Секретный ЭПОС

27 октября 1977 года впервые совершил самостоятельный полёт необычный аппарат, носивший официальное название ЭПОС и неофициальное имя «Лапоть». Его появлению способствовали конструкторские разработки в рамках секретного проекта «Спираль», нацеленного на создание боевого космоплана многоразового использования. ЭПОС так и не стал космическим кораблём, но опыт его испытаний оказал большое влияние на позднюю советскую космонавтику.

Космический ЭПОС

С августа 1965 года специалисты Опытно-конструкторского бюро завода №155 (ОКБ-155), которое возглавлял знаменитый авиаконструктор Артём Иванович Микоян, занимались темой «Спираль» (шифр 50-50). Проект предусматривал реализацию концепции военной авиационно-космической системы, состоявшей из пилотируемого самолёта-носителя, многоразового космоплана и ракетного ускорителя.

Хотя планы у бюро были прямо-таки «наполеоновские», наибольшую техническую проработку в системе «Спираль» получил лишь один элемент — экспериментальный пилотируемый орбитальный самолёт (ЭПОС), фигурировавший в документации под индексом 50. Его предполагали выводить в космос с помощью проверенной ракеты «Союз». Главный конструктор системы Глеб Евгеньевич Лозино-Лозинский обоснованно полагал, что если ЭПОС начнёт летать на орбиту, то вся программа получит поддержку вне зависимости от степени развития других проектных направлений.

Конструктивно ЭПОС создавался как пилотируемый аппарат, который будет служить прототипом орбитального разведчика и боевого космоплана. Ещё на этапе предэскизного проектирования в НИИ-2 Минавиапрома и ЦНИИ-30 ВВС прорабатывались вопросы его применения по целевому назначению — достаточно взглянуть на характерные заголовки выпущенных отчётов: «Боевое применение орбитального самолёта», «Об использовании орбитального самолёта для перехвата и инспекции космических целей и связи с орбитальной станцией», «Исследование вопросов организации газодинамического манёвра орбитального самолёта-разведчика для повторного прохождения над целью», «Предварительные исследования по ракете орбита-поверхность для орбитального самолёта в ударном варианте», «Предварительный анализ возможности боевого применения орбитального самолёта в вариантах разведчика и носителя ракеты орбита-поверхность».

Стыковка ЭПОСа с ракетой «Союз» прорабатывалась совместно с Особым конструкторским бюро (ОКБ-1) и его куйбышевским филиалом. Был произведён расчёт динамики вывода крылатого аппарата на орбиту, определены предел выводимой массы (6,8 т) и высота орбиты (до 150 км). Для снижения аэродинамического воздействия при старте орбитальный самолёт, как и любой космический аппарат, оснастили обтекателем, сбрасываемым после отделения первой ступени ракеты.

Поскольку обтекатель для ЭПОСа был значительно массивнее стандартного, то понадобились существенные доработки по прочности и системе управления носителя. Для ракеты «Союз» соответствие выдвинутым требованиям оказалось серьёзной проблемой, которую удалось решить только через сорок лет — на модификации «Союз-2-1А».

При первых запусках ЭПОСа конструкторы собирались проверить принципиальную осуществимость манёвра по изменению плоскости орбиты, ведь он должен был стать штатным в программе вылетов ударного и разведывательного вариантов будущего космоплана. Топлива для выполнения манёвра (2000 кг) хватало на поворот до 8°; в дальнейшем возможности аппарата планировали увеличить .

Испытательный полёт должен был выглядеть так. После проверки систем ЭПОСа в Монтажно-испытательном корпусе космодрома Байконур производится его заправка высококипящими компонентами топлива. Затем осуществляется стыковка с ракетой-носителем «Союз»: консоли крыла складываются, и после накатки головного обтекателя ракета с аппаратом общей высотой около 45 м (из которых 10 м приходится на находящиеся под обтекателем ЭПОС и силовую ферму крепления к ракете) вывозится на старт. Далее идут комплексные проверки, заправка ракеты, посадка пилота в кабину и набор предстартовой готовности.

Запуск производится ранним утром в течение трёх часов — время выбирается так, чтобы обеспечить посадку на аэродромы Советского Союза в светлое время суток. Ракета выводит ЭПОС на низкую рабочую орбиту высотой 130 км и наклонением 51° с периодом обращения около полутора часов. Там аппарат сбрасывает соединительную ферму и начинает получасовой тест бортовых систем, во время которого наземный Центр управления анализирует поступающую с борта телеметрическую информацию. После получения удовлетворительного результата начинается подготовка манёвра изменения плоскости орбиты: проверяются двигатели ориентации, и происходит стабилизация для выдачи ракетного импульса.

В начале второго витка, в зоне слежения наземных командных пунктов, включается маршевый двигатель, и через семь минут аппарат выходит на новую орбиту с наклонением 58° 45'.

На втором витке продолжаются испытания бортовых систем, затем ЭПОС готовится к посадке: консоли крыла занимают положение для входа в атмосферу, аппарат ориентирует себя для выдачи тормозного импульса.

ЭПОС имел важное отличие от других крылатых космических кораблей. Если американский «Спейс Шаттл» и советский «Буран» разворачивались задом наперёд, чтобы их тормозной импульс был направлен против вектора скорости, то ЭПОС поступал совсем иначе — поворачиваясь носом вниз и, соответственно, двигателями вверх, а его импульс был направлен перпендикулярно горизонту и как бы «прижимал» траекторию полёта к плотным слоям атмосферы. Такой вариант спуска становился возможным из-за очень низкой высоты орбиты, где ЭПОС всё ещё испытывал ощутимое воздействие атмосферы.

Гиперзвуковое маневрирование при спуске обеспечивало зону посадок ±1100 км в любую сторону от плоскости орбиты и до 4000 км в её плоскости. Максимальные перегрузки, испытываемые лётчиком на участке спуска, не должны были превышать 1,4 g. После снижения скорости до десяти звуковых консоли крыльев раскладываются во второе промежуточное положение с учётом особенности нового аэродинамического обтекания; окончательная раскладка происходит при скорости две с половиной звуковых.

На расстоянии 60 км до аэродрома запускается турбореактивный двигатель, и с высоты 2000 м начинается участок предпосадочного маневрирования на снижении с вертикальной скоростью 18 м/с. Скорость ЭПОСа при этом составляет около 400 км/ч, а максимальная перегрузка на вираже — 1,5 g. С высоты 500 м производится заход на посадку и касание полосы при 250 км/ч. Длина пробега аппарата, ещё горячего после торможения в атмосфере, не должна превышать 1700 м. В конце полосы ЭПОС и его пилота ждёт команда эвакуации.

Вышеописанный полёт вполне мог состояться в середине 70-х годов, после чего Советский Союз обрёл бы космический корабль нового поколения, но в дело, как часто случается, вмешалась политика.

Незавершённый ЭПОС

Летом 1966 года аванпроект «Спирали» представили на рассмотрение в Военно-промышленную комиссию при Совете министров СССР. В итоге дальнейшие работы были разрешены, но с условием передачи проекта в Министерство общего машиностроения. Получалось, что по сути авиационный проект волей правительства отдавали ракетчикам!

В то время советскую ракетно-космическую отрасль раздирали конфликты между генеральными конструкторами: они стремились опередить американцев на пути к Луне и боролись за военные заказы. Ситуация усугубилась после смерти главного конструктора ОКБ-1 Сергея Павловича Королёва в январе 1966 года и гибели лётчика-космонавта Владимира Михайловича Комарова при возвращении с орбиты в апреле 1967 года. На доработку корабля «Союз» ушло полтора тяжёлых года, поэтому принятие на баланс темы «Спираль» ни у кого из ракетчиков особого энтузиазма не вызвало. Проект сначала находился у Владимира Николаевича Челомея, затем перекочевал к Василию Павловичу Мишину.

Сам Артём Микоян прекрасно понимал, что передача проекта ракетчикам равносильна его закрытию. Поэтому, формально выполнив указание правительства, он продолжил работы у себя в бюро на «полулегальной» основе. Чтобы проект не мешал выполнению текущих заказов, его перевели в новый филиал ОКБ-155 в Дубне, который возглавил Пётр Абрамович Шустер. Там же собирались развернуть производственно-испытательную базу, включая аэродром для гиперзвуковых самолётов-носителей, который в принципе нельзя было строить в столице.

Во второй половине 1967 года, когда определился конструктивный облик ЭПОСа, начались работы по подготовке производства на Дубненском машиностроительном заводе, который прятался от глаз шпионов под безликим «п/я Р-6498». Тогда же специалисты решили, что для создания ЭПОСа необходима опережающая постройка пяти экспериментально-технологических изделий (№№001-005) для различных видов наземных тестов и трёх летных машин-аналогов для атмосферных испытаний: дозвукового самолёта-аналога 101 (105.11), сверхзвукового изделия 102 (105.12) и гиперзвукового аналога 103 (105.13).

Хотя работы по «Спирали» набирали обороты, сама тема держалась исключительно на личном авторитете Микояна, которому приходилось преодолевать растущее сопротивление руководства. Назначенные сроки постройки экспериментальной серии начали «сдвигаться вправо». Полный комплект документации по аналогу 101 был отправлен на завод только в 1970 году.

Из-за вырождения проекта от прежних амбициозных планов не осталось и следа. Дозвуковой самолёт-аналог стал называться ЭПОС, то есть получил обозначение, ранее принадлежавшее изделию 50 — орбитальной машине, запускаемой в космос с помощью ракеты.

Несмотря на понижение статуса, для своего времени ЭПОС оставался «чудом техники». При изготовлении практически каждого агрегата планера пришлось осваивать новые технологии, приёмы обработки сталей и титановых сплавов. Компоновка лётного экземпляра соответствовала выбранной схеме орбитального аппарата с тем лишь отличием, что он не должен был подвергаться интенсивному нагреву.

Наметившемуся прогрессу по теме «Спираль» 9 декабря 1970 года был нанесён серьёзный удар — в тот день умер Артём Микоян. На место генерального конструктора его бюро пришёл Ростислав Аполлосович Беляков, который, как считается сегодня, не обладал достаточным авторитетом для дальнейшего продвижения работ. В итоге развитие «Спирали» фактически остановилось, о чём красноречиво свидетельствует тот факт, что Лозино-Лозинскому поручили совсем другой проект — сверхзвукового перехватчика Е-155МП (изделие 83), позднее ставшего известным как «МиГ-31».

Казалось, что всё решено, но история дала ЭПОСу ещё один шанс подняться в небо. Программу спас молодой заместитель министра Алексей Васильевич Минаев — выходец из бюро Микояна, руководивший работами по созданию опытной авиационной техники. Ему удалось доказать руководству, что «Спираль» является актуальным и важным проектом, который при реализации вызовет большой политический резонанс.

Другим толчком к возрождению концепции авиационно-космической системы стало начало работ по программе «Спейс Шаттл». Глава государства Леонид Ильич Брежнев как-то поинтересовался, чем может ответить Советский Союз на появление американских многоразовых кораблей, и ему немедленно доложили: у нас есть «Спираль»!

В 1972 году было принято решение о продолжении работ над ЭПОСом силами Министерства авиапромышленности. Почти сразу в Дубне возобновилось производство изделий экспериментальной серии и дозвукового самолёта-аналога.

Воздушный «Лапоть»

Когда «Спираль» перешла в фазу рабочего проектирования, в Центре подготовки космонавтов сформировали группу для подготовки к полёту на изделии 50. В состав группы вошли пилоты, получившие хорошую подготовку: Герман Степанович Титов, Анатолий Петрович Куклин, Василий Григорьевич Лазарев и Анатолий Васильевич Филипченко.

Для участия в проекте требовалась квалификация лётчика-испытателя, поэтому в начале 1967 года группа была направлена на переподготовку в 8-й Государственный научно-испытательный краснознамёенный институт ВВС имени Чкалова (ГНИКИ, город Ахтубинск Астраханской области). Например, Герман Титов участвовал там в испытаниях самолётов «МиГ-21», «Су-7», «Су-9», «Су-11», «Як-28» и «Як-25РВ». Исключение сделали только для Василия Лазарева, ведь он стал лётчиком-испытателем ещё до поступления в Отряд космонавтов.

В 1969 году, после реорганизации ЦПК (его преобразовали в 1-й Научно-исследовательский испытательный Центр подготовки космонавтов имени Гагарина), группа проекта «Спираль» была выделена в 4-й отдел 1-го управления ЦПК, который возглавил Титов. Позже, после ухода Титова, его место занял Анатолий Филипченко.

Несмотря на интенсивные тренировки космонавтов, первые полёты на «Спирали» предстояло совершить не им: по существующей традиции новую технику «поднимает» шеф-пилот — глава группы испытателей бюро разработчика. Лишь после того, как машину опробуют на разных режимах «фирменные» испытатели, к полётам на ней могут быть допущены сначала лётчики ГНИКИ, а затем и строевые пилоты.

В случае «Спирали» функции испытателей и строевых лётчиков совмещали космонавты ЦПК, а шеф-пилотом ОКБ-155 в то время был заслуженный лётчик-испытатель Александр Васильевич Федотов. Именно ему предстояло поднять в воздух дозвуковой аналог 101, затем испытать сверхзвуковой аналог 102, и только потом представилась бы возможность «дотянуться» до космоса на гиперзвуковом аналоге 103.

Однако статус «Спирали» год от года снижался, что повлияло на приоритеты в подготовке. Начальник лётно-испытательного комплекса «фирмы» Микояна решил, что шеф-пилот должен заниматься более «ответственными» делами, и на полёты дозвукового аналога 101, который получил гордое имя ЭПОС, были направлены Авиард Гаврилович Фастовец и Валерий Евгеньевич Меницкий. Во вторую группу пилотов, сформированную в Лётно-исследовательском институте (ЛИИ), вошли Игорь Петрович Волк и Анатолий Семёнович Левченко. Для них был построен специальный стенд-тренажёр МК-10 на базе изделия № 002 — головной части фюзеляжа, на которой отрабатывались средства аварийного покидания и системы жизнеобеспечения ЭПОСа. Затем последовали тренировки на самолётах-лабораториях, созданных на базе истребителей «МиГ-21» и «Су-7Б». Основным отличием лабораторий от серийных машин был частично заклеенный фонарь пилотской кабины — таким способом имитировалась ограниченность обзора из садящегося ЭПОС: лётчики должны были зрительно привыкнуть к определённой траектории снижения.

После многочисленных задержек дозвуковой аналог ЭПОС массой 4,4 т, которому присвоили бортовой №75105111011, был наконец-то достроен. Из-за своего внешнего вида аппарат получил неофициальное имя «Лапоть».

Как только завершился цикл наземных испытаний, самолёт сдали заказчику. 29 апреля 1975 года главный конструктор Лозино-Лозинский письменно допустил «изделие 105.11 №1-01» к полётам. Через две недели ЭПОС был перебазирован на полигон ГНИКИ рядом с посёлком Владимировка (неподалёку от Ахтубинска).

К началу испытаний был оборудован специальный грунтовой аэродром, представлявший собой расчищенную и подготовленную квадратную площадку размером 5×5 км поблизости от посёлка Грошево — местоположение выбрали по рекомендации рекогносцировочной комиссии, определившей стартовую позицию для моделей БОР.

Много времени ушло на подготовку ЭПОСа и пробные пробежки — они не обошлись без проблем из-за особенностей шасси аналога, которые по проекту не были рассчитаны на взлёт и нуждались в доработке с учётом изменения условий. Лётчик-испытатель Валерий Меницкий вспоминал:

«Не обошлось без юмора. «Лаптю» надо было сделать специальное шасси, потому что в качестве посадочного инструмента у него предусматривались лыжи-«тарелки». И чтобы улучшить его разбег, мы собирали арбузные корки и выкладывали их на ВПП для уменьшения трения о грунт.

<…> Программа пошла дальше своим чередом. <…> Я одновременно участвовал в программе разработки высокоточного оружия «Кайра», которая контролировалась самим ЦК КПСС. МиГ-27 «Кайра» был, пожалуй, единственным самолётом, способным выполнить точечное бомбометание, осуществить попадание ракеты в квадрат 2×2 м. <…>

Когда наш «Лапоть» готовился к полёту, то очередной сброс бомбы с лазерной головкой наведения едва не привёл к печальным последствиям. Обычно эта бомба управлялась за счёт аэродинамики в пределах метров, а тут неожиданно невесть какая сила отбросила её в сторону на десяток вероятных отклонений. Полигон, где стоял «Лапоть», находился неподалёку от «сотого» полигона, предназначенного для точечного бомбометания. Из-за отказа системы неведения бомба упала всего в 250 метрах от «Лаптя», и только по счастливой случайности её осколки миновали наш аппарат. Если бы бомба была снабжена боевым зарядом, то от нашего «Шаттла» не осталось бы и следа. И слава богу, что на этом полигоне мы не использовали бомбы большого калибра».

Первый кратковременный отрыв от полосы («подлёт») был выполнен на ЭПОСе 20 июля 1976 года. Длина взлётно-посадочной полосы позволяла аппарату оставаться в воздухе не больше 10-15 секунд, тем не менее аналог показал удовлетворительные характеристики, достигнув скорости 355 км/ч на максимальной высоте 12 м.

Следующий шаг в испытаниях сделал Авиард Фастовец, который 11 октября совершил короткий перелёт с одной грунтовой полосы на другую.

В 1977 году испытатели стали готовиться к следующему этапу — самостоятельным полётам ЭПОСа. По плану он должен был стартовать в воздухе из-под фюзеляжа самолёта-носителя, в который был переоборудован тяжёлый стратегический бомбардировщик Ту-95КМ. Он идеально подходил под проект, поскольку была возможность использовать штатный балочный держатель сбрасываемой полезной нагрузки БД-205, находившейся на внешней подвеске.

Первый совместный полёт Ту-95КМ и аналога ЭПОС состоялся 19 февраля 1977 года. Самолёт-носитель пилотировали Валентин Иванович Цуварев и Анатолий Петрович Кучеренко. Однако, вопреки всем планам, этот полёт проходил не над полигоном ГНИКИ ВВС: аналог был срочно возвращён в Москву для показа секретарю ЦК КПСС Якову Петровичу Рябову.

Руководство страны, обеспокоенное явным отставанием Советского Союза от США в области создания новых космических систем, всерьёз озаботилось «симметричным ответом», и задел по «Спирали» передавался в программу строительства многоразового космического корабля «Буран». Практически сразу возник конфликт между авиаторами и ракетчиками, которые по-разному видели будущий корабль. Именно чтобы получить дополнительные козыри в спорах, Лозино-Лозинский распорядился доставить ЭПОС в столицу для демонстрации готовой машины Государственной комиссии.

В мае 1977 года аналог вернули на полигон, и продолжилась кропотливая работа по его подготовке к самому ответственному этапу испытаний.

Первый полёт Ту-95КМ с ЭПОСом, на борту которого находился Авиард Фастовец (7-й совместный полёт с начала испытаний), продолжительностью два часа был выполнен 4 октября 1977 года. Символично, что он состоялся в день 20-й годовщины запуска «Спутника-1». Официальной целью испытания было «определение характеристик устойчивости и управляемости».

Затем последовали новые полёты, и, наконец, 27 октября Ту-95КМ, пилотируемый экипажем во главе с Александром Николаевичем Обеловым, на скорости 420 км/ч сбросил аналог, пилотируемый Фастовцом, с высоты 5500 м перпендикулярно створу посадочной глиссады грунтового аэродрома Грошево. Фастовец позднее вспоминал:

«Отделившись, аппарат довольно круто опускает нос, будто собрался нырнуть с обрыва. <…> Парирую отклонением рулей — «птичка» слушается их хорошо. Автономный полёт продолжался по заданной программе без больших отклонений. Значит, воздушный старт для отработки аналога вполне годится».

Полёт завершился полным успехом.

Испытательная программа 1978 года началась в апреле проведением регламентных работ. Второй полёт с отцепкой аналога от самолёта-носителя состоялся 6 июля и тоже завершился благополучно.

Накопление опыта позволило подключить к испытаниям новых пилотов: на ЭПОСе совершили полёты Пётр Максимович Остапенко и Василий Евгеньевич Урядов. Тренировка Урядова в совместном полёте с Ту-95КМ, состоявшаяся 2 августа, прошла хорошо, однако самостоятельные испытания 13 сентября стали для ЭПОСа последними.

Они проходили в вечернее время, и при заходе на посадку Урядову пришлось лететь по посадочной глиссаде против закатного солнца, светившего ему прямо в глаза, как прожектор. Незадолго до этого полосу расширили и переставили ограничительные флажки, но расчистить её до идеального состояния не успели. Снижаясь против солнца, Урядов поздно заметил, что вот-вот приземлится правее полосы. Реакция опытного испытателя позволила ему в последний момент отвернуть и войти в зону флажков, но на большее высоты не хватило — аппарат приземлился нормально, но уже на пробеге лыжей ударился в камень.

Осмотр показал, что в шасси возникла трещина. 24 октября ЭПОС был доставлен самолётом-носителем в ЛИИ, откуда его перевезли в Москву. Поскольку большинство сотрудников бюро Микояна, занимавшихся аналогом, к тому времени перешли на работу в программу «Буран», ремонт затянулся, а затем был прекращён из-за отсутствия финансирования.

Предотвратить закрытие программы «Спираль» попытался главный конструктор Глеб Лозино-Лозинский. Он обратился с прямым письмом к маршалу Сергею Фёдоровичу Ахромееву, который в то время был первым заместителем начальника Генерального штаба. В своём обращении Лозино-Лозинский указывал, что «основываясь на принципе летать выше и быстрее, авиация в своём развитии подошла и неизбежно перешагнёт пределы атмосферы, достигнув космических скоростей и высот. Более того, крылатые аппараты при достижении космических скоростей и высот не перестанут быть по своей природе самолётами, но обретут новые свойства и значительно расширят свои возможности и сферы боевого применения». Маршал ответил: «В космосе не летают, а движутся по законам небесной механики», поэтому он согласен с авиационным принципом летать выше, дальше и быстрее, но «только в пределах воздушной атмосферы».

Дозвуковой самолёт-аналог ЭПОС (101, 105.11) можно увидеть и сегодня: после прекращения испытаний и незаконченного ремонта он десять лет хранился на стоянке в ЛИИ имени Громова (город Жуковский), пока в сентябре 1989 года не был передан в качестве экспоната в Музей Военно-воздушных сил в подмосковном Монино.

Самолёт Ту-95КМ планировали переоборудовать в носитель гиперзвуковых аппаратов, однако проекты не были завершены, и его списали. Ещё раньше была расформирована группа космонавтов, готовившихся к полётам на «Спирали». От неё в ЦПК остался пилотажно-исследовательский комплекс «Пилот-105», который представлял собой размещённое в капсуле центрифуги ЦФ-7 рабочее место пилота орбитального самолёта, которое оборудовали штатными органами управления и системой индикации.

На комплексе были выполнены исследовательские работы по полунатурному моделированию динамики полёта на участке спуска из космоса с формированием и отработкой различных режимов управления. В частности, впервые были опробованы алгоритмы автоматического управления, гарантирующие приведение космоплана в заданный район на высоте 20 км в пределах ±2 км. Позднее эти алгоритмы легли в основу системы автоматического управления снижением и посадкой «Бурана».

Благодаря высокой востребованности комплекс «Пилот-105» пережил закрытие программы «Спираль» и после переоснащения оборудованием «Бурана» под новым обозначением «Пилот-35» использовался при отработке системы управления крылатых космических кораблей на участке спуска в условиях реальных перегрузок. Проведённые исследования для пилотируемого полёта на «Спирали» и «Буране» остаются столь уникальными и важными, что документация по ним засекречена по сей день.

---

Источники и литература:

1. Авиационно-космические системы. Сборник статей под ред. Г. Лозино-Лозинского и А. Братухина. — М.: Изд. МАИ, 1997
2. Казьмин В. Тихая трагедия «ЭПОСа» // Крылья Родины. 1990. №11-12. 1991. №1
3. Лукашевич В., Афанасьев И. Космические крылья. — М.: ООО «ЛенТа Странствий», 2009
4. Лукашевич В., Труфакин В., Микоян С. Воздушно-орбитальная система «Спираль» // Авиация и космонавтика. 2006. №10-12. 2007. №1-2
5. Меницкий В. Моя небесная жизнь. Воспоминания лётчика-испытателя. — М.: Олма-Пресс, 1999
6. Первушин А. Битва за звёзды: Космическое противостояние. — М.: АСТ, 2004