«Техника-молодежи» 1997 №9, c.10-12
|
И настал день, когда в ночном небе над этим уютным и прочно установившимся миром загорелась и поползла с северным склонением новая звезда — яркая, как привычные звезды первой величины. Четвертого октября 1957-го в 19 ч 28 мин 00 с по Гринвичу стартовал первый искусственный спутник Земли ПС-1, выведенный на орбиту межконтинентальной ракетой Р-7, которую разработали в ОКБ-1 под руководством С.П.Королева.
  |
Вот как происходил 17 августа 1933 г успешный пуск ГИРД-09 — под таким номером значилась очередная модель. Добро, пускаем!» — не сразу решил Сергей Павлович. Дело в том, что давление паров жидкого кислорода в баке не поднималось выше 13,5 атм (требовалось 18): пропускал предохранительный клапан. Н.И.Ефремов, старший инженер ГИРДа, достал коробок спичек и передал Королеву, тот поджег бикфордов шнур, и все направились в блиндаж. Смотровое окно там узкое — Ефремов стоял вплотную к Королеву, чтобы видеть ракету и пусковой станок. По команде «Контакт!» Николай Иванович толкнул рукоятку пускового крана — взрыв, ракета медленно тронулась, на миг зависла на верхнем срезе станка, будто зацепившись за концы направляющих труб, и ринулась ввысь. Все бросились к выходу — Сергей Павлович первым очутился в проеме двери, да так и застрял там, заглядевшись на летящую ракету. Его вышибли наружу — тут уж не до этикета! — и выскочили вслед за ним...
Одна из последних разработок НПО — возвращаемый на Землю КРаБ, крылатый ракетный блок (патент N 2053936, рис. 1,а). Крылья его (1) перед стартом сложены впереди, будто у спящей летучей мыши, а хвостовое оперение (2) торчит кверху под острым углом, как у чайки. Родилась эта птица-космос в ответ на критику американской ракеты аналогичного назначения «Ариан»: и крылья, мол, некрасивые, и складываются не туда, куда надо, и плохо адаптируется сей «Ариан» к полетам в диапазоне скоростей от дозвуковых к гиперзвуковым (когда число Маха — отношение скорости аппарата к скорости звука — больше 20)...
У нашей же модели все оптимально и рассчитано на любой режим полета. Сложенные крылья образуют вместе с планером (фюзеляжем) треугольное крыло малого размаха. В таком В1ще модель королевцев очень похожа на американскую «Фолкон» класса «воздух-воздух» — разве что оперение роскошнее, чем фолконовы плоские лопатки. Понятно, ракету с таким пышным убранством под крылом самолета не разместишь, но ведь никто и не собирается охотиться на ней за воздушными целями. Для ее подъема предназначена ракета-носитель «Энергия» высотой с 20-этажный дом — суммарная тяга двигателей обеих ее ступеней превышает 4000 т, что по мощности соответствует 170 млн л.с. Дабы вывести КРаБа в космос, достаточно лишь части этого «табуна»-то есть одной ступени, поскольку у блока свои маршевые двигатели (3).
В полете по баллистической траектории, после отделения от носителя, снизу фюзеляжа (рис. 1, б) выдвигается аэродинамический щиток (4) — он, подобно лопате, загребает остатки атмосферы. Ну и много нагребешь в такой разреженной среде? А смотря как грести! Допустим, в термосфере, где сейчас со скоростью 20 Мах (24700 км/ч) летит по плавной кривой наш КРаБ, давление составляет 1/50000 атмосферного — вполне достаточно, чтобы рулить. Посмотрите, как распушила хвост ракета: «перья» расправлены под углом 120° друг к другу — красота! Плюс крылья и сам корпус (5). Вид спереди, а еще лучше сзади, напоминает серафима: «И шестикрылый серафим на перепутьи мне явился...»
Почему на перепутьи? Да просто снижаться пора. На нисходящей траектории (рис. 2) крылатый ракетный блок направляется с помощью двигателей ориентации (6) и входит носом-обтекателем в плотные слои атмосферы. Аэродинамический щиток уже убран — иначе так дернет ракету носом вниз, что и не выйдешь из пике. После разворота в сторону аэродрома (именно аэродрома, а не космодрома!) блок, раскрыв крылья, выходит на посадочную глиссаду, приземляется на выпущенные ко времени опоры (7) и, плавно шмыгнув колесами по бетону, останавливается. Подходим и спрашиваем пилота: «Ну, как там, Икара не встретил?» — «Икара не Икара, а орбитальную станцию «Мир» хорошо видать в открытом космосе — правда, до орбиты ее немного не дотянул...» — «Еще раз вылететь сможешь?» — «Сможет, сможет! — в один голос отвечают за него все 10 авторов из головного КБ НПО. — Планер на 100 запусков рассчитан (тогда как, например, «Буран» — всего на полсотни. — Ю.Е.), сам блок — на 10, поэтому, кстати, технически выгодно на один планер иметь несколько ракетных блоков».
Недр отметить высокую эффективность конструкции. Состоит она из уже готовых и проверенных агрегатов; ступени ракеты-носителя «Энергия», планера, показавшего в аэродинамической трубе способность входить в атмосферу на скорости 26 Мах, системы управления и посадки, отработанной на «Буране», других испытанных космических и самолетных систем — командно-измерительных, энергоснабжения, подачи топлива, наддува баков и т.д. После полета КРаБ проходит техосмотр, доставляется к месту старта на космодром и готовится к очередному пуску.
АВИАМАТКА С ВЫВОДКОМ ИСТРЕБИТЕЛЕЙ
Когда создавали ракету-носитель «Энергия», потребовалось доставить ее отсеки диаметром по 8 м и массой до 40 т на Байконур. Но как? Железной дорогой — нереально, по шоссе — не выйдет, по воде — нет таковой поблизости...
И тут вспомнили про самолеты-«этажерки» В.С.Вахмистрова: на крыльях бомбардировщика устанавливали несколько истребителей, питавшихся бензином из его баков и помогавшие ему своими моторами, и все это сооружение летело к району боевых действий — а там истребители отделялись и приступали к выполнению задания. Испытание двухмоторного бомбардировщика ТБ-1 с двумя истребителями И-4 состоялось 31 декабря 1931 г. Старт был дан с Центрального аэродрома Москвы. В И-4 на левом крыле находился В.П.Чкалов, на правом — А.Ф.Анисимов, сам ТБ-1 пилотировали А.И.Залевский и И.Ф.Козлов.
Взревев сразу четырьмя винтомоторными двигателями, «этажерка» моментально взвилась в воздух и круто пошла набирать высоту. Личный состав аэродрома, бросив работы и заботы, высыпал на границы летного поля — наблюдать. Наступил ответственный момент: сначала подскочил над крылом бомбардировщика самолет Чкалова, за ним — Анисимова. Через несколько секунд они пристроились справа и слева к ТБ-1, эскортируя его заход на посадку. Все три машины сели в плотном строю одновременно. Триумф! Летчики бросились обнимать друг друга, затем — растроганного и смущенного Вахмистрова...
Мы еще не оценили в полной мере значения первого в мире самолетного комплекса — воздушного авианосца. А ведь его опыт пригодился и в годы Великой Отечественной, и 60 лет спустя, 6 января 1982-го, когда стратегический бомбардировщик 201М, навьюченный огромным баком секции ракеты «Энергия», совершил первый полет. Груз закрепили прямо на фюзеляже, сверху. Позже, в 1988-м, модернизированный бомбардировщик ВМ-Т поднял в воздух орбитальный корабль «Буран». Наконец, когда был создан самый мощный в мире самолет АН-225 «Мрия» («Мечта»), «Буран» транспортировали на его внешней подвеске.
Нынешний дальний потомок вахмистровской авиаматки с истребителями — межорбитальный воздушно-космический аппарат Н.Т.Бобоеда для транспортировки грузов по трассе Земля-орбита (патент № 2061630, рис. 3). Он состоит из дозвукового транспортного самолета (1) и вложенного в него, как в пенал, самолета-разгонщика (2). А на внешней подвеске последнего крепится орбитальный самолет (3). Кабина (4) экипажа — внизу носовой части транспортировщика. Своеобразен его фюзеляж: лодка с дыркой в хвосте, выполненном в виде двух соединенных стреловидным крылом шайб-килей.
При достижении скорости 1000 км/ч на высоте около 20 км запускается прямоточный воздушно-реактивный двигатель (5) разгонщика — тот с орбитальным самолетом на загривке отделяется от дозвукового самолета-ракетодрома (который тут же берет курс на аэродром базирования) и пикирует вниз до набора сверхзвуковой скорости (рис. 4). Как только номинальный режим работы двигателя обеспечен, разгонщик выходит из пике (а ну как не выйдет? — молчу, молчу..), набирает скорость 4 Мах и поднимается до 30 км. Там, за облаками, включаются его ракетные двигатели — скорость увеличивается до 9 Мах; наконец, на 50-километровой высоте запускается двигательная установка орбитального самолета, каковой и стартует в космическую даль, махнув разгонщику серебряным крылом (извините за потуги на поэзию).
Неоспоримое достоинство «этажерки» Бобоеда — старт и посадка всех трех ее компонентов на одном аэродроме: не нужна переброска аппаратов на космодром, как в случае с КРаБом. Правда, тот может «переброситься» туда сам, без посторонней помощи — для чего предусмотрено (рис. 5, а) складывающееся хвостовое оперение (1 и 2) с воздушно-реактивными двигателями (3) под перьями. В момент старта хвост сложен, при возвращении на Землю — расправляется (рис. 5, б). Двигатели можно использовать для подтягивания КРаБа к аэродрому базирования; с их же помощью блок перелетает на космодром.
Вообще-то самым трудным делом считается посадка. Ковда выравниваешь самолет, надо правильно рассчитать, чтобы до земли оставалось ровно 6 дюймов (150 мм). Взял выше — стукнулся при приземлении, повредил машину. Слишком низко — попал на кочку, перевернулся. Все дело в последнем дюйме.
ПОСЛЕДНИЙ ДЮЙМ
Самолет вертикального взлета и посадки В.И.Головкина (патент № 2053929) предназначен для перевозки
грузов и пассажиров в труднодоступные районы. Туда, где нет аэропортов, а лишь островки полян в море тайги, либо тундра, либо песчаные барханы — как на той косе в Красном море, где происходит действие известной повести известного английского писателя. Летчик только что вел подводную съемку в опасном месте — он почти насмерть изорван акулами и неспособен вести самолет, а может лишь из последних сил давать указания своему малолетнему сыну, впервые волею судьбы севшему за штурвал. Уже задувает хамсин — ветер пустыни, взвихряются барашками вершины барханов...
«"Вот что надо сделать, мальчик, — медленно произносит отец. — Передвинь рычаг газа на дюйм, не больше. Сразу, сейчас. Поставь всю ступню на педаль... Хорошо. Молодец! Теперь поверни черный выключатель около меня... Отлично! Теперь нажми вон ту кнопку, а когда мотор заработает, подвинь рычаг газа еще немного... Стой! Поставь ногу на левую педаль. Когда мотор заработает, дай полный газ и развернись против ветра. Слышишь? — Здорово дует ветер, — сказал сын. — Слишком сильно, мне это не нравится". Отец впал в забытье...»
Эх, был бы там не маленький одномоторный «остер», а турбовинтовой самолет Головкина (рис. 6)! Его фюзеляж выполнен из трех шарнирно соединенных частей: носовой (1), средней (2) и кормовой (3). Сейчас машина как раз готова к взлету — центральная часть, опоясанная силовой установкой с лопастным движителем (4), занимает вертикальное положение, подобно кобре, замершей перед прыжком. Включили двигатель — завертелись в кольцевом кожухе лопасти двух вентиляторов, затрясли машину...
«От слишком сильного рева мотора отец пришел в себя. "Сбавь газ! — закричал он как можно громче. — Ты повернул против ветра?" — "Да, но ветер нас опрокинет". — "Отпусти тормоз", — сказал пилот в полуобморочном состоянии. Об этом он забыл».
...Взлетаем вертикально. Гидроцилиндры фюзеляжа поворачивают среднюю часть до соосности с остальными двумя, стыки фиксируются замками...
«Пилот подождал, пока толчки не стали слабее, и снова потерял сознание. "Не смей!" — услышал он издалека. Он пришел в себя — они только что оторвались от земли. Мальчик послушно держал ручку и не дергал ее к себе; они с трудом перевалили через дюны. Отец понял, что от мальчика потребовалось немало мужества, чтобы от страха не рвануть ручку».
...В маршевом полете винтолопастной движитель соосен продольной оси самолета и работает как нормальный турбовинтовой двигатель (рис. 6, б). Приближаемся к Каирскому аэропорту. Уже почти стемнело. Сверху виден большой самолет. Пыль висит над землей желтым облаком, но четырехмоторная машина оставляет за собой полосу чистого воздуха — значит, моторы работают в полную мощность...
«"Я врежусь в самолет!" — "Ты справишься. Влево! Жми ручку вниз..." — "Стартует!" Отец почувствовал, как сын в ужасе потянул ручку на себя. "Нельзя! — крикнул он. — Гни ее вниз...» Он силился крикнуть: "Пора! Пора! Пора!" — но страх был слишком велик. Но вот хвост и колеса коснулись земли — это был последний дюйм. Ветер закружил самолет, он забуксовал и описал на земле круг, а потом замер, и наступила тишина».
А мы на машине сопровождения — то бишь на самолете Головкина — снова приняли позу кобры и, зависнув над аэродромом, наблюдаем за посадкой героев Джеймса Олдриджа (помочь им, к сожалению, ничем не можем...). Хамсин нам не страшен: самолет, будто флюгер, поворачивается вокруг оси движителя, свободно удерживая нос против ветра. Убедившись, что отцу с сыном удалось-таки благополучно приземлиться, переключаем движитель на работу в посадочном режиме. Взметая желтую пыль воздушными струями от вентилятора, плавно опускаемся на три опоры — две выдвижные и одну неподвижную. Переводим дух и...
...и возвращаемся из прошлого в нынешнее время. Проследив эволюцию авиации и космонавтики, легко убедиться, что все до единого элементы современных воздушно-космических комплексов впервые разработаны в нашей стране. Предков летающего ракетодрома Бобоеда мы уже перечислили; КРаБ, кроме как от ракет ГИРД-09 (1933) и Р-7 (1957), произошел от ракетного планера РП 318-1 (1936) и реактивного самолета БИ-1 (1941), а аппарат вертикального взлета, запоздало рекомендованный нами героям Олдриджа, — от целого семейства автожиров и вертолетов Камова и Миля, похожих на кобру фронтовых истребителей и штурмовиков «МиГ» и «Су» и от «Ту-144» — первого в мире сверхзвукового самолета со складывающейся носовой частью фюзеляжа.
Как видите, есть чем достойно отметить юбилей искусственного спутника Земли. После его запуска мир ахнул. В течение суток каменно молчали «Голос Америки», «Немецкая волна», «Свобода», «Би-Би-Си» — зато работала советская космическая радиостанция: «Бип! Бип! Бип!»
Добавим, что здесь рассказано далеко не обо всех отечественных воздушно-космических новинках. С остальными можно ознакомиться во Всероссийской патентно-технической библиотеке: 121857, Москва, Бережковская набережная, 24, тел.: (095)240-2587.