компонентах топлива, должны были обеспечивать изменение наклонения орбиты для разведчика и перехватчика на 17 градусов, для ударного самолета с ракетой на борту (и уменьшенном запасе топлива) – на 7-8 градусов. Перехватчик также был способен выполнить комбинированный маневр – одновременное изменение наклона орбиты на 12 градусов с подъемом на высоту до 1000 км.
После выполнения орбитального полета и включения тормозных двигателей ОС должен был входить в атмосферу с большим углом атаки. Управление на этапе спуска предусматривалось изменением крена при постоянном угле атаки. На траектории планирующего спуска в атмосфере задавалась способность совершения аэродинамического маневра с боковым отклонением ±1100-1500 км. В район посадки орбитальный самолет должен был выводиться с выбором вектора скорости вдоль оси взлетно-посадочной полосы, что достигалось выбором программы изменения крена. Маневренность самолета позволяла обеспечить посадку в ночных и сложных метеоусловиях на один из запасных аэродромов на территории Советского Союза с любого из 3-х витков. Посадка совершалась с использованием турбореактивного двигателя на грунтовой аэродром II класса со скоростью не более 250 км/ч.
Согласно подписанному 29 июня 1966 г. Г.Е.Лозино-Лозинским и утвержденному Генеральным конструктором А.И.Микояном аванпроекту (кроме Лозино-Лозинского, представленного на титульном листе как «Г.Лозинский», аванпроект также подписал заместитель Генерального конструктора А.Чумаченко), ВОС с расчетной массой 115 тонн представлял собой состыкованные воедино 52-тонный гиперзвуковой самолет-разгонщик (получивший индекс «50-50») и расположенный н-а нем пилотируемый ОС (индекс «5С») с двухступенчатым ракетным ускорителем – блоком выведения.
Индекс «50» в обозначениях аппаратов был не случаен – близилась пятидесятая годовщина Великой октябрьской социалистической революции, а такие даты было принято встречать новыми трудовыми успехами. «Спираль» должна была стать одним из них.
В основном варианте на ГСР предполагалось установить четыре воздушно-реактивных двигателя (ВРД), работающих на жидком водороде. ГСР использовался для разгона ВОС до гиперзвуковой скорости, соответствующей М=6 (около 1800 м/сек), затем на высоте 28-30 км происходило разделение ступеней, после чего ГСР возвращался на аэродром, а ОС с помощью ЖРД блока выведения выходил на рабочую орбиту.
Для ускорения летной отработки самолета-носителя была предусмотрена установка четырех ВРД (Р- 39-300), работающих на керосине и имеющих примерно аналогичный расход воздуха. ВОС позволял вывести на полярную орбиту полезный груз массой до 10,3 т при использовании на ГСР силовой установки на жидком водороде и груз 5,0 т с силовой установкой ГСР на керосине.
Таким образом, коллектив ОКБ-155 А.И.Микояна летом 1966 г. принялся за разработку воздушно- орбитального самолета, который благодаря особенностям заложенных конструктивных решений и выбранной схеме самолетного старта позволял реализовать принципиально новые свойства для средств выведения военных нагрузок в космос:
– вывод на орбиту полезного груза, составляющего по весу 9% и более от взлетного веса системы;
– уменьшение стоимости вывода на орбиту одного килограмма полезного груза в 3-3,5 раза по сравнению с ракетными комплектами на тех же компонентах топлива.
– вывод космических аппаратов в широком диапазоне направлений и возможность быстрого перенацеливания старта со сменой необходимого параллакса за счет самолетной дальности;
– самостоятельное перебазирование самолета-разгонщика;
– сведение к минимуму потребного количества аэродромов;
– быстрый вывод боевого орбитального самолета в любую точку земного шара;
– эффективное маневрирование орбитального самолета не только в космосе, но и на этапе спуска и посадки;
– самолетная посадка в сложных метеоусловиях или ночью на заданный или выбранный экипажем аэродром с любого из трех витков.
В то же время конструкторы уже на этапе аванпроекта видели пути дальнейшего совершенствования системы. В первую очередь существенного по вышения эффективности ВОС планировалось достичь разработкой многоразового ускорителя с прямоточным воздушно-реактивным двигателем (ПВРД) со сверхзвуковым горением, что позволяло в перспективе создать полностью многоразовый комплекс. Для натурной отработки конструкции и основных систем, которые в дальнейшем должны были применяться но боевых самолетах, в аванпроекте был детально проработан экспериментальный пилотируемый одноместный орбитальный самолет многоразового применения, который с целью ускорения работ, не дожидаясь разработки ГСР, должен был выводиться но орбиту с помощью ракеты-носителя «Союз», и аналог орбитального самолета, запускаемый с самолета-носителя Ту-95КМ аналогично ракете Х-20.
В связи с большой сложностью программы «Спираль» проектом предусматривалась поэтапная отработка всей системы.
1 этап
Создание пилотируемого самолета- аналога (индекс изделия «50-11») весом около 1 1,85 т, включая запас топлива 7,45 т, с двумя ракетными двигателями, стартующего с самолета-носителя Ту-95КМ. Цель испытаний – отработка аэродинамики аппарата, органов газодинамического управления, режимов работы топливной системы, оценка тепловых режимов в условиях, близких к космическому полету (максимальная высота полета 120 км, максимальная скорость полета соответствует М=6-8) и входу в атмосферу.
На самолете-аналоге должны были быть отработаны привод на аэродром и посадка. Планировалось изготовить и испытать три самолета-аналога. Планом полет на дозвуковой скорости и посадка предусматривались в 1967 г., полет на сверхзвуке и гиперзвуке – 1968 г. Этот этап по сути являлся аналогом американского проекта Х-15, но не был реализован в металле.
2 этап
Создание одноместного экспериментального пилотируемого орбитального самолета (ЭПОС, индекс изделия «50») – прототипа боевого варианта – весом 6800 кг для натурной отработки конструкции и летного подтверждения характеристик основных бортовых систем. Запуск – с помощью ракеты-носителя с выводом на орбиту, где аппарат совершает 2-3 витка с отработкой на орбите газодинамического маневра для изменения плоскости орбиты до 8 градусов, а затем выполняет спуск л посадку, как полноразмерный орбитальный самолет.
Много позднее заместитель Лозино-Лозинского Лев Пантелемонович Воинов вспоминал: «…Вместе с компоновщиком «Спирали» Яковом Ильичем Селецким мы ездили к Королеву и обсуждали, как установить на его ракету наш самолет (без топлива он весил около 7 т). Королев даже подбрасывал нам идеи: я, мол, старый планерист, хотите, вывезу вас на длинном тросе? Пойдет ракета и потащит ваш самолет… Нам понравился этот вариант, но утвердить его мы не смогли». От себя добавим – и правильно, т.к. если такой разговор и был, то Королев, будучи трезвомыслящим практиком, разумеется, шутил…
