Сравнивая существующие концепции воздушно-космических систем многоразового применения, специалисты пришли к выводу, что будущее за аппаратами, стартующими с земли горизонтально, оснащенными комбинированными двигателями, которые обеспечивают полет и в атмосфере, и в космосе. Такие аппараты, как более экономичные, с расширенным диапазоном применения, будут, по их мнению, основными в XXI веке, а системы типа американской «Спейс Шаттл» и французской «Ариан S»— «Гермес», о которой говорилось в прошлом номере журнала, отойдут на второй план.
Макеты и проектно-исследовательские информационные материалы, продемонстрированные фирмами Бритиш Аэроспейс (Англия), МББ (Германия), американскими Теледайн Браун Энджи-ниринг и Рокуэлл Интернешнл, свидетельствовали о том, что уже намечены и реализуются пути создания полноценных воздушно-космических самолетов. Они представляют как бы второе поколение космических систем многоразового применения. Особое внимание посетителей Салона привлек выставленный Бритиш Аэроспейс макет ВКС «Хотол» (перевод английских слов «горизонтальный взлет и посадка»). Это — одноступенчатый летательный аппарат, стартующий с помощью разгонной тележки по взлетно-посадочной полосе длиной более 1800 м.
Впервые о проекте ВКС «Хотол» было объявлено на авиакосмической выставке в Фарнборо в 1984 г. Тогда же появились и сообщения о вероятности технической реализации схемы сжижения атмосферного кислорода. Для этого аппарата фирма Роллс-Ройс разрабатывает особый двигатель RB 545. Информацию о нем англичане не предоставляют даже своим партнерам по НАТО, что особенно возмущает американцев, которых RB 545 заинтересовал возможностью применения в программе СОИ. Одна из особенностей ВКС «Хотол» состоит в том, что его разработчики вместе с двигателистами стремились максимально использовать атмосферу не только как опорную среду для создания подъемной силы, но и для извлечения из нее кислорода для пополнения бортовых запасов окислителя. Судя по осторожным высказываниям представителей фирм Бритиш Аэроспейс и Роллс-Ройс, работа над комбинированным двигателем RB 545 (его неофициальное название — «Ласточка») за последние два-три года значительно продвинулась. Руководитель программы С. Миллер сообщил на Салоне, что «стендовые испытания двигателя в испытательном центре фирмы Роллс-Ройс проводились в условиях, максимально приближенных к реальным, и дали некоторые обнадеживающие результаты». Проведен ряд важных экспериментов в гиперзвуковой аэродинамической трубе в Австралии.

Английский ВКС «Хотол». 1. Оперение по схеме «утка», 2. Фюзеляж, 3. Спутник, 4. Крыло, 5. Двигатели ориентации, 6. Двигатели орбитального маневра, 7. Воздухозаборники атмосферных двигателей.

Внешний вид «Хотола» довольно экзотичен. В передней части его фюзеляжа установлен вертикальный киль, а горизонтального оперения (которое было на макете, демонстрировавшемся в 1984 г.) вообще нет. Форма воздухозаборников стала прямоугольной. Интересна идея применить для старта разгонную тележку. Такое техническое решение позволит, по мнению англичан, существенно снизить взлетную массу ВКС, так как отпадает необходимость выводить на орбиту и возвращать на землю тяжелое шасси. Для посадки можно использовать совсем легкое, так как посадочная масса аппарата будет в несколько раз меньше взлетной. Конечно, использование разгонной тележки усложнит стартовые операции — ведь это не просто платформа на колесах, а сложное управляемое устройство, возможно, даже с собственными двигателями. Однако это не смущает авторов проекта, так как, в конечном итоге, преимущества старта с помощью разгонной тележки весьма ощутимы. На Салоне были объявлены основные характеристики ВКС «Хотол» по состоянию на июнь 1987 г. Его взлетная масса — 240 т, посадочная — 50 т, полезной нагрузки — до 8 т. Длина самолета — 52 м, размах крыла — 20 м, размер грузового отсека — 7,5X4,6 м, тяговооруженность на взлете — 0,6. Из общей массы стартового веса доля жидкого кислорода — 55%, водорода — 25%, планера — 10%, двигательной установки — 5%, бортового оборудования — 2% и полезной нагрузки — 3%. Таким образом, начальная масса «Хотола» будет в 8 раз меньше, чем комплекса «Спейс Шаттл», а относительная масса полезной нагрузки вдвое больше (3% вместо 1,5%). А это — важнейший показатель эффективности будущего воздушно-космического самолета. Использование комбинированной двигательной установки, работающей в атмосфере в режиме турбореактивного двигателя, а в безвоздушном пространстве — в режиме ЖРД, накопление кислорода в ходе полета позволит «Хотолу» на земле брать его вдвое меньше. Существенно сокращаются время и стоимость предстартовых операций: вместо нескольких тысяч человек, обеспечивающих сейчас в США запуск системы «Спейс Шаттл», для эксплуатации «Хотола» окажется достаточно 250. Старт и полет ВКС по проекту будет осуществляться так. Тележка с самолетом на дистанции около 2 км разгоняется до скорости 520 км/ч. Затем «Хотол» отрывается от нее и, продолжая наращивать скорость до М=5, набирает высоту 26 000 м. Воздухозаборники закрываются, и «Хотол» начинает полет в ракетном режиме до высоты 90 км. Когда его скорость достигнет 7900 м/сек, маршевые двигатели выключатся. Начнется пассивный полет до высоты около 300 км и включатся двигатели орбитального маневрирования. Продолжительность орбитального полета для выполнения военных или гражданских задач (обслуживание спутников и орбитальных станций, проведение экспериментов и т. д.) может длиться от 12 до 100 часов. Для схода с орбиты система газодинамического управления ориентацией разворачивает «Хотол» хвостом вперед. Вновь включенные двигатели орбитального маневрирования дают тормозной импульс. На этапе спуска экипаж или автоматика подбирают такой его угол, при котором тепловые и механические перегрузки становятся минимальными. Наибольшему нагреву в таком режиме полета (1750°К) подвергаются носок фюзеляжа, передние кромки крыла, кромки и центральный конус воздухозаборника. Нагрев остальных элементов конструкции не превышает 1200°К. Исследования, связанные с поиском решения всех задач создания ВКС «Хотол», продолжаются. Англичане планируют начать полномасштабную разработку аппарата и всех его элементов после 1991 г., в 1998 г. проведут летные испытания, а после 2000 г. — приступят к регулярной эксплуатации ВКС. Программу создания «Хотола» частично финансирует министерство обороны Англии.
В Германии проекты одноступенчатого и двухступенчатого ВКС в 1962—1964 гг. разрабатывали фирмы Мессершмитт-Бёлков-Блом (МББ) и Юнкере. Консультировал работы один из основоположников теории авиакосмических систем Е. Зенгер. К 1967 г. был завершен проект двухступенчатого варианта ВКС, названного его именем. Однако уровень науки и техники в то время еще не позволял перейти к полномасштабной разработке самолета. Она была начата в Германии значительно позже. На 37-м Парижском салоне фирма МББ показала макет ВКС «Зенгер 2». Этот аппарат некоторые специалисты называют возможным соперником и конкурентом «Хотола». По проекту, западногерманский ВКС состоит из двух крылатых многоразовых ступеней общей массой около 500 т. Первая ступень представляет собой гиперзвуковой самолет-носитель с шестью турбопрямоточными двигателями тягой до 40 т каждый. Они должны разогнать вторую ступень до скорости М=7 (2100 м/с) и поднять ее на высоту около 35 км. (На основе первой ступени ВКС «Зенгер 2» предполагается в дальнейшем создать гиперзвуковой пассажирский самолет глобальной дальности полета.) С этой высоты начинает полет вторая ступень комплекса — орбитальный самолет «Хорус». Его начальная масса — 90 т. У него на борту 65 т криогенного топлива для двух ракетных двигателей АТС-700 тягой по 70 т. Кабина экипажа рассчитана на 2—6 человек. Грузовой отсек — на 2—4 т полезной нагрузки. Он может быть переоборудован в пассажирский салон для 36 «космических туристов».

Проект ВКС американской фирмы Теледайн Браун Энджиниринг

Материалы, демонстрировавшиеся в павильоне США, знакомили посетителей прежде всего с ходом реализации программы NASP («национальный воздушно-космический самолет»). Ее цель — создание к 2000 г. ВКС, предназначенного, главным образом, для развертывания и обслуживания боевых станций системы ПРО космического базирования. К 1993 г. планировалось построить два экспериментальных воздушно-космических самолета, получивших обозначение Х-30. Предварительную разработку аппарата ведут на конкурсной основе ведущие авиакосмические фирмы США — Рокуэлл Интернешнл, Боинг, Дженерал Дайнемикс, Локхид и Макдоннелл-Дуглас, каждая из которых получила на это по 35 млн. долларов, фирмы Дженерал Электрик и Прэтт энд Уитни разрабатывают для ВКС комбинированную двигательную установку на водородном топливе. Они получили уже по контрактам 175 млн. долларов. Материалы о программе NASP, представленные на 37-м Салоне, в том числе и фирмой Рокуэлл Интернешнл, не позволяют судить о том, как решаются главные технические проблемы создания планера и двигателей будущего ВКС, каковы его основные характеристики. Сказываются условия конкурсности разработки (вдруг соперник узнает что-то новое и использует). Более открыто и подробно информировала посетителей Салона о своем проекте ВКС не участвующая в конкурсе фирма Теледайн Браун Энджиниринг. Она продемонстрировала макет двухступенчатого ВКС. Роль первой ступени выполняет доработанный лайнер Боинг 747. На его фюзеляже размещается беспилотный орбитальный самолет с такими характеристиками: длина — 39 м, размах крыла — 22 м, длина грузового отсека — 8 м. Начальная масса орбитального самолета — 173 т, в том числе 147,7 т топлива, 21 т — вес незаправленного аппарата, 3,5 т — полезная нагрузка. С орбиты ВКС сможет доставить на землю 6,8 т груза. Представители фирмы особенно подчеркивали, что их проект ВКС может быть реализован быстрее, чем другие, так как использованные в нем технические решения основаны на технологии сегодняшнего дня. Например, на орбитальной ступени предполагается устанавливать ЖРД, которые сейчас применяются на кораблях «Спейс Шаттл». Большая часть конструкции может быть выполнена из существующих графито-эпоксидных материалов и алюминиевых сплавов. К тому же грузовой отсек и его механические элементы на ВКС выполнены так же, как у «Шаттла», поэтому этот самолет применим в качестве дублера космической транспортной системы «Спейс Шаттл» для выведения полезных грузов, в частности строительных материалов для монтажа новых орбитальных станций и расходуемых материалов для действующих, для возвращения различных объектов, в том числе отработавших верхних ступеней ракет-носителей.

Западногерманский ВКС «Зенгер 2»

На стенде фирмы авторы проекта продемонстрировали синхрограмму полета. ВКС будет взлетать с обычного аэродрома. При этом половина жидкого кислорода размещается в емкостях самолета-носителя. Управление аэродинамическими поверхностями обеих ступеней осуществляется с его борта. Через определенное время на расчетной высоте включат четыре ЖРД RL-10, находящихся в хвостовой части орбитального самолета. В результате общая тяга силовых установок комплекса увеличивается вдвое. Одновременно производится заливка топливом баков орбитального самолета из емкостей носителя. Для перехода ВКС из режима минимального аэродинамического сопротивления в режим максимальной подъемной силы гидравлические приводы поднимают его нос на заданный угол, и он отделяется от самолета-носителя. Двигатели RL-10 переводятся в режим максимальной тяги. Включается центральный маршевый ЖРД. При наборе высоты 80 км и достижении скорости 7550 м/сек, что происходит на 345-й секунде после старта, все двигатели выключаются, и полет продолжается в пассивном режиме. Для достижения орбитальной скорости, перевода на круговую орбиту высотой 400 км вновь включаются два двигателя RL-10. Материалы и экспонаты 37-го Салона свидетельствуют о нарастании масштабов и интенсивности работ в области воздушно-космических транспортных систем. Становится все более вероятным переход в конце 20-го — начале 21-го веков к эксплуатации таких аппаратов. Авиация вплотную подошла к порогу космического пространства, и недалеко время, когда она перешагнет его.