In het verleden was de Sovjet-luchtvaartindustrie bezig met tal van gedurfde ideeën. Projecten van lucht- en ruimtevaartvliegtuigen, alternatieve energiecentrales voor de luchtvaart, enz. werden uitgewerkt. Van bijzonder belang in deze context is het M-19-project ontwikkeld door de V. M. Myasishchev. Het was de bedoeling om er enkele van de meest gedurfde ideeën in te combineren.
Bedreigingsreactie
Begin jaren zeventig raakte de Sovjetleiding overtuigd van de realiteit van het Amerikaanse Space Shuttle-project en begon ze zich zorgen te maken. In de toekomst zou de Shuttle een drager van strategische wapens kunnen worden, en een reactie op een dergelijke dreiging was vereist. In dit verband werd besloten om binnenlandse projecten op het gebied van ruimtevaartsystemen te versnellen.
In die tijd was de Experimental Machine-Building Plant (Zhukovsky), wiens ontwerpbureau werd geleid door V. M. Myasishchev. In 1974 kreeg de fabriek een nieuwe opdracht. In het kader van het thema "Cold-2" moest hij de mogelijkheden onderzoeken om een kansrijk videoconferentiesysteem te creëren met alternatieve energiecentrales. Met name de concepten van motoren voor vloeibare waterstof en een kerncentrale hadden moeten worden getest. Bij EMZ kreeg het nieuwe werk de aanduiding "Topic 19". Het VKS-project werd later M-19 genoemd.
Werk "19" was verdeeld in verschillende subroutines. Onderwerp "19-1" voorzien voor de ontwikkeling en het testen van een vliegend laboratorium met een waterstofmotor. De taak van de thema's "19-2" en "19-3" was om te zoeken naar het uiterlijk van hypersonische en ruimtevaartvliegtuigen. In het kader van "19-4" en "19-5" werd gewerkt aan een videoconferentiesysteem met een kerncentrale.
De algemene leiding van de werkzaamheden werd uitgevoerd door V. M. Myasishchev, AD Tokhunts, gemodereerd door I. Z. Plyusnin. Niet zonder tussenkomst van onderaannemers. Dus OKB N. D. deed mee aan het werk aan de kernmotor. Koeznetsova.
Projecttheorie
VM Myasishchev twijfelde aanvankelijk aan de haalbaarheid van het nieuwe project. Hij wees erop dat "traditionele" ruimteraketten een droge massa van 7-8 procent hebben. vanaf het opstijgen. Voor bommenwerpers is deze parameter groter dan 30%. Dienovereenkomstig heeft de VKS een speciale krachtcentrale nodig die de hoge massa van de constructie kan compenseren en ervoor kan zorgen dat het voertuig in een baan om de aarde wordt gebracht.
Het duurde ongeveer zes maanden om dergelijke kenmerken van de toekomstige M-19 te bestuderen, maar EMZ-specialisten waren nog steeds in staat om het optimale uiterlijk en de kenmerken van de machine te bepalen. De algemeen ontwerper bestudeerde het technische voorstel en keurde de ontwikkeling ervan goed. Al snel verscheen er een concept-technische opdracht en begon het ontwerpwerk.
M-19 werd voorgesteld om te worden gebouwd als een herbruikbaar lucht- en ruimtevaartvliegtuig voor horizontaal opstijgen en landen. De VKS kon constant de ruimte in en terug vliegen en had alleen wat onderhoud en tanken nodig. De M-19 zou een drager kunnen worden van verschillende wapens of speciale militaire uitrusting, hij zou kunnen worden gebruikt voor wetenschappelijke doeleinden, enz. Door de grote laadruimte kon de VKS goederen en mensen naar de ruimte en terug vervoeren.
Met de succesvolle oplossing van alle technische problemen zou de M-19 een kerncentrale kunnen krijgen. Dergelijke apparatuur bood een bijna onbeperkt vliegbereik en de mogelijkheid om elke baan te betreden. In de toekomst werd het gebruik van de M-19 tijdens de verkenning van de maan niet uitgesloten.
Om dergelijke resultaten te verkrijgen, moesten veel complexe problemen worden opgelost. Het VKS-casco stelde speciale eisen aan mechanische en thermische sterkte, de krachtcentrale moest de hoogste eigenschappen ontwikkelen, enz. De berekeningen zagen er echter optimistisch uit. Een afgewerkt exemplaar van de VKS M-19 zou na 1985 kunnen verschijnen.
In het geval van nieuwe bedreigingen en uitdagingen werden vereenvoudigde methoden voor het gebruik van de M-19 voorgesteld. Het was mogelijk om een "videoconferentie in de eerste fase" te creëren met een lagere snelheid en hoogte, maar in staat om een gevechts- of andere lading te dragen. In het bijzonder werd voorgesteld om een dergelijk vliegtuig te gebruiken als drager van een raketsysteem voor het lanceren van een lading in de ruimte.
Ontwerpkenmerken
Tijdens de bouw van de M-19 werd voorgesteld om speciale technische oplossingen te gebruiken. Het casco moet dus zijn opgebouwd uit lichte aluminiumlegeringen en de huid moet zijn voorzien van een herbruikbare hittebestendige coating op basis van koolstof of keramiek. De voorgestelde architectuur voorzag in de aanwezigheid van grote volumes in het casco, wat het mogelijk maakte om maximale volumes voor brandstof te geven.
De optimale variant van de M-19 had een "draaglichaam" -schema met een vlakke rompbodem en een deltavleugel met een grote zwaai. In de staart werd een paar kielen geplaatst. De romp met variabele doorsnede herbergde de bemanningscabine met biologische afscherming en het vrachtcompartiment. Het staartgedeelte werd gegeven onder de elementen van de gecombineerde krachtcentrale; een brede motorgondel was onder de bodem voorzien. Er werd voorgesteld om een afwerpbare staartstroomlijnkap van een raketmotor te gebruiken.
Een gecombineerde krachtcentrale, inclusief 10 turbojets en 10 straalmotoren, een nucleaire straalmotor en extra uitrusting, werd als optimaal beschouwd voor de VKS. Er werd voorgesteld om de reactor in een speciale energie-absorberende schaal te plaatsen die de kern kan redden tijdens verschillende inslagen. Voor het manoeuvreren in de ruimte werd gebruik gemaakt van een aparte installatie met vloeistofstuurmotoren.
Op waterstof gestookte turbofanmotoren moesten zorgen voor start, stijging tot 12-15 km en versnelling tot M = 2, 5 … 2, 7. Vervolgens moest vloeibare waterstof reactorwarmte overbrengen naar warmtewisselaars voor de turbofan, waardoor het mogelijk werd om de stuwkracht te vergroten en de snelheid te verdubbelen. Daarna was het mogelijk om de straalmotor aan te zetten en de turbostraalmotor om te zetten in autorotatie. Vanwege straalmotoren werd voorgesteld om te versnellen tot M = 16 en te stijgen tot een hoogte van 50 km. De maximale totale stuwkracht van de straalmotoren bereikte 250 tf.
In deze modus moesten de lucht- en ruimtevaartkrachten de staartkuip laten vallen en de ondersteunende NRM inschakelen. De laatste was verantwoordelijk voor het verwarmen van de waterstof voordat deze door het mondstuk werd uitgestoten. De berekende stuwkracht van de NRE bereikte 280-300 tf; de totale stuwkracht van de gehele centrale is minimaal 530 tf. Dit maakte het mogelijk om de hoogste snelheid te behouden en in een baan om de aarde te gaan.
De VKS M-19 zou een lengte hebben van 69 m (zonder gedumpte kuip) en een spanwijdte van 50 m. Het startgewicht bereikte 500 ton. Het drooggewicht was 125 ton, de brandstof was 220 ton. laadruimte van 4x4x15 m, er kon tot 40 ton geladen worden. De vereiste baanlengte was 4 km.
De eigen bemanning van de M-19 bestond uit drie tot zeven personen, afhankelijk van de taak. Bij het uitvoeren van bepaalde missies kon een bemand ruimtevaartuig met zijn bemanning in de laadruimte worden geplaatst. De referentiebaanhoogte was 185 km, wat zorgde voor de oplossing van een breed scala aan wetenschappelijke en militaire taken.
Onderzoek en ontwikkeling
Nog vóór de vorming van het definitieve uiterlijk van de VKS "19" in het kader van het thema "Cold-2" werden verschillende onderzoeksprojecten gelanceerd om een breed scala aan problemen op te lossen. Gespecialiseerde instituten bleven de problemen rond het maken van waterstofmotoren bestuderen en er werd gezocht naar nieuwe materialen met de vereiste eigenschappen.
Bijzondere aandacht werd besteed aan de oprichting van een speciale gecombineerde elektriciteitscentrale. De Sovjetwetenschap had al ervaring met het maken van kernmotoren, maar het M-19-project vereiste een fundamenteel nieuw product. Kant-en-klare turbojet- en straalmotormotoren geschikt voor "19" ontbraken ook. Gespecialiseerde ondernemingen moesten alle elementen van de energiecentrale ontwikkelen.
De veelbelovende VKS moest fundamenteel nieuwe taken oplossen en had daarom luchtvaartelektronica met speciale functies nodig. Het was nodig om navigatie te bieden in alle modi, in de atmosfeer en in de ruimte, evenals om de vereiste trajecten te bereiken en terug te keren naar het vliegveld. Bovendien had het vliegtuig specifieke levensondersteunende uitrusting nodig die de bemanning kon beschermen tegen alle belastingen en straling van de reactor.
Diverse onderzoeksprojecten liepen door tot begin jaren tachtig. In overeenstemming met het plan van het thema "19", in 1982-84. het was noodzakelijk om een gedetailleerd ontwerp van de toekomstige M-19 uit te voeren. Tegen 1987 zouden drie ervaren VKS verschijnen. De eerste vlucht werd toegeschreven aan 1987-88. Begin jaren negentig kon de USSR de volwaardige werking van een herbruikbaar ruimtevaartsysteem onder de knie krijgen.
Einde van het project
Deze plannen werden echter nooit uitgevoerd. Halverwege de jaren zeventig zocht de militaire en politieke leiding van het land naar verdere manieren om raket- en ruimtetechnologie te ontwikkelen, onder meer in het kader van een reactie op de Space Shuttle. De gekozen strategie van acties annuleerde feitelijk verdere werkzaamheden aan het onderwerp "19".
In 1976 werd besloten om het herbruikbare Energia-Buran-systeem te creëren. De leidende rol in dit project werd gegeven aan de nieuw opgerichte NGO Molniya. EMZ en enkele andere ondernemingen werden naar zijn rechtsgebied overgebracht. Hierdoor heeft het ontwerpbureau van V. M. Myasishcheva verloor de kans om het M-19-project volledig te ontwikkelen.
Het werk aan "Thema 19" ging nog een aantal jaren door, maar door de belasting van EMZ door andere projecten, werd er slechts een minimale impact aan gegeven. In oktober 1978 V. M. Myasishchev stierf; een veelbelovend project bleef zonder steun. In 1980 stopten alle werkzaamheden aan de M-19 eindelijk. Tegen die tijd werden gerelateerde projecten en onderzoek omgeleid naar het Energia-Buran-programma.
"Topic 19" / "Cold-2" leidde dus niet tot de verwachte resultaten. De USSR heeft nooit een lucht- en ruimtevaartvliegtuig gebouwd met een gecombineerde energiecentrale en heeft het niet gebruikt voor militaire en wetenschappelijke doeleinden. Niettemin werden in het kader van het "19"-project verschillende studies uitgevoerd, die het mogelijk maakten om de optimale paden te bepalen voor de ontwikkeling van herbruikbare ruimtesystemen en de beste technische oplossingen van verschillende soorten te vinden. Onderzoeks- en ontwikkelingswerken uit het "Thema 19" hebben een belangrijke bijdrage geleverd aan de ontwikkeling van de binnenlandse kosmonautiek, en bepaalde ontwikkelingen waren hun tijd vooruit en hebben nog geen toepassing gevonden.
