V minulosti bol sovietsky letecký priemysel zaneprázdnený množstvom odvážnych myšlienok. Boli rozpracované projekty leteckých lietadiel, alternatívnych elektrární pre letectvo a pod. V tejto súvislosti je obzvlášť zaujímavý projekt M-19 vyvinutý V. M. Myasishchev. Plánovalo sa v ňom spojiť niekoľko najtrúfalejších myšlienok.
Reakcia na hrozbu
Začiatkom sedemdesiatych rokov sa sovietske vedenie presvedčilo o realite projektu amerického raketoplánu a začalo prejavovať obavy. V budúcnosti by sa Shuttle mohol stať nosičom strategických zbraní a na takúto hrozbu bola potrebná reakcia. V tejto súvislosti bolo rozhodnuté urýchliť domáce projekty v oblasti leteckých systémov.
V tom čase existoval závod na experimentálne stavanie strojov (Žukovskij), ktorého konštrukčnú kanceláriu viedol V. M. Myasishchev. V roku 1974 dostal závod novú úlohu. V rámci témy „Cold-2“mal určiť možnosti vytvorenia sľubného systému videokonferencií s alternatívnymi elektrárňami. Mali by byť testované najmä koncepcie motorov na kvapalné vodíkové palivá a jadrovej elektrárne. V EMZ bolo nové dielo označené ako „Téma 19“. Projekt VKS bol neskôr pomenovaný M-19.
Práca „19“bola rozdelená do niekoľkých podprogramov. Téma „19-1“zabezpečila vývoj a testovanie lietajúceho laboratória s vodíkovým motorom. Úlohou tém „19-2“a „19-3“bolo hľadať vzhľad hypersonických a leteckých lietadiel. V rámci „19-4“a „19-5“sa pracovalo na systéme videokonferencií s jadrovou elektrárňou.
Celkové riadenie práce vykonal V. M. Myasishchev, A. D. Tokhunts, moderuje I. Z. Plyusnin. Nie bez zapojenia subdodávateľov. Spoločnosť OKB N. D. sa teda zapojila do práce na jadrovom motore. Kuznetsova.
Teória projektu
V. M. Myasishchev spočiatku pochyboval o uskutočniteľnosti nového projektu. Poukázal na to, že „tradičné“vesmírne rakety majú suchú hmotnosť 7-8 percent. od štartu. U bombardérov tento parameter presahuje 30%. VKS preto potrebuje špeciálnu elektráreň, ktorá dokáže kompenzovať vysokú hmotnosť konštrukcie a zaistiť vypustenie vozidla na obežnú dráhu.
Štúdium takýchto vlastností budúceho M-19 trvalo asi šesť mesiacov, ale špecialisti EMZ boli stále schopní určiť optimálny vzhľad a vlastnosti stroja. Generálny projektant si technický návrh preštudoval a schválil jeho vývoj. Čoskoro sa objavil návrh technického zadania a začali sa projektové práce.
M-19 bolo navrhnuté, aby bolo postavené ako opakovane použiteľné lietadlo pre horizontálne vzlety a pristátia. VKS mohol dôsledne lietať do vesmíru a späť, pričom potreboval len určitú údržbu a doplnenie paliva. M-19 sa mohol stať nosičom rôznych zbraní alebo špeciálneho vojenského vybavenia, mohol by byť použitý na vedecké účely atď. Vďaka veľkému nákladnému priestoru bol VKS schopný prepravovať tovar a osoby na obežnú dráhu a späť.
Po úspešnom vyriešení všetkých technických problémov by M-19 mohla dostať jadrovú elektráreň. Takéto vybavenie poskytovalo takmer neobmedzený letový dosah a možnosť vstúpiť na akúkoľvek obežnú dráhu. V budúcnosti nebolo vylúčené použitie M-19 počas prieskumu mesiaca.
Na získanie takýchto výsledkov bolo potrebné vyriešiť veľa zložitých problémov. Drak VKS mal špeciálne požiadavky na mechanickú a tepelnú pevnosť, elektráreň musela vyvinúť najvyššie charakteristiky atď. Výpočty však vyzerali optimisticky. Hotová vzorka VKS M-19 by sa mohla objaviť po roku 1985.
V prípade nových hrozieb a výziev boli navrhnuté zjednodušené metódy použitia M-19. Bolo možné vytvoriť „videokonferenciu prvého stupňa“s nižšou rýchlosťou a nadmorskou výškou, ale schopnou niesť bojový alebo iný náklad. Konkrétne bolo navrhnuté použiť také lietadlo ako nosič raketového systému na vynášanie nákladu do vesmíru.
Vlastnosti dizajnu
Pri stavbe M-19 bolo navrhnuté použiť špeciálne technické riešenia. Drak lietadla by preto mal byť vyrobený z ľahkých zliatin hliníka a koža by mala byť vybavená opakovane použiteľným tepelne odolným povlakom na báze uhlíka alebo keramiky. Navrhovaná architektúra predpokladala prítomnosť veľkých objemov vo vnútri draku lietadla, čo umožnilo poskytnúť maximálne objemy paliva.
Optimálny variant M-19 mal schému „nosného tela“s plochým dnom trupu a delta krídlom veľkého zametania. Do chvosta bol umiestnený pár kíl. Trup variabilného prierezu pojal kabínu posádky s biologickým tienením a nákladný priestor. Chvostová časť bola umiestnená pod prvkami kombinovanej elektrárne; pod spodkom bola umiestnená široká gondola motora. Navrhlo sa použiť odpruženú chvostovú kapotáž raketového motora.
Za optimálnu pre VKS sa považovala kombinovaná elektráreň, ktorá zahŕňala 10 prúdových a 10 rázových motorov, jadrový prúdový motor a ďalšie vybavenie. Navrhlo sa umiestniť reaktor do špeciálnej škrupiny absorbujúcej energiu, ktorá môže zachrániť jadro pri rôznych nárazoch. Na manévrovanie v priestore bola použitá samostatná inštalácia s kvapalinovými riadiacimi motormi.
Turbodúchadlové motory na vodíkový pohon mali zaisťovať vzlet, stúpanie na 12-15 km a zrýchlenie na M = 2, 5 … 2, 7. Potom mal kvapalný vodík prenášať teplo reaktora do výmenníkov tepla pred turbodúchadlom., čo umožnilo zvýšiť ťah a zdvojnásobiť rýchlosť. Potom bolo možné zapnúť ramjet a preložiť prúdový motor na autorotáciu. Vzhľadom na ramjetové motory bolo navrhnuté zrýchlenie na M = 16 a stúpanie do nadmorskej výšky 50 km. Maximálny celkový ťah prúdových motorov dosiahol 250 tf.
V tomto režime museli letecké sily odhodiť kapotáž chvosta a zapnúť udržiavaciu NRM. Ten bol zodpovedný za zahrievanie vodíka pred jeho vystrekovaním cez trysku. Vypočítaný ťah NRE dosiahol 280-300 tf; celkový ťah celej elektrárne je najmenej 530 tf. Vďaka tomu bolo možné udržať najvyššiu rýchlosť a dostať sa na obežnú dráhu.
VKS M-19 mal mať dĺžku 69 m (bez skládanej kapotáže) a rozpätie krídla 50 m. Vzletová hmotnosť dosiahla 500 ton. Suchá hmotnosť bola 125 ton, palivo bolo 220 ton. nákladného priestoru s rozmermi 4x4x15 m bolo možné uložiť až 40 ton. Požadovaná dĺžka dráhy bola 4 km.
Vlastná posádka M-19 zahŕňala od troch do siedmich ľudí, v závislosti od úlohy. Pri niektorých misiách bolo možné do nákladného priestoru umiestniť vesmírnu loď s posádkou s posádkou. Referenčná výška obežnej dráhy bola 185 km, čo zaisťovalo riešenie celého radu vedeckých a vojenských úloh.
Výskum a vývoj
Ešte pred vytvorením konečnej podoby VKS „19“v rámci témy „Cold-2“boli zahájené rôzne výskumné projekty zamerané na riešenie širokého spektra problémov. Špecializované ústavy pokračovali v štúdiu problematiky výroby vodíkových motorov a prebiehalo hľadanie nových materiálov s požadovanými vlastnosťami.
Osobitná pozornosť bola venovaná vytvoreniu špeciálnej kombinovanej elektrárne. Sovietska veda už mala skúsenosti s výrobou jadrových motorov, ale projekt M-19 vyžadoval zásadne nový produkt. Chýbali aj pripravené prúdové a ramjetové motory vhodné pre „19“. Špecializované podniky museli vyvinúť všetky prvky elektrárne.
Nádejný VKS musel riešiť zásadne nové úlohy, a preto potreboval avioniku so špeciálnymi funkciami. Bolo potrebné zabezpečiť navigáciu vo všetkých režimoch, v atmosfére a vo vesmíre, ako aj dosiahnuť požadované trajektórie a vrátiť sa na letisko. Lietadlo navyše potrebovalo špecifické vybavenie na podporu života, ktoré je schopné chrániť posádku pred všetkým zaťažením a žiarením z reaktora.
Rôzne výskumné projekty pokračovali až do začiatku osemdesiatych rokov. V súlade s plánom témy „19“v rokoch 1982-84. bolo potrebné vykonať podrobný návrh budúceho M-19. Do roku 1987 sa mali objaviť tri skúsené VKS. Prvý let bol pripísaný rokom 1987-1988. Začiatkom deväťdesiatych rokov mohol ZSSR zvládnuť plnohodnotnú prevádzku opakovane použiteľného leteckého a kozmického systému.
Koniec projektu
Tieto plány sa však nikdy nerealizovali. V polovici sedemdesiatych rokov vojenské a politické vedenie krajiny hľadalo ďalšie spôsoby rozvoja raketových a vesmírnych technológií, a to aj v kontexte reakcie na raketoplán. Zvolená stratégia akcií skutočne zrušila ďalšie práce na téme „19“.
V roku 1976 bolo rozhodnuté vytvoriť opakovane použiteľný systém Energia-Buran. Vedúcu úlohu v tomto projekte mala novovytvorená mimovládna organizácia Molniya. EMZ a niektoré ďalšie podniky boli prevedené do jeho jurisdikcie. Výsledkom je, že kancelária dizajnu V. M. Myasishcheva stratil príležitosť naplno rozvinúť projekt M-19.
Práce na „téme 19“pokračovali ešte niekoľko rokov, ale vzhľadom na zaťaženie EMZ inými projektmi sa im dosiahol len minimálny vplyv. V októbri 1978 V. M. Myasishchev zomrel; sľubný projekt zostal bez podpory. V roku 1980 sa všetky práce na M-19 konečne zastavili. Do tejto doby boli súvisiace projekty a výskum presmerované do programu Energia-Buran.
„Téma 19“/ „Cold-2“teda neviedla k očakávaným výsledkom. ZSSR nikdy nestaval letecké lietadlo s kombinovanou elektrárňou a nevyužíval ho na vojenské a vedecké potreby. Napriek tomu boli v rámci projektu „19“vykonané rôzne štúdie, ktoré umožnili určiť optimálne cesty pre vývoj opakovane použiteľných vesmírnych systémov a nájsť najlepšie technické riešenia rôzneho druhu. Práce výskumu a vývoja z „témy 19“významne prispeli k rozvoju domácej kozmonautiky a určitý vývoj predbehol dobu a zatiaľ nenašiel uplatnenie.
