Владимир Молодцов - Пилотируемые космические полеты

Для аппарата типа HYWARDS были отобраны четыре наиболее подходящих двигателя: первый, разработки «Белл», работал на экзотическим топливе фтор-аммиак, развивая тягу 15876 кг; второй, тягой 25175 кг – маршевый двигатель МБР «Атлас»; затем двигатель МБР «Титан» тягой 27216 кг; четвертый двигатель – XLR-99, развивающий тягу 25855 кг, используемый на самолете X-15. Ожидалось, что один из этих двигателей сможет разогнать HYWARDS до скорости 13000 км/час и поднять на высоту 110 км. При первых полетах аппарат должен был запускаться в воздухе подобно X-15, а во время более поздних полетов предполагался вертикальный запуск, используя соответственно модифицированную МБР в качестве стартового ускорителя. Теоретически, если это требовалось, пилотируемый аппарат позже мог быть модифицирован для достижения орбитальной скорости.

Две различных группы NASA, одна из лаборатории имени Лэнгли и другая из лаборатории имени Эймса, проводили исследования возможных конфигураций аппарата HYWARDS. Группу Лэнгли возглавлял Джон Бекер, который в значительной степени отвечал за форму исследовательского аппарата X-15. Последний отчет Лэнгли, выпущенный 17 января 1957 года, содержал удивительное открытие, состоящее в том, что проектная скорость HYWARDS могла быть увеличена до М=18.

Анализ указывал, что это была скорость, на которой аппараты типа «плокодонки» приближаются к своим максимальным температурным условиям, так как быстрый подъем на высоту, необходимую для полета на скоростях М>18, вызывал снижение теплообмена (скоростей нагрева), а теплообмен в космосе сам по себе был незначителен. Анализ нагрева показал основные преимущества конфигурации, имеющей плоскую нижнюю поверхность и дельтовидное крыло, с фюзеляжем, размещенным в относительно прохладной верхней области, огражденной крылом. Эта конфигурация с плоским дном имела наименьшую возможную критическую область нагрева для данной нагрузки на крыло. Таким образом, фактически необходимое количество теплозащиты уменьшалось. В этом отношении, конфигурация значительно отличалась от более ранних проектов фирмы «Белл», которые использовали среднее расположение крыла. Впервые было доказано, что аэродинамические конструктивные решения могли значительно уменьшить нагрев и нагрузки на конструкцию, связанные с гиперзвуковым полетом. Эта идея имела значительное воздействие на конструкцию аппарата «Дайна-Сор».

Исследовательская группа во главе с Альфредом Эггерсом и H. «Харви» Джулианом из Аэронавигационной лаборатории имени Эймса также разработала аппарат HYWARDS, являющийся по существу продуктом ранее разработанного в лаборатории Эймса аппарата-демонстратора на скорость М=10. В предложениях называлась максимальная скорость М=10, но аппарат лаборатории Эймса имел дальность полета только 3200 км по сравнению с 5100 км аппарата центра Лэнгли. Чтобы достигнуть высокого аэродинамического качества, равного 1,71, проект лаборатории Эймса использовал преимущества подъемной силы, создаваемой за счет интерференции, когда область давления от фюзеляжа распространяется на крыло. К сожалению, в этой концепции весь фюзеляж, требующий специального охлаждения, располагался в области горячего потока. Дополнительная масса, требуемая для сохранения каркаса холодным, быстро перевешивала преимущество от наличия более высокого аэродинамического качества.

Защита проекта RoBo проводилась 20 июня 1957 года. Подрядчики представили свои предложения. Компании «Белл» и «Дуглас» выбрали трехступенчатый аппарат типа ракетоплан, тогда как предложенный фирмой «Конвэр» в основном был подобным аппаратом с третьей ступенью, оснащенной комбинированной двигательной установкой с ракетным и турбореактивным двигателями. Компания «Норт Америкэн авиэйшн» предложила обычный двухступенчатый аппарат, «Боинг» предпочел беспилотный ракетоплан, упоминаемый как «планирующая ракета», а фирма «Рипаблик» хотела построить малый беспилотный аппарат, значительно напоминающий XF-103, оснащенный гиперзвуковым маршевым прямоточным двигателем и стартующий с помощью неизвестного трехступенчатого стартового ускорителя. После полного обзора этих предложений, должностные лица Военно-воздушных сил решили, что концепция ракетоплана была вполне жизнеспособной и могла быть рассмотрена в качестве системы оружия, которую можно принять на вооружение в 1970-х годах.

Было много нерешенных вопросов в части двигательных установок, поскольку к этому времени не имелось никаких крупных пилотируемых ракет, кроме того, не была разработана подходящая система жизнеобеспечения. МБР «Атлас» и «Титан» были позже приспособлены в качестве носителей космических кораблей «Меркурий» и «Джемини» разработки NASA, наряду с «Сатурном-1» и «Сатурном-5», которые предлагались в качестве носителей для большинства орбитальных проектов этого времени. Далее исследование заключило, что экспериментальный аппарат может совершить первый полет к 1965 году, а полностью готовая система типа RoBo могла появиться к 1974 году, что было весьма оптимистичным план для такого перспективного проекта.