[转贴]暴风雪号航天飞机——红色航天帝国的巅峰绝响

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安225装运暴风雪号航天飞机

有翼航天器的先锋当属60年代初在著名工程师洛吉诺洛金斯基领导下研制的“50-50计划”,也称“螺旋”计划。1962年,米高扬领导的第155设计局根据科罗廖夫下达的任务开始研制“50-50”计划,其中的“50号产品”为单座军用空天飞机,而“50-50”号产品”为高超音速载机。“50”这一数字表示为即将到来的伟大十月革命50周年献礼,并计划在此时进行首期亚音速试验。高超音速载机由图波列夫设计局负责研制,它应在极大的速度(M5.5~6)和24~30公里的高度上释放这架10吨重的空天飞机。

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安225装运暴风雪号航天飞机

计算表明,该系统的有效载荷重量约为其发射重量的12.5%,且有85%的发射重量返回地球,而当时科罗廖夫设计的320吨重的联盟火箭只能将发射重量的2.5%送上太空,返回地球的只有2.8吨重的着陆器。同时,“螺旋”不光能返回,它还可以再次飞行,而且无需航天发射场。当时制造了试验型轨道飞机,并进行了首批计划内的飞行。在返回大气层时,它就像飞机一样,可在半径为600~800公里的范围内选择着陆点。它的用途极为广泛,既可作为航天轰炸机或侦察平台,也可作为航天武器载机或作为有人驾驶的救援机,同时还可作为截击机或只是作为技术验证平台。

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安225装运暴风雪号航天飞机。

1967年开始制造有人驾驶轨道飞机的缩比试验器。在这些1/2和1/3模型中,代号“105.11”的模型用于亚音速大气层试验,“105.12”用于超音速研究,“105.13”用于高超音速研究,但这一项目于1969年6月被中止,当时的国防部长格列奇科元帅认为这简直就是“天方夜谭”。

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安225装运暴风雪号航天飞机。

1974年6月30日,在火箭发动机专家格鲁什科的支持下,“螺旋”计划恢复实施,并拟进行轨道飞机的亚音速飞行试验。1976年10月11日,该轨道飞机完成了第一次飞行,一年后的11月27日也完成了“米格-105”试验机从图-95KM型机上在5000米高度上的第一次投放,总共进行了8次试飞,从而确定了该空天飞机的亚音速气动性能和各系统在大气层中飞行的性能。

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安225装运暴风雪号航天飞机。

该空天飞机呈平底形状,采用升力体式机身,前部较大并向上翘起,因此该机又被戏称为“套鞋”。这种几何形状可大大降低机身在再入大气层时的受热程度。该机的独特之处是其可变式机翼。机翼安装时与水平面呈60度角,在起飞、轨道飞行和再入大气层时用作垂直安定面。

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安225装运暴风雪号航天飞机。

在再入大气层并将速度降低到亚音速后,机翼转至水平状态,从而增加了升力。机身、机翼和巨大垂直尾翼的后掠角度分别为78、55和60度。“米格-105”安装有科列索夫研制的RD-36-35K型涡轮喷气发动机,轨道发动机由19台大小不一的发动机组成,以进行轨道粗定位和精确机动。该飞机长8.5米,高3.5米,重4220公斤,翼展7.4米。这一方案最终被取消,但空天飞机的研制工作仍在继续进行。

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安225装运暴风雪号航天飞机。

在70年代初,美国研制了“太空梭”轨道飞机,也就是目前正在使用的航天飞机。这一时间,前苏联也开始制造自己的“太空梭”,即“暴风雪”号航天飞机。为研究从轨道返回时防热问题,设计者还研制了“布拉风-4”无人驾驶试验器,以“宇宙”系列的代号完成了4次轨道飞行,时间分别为1982年6月4日、1983年3月16日和12月27日及1984年12月19日。

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建造中的暴风雪号。

最初两架空天试验机均溅落在印度洋上,其打捞工作引起了西方国家的注意。于是,后两架“布拉风”均着陆于克里米亚海区。“暴风雪”号于1988年11月15日发射升空,并完成了极其精确的自动着陆。暴风雪号首航成功,按计划应很快开始载人飞行,后来,苏联的政治与经济生活发生了巨大变化,航天计划拨款急剧减少,于是,“暴风雪”号也就成了“多余之物”。

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与能源号火箭完成组装的暴风雪号。

早在太空时代之前,就有人讨论过建造可重复使用的飞机形航天器了。如俄国的齐奥尔科夫斯基就考虑过将飞机送入大气层以外的可能性。前苏联的航天功臣科罗廖夫很早就将RP-318滑翔机安装上火箭引擎做试验。20世纪60年代,米高扬设计局设计了一种可重复使用的小型飞船螺旋(Spiral)号,它由超音速飞机发射,发射后则由自备的捆绑火箭作动力源。

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与能源号火箭完成组装的暴风雪号。

70年代初,美国制定了研制航天飞机的计划,并将其列为载人航天的首要项目。美国人最初的目的是为了发展一种更经济的轨道运输工具以取代飞船和运载火箭,但前苏联当局则将这一新型航天器视为未来美国搭载核武器的工具,并于1976年决定发展类似的航天器作为对这种“威胁”的回应。苏联人将其取名为“暴风雪(Buran)”。当年米高扬设计局从事螺旋计划的部分技术人员,以及来自莫尔尼亚、米亚西舍夫等设计局的一些工程师也被调去从事暴风雪计划。暴风雪的主体由新成立的莫尔尼亚联合体全权负责研发。

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能源号尾部众多的发动机折射了苏联在大推力发动机上的短板。

与暴风雪一起研制的是重型运载火箭能源号(Energia)。它可以用来发射暴风雪号航天飞机,也可以单独作为运载火箭使用,这与美国航天飞机设计不同,主要是出自苏联没有开发大型固体火箭经验的考虑。这个设计是由能源联合体的负责人Valentin Glushko提出的。暴风雪号自身没有主推进引擎,只有两个小型引擎供调整轨道姿态用,起飞时它可以看作是能源号火箭的载荷。

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被隔热瓦包裹的航天飞机很像一个巨大的乐高积木。

很多人认为,这一设计实际上要优于美国的航天飞机,因为如此做法将降低航天飞机的事故率,并可提高其搭载的有效载荷。但在暴风雪与能源火箭对接并运送到发射台的过程中,采用的是水平运输的方式,这显然没有美国的垂直运输来得方便。

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被隔热瓦包裹的航天飞机很像一个巨大的乐高积木。

最初的设计(有些还早暴风雪计划)有几种,分别由米高扬、米亚西舍夫、切诺梅等设计局提出,各方案差别非常大,其中包括改良螺旋号飞船,使其可以用质子火箭发射的方案。其中一种设计甚至没有机翼结构,这是为了使其更适合高速大迎角飞行;最后的着陆则通过降落伞调整。但最终苏联人还是采用了三角翼的设计。

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容纳能源-暴风雪联合体的巨大库房打开。

拜科努尔发射场为暴风雪号航天飞机和能源号火箭建造了3座发射台,但3号发射台从未使用过。暴风雪号的设计要求是可使用100次以上,能够将30吨有效载荷送入200千米高、倾角50.7度的地球轨道;标准机组成员4人,包括正副驾驶员各一,另有2名从事舱外活动和其他领域研究的宇航员。在暴风雪号航天飞机上要能够进行复杂的军事研究。抵抗敌对国家的军事活动也是暴风雪号的设计任务之一。同时研制暴风雪号的目的还有研究美国的航天技术以增强苏联的实力。

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四辆机车将联合体连同底座一同拖出。

另外,安东诺夫设计局还为解决暴风雪号的运输问题专门设计了安-225“梦幻(Mryia)”大型运输机安-225于1985年开始设计,1989年首次背负暴风雪号飞行,是目前已有的体积最大、载重能力最强的飞机,迄今只生产了2架。它的原形是安-124,但采用的是双垂直尾翼设计,运载能力比安-124提高了50%。

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