От «Бора» к «Бурану»

Июльским 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.

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 «БОР»ов (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 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, его научных сотрудников, инженеров, техников, рабочих, в течение двух лет ему удалось спроектировать, изготовить и выполнить наземную отработку, осуществить 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. Он был запущен 15 июля 1969 года.

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, данные о влиянии высоты и скорости полета на распределение давления по поверхности летательного аппарата сложной геометрической формы, опробированы законы управления движением. Проведены обширные исследования аэродинамического нагрева, теплообмена и тепловой защиты различных элементов поверхности.

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 ОК. 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.
 
Советское – значит самое лучшее!

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.

Кроме того, те же американцы, по сообщениям западной печати, скопировали «Бор-5», увеличили его размеры и в результате получили экспериментальный орбитальный самолет Х-37В, который был предназначен 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. И все макеты до неприличия напоминают по облику «Боры», а методика их испытаний на 90 процентов совпадает с нашей, которую мы использовали четверть века назад.

Удивительно также и то, что европейцы до сих пор не имеют доступа к информации, собранной НАСА во время полетов американских кораблей «Спейс Шаттл».

Наверное, пора рассекретить результаты испытаний «Боров» и продавать их Западу и Востоку за валюту. Вырученные средства помогут не только эффективно использовать достижения нашей космонавтики в будущем, но и возвратить средства, затраченные когда-то в прошлом на испытания «Боров».

Заключение.

Исследования при помощи «Боров» внесли существенный вклад в отработку конструкции теплозащиты многоразовых космических кораблей. При выполнении программы испытаний 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.  Результаты исследования полетов наших мини-шаттлов до сих пор актуальны. Так что дело «Боров» живет и еще долго будет жить!