродинамическое управление аппаратом обеспечивалось стандартными элевонами на задней кромке крыла, которые приводились в действие гидравликой и могли обеспечивать управление как по крену, так и по тангажу. Для управления полетом должна была использоваться адаптивная система управления Honeywell MH-96, идентичная той, который позже привела к аварии третьего самолета X-15. К этому моменту планер имел "пустую" массу 10,830 фунтов (4912 кг) и полностью укомплектованную 11,390 фунтов (5167 кг).

Пилот располагался в кресле, которое могло катапультироваться с помощью РДТТ и обеспечивало безопасное катапультирование только при дозвуковых скоростях. Планер Dyna-Soar управлялся стандартными рулевыми педалями и боковой ручкой управления. Кабина экипажа была оснащена боковыми окнами и ветровым стеклом, которые были защищены при входе в атмосферу теплозащитным экраном, который сбрасывался только перед посадкой. Полезный груз массой до 1,000 фунтов (454 кг) можно было поместить в отсек емкостью 75 кубических футов (2,13 куб.м) сразу за кабиной пилота. Трехопорное посадочное шасси состояло из трех убираемых стоек, оснащенных адаптируемыми полозьями. Посадка могла быть совершена на поверхности высохших соляных озер подобно самолету X-15. В группу Dyna-Soar были отобраны шесть летчиков, включая капитана Альберта Крю, майора Генри Гордона, капитана Уильяма Й.Найта, майора Рассела Роджерса, майора Джеймса Вуда и летчика - испытателя NASA Милтон О.Томпсона.

7 октября 1961 г. должностные лица программы Dyna-Soar обнародовали план еще одной реструктуризации программы, на сей раз включив в нее разработку аппарата-демонстратора для полета на высоких околоземных орбитах в дополнение к первоначально предусмотренному аппарату для полета по низким орбитам. Этот план полностью отказывался от испытаний по суборбитальным траекториям и уменьшал число воздушных пусков в 15 полетов. Ведомство программы Dyna-Soar ожидало выполнить первый беспилотный орбитальный полет в ноябре 1964 г., и первый пилотируемый орбитальный полет в мае 1965 г. с помощью РН "Титана-IIIC". Следующие пять пилотируемых полетов должны были быть многовитковыми. Девятый испытательный полет, который предлагалось выполнить в июне 1966 г., имел целью исследование в беспилотном варианте входа в атмосферу со скоростями, которые развиваются при возвращении с высоких околоземных орбит. Дальнейшие девять полетов (пилотируемых) планировалось провести с демонстрации военного потенциала системы при выполнении инспекционных и разведывательных операций. Эта программа летных испытаний должна была завершиться в декабре 1967 г. при общей стоимости $ 921 миллионов. Однако никаких конкретных заданий для промышленности и рабочих программ эксплуатации в пересмотренный план включено не было.

Тогда же в октябре 1961 г. группа управления ВВС строго критиковала программу SAINT II, настаивая, чтобы заложенное в нее число летных испытаний и предложенное ограниченное финансирование было слишком нереалистичными. Эа критика уничтожила программу SAINT II, и в результате ВВС запретили далее использование обозначение SAINT.

23 февраля 1962 г. Министр обороны Макнамара одобрил последнюю реструктуризацию. С этого момента Dyna-Soar официально называлась научно-исследовательской программой, имеющей целью исследовать и показать возможность выполнения пилотируемым орбитальным планером маневрирования при входе в атмосферу и посадки на взлетно-посадочную полосу в заданном месте Земли с необходимой точностью. После рассмотрения различных вариантов обозначения (включая XJN-I и XMS-I - "Экспериментальный Пилотируемый Космический Корабль - Один"), Dyna-Soar 19 июня 1962 г. был обозначен как X-20. Впоследствии название Dyna-Soar также сделалось официальным. К этому времени стало очевидно, что возможность адекватного финансирования для РН "Титан-IIIC", который приобретался отдельно, вскоре должна была стать главным ограничением в разработке программы Dyna-Soar. Планировалось, что первый беспилотный испытательный полет X-20 будет выполнен во время четвертого пуска "Титана-IIIC", но дата запуска не могли быть определены до тех пор, пока не будет установлена готовность носителя. Формально финансирование "Титана-IIIC" было одобрено Конгрессом 15 октября 1962 г., и вскоре после этого был выпущен пересмотренный план запусков X-20.

Но Dyna-Soar оказался перед лицом нового конкурента - космического корабля Blue-Gemini. 18 января 1963 г. Макнамара приказал провести сравнительные исследования проектов X-20 и "Джемини" (NASA) с тем, чтобы определить, какой из аппаратов имеет больший военный потенциал. Главным пунктом исследований было то, что "Джемини" должен был быть двухместным, а X-20 - одноместным, и это на фоне подписания соглашения с NASA о допуске военных экипажей к полетам на "Джемини". Руководитель ВВС по персоналу Генерал Куртис ЛеМей настаивал, чтобы цель участия ВВС в программе NASA "Джемини" ограничивалась получением опыта и информации относительно пилотируемого космического полета, а Dyna-Soar имел привилегию рабочей системы. Макнамара, однако, не был убежден, что ВВС могли демонстрировать жесткие требования при любой возможности выполнения пилотируемого орбитального полета.

Тем не менее, 26 марта 1963 г. фирма Boeing получила $ 358076923 в рамках дополнительного контракта для продолжения разработки, производства и испытаний X-20, хотя к этому времени уже циркулировали постоянные слухи об отмене программы. Контракт включал переделку бомбардировщика B-52C (серийный номер 53-0399) для воздушных пусков, и модификацию Пускового комплекса │40 на Станции ВВС Мысе Канаверал AFS для запусков РН "Титан-IIIC" с планером Dyna-Soar. Эти модификации так и не были завершены.

Тем временем, программу Dyna-Soar необходимо было еще раз реструктурировать в соответствии со снижением финансирования. В то время как последние бюджетные показатели оставались верными для 1964 финансового года, воздействие переадресации программы Dyna-Soar, выполненной в октябре 1961 г., становилось все более очевидным. Военной целью окончательного варианта первого эскизного проекта Dyna-Soar была разработка орбитальных аппаратов для разведки и бомбардировки. Эти цели были изменены, и главный акцент пришелся на разработку суборбитальных и орбитальных исследовательских аппаратов. К середине 1963 г. Министерство Обороны серьезно сомневалось относительно необходимости программы Dyna-Soar. Казалось, что альтернативы программы X-20 были строго очерчены: либо достижение военных целей, либо прекращение программы.

Военная программа летных испытаний, определенная впоследствии ВВС для Dyna-Soar, включала шесть полетов X-20A, четыре полета для испытания оборудования для разведки и инспекции спутников, затем следовали два "рабочих" полета для демонстрации возможности инспекции спутников. Стоимость разработки и испытаний военного варианта X-20A достигала $ 228 миллионов в дополнение к основным издержкам программы Dyna-Soar.

Ведомство проекта Dyna-Soar также завершило исследование относительно использования предложенного аппарата X-20B для проведения противоспутниковых операций. К основной программе X-20 были добавлены два полета для демонстрации эксплуатационных возможностей аппарата при дополнительной стоимости $ 227 миллионов. Для выполнения программы эксплуатации Dyna-Soar из 50 полетов необходимо было выделить $ 1.2 миллиарда в течение 1965-1972 финансовых годов. Вариант для проведения инспекции спутников на высоких орбитах, обозначенный как X-20X, мог совершать полет продолжительностью 14 суток с экипажем из двух человек на высоте до 1.000 миль. Первый полет варианта X-20X был запланирован на сентябрь 1967 г. и нуждался в дополнительном финансировании в размерах $ 350 миллионов.

Хотя военные цели программы Dyna-Soar были окончательно определены, убедить Вашингтон в том, что программа необходима, было трудно. Военное присутствие в космосе могло быть реализован быстрее, и намного более экономно при участии в проекте NASA "Джемини". Например, небольшие изменения в оборудовании и профиле полета при затратах только в $ 16.1 миллионов, могли позволить испытать военные подсистемы на борту корабля "Джемини" во время длительного (14 суток) полеты. Основное преимущество "Джемини" состояло в том, что он было легче, чем X-20 и следовательно, мог нести большее количество топлива для орбитального маневрирования, или больший полезный груз при использовании меньшего, и в основном менее дорогого, носителя ("Титан II"). Аппарату Dyna-Soar были свойственны такие преимущества, как маневренность во время входа в атмосферу, которая позволяла ему быстрее вернуться на базу, а также менять посадочные площадки во время возвращения в атмосферу в случае необходимости. В перспективе Dyna-Soar также мог выполнять действительно военные задания, в то время как "Джемини" всегда были ограничены лишь испытанием подсистем.

ВВС продолжали доказывать, что нужно дать возможность продолжить обе программы. Однако, когда заместитель Министра обороны Гарольд Браун рекомендовал создать постоянно действующую пилотируемую военную космическую станцию, обслуживаемую модифицированными капсулами "Джемини", это стало смертельным ударом для X-20 Dyna-Soar.

10 декабре 1963 г., Министр обороны Макнамара отменил Dyna-Soar в пользу летных испытаний моделей по программу ASSET и передал финансирование X-20 программе Пилотируемой Орбитальной Лаборатории (MOL).

Впоследствие программа MOL также была отменена незадолго до выполнения первого полета. По иронии судьбы стартовый комплекс (SLC-6), созданный на Авиабазе Ванденберг для программу MOL, был позже модифицирован для того, чтобы стать стартовой площадкой "Спейс Шаттла" на западном побережье. Авария корабля STS-33/51-L "Челенджер" привели ВВС в замешательство и впоследствии послужила отменой к использованию пускового комплекса. В течение 1990 г. было предложено восстановить SLC-6, чтобы использовать для запуска РН "Титан IV" - варианта носителя, первоначально предназначенного для Dyna-Soar и MOL. Это решение было также отменено до завершения. К настоящему времени на этот объект было потрачено более чем $ 7 миллиардов в рамках различных проектов, однако единственым запуском, произведенным с этого комплекса, стал пуск малой РН LLV фирмы Lockheed 15 августа 1995. Ракета LLV-I была разрушена на 150 секунде полет по команде офицера, отвечающего за Безопасностью полигона VAFB, когда проявились "колебания" после отделения первой ступени.

Таким образом закончилась первая американская серьезная попытка построить пилотируемый орбитальный космический корабль многократного использования. В момент отмены, Dyna-Soar оставалось только три года до первого полета; $ 410 миллионов уже были потрачены на научные исследования, а другие $ 373 миллионов, как ожидалось, необходимо было потратить до первого полета. Оставим в стороне то, что NASA не обеспечило участие ВВС в проекте "Джемини", что никоим образом не было связано с решением об отмене Dyna-Soar. Администратор NASA по Перспективным исследованиям и технологиям доктор Роберт Л. Бисплинхофф подчеркнул, что перспективные исследования неоднократно показывали важность разработки технологии маневрирующих гиперзвуковых аппаратов с высокотемпературной радиационно-охлаждаемой металлической конструкцией. Наземные средства испытаний (стенды) не были способны точно моделировать условия возвращения в атмосферу, и следовательно, полеты Dyna-Soar были необходимы для получения таких данных. Даже если бы Dyna-Soar никогда не стал рабочим аппаратом, он мог обеспечивать чрезвычайно ценную информацию относительно управления при входе в атмосферу и проблем нагрева, того, чего серьезно недоставало во время разработки МТКК "Спейс Шаттл" десятью годами позже.

 

 



 ЛТХ:
Модификация   X-20
Размах крыла, м   6.22
Длина, м   10.77
Площадь крыла, м2   32.05
Масса, кг  
  пустого   4911
  максимальная   5165


 Доп. информация :


 Фотографии:

 X-20
 X-20

 Схемы:

 X-20

 



 

Список источников:

Buran.ru. X-20 Dyna Soar, США
Dennis R.Jenkins. Space Shuttle (перевод Игоря Афанасьева)
С.В.Андреев. Развитие многоразовых космических кораблей
Авиабаза =KRoN=. Экспериментальный космический самолет X-20 Dyna Soar
Robert Godwin. Dyna-Soar: Hypersonic Strategic Weapons System
Boeing.com. Boeing Historical Space Photos


Уголок неба. 2004  (Страница:     Дата модификации: )



 

  Реклама:



Rambler's Top100 Rambler's Top100