Советский прототип «Бурана», за которым так долго охотились США

Июньским днем 1982 года радиолокационные станции австралийских военно-воздушных сил засекли неопознанный летающий объект. Двигался он, как видно было на экранах, по баллистической траектории с гиперзвуковой скоростью в район Кокосовых островов. Немедленно по тревоге взмыли ввысь дежурные истребители, но перехватить НЛО они не смогли: объект несся с огромной скоростью. «Бурана»

Тем не менее до того, как погрузиться в воды Индийского океана, неизвестный предмет был запечатлен мощной фотоаппаратурой. После приземления перехватчиков на авиабазе срочно проявили негативы и отпечатали цветные фотографии. Вызванные эксперты-уфологи с удивлением видели на снимках под разными ракурсами отснятый обгоревший летательный аппарат, напоминавший самолет или скорее — американский «Шаттл» в миниатюре.

На борту аппарата просматривалась загадочная надпись «БОР». Предположили, что буквы — славянская аббревиатура. Фотографии стали достоянием зарубежной общественности, которая громогласно заявила: русские испытывают новое космическое оружие.

Сквозь тернии к звездам

Интересна история создания «БОРов» (Беспилотный Орбитальный Ракетоплан), начало работ над которыми было положено в ЛИИ им. М. М. Громова еще в 1967 году. Предстояло решить задачу изготовления аппарата весом до 800 кг, длиной 3 метра, который, отделившись от ракеты-носителя на скорости 3,7 километра в секунду на высоте 100 километров, совершил бы планирующий полет в атмосфере.

Тут же встала проблема тепловой защиты конструкции модели, носовая часть которой должна бы нагреваться до 1500−1600 градусов Цельсия. Крупные специалисты в области аэродинамики выражали сомнение в возможности балансирования летательного аппарата такой необычной схемы — «несущий корпус», на углах атаки, достигающих 45 градусов. К чести коллектива ЛИИ, в течение двух лет ему удалось спроектировать, изготовить и выполнить наземную отработку, осуществив совместно с ракетчиками запуск ракеты с моделью «БОРа».

Результаты испытаний в 1969 году показали, что «несущий корпус» прекрасно балансируется на углах атаки, превышающих 60 градусов. Самым, пожалуй, любопытным в процессе создания «БОРа» оказалось то, что хотя для выигрыша времени первая модель («БОР-1») представляла собой габаритно-весовой макет из дерева с «начинкой» телеметрической аппаратуры, первые научные результаты дала именно она до начала ее обгара на высотах 60−70 километров.

Позже в результате проведенных исследований в натуральных условиях полета на усовершенствованных крупномасштабных моделях «БОР-2» и «БОР-3» были уточнены по сравнению с данными аэродинамических труб балансировка, характеристики продольной устойчивости, получены экспериментальные данные по переходу ламинарного пограничного слоя в турбулентный, проведены обширные исследования аэродинамического нагрева, теплообмена и тепловой защиты различных элементов поверхности.

«Бор» — предшественник «Бурана»

При создании отечественного орбитального корабля «Буран» многоразового использования возникла существенная необходимость в получении реальных данных по аэродинамике, аэродинамическому нагреву и работоспособности новых теплозащитных материалов и элементов конструкций. Изучение данной проблемы показало, что невозможно решить названные задачи традиционным путем на крупномасштабной модели ОК опытного вида. Поэтому в ЛИИ попытались экспериментировать на двух моделях.

Одна из них, «БОР-4», представляла собой вариант аэродинамической компоновки аппарата с несущим корпусом, на котором воспроизводились по размерам, форме и конструкции реальные фрагменты передней части фюзеляжа. Она предназначалась для исследования аэродинамического нагрева, теплообмена и тепловой защиты орбитального корабля в ситуациях, близких к условиям полета на атмосферном участке.

«БОР-5» представлял собой модель ОК в масштабе 1:8. Она совершала полет по траектории, обеспечивающей необходимые критерии подобия, и предназначалась для исследований аэродинамических характеристик и теплообмена. «БОР-4» выводился на орбиту искусственного спутника Земли, а «БОР-5» — на суборбитальную траекторию.

4 июня 1982 года впервые в СССР за несколько лет до полета первого советского ОК «Буран» осуществлялся полет в атмосфере при снижении с орбиты воздушно-космического летательного аппарата «БОР-4» с большим аэродинамическим качеством на трассе протяженностью в несколько тысяч километров.

Можно себе представить сложность задачи выведения исследовательского аппарата в заданный район акватории Индийского океана близ Кокосовых островов. Эксперимент удался благодаря созданию совершенной модели «Бор-4», оснащенной системой управления, способной решать навигационные задачи и изменять положение аппарата в движении как в условиях космоса, так и при полете в атмосфере при надежной теплозащите. По существу данная летающая модель отличалась от натурного аппарата лишь размерами, отсутствием на борту целевых систем, пониженными требованиями к надежности и удобствам эксплуатации.

«БОР-4» были первыми отечественными воздушно-космическими летательными аппаратами, способными маневрировать в атмосфере с использованием аэродинамического качества несущего корпуса и имевшими аэродинамические рули.

Заключение

Исследования при помощи «БОРов» внесли существенный вклад в отработку конструкции теплозащиты многоразовых космических кораблей. При выполнении программы испытаний была оценена работоспособность новых теплозащитных материалов, элементов и узлов конструкции «углерод-углерод», многослойной плиточной и гибкой теплозащиты. Накоплен опыт ее эксплуатации. Значительное внимание уделялось исследованию ионизации газа и связанному с ним прохождению радиоволн через плазму.

Летные исследования характеристик продолжались на крупномасштабной модели «Бор-5 и результаты их вызвали некоторые изменения в аэродинамической компановке ОК «Буран», которые были выполнены перед первым его стартом.

В конце 80-х намечались запуски аппаратов «БОР-6» для исследования прохождения радиоволн через плазму, но в результате перестройки произошло сокращение финансирования авиации и космонавтики, и программу «Боров» закрыли.

Однако итоги их испытаний не канули в Лету. Они были использованы для создания первого и последнего советского многоразового космического корабля «Буран».

Один из «БОРов» стал прообразом космоплана, входящего в состав многоразовой суборбитальной космической системы для туристов C-XXI. Есть у наших инженеров и ученых идеи о применении разработок «БОРов» для создания других многоразовых космических систем.

Кроме того, в процессе создания «БОРов» были разработаны высококачественные конструкционные материалы, способные работать в условиях высоких температур. Поэтому не удивительно, что сегодня алюминиево-литиевые сплавы, созданные в российском ВИАМе, активно применялись и применяются американцами в своих авиационных и космических программах, в частности, на аналоге многоразового орбитального корабля «Дельта Клиппер» с вертикальным взлётом и вертикальной посадкой. Он уже прошел серию испытаний.

Кроме того, те же американцы скопировали «БОР-4», увеличили его размеры и в результате получили 9-метровый орбитальный самолет, предназначенный для доставки астронавтов на стационарную космическую станцию.

Японцы запускают модели и макеты новых экспериментальных орбитальных самолетов в безвоздушное пространство с помощью ракет или аэростатов. Такие аппараты обычно имеют небольшие размеры: длину 2−3 метра, ширину — 1,5 метра и вес до 200 кг. Сделаны они в основном из дешевых алюминиевых и других сплавов. После отделения от ракеты-носителя или аэростата модель пролетает в космосе несколько сот километров со значительной скоростью (до 4М), спускается в атмосфере и падает в океан. Примечательно, что все макеты до неприличия напоминают по облику «БОРы», а методика их испытаний на 90 процентов совпадает с советской, использованной четверть века назад.