|
19. maj. 2008. Tokom 1957. godine, Sovjeti su počeli sa testiranjima svojih prvih interkontinentalnih balističkih raketa [1], a te godine su lansirale prvi veštački satelit na svetu. Ta dostignuća su predstavljala prve korake u razvoju svemirskih letilica koje će uskoro biti kadre da ponesu i ljudsku posadu. Međutim, pred inženjerima i konstruktorima je bio jedan grandiozni zadatak – siguran povratak letilice sa kosmonautima na Zemlju. Sposobnost letilice da enormnom brzinom uleti u atmosferu i zaštiti posadu od ogromne temperature koja se stvara trenjem, prvenstveno zavisi od aerodinamičkih performansi letilice. Kapsula ili avion U svojim naporima da reše problem ulaska u Zemljinu atmosferu, inženjeri Karaljovljevog Specijalnog konstruktivnog biroa broj 1 Naučnoistraživačkog instituta 88 (ОКБ-1 НИИ-88 [2]) zamislili su svemirski avion, koji je predstavljao kopiju jedrilice na raketni pogon (RP–318) iz tridesetih godina. Tokom 1957., za takav koncept se zainteresovao inženjer Konstantin Semjonovič Šustin (Константин Семјонович Шустин), član projektantske grupe ing. Gleba Јурјевича Maksimova (Глеб Юрьевич Максимов, (1926–2001) u Odeljenju 9 u OKB–1. (U to vreme, Maksimov i njegov tim su u OKB–1 bili odgovorni za proučavanje lunarnih sondi i letiica sa ljudskom posadom.) Taj rad je jasno utvrdio da razvoj zaštitnog sistela letilice prilikom ulaska u atmosferu predstavlja krajnje ozbiljan izazov, za čije će rešenje možda trebati godine mukotrpnog rada. Do septembra 1957, OKB–1 je u kooperaciji sa istraživačkim institutom NII–1 sproveo brojne teorijske studije i proračune sa namerom da proceni temperature koje vladaju pri povratku, i odrede neophodnu termičku zaštitu letilica različitih profila. Do januara 1958., inženjeri su konačno odlučili da im je prihvatljivija zatupasta konusna kapsula od jedrilice sa krilima. Ipak, tokom još najmanje dve sledeće godine, OKB–1 je nastavio da procenjuje razloga "za i protiv" letilice sa krilima. To je dovelo do toga da je 9. septembra 1959. Karaljov jednim dokumentom odobrio tehničku saradnju sa CAGI vazduhoplovnim istraživačkim institutom (ЦАГИ – Центральный аэрогидродинамический институт), koji je već prikupio detaljne komparativne studije balističkih i jedrećih sistema neophodnih za ponovni ulazak u atmosferu. Između ostalih stvari, potpisani dokument je zahtevao detaljnu komparativnu studiju aerodinamičkih oblika hipersonične jedrilice: procenu mogućnosti razvoja aerodinamičkih kontrolnih površina koje bi mogle da pomognu smanjivanju problema zagrevanja; i određivanje različitih trajektorija jedrilice. Tada se očekivalo da će čitav posao biti dovršen do kraja 1959. godine. U backstageu Iako je u trci za razvoj svemirskog broda sa ljudskom posadom Karaljovljev OKB–1 na kraju odabrao koncepciju letilice u obliku kapsule, čitava ideja o konstruisanju pravog svemirskog aviona nije nikada napuštena u Sovjetskom Savezu. Decenijama nakon Gagarinovog pionirskog leta, postsovjetsko otvaranje tajnih dokumenata obelodanilo je nekoliko tajnih projekata orbitera sa krilima, koji su razvijani paralelno sa daleko poznatijim i slavnijim svemirskim letilicama programa Vastok. Karaljovljev saveznik u razvoju svemirskog aviona nije bila samo vazduhoplovna industrija već i njegov glavni klijent – Ratno vazduhoplovstvo. Obe institucije nisu mogle niti želel da ignorišu slične američke projekte, dok su, u isto vreme, bili suočeni sa snažnom konkurencijom kod kuće. Sile uzgona Već u decembru 1957., Sovjetsko vojno vazduhoplovstvo je javno proklamovalo svoju ambiciju da krilima dotakne i kosmos. Dvadeset prvog decembra 1957., "Sovjetskaja Avijacija", zvanična novina Vojnog vazduhoplovstva, objavila je specijalni dodatak o svemirskoj tehnologiji, gde se nalazio i tekst "Raketni avion, letilica budućnosti", koji je potpisao kandidat tehničkih nauka, V. Aleksandrov. Tipično za sovjetska glasila tog vremena, nisu bili objavljeni bilo kakvi detalji, međutim tekst je pokazivao "pravac razmišljanja" rukovodioca sovjetskog Ratnog vazduhoplpvstva. U članku je pisalo da će napredak raketne tehnologije popločati put ka rađanju suborbitalnog supersoničnog aviona. Autor je pisao o raketnoj letilici koja će biti vertikalno lansirana, i koja će moći da u gornjim slojevima atmosfere razvije brzinu od 12.000–15.000 kilometara na čas [3]. Tokom spuštanja, raketoplan bi izveo seriju višestrukih "poskoka", koristeći sile uzgona atmosfere pre nego što se hiljadama kilometara kasnije kinetička enegrije potpuno iscrpi. U zaključku je pisalo da nacija koja poseduje najsnažnije balističke rakete na svetu zaslužuje da bude vodeća i u razvoju raketoplana. Kako je decenijama kasnije otkriveno, ubrzo nakon uspešnog starta balističkih raketa tipa R–7, OKB–1 je poslao specifikacije nove rakete birou OKB–23 u Fili, u blizini Moskve, kojim je rukovodio stari Karaljovljev prijatelj i saradnik, Vladimir Mihajlovič Mjasiščev (Владимир Михайлович Мясищев, 1902–1978). (Tokom Staljinovih čistki, obojica su se našla iza rešetaka u Sibiru, u zajedničkom "šaraškasu" – konstruktivnom birou u zarobljeništvu, koji je predvodio A. N. Tupoljev.)
Mjasiščev je imao puno razloga da se pozabavi eksperimentisanjem sa tako egzotičnom tehnologijom kao što su kosmičke jedrilice. Ovaj izuzetni konstruktor, koji je bio daleko ispred svog vremena, nije mogao da gleda kako raketarstvo tom brzinom čini stratešku avijaciju – njegovu glavnu specijalizaciju – démodé i nepotrebnom. Za to je glavni "krivac" bio sovjetski lider Nikita Sergejevič Hruščov, koji je, čim je 1953. došao na vlast, počeo da refokusira sovjetsku stratešku odbranu sa vazduhoplovstva na sistem odbrambenih raketna [4]. U svojim memoarima, Hruščovljev sin Sergej se priseća posete svog oca Mjasiščevljevoj fabrici u Fili 1954. godine. Uprkos impresivnim mašinama i postrojenjima koje im je Mjasiščev prezentirao, Hruščov je pred inženjere iznosio nerešiva pitanja o sposobnostima strateške avijacije da probije savremenu protivavionsku odbranu. U međuvremenu, tokom pedesetih godina, praktično sve američke aeronautičke kompanije, uključujući "Bell", "Convair" i "Boeing", proučavale su različite konfiguracije suborbitalnih i orbitalnih aviona na raketni pogon. Mada su se američke službe državne sigurnosti trudile da takva istraživanja proteknu pod maksimalnom zaštitom, bili su ubeđeni da špijuni odrađuju svoj posao i da informacije i ideje "cure" na Istok, prenebregavajući prostu činjenicu da su u to vreme Sovjeti imali već na stotine hiljada inženjera, profesora, naučnika i akademika i da su svi radili punom parom u pokušaju da očuvaju primat (makar) u vojnoj tehnologiji.
"Projekat 48" Kao odgovor sličnim projektima u zemlji i inostranstvu, Mjasiščevljev biro je konceptualno razradio četiri moguće konfiguracije orbitera sa ljudskom posadom, koje su mogle da koriste aerodinamičke sile za upravljanje tokom ponovnog ulaska u Zemljinu atmosferu. Nakon dodatnih istraživanja, originalnih četiri koncepta svedena su na jedan, "Objekat 48" ("Темы-48"), letilicu sa krilima koja bi se lansirala busterom izvedenim iz balističke rakete tipa R–7. U birou OKB–23, Genadij Дмитријевич Dermičev (Геннадий Дмитриевич Дермичев), koji je 1951. diplomirao na Moskomskom vazduhoplovnom institutu (МАИ), i koji je već bio prekaljen konstruktor u projektu bombardera M–4, postavljen je na čelo Projekta 48. Za konstrukciju kostura letilice bio je zadužen Jevgenij Kulaga, a Sveruski institut za vazduhoplovne materijale (ВИАМ) za razvoj sistema termičke zaštite. Na osnovu postsovjetskih izvora se vidi da je na Predmetu 48 radila velika grupa naučnika, uključujući i vodećeg sovjetskog teoretičara dr Mestislava Keldiša [5] (Мстислав Всеволодович Келдыш, 1911–70). Glavna odluka o projektu doneta je na sastanku održanom u aprilu 1960., kada su se sreli vodeći stručnjaci vazduhoplovne industrije i oni iz OKB–23.
Jedan od prvobitnih koncepata Mjasiščeva 48.
Tehničke karakteristike Između marta i septembra 1960. godine, napravljene su dve verzije letilice, sa ukupnom težinom avionike [6] od po 600 kilograma. Letilica je mogla da ponese oko 700 kilograma korisnog tereta, u šta je spadao i kompletno opremljen pilot i 160 kg teško sedište za katapultiranje. Mnoštvo sistema za Projekat 48 pozajmljeno je sa svemirskih letilica Vastok, uključujući i komunikacionu opremu "Zarja".
Letne osobine Letilica 48 je trebalo da poleti vertikalno u vis uz pomoć Vastok bustera. Trebalo je da ima masu između 3,5 i 4,5 tona, a bila bi sposobna i da dosegne visinu od oko 400 kilometara. Nakon što bi završila orbitnu fazu misije, letilica je trebalo da ponovo uđe u atmosferu i da do visine od nekih 40 kilometara sprovodi kontrolisano glisiranje kroz retke slojeve vazdušnog omotača. Planirano je da bočno može da manevriše do 100 kilometara, a do 200 kilometara duž trajektorije. Jedan nabojni mlazni motor bi trebalo da obezbedi manevrisanje i za dodatnih 100 kilometara. Na visini od oko 8 kilometara, pilot može da se katapultira i spusti padobranom sa visine od 8 do 3 kilometra. Pomoćni padobran je mogao da se otvori tek na 2 km visine. Sama letilica je trebalo da se brzinom od 10–12 m/s spusti nezavisno (svojim padobranom?) koristeći specijalne skije sa amortizerima. nakon toga, letilica bi mogla da se servisira i iskoristi ponovo. Iako primitivan, ovo je bio prvi konstruktivni pokušaj da se napravi svemirska letilica za višekratnu upotrebu, kao što su šatlovi ili Buran. Izazovi toplotne zaštite Uprkos tome što su imali izuzetno iskustvo u dizajniranju mlaznih bombardera i vredne radove vezane za interkontinentalne krstareće rakete, rešavajući tehničke probleme vezane za Projekat 48, inženjeri biroa OKB–23 su se suočili sa ozbiljnim problemima, u prvom redu onima koji se tiču termozaštite. Prilikom ulaska u atmosferu, donja površina – koja čini oko 40% spoljnje površine letilice – može da se zagreje i više od 1.500 stepeni, dok se nosni deo može zagrejati još i više. Gornje površine letilice mogu da budu izložene temperaturi od oko 1.100° C. Za usporedbu, većina kritičnih delova napadnih ivica krila krstareće rakete "Buran" [7], koju je ranije konstruisao isti biro, nije bila izložena većoj temperaturi od nekih 280° C.
Dizajneri iz OKB–23 su planirali da površinu naprave od niobijuma, koji može da izdrži veoma visoku temperaturu bez spoljnjeg termalnog omotača, kao i normalan aluminijumski ram zaštićen penastim keramičkim materijalom. Međutim, ubrzo je otkriveno da niobijum ipak nije u stanju da podnese temperaturu pri povratku u atmosferu bez spoljašnje zaštite, u kom slučaju je teži od slično zaštićene aluminijumske strukture. Odabravši keramičku penu za zaštitu donelo je svoje probleme. Takvi materijali su izuzetno krti i lomivi i mogu da tolerišu jako malo stresnih deformacija na napadnim ivicama krila pre nego što se u njima jave pukotine. Da bi rešili taj problem, inženjeri su predložili da se zaštitni materijal pričvrsti na telo letilice u vidu kvadratnih panela – prethodnica termalnih pločica kakve koriste šatl i Buran orbiteri. Veze između pločica su imale oborene ivice da bi mogle da apsorbuju pomeranja sistema izazvana letom. Postojeće pukotine su trebale biti popunjene kvarcom pomešanim sa organskim silicijumom. Prototipovi navedenih sistema termozaštite su testirani u plamenu izduvnih gasova mlaznih motora, i pokazali su se pouzdanim dokle god su pločice imale sednaku debljinu. Pretdhodnica stelta? U svojim memoarima, Jevgenij Kulaga, koji je radio na materijalima toplotnog štita u OKB–23, tvrdio je da su radovi na krstarećem projektilu Buran a kasnije i na Projektu 48 doveli do razvoja kompozita koji su bili "transparentni" za radarska zračenja. Koincidencijom, objavljeni dizajni početne verzije orbitera iz Projekta 48 pokazuju blagu sličnost sa savremenim američkim stelt avionom F–117 Nighthawk (koga smo im oborili tokom prošlog rata u našim krajevima). Treba reći da su originalni crteži Predmeta 48 bili uništeni, a da su objavljeni dizajni produkt rekonstrukcija postsovjetske ere. U postsovjetskom periodu, Kulaga je bio tema brojnih tekstova u ruskoj štampi, dokumentujući svoje pokušaje da promoviše stelt tehnologiju. Prema jednom od tih tekstova, Kulaga je svojim šefovima u OKB–23 predlagao da do kraja 1959. razviju potpuno "nevidljivi" avion. Mjasiščev je jedno vreme razmatrao tu ideju vrlo ozbiljno i njenu konkretnu primenu za jedan visinski špijunski avion [8], čiji razvoj je bio u domenu biroa iz Žukovskog, OKB–256, koji je ranije vodio proslavljeni aviokonstrruktor Pavel Vladimirovič Cibin (Павел Владимирович Цыбин, 1905–92). Kraj Projekta 48 Projekat 48 nikada nije otišao dalje od crteža sa projektnog stola. Tokom 1960., Hruščov je naredio da se Pogon 23 preseli i stavi pod komandu Vladimira Nikolajeviča Čelomeja (Владимир Николаевич Челомей, 1914–84), koji je uzeo planove za Predmet 48 ali i sve druge projekte koji su bili vezani za kosmos a koje uradio Mjasiščevljev biro, zajedno sa neverovatnim razvojnim i proizvodnim potencijalima OKB–23 iz File.
Cibinovi radovi Treba da potsetim da inženjer Mjasiščev nije bio jedini aviokonstruktor koji je krajem pedesetih godina u Sovjetskom Savezu proučavao svemirske letilice sa krilima. Još 1958., Karaljov je zatražio od svog starog prijatelja i saradnika Pavela Cibina, tada na čelu biroa OKB–256 koji se specijalizovao za visinske supersonične avione, da počne da radi na svemirskoj letilici sa krilima sa ljudskom posadom. U maju sledeće godine, Cibin je ponudio predlog svemirske letilice koja bi se lansirala uz pomoć prepravljenog lansera za projektile R–7, a imala bi i svoj motor na tečno gorivo i krila, koja bi omogućila sletanje na pistu pri brzini od samo 180–200 km/h. Letilica bi takođe nosila i svoj sopstveni kontrolni sistem. 18. maja 1959., Karaljov je poslao pismo Državnom komitetu za odbrambene tehnologije (ГКОТ), zahtevajući da taj projekat uđe u generalni plan svemirskog istraživanja. "Razvoj planirane letilice sa krilima je jedan realističan i obećavajući način povratka i sletanja iz orbite na Zemlju. Iz predloženog se lako vidi da su implementirani praktični brojni inženjerski zahtevi, koji pod odgovarajućim uslovima mogu da se primene u vrlo kratkom roku," pisao je Karaljov. Uprkos optimističkim očekivanjima, tehnički izazovi vezani za termalni štit, kao i velika reorganizacija u kadrovima i ciljevima sovjetske vazduhoplovne industrije u to vreme ostavile su ove vredne projekte samo na papiru.
(29.05.2008.)
|
Rusi vode u trci za osvajanje Marsa PRVI KOMERCIJALNI LET OKO MESECA DO 2010. |
