Проект космического самолета с ядерным двигателем (СССР)

Многоразовый, космический, ядерный: проект самолёта М-19

В прошлом советская авиационная промышленность занималась массой самых смелых идей. Прорабатывались проекты воздушно-космических самолетов, альтернативных силовых установок для авиации и т.д. Особый интерес в этом контексте представляет проект М-19 разработки бюро В.М. Мясищева. В нем планировалось объединить несколько самых смелых идей.

5 фото + текст

Ответ на угрозу

В начале семидесятых годов советское руководство убедилось в реальности американского проекта Space Shuttle и начало проявлять беспокойство. В перспективе «Шаттл» мог стать носителем стратегического вооружения, и требовался некий ответ на подобную угрозу. В связи с этим было принято решение о форсировании отечественных проектов в области воздушно-космических систем.

В тот период к работам по космической тематике привлекался Экспериментальный машиностроительный завод (г. Жуковский), КБ которого возглавлял В.М. Мясищев. В 1974 г. завод получил новое задание. В рамках темы «Холод-2» он должен был определить возможности создания перспективной ВКС с альтернативными силовыми установками. В частности, следовало проверить концепции двигателей на жидком водородном топливе и ядерной силовой установки. На ЭМЗ новая работа получила обозначение «Тема 19». Проект ВКС позже назвали М-19.

Работу «19» разделили на несколько подпрограмм. Тема «19-1» предусматривала разработку и испытания летающей лаборатории с водородным двигателем. Задачей тем «19-2» и «19-3» являлся поиск облика гиперзвукового и воздушно-космического самолетов. В рамках «19-4» и «19-5» велись работы по ВКС с ядерной силовой установкой.

Общее руководство работами осуществлял В.М. Мясищев, главным конструктором стал А.Д. Тохунц, ведущим – И.З. Плюснин. Не обошлось без привлечения смежников. Так, к работам по ядерному двигателю присоединилось ОКБ Н.Д. Кузнецова.

Теория проекта

В.М. Мясищев изначально сомневался в целесообразности нового проекта. Он указывал, что у «традиционных» космических ракет сухая масса составляет 7-8 проц. от взлетной. У бомбардировщиков этот параметр превышает 30%. Соответственно, ВКС нуждается в силовой установке особой мощности, которая сможет компенсировать высокую массу конструкции и обеспечить вывод машины на орбиту.

На изучение подобных особенностей будущего М-19 ушло около полугода, но специалисты ЭМЗ все же смогли определить оптимальные облик и характеристики машины. Генеральный конструктор изучил техническое предложение и одобрил его развитие. Вскоре появился проект технического задания, и стартовали конструкторские работы.

М-19 предлагалось строить как многоразовый воздушно-космический самолет горизонтального взлета и посадки. ВКС мог последовательно совершать полеты в космос и обратно, нуждаясь только в некотором обслуживании и дозаправке. М-19 мог бы стать носителем различного вооружения или специальной аппаратуры военного назначения, его можно было использовать в научных целях и т.д. За счет крупного грузоотсека ВКС получал возможность перевозки грузов и людей на орбиту и обратно.

При успешном решении всех инженерных задач М-19 мог получить ядерную энергоустановку. Такое оснащение обеспечивало почти неограниченную дальность полета и возможность выхода на любую орбиту. В перспективе не исключалось применение М-19 при освоении Луны.

Для получения таких результатов требовалось решить массу сложных задач. К планеру ВКС предъявлялись особые требования по механической и тепловой прочности, силовая установка должна была развивать высочайшие характеристики и т.д. Впрочем, расчеты выглядели оптимистично. Готовый образец ВКС М-19 мог бы появиться после 1985 г.


На случай появления новых угроз и вызовов предлагались упрощенные способы применения М-19. Можно было создать «ВКС первого этапа» с меньшей скоростью и высотностью, но способный нести боевую или иную нагрузку. В частности, такой самолет предлагалось использовать в качестве носителя ракетной системы для вывода нагрузки в космос.

Особенности конструкции

При строительстве М-19 предлагалось использовать особые инженерные решения. Так, планер следовало строить из легких алюминиевых сплавов, а обшивку оснащать многоразовым теплостойким покрытием на основе углерода или керамики. Предложенная архитектура предусматривала наличие крупных объемов внутри планера, что позволяло отдать максимальные объемы под топливо.

Оптимальный вариант М-19 имел схему «несущий корпус» с плоским днищем фюзеляжа и треугольным крылом большой стреловидности. В хвосте помещалась пара килей. Фюзеляж переменного сечения вмещал кабину экипажа с биологической защитой и грузоотсек. Хвостовая часть отдавалась под элементы комбинированной силовой установки; под днищем предусматривалась широкая гондола для двигателей. Предлагалось использовать сбрасываемый хвостовой обтекатель ракетного двигателя.

Оптимальной для ВКС посчитали комбинированную силовую установку, включающую 10 турбореактивных и 10 прямоточных двигателей, ядерный реактивный двигатель и дополнительное оснащение. Реактор предлагалось поместить в особую энергопоглощающую оболочку, способную обеспечить спасение активной зоны при различных ударах. Для маневрирования в космосе использовалась отдельная установка с жидкостными рулевыми двигателями.

ТРДДФ на водородном топливе должны были обеспечивать взлет, подъем на 12-15 км и разгон до М=2,5…2,7. Затем жидкий водород должен был передавать тепло реактора на теплообменники перед ТРДДФ, что позволяло усилить тягу и удвоить скорость. После этого можно было включать ПВРД, а ТРДДФ переводить на авторотацию. За счет прямоточных двигателей предлагалось разгоняться до М=16 и подниматься на высоту 50 км. Максимальная суммарная тяга воздушно-реактивных двигателей достигала 250 тс.

На этом режиме ВКС должен был сбрасывать хвостовой обтекатель и включать маршевый ЯРД. Последний отвечал за нагрев водорода перед выбросом через сопло. Расчетная тяга ЯРД достигала 280-300 тс; суммарная тяга всей силовой установки – не менее 530 тс. Это позволяло поддерживать высочайшую скорость и выходить на орбиту.

ВКС М-19 должен был иметь длину 69 м (без сбрасываемого обтекателя) и крыло размахом 50 м. Взлетная масса достигла 500 т. Сухой вес составлял 125 т, на топливо приходилось 220 т. В грузоотсеке размером 4х4х15 м можно было поместить до 40 т нагрузки. Потребная длина взлетно-посадочной полосы составляла 4 км.

Собственный экипаж М-19 включал от трех до семи человек, в зависимости от поставленной задачи. При выполнении тех или иных миссий в грузоотсеке мог помещаться обитаемый космический аппарат со своим экипажем. Высота опорной орбиты составляла 185 км, что обеспечивало решение широкого круга научных и военных задач.

Научно-исследовательские и опытно-конструкторские

Еще до формирования окончательного облика ВКС «19» в рамках темы «Холод-2» стартовали различные научно-исследовательские работы, направленные на решение широкого круга задач. Профильные институты продолжили проработку вопросов создания водородных двигателей, также осуществлялся поиск новых материалов с требуемыми характеристиками.

Особое внимание уделялось созданию особой комбинированной силовой установки. Советская наука уже имела опыт в деле создания ядерных двигателей, но для проекта М-19 требовалось принципиально новое изделие. Готовые ТРДДФ и ПВРД, подходящие для «19», тоже отсутствовали. Профильным предприятиям предстояло разработать все элементы силовой установки.

Перспективный ВКС должен был решать принципиально новые задачи, из-за чего нуждался в авионике с особыми функциями. Требовалось обеспечить навигацию на всех режимах, в атмосфере и в космосе, а также выход на требуемые траектории и возвращение на аэродром. Кроме того, самолет нуждался в специфических средствах жизнеобеспечения, способных защитить экипаж от всех нагрузок и излучения реактора.

Различные НИР продолжались до начала восьмидесятых годов. В соответствии с планом темы «19», в 1982-84 гг. следовало провести рабочее проектирование будущего М-19. К 1987-му должны были появиться три опытных ВКС. Первый полет относили к 1987-88 гг. В начале девяностых СССР мог бы освоить полноценную эксплуатацию многоразовой воздушно-космической системы.

Конец проекта

Однако эти планы так и не были выполнены. В середине семидесятых годов военное и политическое руководство страны искало дальнейшие пути развития ракетно-космической техники, в том числе в контексте ответа на Space Shuttle. Выбранная стратегия действий фактически отменяла дальнейшие работы по теме «19».

В 1976 году было решено создавать многоразовую систему «Энергия-Буран». Ведущая роль в этом проекте отдавалась вновь созданному НПО «Молния». ЭМЗ и некоторые другие предприятия передавались в его ведение. Вследствие этого конструкторское бюро В.М. Мясищева потеряло возможность полноценно развивать проект М-19.

Работы по «Теме 19» продолжались еще несколько лет, но из-за загрузки ЭМЗ другими проектами им уделялось лишь минимальное влияние. В октябре 1978 г. В.М. Мясищев ушел из жизни; перспективный проект остался без поддержки. В 1980-м все работы по М-19 окончательно прекратились. Связанные проекты и исследования к этому времени были перенацелены на программу «Энергия-Буран».

Таким образом, «Тема 19» / «Холод-2» не привела к ожидаемым результатам. СССР так и не построил воздушно-космический самолет с комбинированной силовой установкой и не использовал его для военных и научных нужд. Тем не менее, в рамках проекта «19» были проведены различные исследования, позволившие определить оптимальные пути развития многоразовых космических систем и найти наилучшие инженерные решения разного рода. НИР из состава «Темы 19» внесли заметный вклад в развитие отечественной космонавтики, а определенные наработки опередили свое время и пока не нашли применения.

У меня все, ломайте...

Всего лишь несколько десятилетий назад, на территории России и других стран СНГ существовало Великое Государство, государство рабочих и мечтателей, творцов и ученых...

Инженерный гений СССР мог сделать ВСЁ!

При правильно сформулированной задаче и соответствующем финансировании. Ну и руководство должно быть с мудрой головой а не деревянной дубиной.

Спасибо, ТС, важная веха выставлена на обозрение! Уже кто-то задумается...
Сам неспешно пишу новую книгу примерно по этой теме: спасение Человечества силами инженеров Союза))

Это сообщение отредактировал KEN12 - 4.09.2019 - 10:53

Какую страну просрали, променяв на колбасу.

Размещено через приложение ЯПлакалъ

Кроме товаров народного потребления

Буран был намного лучше госдепского шатла.. только мы все просрали..

Ну не зря же издавали такую книжку - [Издательство иностранной литературы] - Ракета с атомным двигателем. OCR, 1960

Была бы команда - сделали.
А так как народ у нас веками расходный материал, то не было нужды в этом у руководства. Валенки, хлеб и молоко и хватит с вас. Югославские сапоги и импортная мебель с аппаратурой это уже предметы буржуазной роскоши, так что крутитесь сами))

Это сообщение отредактировал KEN12 - 4.09.2019 - 10:51

На какую колбасу?! Колбасы как раз больше нет. На джинсы и жвачку!

Если бы не делали такой уклон в военку - то и бытовая сфера была бы что надо. А так имеем, что имеем.

Проблема Бурана была в том, что он был не нужен.

Красивый космолёт, мог бы и полететь наверное.
Учитывая что последнее время оживляют разработки позднего СССР, скоро наверное и его в мультиках покажут

Пока не решена проблема биологической защиты экипажа - все это турусы на колесах, очередной мертворождённой проект, которых было море что у нас, что у американцев. Все преимущества в весе, которое даёт атомный ракетный двигатель, с лихвой сжирает биологическая защита. Так что или делаем самолёт для камикадзе, или овчинка не стоит выделки. В 60е поигрались и закрыли как тупиковое направление.
Вот беспилотник для примения в случае войны другое дело - там выбросы от его движка будут незаметны на фоне радиации от ядерных взрывов...

Нет уже той страны и не будет, через 100 лет вся история будет переписана и никто не вспомнит о СССР и его величии, и России чуть чуть осталось, ее изнутри жрут крысы и это не остановить никак, система разрушения просто идеальна, невозможно остановить нажав на кнопку или сменив президента, так что нас победили

Продолжайте кушайте колбасу и потреблять товары, не отвлекайтесь.

Даже не колбасу, колбаса в СССР была офигенна, на УПАКОВКУ, той же самой колбасы..

Опять ворошат прах... Прорабатывать и сделать - две огромные разницы. Эта тема была выбита, и давала работу, это верно. Была ли она реальна, это другой вопрос. Вернее, он "прорабатывался"))
Над ним работали, писали отчеты, дела окр'ы и нир' ы. Машина крутилась, но продукта не было.

Размещено через приложение ЯПлакалъ

Пиндосы считают по-другому. Мне они на днях рассказывали (на дискавери), что буран - полностью спижженный шаттл, причем спиженный "неправильный" шаттл, специально подсунутый разведкой советским шпиенам. И именно поэтому он слетал только один раз. Вот как-то так. )))

А каких товаров народного потребления не было?