БЕСПИЛОТНЫЙ ОРБИТАЛЬНЫЙ РАКЕТОПЛАН БОР-1, -2, -3

UNMANNED ORBITAL ROCKET PLANE BOR-1, -2, -3

В 1964 году специалисты ЦНИИ-30 в рамках темы, получившей шифр «Спираль», предложили концепцию авиационно-космической системы, которая соответствовала требованиям военного заказчика. Она состояла из пилотируемого самолёта-носителя, многоразового космоплана и одноразового (на первое время) ракетного ускорителя.
Военные хотели получить космолет, решающий сразу несколько задач. Поэтому разработчики предусматривали сразу несколько модификаций космолета: разведчик, перехватчик, космический бомбардировщик.
В конце 1965 года вышло постановление ЦК КПСС и Совета министров СССР о создании Воздушно-орбитальной системы (ВОС) — экспериментального комплекса пилотируемого орбитального самолета «Спираль». 30 июля 1965 года появился приказ министра авиационной промышленности №184сс, согласно которому дальнейшие практические работы были поручены Опытно-конструкторскому бюро завода №155 (ОКБ-155) А.И. Микояна. Тема сохранила название «Спираль» и получила шифр 50-50.
Спустя несколько месяцев к проекту 50-50 был привлечён и самый сильный газодинамик микояновской «фирмы» — Г.Е. Лозино-Лозинский, который позднее стал главным конструктором системы.
В соответствиями с требованиями заказчика конструкторам поручалось создать ВКС, состоящую из гиперзвукового самолета-разгонщика (ГСР) и орбитального самолета (ОС) с макетным ускорителем. Старт системы — горизонтальный, с использованием разгонной тележки. После набора скорости и высоты с помощью двигателей ГСР происходило отделение орбитального самолета и набор скорости с помощью ракетных двигателей двухступенчатого ускорителя. Боевой пилотируемый одноместный ОС многократного применения планировалось использовать в вариантах разведчика, перехватчика или ударного самолета с ракетой класса «орбитаЗемля», а также для инспекции космических объектов.
Диапазон опорных орбит составлял 130–150 километров, задача полета должна была выполняться в течение двух или трех витков. Маневренные возможности орбитального самолета с использованием бортовой ракетной двигательной установки должны были обеспечивать изменение наклонения орбиты на 17° (ударный самолет с ракетой на борту — 7°) или изменение наклона орбиты на 12° с подъемом на высоту до 1000 километров. После выполнения орбитального полета космоплан должен входить в атмосферу с большим углом атаки (45–65°), управление предусматривалось изменением крена при постоянном угле атаки.
С целью уточнения результатов «трубных исследований», характеристик устойчивости и управляемости ОС на различных участках полета в подмосковном ЛИИ совместно с ЦАГИ, Омским ПО «Полет» (ракета-носитель), ТМКБ «Союз» (двигательная установка), НИИПС (парашютная система) и при участии полигонов Министерства обороны СССР были созданы и испытаны в полете модели «БОР» (Беспилотный орбитальный ракетоплан) в масштабе 1:3 орбитального самолета.
Особое место занимают работы Лётно-исследовательском институте (ЛИИ) по теме «Бор». С начала работ над ВКС «Спираль» в ЛИИ в 1966 году развернулась разработка исследовательского аппарата «Бор» для исследований аэродинамики, аэродинамического нагрева, устойчивости и управляемости ЛА при полете в широком диапазоне числа М (М= 3-14). Они представляли собой уменьшенные летающие модели космоплана «Спираль» в масштабе 1:3, отличаясь лишь некоторыми элементами. Конструктивно БОР был выполнен как несущая теплозащитная оболочка с холодным металлическим каркасом. Система управления состояла из автопилота и ракетной установки на жидком топливе, включавшей восемь микродвигателей. Бортовая радиотелеметрическая аппаратура Бр-92 обеспечивала сбор и передачу на Землю параметров полёта. Для регистрации влияния нагрева в нижней части корпуса модели размещались образцы различной теплозащиты и конструкционных материалов. Для определения эффективности управления один из аппаратов (БОР-2) был оснащён аэродинамическими щитками. В центральном отсеке разместили двухкаскадную парашютно-тормозную систему спасения.
В течение трех лет был создан аппарат весом около 800 кг и длиной 3 м, который выводился на суборбитальную траекторию ракетой-носителем и входил в атмосферу при скорости V = 4000 м/с (скорость на траектории Ммах=13).
С 1969 года в рамках проекта начались запуски суборбитальных аппаратов-аналогов БОР (Беспилотный орбитальный ракетоплан). Три модификации аппаратов БОР представляли собой модели в масштабе 1:3. Было проведено семь запусков, из которых полностью успешными оказались два.
Под запуски первых БОР по суборбитальной траектории в конструкторским бюро Омского авиазавода на базе серийной одноступенчатой баллистической Р-12 (8К63) была спроектирована модификация К63Д. Доработка состояла в создании нового двухстворчатого головного обтекателя и системы крепления «изделия» к ракете. Общая продолжительность полёта не должна была превышать 15 минут; при этом длительность экспериментального участка входа в атмосферу составляла всего 30 секунд.
Запуски осуществлялись с полигона Грошево-2, расположенного рядом с посёлком Владимировка Астраханской области, в сторону Государственного научно-исследовательского испытательного полигона №10 Министерства обороны (ГНИИП-10, Сары-Шаган), где находились радиолокационные средства дальнего обнаружения, способные отследить движение любых малоразмерных целей в атмосфере и ближнем космосе.
Первый цельнодеревянный «БОР-1″ длиной 3 м и массой 800 кг являлся масштабной (М 1:3) копией ОС и был запущен РН «Космос-2″ 15 июля 1969 года по суборбитальной траектории на высоту 100 км. При входе в плотные слои атмосферы со скоростью 13000 км/ч аппарат, естественно, сгорел, но еще на высоте 60-70 км по радиотелеметрии была получена ценная информация о возможности устойчивого управляемого спуска несущего корпуса выбранной формы.
Аппараты «БОР-2″ и «БОР-3″, изготовленные в масштабе 1:3 орбитального самолета, были выполнены уже из металла, имели одноразовую (уносимую набегающим воздушным потоком) абляционную теплозащиту и запускались в космос по баллистической траектории тем же носителем.

Аппарат БОР-2 (№101) при длине 2,7 м и массе 790 кг имел металлический каркас и штатную обшивку, изготовленную из асбо- и стеклотекстолита. Он стартовал 6 декабря 1969 года, сумел почти полностью выполнить программу эксперимента, однако на высоте 25 км потерял управляемость и разбился.
Через семь месяцев, 31 июля 1970 года, был произведён пуск следующего «изделия» БОР-2 (№102), и на этот раз испытания завершились успехом. Тогда же произошёл курьёзный случай, который наглядно показал значение аэродинамического эксперимента в натурных условиях.
Эксперименты продолжились 22 апреля 1971 года запуском БОР-2 (№103). Старт состоялся в 101-ю годовщину со дня рождения Ленина, который в Советском Союзе было принято отмечать новыми прорывными достижениями. Однако «трудового подарка партии и правительству» не получилось: на 609-й секунде полёта из-за разрушения одного из участков теплозащиты аппарат начал беспорядочно вращаться, телеметрия оборвалась, после чего он разрушился.
Полёт БОР-2 (№104), состоявшийся 8 февраля 1972 года, оказался самым успешным среди других испытаний. Удалось не только полностью выполнить весьма насыщенную исследовательскую программу, но и модель приземлилась без повреждений. Отлично показал себя доработанный блок управления: он ловко парировал возмущения, возникшие при отделении аппарата от ракеты, выполнил точную стабилизацию на космическом и атмосферном участках траектории.
Дальнейшим развитием серии моделей стали аппараты БОР-3. Хотя они были тяжелее предшественников (масса достигала 900 кг), но так же повторяли их конструкцию и выполнялись в масштабе 1:3 к проектируемому изделию. Доработки коснулись формы фонаря кабины, обводов корпуса в хвостовой части и расположения консолей крыла. Кроме того, в качестве теплозащиты нижней поверхности была установлена ниобиевая панель.

Пуск БОР-3 (№301) состоялся 24 мая 1973 года. Несмотря на тщательную подготовку аппарата и ракеты, которая заняла больше года, программу выполнить не удалось. Вскоре после старта, на высоте около 5 км и при околозвуковой скорости, произошло разрушение головного обтекателя, БОР отделился, упал и взорвался.
По результатам расследования аварии пришлось провести большой объём дополнительных исследований, завершившийся пуском БОР-3 (№302) 11 июля 1974 года. Система спасения сработала нормально, однако из-за повреждения купола основного парашюта, вызванного попаданием на него остатков окислителя, приземление прошло с высокой скоростью, и модель разрушилась.
Данные, полученные в ходе проведённых запусков БОР, позволили уверенно продолжить работы над системой «Спираль».
В 1973 году отдел отряда космонавтов, работавший по проекту «Спираль», расформировали в связи с закрытием проекта. Приоритеты правительства и военного руководства поменялись, и главным проектом, которому были подчинены усилия специалистов, стал орбитальный корабль «Буран».
Следующий аппарат БОР-4 уже создавался для этой программы.
В 1976 году после принятия Постановления Правительства о создании многоразовой космической системы «Энергия-Буран», работы по теме «Бор» были направлены на проведение опережающих исследований в интересах этой системы. Основными целями исследований явились отработка материалов и конструкции теплозащиты ВКС «Буран» и уточнение его аэродинамических характеристик.

Запуски:
• БОР-1 запуск 15.07.1969 Упрощенное макетное изделие. Цель запуска – летно-конструкторские испытания созданной экспериментальной базы (модели совместно с РН и наземным стартовым и измерительным комплексами). Программа запуска полностью выполнена
• БОР-2 (№101) запуск 06.12.1969, 09:00 ДМВ Программа полета выполнена, однако из-за отказа системы управления (по каналу крена) на высоте 25 км модель перешла на траекторию баллистического спуска с вращением по крену вокруг вектора скорости, из-за чего парашютная система вводилась в действие на нерасчетном режиме и не обеспечила спасение аппарата.
• БОР-2 (№102) запуск 31.07.1970, 05:00 ДМВ Программа полета выполнена полностью. Послеполетный анализ выявил недостаточность тепловой герметичности технологических швов нижних крышек корпуса модели, вследствие чего имело место проникновение горячего газа внутрь корпуса
• БОР-2 (№103) запуск 22.04.1971, 07:22 ДМВ На нижней поверхности модели устанавливалась экспериментальная ниобиевая панель. Научная программа полета выполнена полностью, но на 609-й секунде полета вследствие разрушения экспериментального участка теплозащиты из ниобиевого сплава произошло прогорание бака горючего и обгорание некоторых электрожгутов, что привело к ряду отказов, в том числе системы ввода в действие парашютной системы.
• БОР-2 (№104) запуск 108.02.1972, 08:59 ДМВ Модель была снабжена неподвижными аэродинамическими щитками с углом отклонения 7º. В носовой части устанавливался сбрасываемый в полете груз весом 25,6 кг, обеспечивший перебалансировку в полете в широком диапазоне углов атаки (α=30º…67,5º). Программа полета выполнена полностью, система спасения обеспечила сохранность модели.
• БОР-3 (№301) запуск 24.05.1973, 06:50 ДМВ После старта на высоте около 5 км (при скорости М~0,94) произошло разрушение головного обтекателя, вызвавшее непредусмотренное программой отделение модели. После этого модель совершала нестабилизированный полет и взорвалась при падении в 39 км от старта.
• БОР-3 (№302) запуск 11.07.1974, 08:01 ДМВ На модели была изменена форма фонаря (см. фото выше), обводов корпуса в хвостовой части и расположение консолей относительно корпуса. На нижней поверхности устанавливалась ниобиевая панель. В полете программно изменялся угол развала (поперечный угол установки) консолей крыла для оценки эффективности аэродинамического управления в каналах крена и тангажа. Экспериментальная программа полета выполнена полностью. Система спасения модели сработала нормально, однако вследствие повреждения купола основного парашюта, вызванного попаданием на него остатков окислителя после выработки горючего, приземление произошло с высокой скоростью, вследствие чего модель разрушилась.

Источники:
• https://igor113.livejournal.com/1510406.html
• https://zen.yandex.ru/media/id/5d6820acc49f2900ace17e18/zabytye-proekty-sssr-kosmicheskii-korabl-spiral-5d6d497906cc4600ad085edd
• https://warspot.ru/15118-bory-shturmuyut-kosmos
• http://buran.ru/htm/bors.htm

БЕСПИЛОТНЫЙ ОРБИТАЛЬНЫЙ РАКЕТОПЛАН БОР-6
БЕСПИЛОТНЫЙ ОРБИТАЛЬНЫЙ РАКЕТОПЛАН БОР-5
БЕСПИЛОТНЫЙ ОРБИТАЛЬНЫЙ РАКЕТОПЛАН БОР-4
ЛЕТНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ИМЕНИ М.М. ГРОМОВА
НАУЧНЫЕ И СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ
КОСМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ. КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА