W przeszłości radziecki przemysł lotniczy zajmował się mnóstwem śmiałych pomysłów. Opracowywane były projekty samolotów lotniczych, alternatywnych elektrowni dla lotnictwa itp. Szczególnie interesujący w tym kontekście jest projekt M-19 opracowany przez V. M. Miasiszczew. Zaplanowano w nim połączenie kilku najśmielszych pomysłów.
Odpowiedź na zagrożenie
Na początku lat siedemdziesiątych sowieccy przywódcy przekonali się o realności projektu amerykańskiego promu kosmicznego i zaczęli wykazywać zaniepokojenie. W przyszłości wahadłowiec może stać się nośnikiem broni strategicznej, a na takie zagrożenie wymagana była reakcja. W związku z tym postanowiono przyspieszyć krajowe projekty w dziedzinie systemów lotniczych.
W tym czasie Zakład Eksperymentalnej Budowy Maszyn (Żukowski), którego biurem projektowym kierował V. M. Miasiszczew. W 1974 roku zakład otrzymał nowe zadanie. W ramach tematu „Zimno-2” miał określić możliwości stworzenia perspektywicznego systemu wideokonferencji z alternatywnymi elektrowniami. W szczególności należało przetestować koncepcje silników na ciekły wodór i elektrowni jądrowej. W EMZ nowa praca została oznaczona jako „Temat 19”. Projekt VKS został później nazwany M-19.
Praca „19” została podzielona na kilka podprogramów. Temat „19-1” przewidywał opracowanie i przetestowanie latającego laboratorium z silnikiem wodorowym. Zadaniem tematów „19-2” i „19-3” było poszukiwanie wyglądu samolotów naddźwiękowych i kosmicznych. W ramach „19-4” i „19-5” prowadzono prace nad systemem wideokonferencji z elektrownią jądrową.
Ogólne kierownictwo prac sprawował V. M. Miasiszczew, AD Tokhunts, moderowana przez I. Z. Plyusnin. Nie bez zaangażowania podwykonawców. Tak więc OKB N. D. przyłączył się do prac nad silnikiem jądrowym. Kuzniecowa.
Teoria projektu
W. M. Myasishchev początkowo wątpił w wykonalność nowego projektu. Wskazał, że „tradycyjne” rakiety kosmiczne mają suchą masę 7-8 procent. od startu. Dla bombowców ten parametr przekracza 30%. W związku z tym VKS potrzebuje specjalnej elektrowni, która może zrekompensować dużą masę konstrukcji i zapewnić wystrzelenie pojazdu na orbitę.
Badanie takich cech przyszłego M-19 zajęło około sześciu miesięcy, ale specjaliści EMZ nadal byli w stanie określić optymalny wygląd i cechy maszyny. Generalny Projektant zapoznał się z propozycją techniczną i zatwierdził jej opracowanie. Wkrótce pojawił się projekt zadania technicznego i rozpoczęły się prace projektowe.
Zaproponowano budowę M-19 jako samolotu wielokrotnego użytku do poziomego startu i lądowania. VKS mógł konsekwentnie latać w kosmos iz powrotem, wymagając jedynie konserwacji i tankowania. M-19 mógłby stać się nośnikiem różnego rodzaju broni lub specjalnego sprzętu wojskowego, mógł być wykorzystywany do celów naukowych itp. Ze względu na duży przedział ładunkowy VKS był w stanie przewozić towary i ludzi na orbitę iz powrotem.
Po pomyślnym rozwiązaniu wszystkich problemów inżynieryjnych M-19 mógł otrzymać elektrownię jądrową. Taki sprzęt zapewniał niemal nieograniczony zasięg lotu i możliwość wejścia na dowolną orbitę. W przyszłości nie wykluczono użycia M-19 podczas eksploracji Księżyca.
Aby uzyskać takie wyniki, konieczne było rozwiązanie wielu złożonych problemów. Płatowiec VKS miał specjalne wymagania dotyczące wytrzymałości mechanicznej i termicznej, elektrownia musiała opracować najwyższe parametry itp. Jednak obliczenia wyglądały optymistycznie. Gotowa próbka VKS M-19 mogła pojawić się po 1985 roku.
W przypadku nowych zagrożeń i wyzwań zaproponowano uproszczone metody użycia M-19. Możliwe było stworzenie „wideokonferencji pierwszego etapu” o mniejszej prędkości i wysokości, ale zdolnej do przenoszenia ładunku bojowego lub innego ładunku. W szczególności zaproponowano wykorzystanie takiego samolotu jako nośnika systemu rakietowego do wystrzeliwania ładunku w kosmos.
Cechy konstrukcyjne
Podczas budowy M-19 zaproponowano zastosowanie specjalnych rozwiązań inżynieryjnych. Zatem płatowiec powinien być zbudowany z lekkich stopów aluminium, a poszycie powinno być wyposażone w wielorazową żaroodporną powłokę na bazie węgla lub ceramiki. Zaproponowana architektura przewidywała obecność dużych objętości wewnątrz płatowca, co umożliwiło podanie maksymalnych objętości paliwa.
Optymalny wariant M-19 miał schemat „kadłuba nośnego” z płaskim dnem kadłuba i skrzydłem typu delta o dużym nachyleniu. W ogonie umieszczono parę kili. Kadłub o zmiennym przekroju mieścił kabinę załogi z osłoną biologiczną oraz przedział ładunkowy. Sekcja ogonowa została oddana pod elementy kombinowanej elektrowni; pod dnem przewidziano szeroką gondolę silnika. Zaproponowano zastosowanie odrzucanej owiewki ogonowej silnika rakietowego.
Połączona elektrownia, w tym 10 turboodrzutowych i 10 silników strumieniowych, jądrowy silnik odrzutowy i dodatkowe wyposażenie, uznano za optymalną dla VKS. Zaproponowano umieszczenie reaktora w specjalnej powłoce pochłaniającej energię, zdolnej do ratowania rdzenia podczas różnych uderzeń. Do manewrowania w kosmosie wykorzystano osobną instalację z płynnymi silnikami sterującymi.
Silniki turbowentylatorowe napędzane wodorem miały zapewniać start, wznoszenie na 12-15 km i przyspieszanie do M = 2, 5 … 2, 7. Następnie ciekły wodór musiał przekazywać ciepło reaktora do wymienników ciepła przed turbowentylatorem, co umożliwiło zwiększenie ciągu i podwojenie prędkości. Następnie można było włączyć silnik strumieniowy i przełożyć silnik turboodrzutowy na autorotację. Ze względu na silniki strumieniowe proponowano przyspieszenie do M=16 i wzniesienie się na wysokość 50 km. Maksymalny ciąg całkowity silników odrzutowych osiągnął 250 tf.
W tym trybie Siły Powietrzne musiały zrzucić owiewkę ogona i włączyć podtrzymkę NRM. Ten ostatni był odpowiedzialny za podgrzewanie wodoru przed wyrzuceniem go przez dyszę. Obliczony ciąg NRE osiągnął 280-300 tf; łączny ciąg całej elektrowni wynosi co najmniej 530 tf. Umożliwiło to utrzymanie najwyższej prędkości i wejście na orbitę.
VKS M-19 miał mieć długość 69 m (bez zabudowanej owiewki) i rozpiętość skrzydeł 50 m. Masa startowa sięgała 500 ton. Masa sucha wynosiła 125 ton, paliwo 220 ton. przedział ładunkowy o wymiarach 4x4x15 m, na którym można umieścić ładunek do 40 ton. Wymagana długość pasa startowego wynosiła 4 km.
Własna załoga M-19 liczyła od trzech do siedmiu osób, w zależności od zadania. Podczas wykonywania niektórych misji załogowy statek kosmiczny z załogą mógł zostać umieszczony w przedziale ładunkowym. Orbita referencyjna wynosiła 185 km, co zapewniało rozwiązanie szerokiego zakresu zadań naukowych i wojskowych.
Badania i rozwój
Jeszcze przed powstaniem ostatecznego wyglądu VKS „19” w ramach tematu „Zimno-2” rozpoczęto różne projekty badawcze mające na celu rozwiązanie szerokiego zakresu problemów. Wyspecjalizowane instytuty kontynuowały badanie zagadnień tworzenia silników wodorowych i prowadzono poszukiwania nowych materiałów o wymaganych właściwościach.
Szczególną uwagę zwrócono na stworzenie specjalnej elektrowni kombinowanej. Nauka radziecka miała już doświadczenie w tworzeniu silników jądrowych, ale projekt M-19 wymagał całkowicie nowego produktu. Brakowało również gotowych silników turboodrzutowych i strumieniowych odpowiednich dla „19”. Specjalistyczne przedsiębiorstwa musiały opracować wszystkie elementy elektrowni.
Obiecujący VKS musiał rozwiązywać zasadniczo nowe zadania, dlatego potrzebował awioniki ze specjalnymi funkcjami. Należało zapewnić nawigację we wszystkich trybach, w atmosferze iw kosmosie, a także osiągnięcie wymaganych trajektorii i powrót na lotnisko. Ponadto samolot potrzebował specjalnego sprzętu do podtrzymywania życia, zdolnego do ochrony załogi przed wszelkimi obciążeniami i promieniowaniem z reaktora.
Różne projekty badawcze trwały do początku lat osiemdziesiątych. Zgodnie z planem tematu „19”, w latach 1982-84. konieczne było wykonanie szczegółowego projektu przyszłego M-19. Do 1987 roku miało się pojawić trzech doświadczonych VKS-ów. Pierwszy lot przypisano do lat 1987-88. Na początku lat dziewięćdziesiątych ZSRR mógł opanować pełną obsługę systemu lotniczego wielokrotnego użytku.
Koniec projektu
Jednak plany te nigdy nie zostały zrealizowane. W połowie lat siedemdziesiątych przywództwo wojskowe i polityczne kraju szukało dalszych sposobów rozwoju technologii rakietowej i kosmicznej, w tym w kontekście odpowiedzi na prom kosmiczny. Wybrana strategia działań faktycznie anulowała dalsze prace nad tematem „19”.
W 1976 roku podjęto decyzję o stworzeniu systemu wielokrotnego użytku Energia-Buran. Wiodącą rolę w tym projekcie powierzono nowo utworzonej organizacji pozarządowej Molniya. EMZ i kilka innych przedsiębiorstw zostało przeniesionych pod jego jurysdykcję. W rezultacie biuro projektowe V. M. Myasishcheva stracił możliwość pełnego rozwoju projektu M-19.
Prace nad „Tematem 19” trwały jeszcze kilka lat, ale ze względu na obciążenie EMZ innymi projektami, nadano im tylko minimalny wpływ. W październiku 1978 r. V. M. Miasiszczew zmarł; obiecujący projekt pozostał bez wsparcia. W 1980 wszystkie prace nad M-19 ostatecznie ustały. Do tego czasu powiązane projekty i badania zostały przekierowane do programu Energia-Buran.
Tym samym „Temat 19” / „Cold-2” nie doprowadził do oczekiwanych rezultatów. ZSRR nigdy nie zbudował samolotu lotniczego z kombinowaną elektrownią i nie wykorzystywał go do celów wojskowych i naukowych. Niemniej jednak w ramach projektu „19” przeprowadzono różne badania, które pozwoliły określić optymalne ścieżki rozwoju systemów kosmicznych wielokrotnego użytku i znaleźć najlepsze rozwiązania inżynieryjne różnego rodzaju. Prace badawczo-rozwojowe z „Tematu 19” wniosły znaczący wkład w rozwój domowej kosmonautyki, a niektóre osiągnięcia wyprzedziły swój czas i nie znalazły jeszcze zastosowania.
