ЭПОС (105.11)

экспериментальный пилотируемый орбитальный самолет

Изд.105-11 — летный аналог экспериментального пилотируемого орбитального самолета (ЭПОС), создававшегося в ОКБ А.И.Микояна в рамках программы «Спираль» (тема 50, позднее — 105-205) по Приказу МАП от 30 июля 1965 г. В конце 1965 г. вышло постановление ЦК КПСС и СМ СССР о создании Воздушно — орбитальной системы (ВОС): Экспериментальный комплекс пилотируемого орбитального самолета «Спираль» включал в себя одноместный воздушно-космический самолет многоразового использования (изд.105) и самолет-разгонщик (изд.205), с борта которого должен был производиться запуск ЭПОС на орбиту. Первоначально было решено создать экспериментальный пилотируемый орбитальный самолет ЭПОС, выводимый на орбиту ракетой Р-7.
Для возвращения на Землю и совершения предпосадочного маневра, в отличие от спускаемых аппаратов космических кораблей, изд.105 имело «самолетную» компоновку — оно выполнялось по схеме низкоплана — «бесхвостки» интегральной схемы с треугольным крылом, консоли которого имели значительный угол поперечного V, несущим фюзеляжем с закругленным носком, вертикальным оперением и обычными органами управления (элероны, руль направления), имело традиционный «самолетный» турбореактивный двигатель РД36-35К тягой 2000 кгс и шасси. За плоскодонную форму с большой вздернутой носовой частью космолет получил прозвище «Лапоть». Такая геометрия носовой части существенно снижала нагрев остальной части корпуса при входе в атмосферу и была использована затем НАСА в проекте HL-20 1980-х.
Для управления самолетом на орбите и в атмосфере на гиперзвуковых и сверхзвуковых скоростях имелись модули газодинамического управления (малоразмерные жидкостно-реактивные двигатели в двух блоках по три сопла тягой 16 кгс и пять сопел тягой 1 кгс), а для маневров на орбите и схода с нее — ЖРД тягой 1500 кгс с двумя дополнительными камерами тягой по 40 кгс. Все двигатели размещались в хвостовой части фюзеляжа. Для защиты фюзеляжа от термодинамического нагрева при входе в атмосферу в конструкции был предусмотрен стальной термостойкий экран. Кабина летчика выполнялась в виде спасаемой (отстреливаемой) в аварийной ситуации герметичной металлической капсулы, покрытой слоем теплоизоляции.
Разработка аванпроекта системы «Спираль» началась в 1965 г., в следующем году приступили к разработке эскизного проекта. Одновременно в 1966 г. было принято решение о постройке аналога ЭПОС — изд.105-11 (с ТРД, но без ЖРД и газодинамического управления) для атмосферных испытаний аппарата на дозвуковых скоростях при сбросе его с соответствующим образом переоборудованного самолета Ту-95КМ. К постройке аналога приступили в 1968 г., параллельно на авиационном заводе в Куйбышеве (Самаре) началось переоборудование выделенного ВВС бомбардировщика Ту-95КМ № 2667 в экспериментальный самолет-носитель. Позднее к испытаниям планировалось подключить два других аналога ЭПОС, теперь уже с ЖРД, — изд.105-12 и 105-13, которые могли бы совершать полет со сверхзвуковыми и гиперзвуковыми скоростями соответственно. Для отработки высотного запуска турбореактивного двигателя РД36-35К, который ранее использовался на Як-38 в качестве подъемного двигателя, была создана летающая лаборатория Л-18 на базе ракеты К-10С и самолета-носителя Ту-16К-10.
Общее руководство темой осуществлял Г.Е.Лозино-Лозинский. В 1970 г. все работы по постройке аналогов ЭПОС были переданы с ММЗ «Зенит» на Дубненский машиностроительный завод «Радуга». Для работ по теме из состава филиала в Дубне собрали группу в 150 человек, а ОКБ-155-1 выделили в самостоятельную организацию, ныне известную как МКБ «Радуга». Здесь завершалась сборка изд.105-11 № 1-01, а в 1971 г. началось изготовление аналога 105-12, а также пяти изделий экспериментальной 0-й партии (№ 001 — 005). Первое из них предназначалось для статических испытаний, второе — для испытаний средств спасения, третье и четвертое — для отработки ЖРД и газодинамического управления, пятое — для теплопрочностных испытаний. Изделие № 002 было изготовлено в 1971 г., № 005 — в 1973 г., № 001 и 003 — в 1974 г. Кроме того, в программе испытаний по программе «Спираль» с 1971 г. принимали участие изготовленные в ЛИИ в масштабе 1:3 и 1:2 модели ЭПОС, получившие название «БОР».
Сборка самолета-аналога 105-11 завершилась в 1974 г. В следующем году он был перебазирован на летную базу ОКБ им. А.И.Микояна на полигоне в ГК НИИ ВВС в Ахтубинске (Астраханская область), где началась подготовка к летным испытаниям.
Первый этап испытаний — пробежки с постоянным увеличением скорости разбега и, наконец, подлет. Испытания проводились на ровной грунтовой ВПП длиной 5 км и шириной 500 м, плотность грунта, которой в разных местах была неоднородной. Вдоль всей длины полоса была отмаркирована окрашенными конусами, расставленными через каждые 200 м. Никаких внешних измерительных устройств не имелось.
Кроме того, ВПП находилась в степи в 25-30 км от основной базы. Перед каждой пробежкой, аналог на основной базе со снятым килем грузился с помощью крана на трейлер и в сопровождении кавалькады автомобилей специального назначения отправлялся малой скоростью на ВПП. Там ставился на грунт, к нему пристыковывался киль, велись различные монтажные работы, и только после опробывания двигателя и проверки всех систем летчик занимал место в кабине. Проведение одной пробежки занимало фактически весь день.
После всем известного курьезного случая с арбузами, подложенными под шасси для смазки, передние стойки переобули в пневматические колеса, хотя с этим связана серия испытаний в связи с уводом самолета в сторону от условной центральной линии ВПП иногда на 150-180 м. Но эту проблему удалось решить. К летным испытаниям в лыжно-колесном варианте приступили в мае 1976 г.
Длина ВПП позволяла аппарату находиться в воздухе не более 10-15сек., но они показали удовлетворительные характеристики аналога. Посадка и пробег прошли успешно, чем, при моделировании на пилотажном стенде МК-10 в ЦАГИ, где была проблема с выдерживанием заданной высоты полета. Но это было связано с особенностями конструкции и информационного обеспечения стенда.
В таких подлетах в мае 1976 г. опробовали аппарат летчики-испытатели И.П.Волк, В.Е.Меницкий и шеф-пилот микояновской фирмы А.В.Федотов. Ими было выполнено 15 пробежек и 10 подлетов (первый — 20 июля). Наряду с микояновцами в испытаниях участвовали и военные летчики и инженеры ГНИИ ВВС. Но основная нагрузка легла на плечи А.Г.Фастовца.
11 октября 1976 г. он поднял 105-11 в воздух, совершив перелет с одной грунтовой ВПП на другую. Перелет протяженностью 19 км проходил на высоте 560 м.
В следующем году приступили к полетам на подвеске у самолета Ту-95КМ (используемого ранее для испытаний крылатых ракет «воздух-земля» Х-20). Подвеска «105.11» под фюзеляжем Ту-95КМ была полувнешней: кабина до половины остекления уходила за обрез бомбоотсека, с которого были сняты створки. Вначале в полетах без отцепки проверялись возможности только выпуска ЭПОС в воздушный поток на специально удлиненных держателях и включение в таком положении его двигателя. Т.к. воздухозаборник оказался в бомбоотсеке, для обеспечения запуска двигателя пришлось смонтировать дополнительную систему наддува. Летчик переходил из самолета Ту-95 в кабину орбитального самолета непосредственно перед сбрасыванием.
27 октября 1977 г. самолет-носитель Ту-95КМ, пилотируемый экипажем во главе с заместителем начальника службы летных испытаний подполковником А.Н.Обеловым впервые сбросил аналог 105.11, пилотируемый А.Г.Фастовцом, с высоты 5000 м в створ посадочной глиссады аэродрома. Балансировочный щиток был заранее установлен на пикирование и птичка, как любовно называли аппарат конструкторы и испытатели, резво нырнула вниз со скоростью 50-70 м/сек., аэродинамическое качество аналога составляло менее 5.
Потом, в 1977-78 гг., состоялось еще 9 полетов, 4 из которых летающим аэродромом командовал командир испытательной эскадрильи полковник А.П.Кучеренко.
Один полет после воздушного старта на аналоге также совершил заслуженный летчик-испытатель СССР, Герой Советского Союза П.М.Остапенко. Затем для проведения второго этапа испытаний была произведена замена колесного шасси на лыжное.
В 1978 г. дозвуковые летные испытания изд.105-11 по определению ЛТХ при отцепе от самолета-носителя были завершены. Окончание летных экспериментов на аналоге 105.11 случайно совпало с его поломкой при посадке в сентябре 1978 года. В тот раз его пилотировал военный летчик-испытатель полковник В.Е.Урядов. Наблюдал за ним, сопровождая в полете на МиГ-23, Авиард Фастовец. Заходить на посадку пришлось против закатного солнца, видимость ограничивала дымка. Незадолго перед тем полосу расширили и соответственно переставили ограничительные флажки.
Да только расчистить до конца, заровнять колдобины и кочки не успели. Руководитель полетов был опытный — Герой Советского Союза, заслуженный летчик-испытатель СССР генерал-майор авиации В.И.Петров, но и его подвела плохая видимость. По ошибке приняв уклонившийся влево МиГ-23 Фастовца за аналог, Вадим Иванович дал команду Урядову довернуть вправо. Тот выполнил. Снижаясь против солнца, поздно заметил, что вот-вот приземлится правее полосы. Реакция опытного испытателя позволила ему отвернуть в последний миг и войти в зону флажков, но на большее высоты не хватило. Аппарат грубо приземлился на неровности почвы. Аналог не разрушился — обошлось лишь трещиной в районе силового шпангоута. Его вскоре восстановили. Только летать ему больше уже не пришлось.
К концу испытаний было организовано НПО «Молния», ставшее участником работ.
С 1976 г. в СССР развернулось проектирование принципиально иного типа воздушно-космического самолета — «Бурана», и к 1979 г. все работы по теме «Спираль» и изд.105 были прекращены. Тем не менее опыт этих исследований не пропал даром и широко использовался при создании универсальной ракетно-космической системы «Энергия-Буран», первый (и, к сожалению, единственный) космический старт которой состоялся 15 ноября 1988 г.
В настоящее время аппарат 105.11 находится в музее ВВС в г.Монино Московской области.

Компоновка и конструкция. Аппарат выполнен по схеме «бесхвостка» с несущим корпусом, низкорасположенным треугольным крылом, однокилевым оперением, одним двигателем в хвостовой части фюзеляжа и четырехопорным шасси. Несущий фюзеляж имеет стреловидную в плане форму (угол стреловидности 78°) и сечения с закругленной верхней и практически плоской нижней частью. Фюзеляж состоит из четырех частей: носового отсека оборудования с кабиной, фермы с рамами, панелей с воздухозаборником ТРД и нижнего теплостойкого экрана.
Основной частью фюзеляжа является ферма. В этом конструкция была схожа с американским X-20.
Ферма с рамами — силовая пространственная сварная конструкция из стали ВНС-2. Ферменная конструкция выбрана из условий обеспечения максимального объема для размещения двигателя, топлива и оборудования, а так же в целях обеспечения минимальных температурных напряжений.
В нижней центральной части расположен топливный бак-отсек, который входит в силовую часть фермы. В хвостовой части размещен ТРД, воздухозаборник которого снабжен открываемой при работе двигателя створкой. Отсек оборудования с кабиной — обычной сварной конструкции из листовой стали ВНС-2, соединяется с фермой пироболтами, образуя спасаемую капсулу. Пилот попадал в кабину через верхний люк. Панели и воздухозаборник ТРД — обычной дюралевой конструкции, закрывают ферму и крепятся к ней на болтах. Экран установлен снизу фермы, защищает ее от термодинамического нагрева и создает основную несущую поверхность. Экран — сварная панель из листовой стали ВНС-2 с набором продольных и поперечных профилей, приваренных контактной сваркой.
С внутренней стороны экран покрыт термоизолирующим материалом. Экран подвешивается к ферме на 110 свободноориентирующихся тандерах, что обеспечивает его деформацию при неравномерном нагреве во все стороны без появления температурных напряжений. Съемные панели включают створку аварийного покидания кабины, люки подходов к оборудованию и двигателю и боковые панели. Пилот попадал в кабину верхний люк.
Консоли крыла имеют угол стреловидности по передней кромке 55°, крепятся к фюзеляжу, но могут поворачиваться на угол до 30° вверх в зависимости от режима полета. Привод поворота консолей крыла — электрический с червячным механизмом. Крыло снабжено элеронами для управления по крену. Вертикальное оперение включает киль площадью 1,7 м² с углом стреловидности по передней кромке 60° и руль направления. На верхней поверхности хвостовой части фюзеляжа расположены балансировочные щитки, отклоняемые вверх. Система управления самолетом — ручная, от традиционной ручки и педалей «самолетного» типа.
Шасси — четырехопорное, убираемое, лыжное (для взлета с земли в начале летных испытаний на передних опорах устанавливались колеса). Передние опоры убираются поворотом назад в ниши боковых панелей фюзеляжа выше теплозащитного экрана, хвостовые — за задний обрез фюзеляжа. Выпуск шасси производится с помощью пневмосистемы.
Силовая установка самолета 105-11 состоит из турбореактивного двигателя Колесова РД36-35К тягой 2000 (2350) кгс и весом 176 кг. Топливо для ТРД размещается в баке в средней части фюзеляжа.
Запаса топлива (500 кг) хватало на 10 минут крейсерского полета при полной тяге. С помощью этого двигателя осуществлялся и взлет с поверхности (с использованием колесного шасси, закрепляемого на передних полозьях).
Оборудование самолета включает стандартный набор пилотажно-навигационных приборов, размещенных на приборной доске в кабине летчика.

• ЭПОС (105.11) на видео

Использованы материалы, любезно предоставленные В.Лукашевичем — webmaster’ом Buran.ru

Источники информации:

1. История и самолеты ОКБ МиГ / ООО «Крылья России», АНПК «МиГ», 1999, CD-ROM /
2. Авиационно-космическая система СПИРАЛЬ: подробности / BURAN.RU /
3. Проект «Спираль». В.В.Лебедев / BURAN.RU /
4. В космос на крыльях. Техника Молодежи №1
5. Моя небесная жизнь / В.Меницкий, Москва, 1999 /
6. «Энциклопедия астронавтики» М.Уэйда
7. Энциклопедия «Космонавтика». А.Б.Железняков