L’avion spatial Spiral
Une des caractéristiques importantes du Spiral était sa grande charge utile, deux à trois fois supérieure à celle d'un lanceur conventionnel de même masse. Le coût par kilogramme de charge utile en orbite serait de 3 à 3,5 fois moins élevé. De plus, le système, en utilisant le lancement aérien, pouvait atteindre n'importe quelle inclinaison orbitale, manœuvrer dans l'espace et revenir, même dans des conditions météorologiques défavorables.
L'intérêt pour le projet aux niveaux supérieurs de la hiérarchie soviétique a été très difficile à maintenir, en raison du coût du projet, des difficultés techniques et du programme de développement pluriannuel qui ne pouvait pas promettre de résultats rapides. Après avoir été informé qu'il commandait un projet sans issue, le chef du groupe d'entraînement des cosmonautes Spiral, Titov, a quitté le projet en juillet 1970.
Sous-financé dès le départ, le projet a finalement été réorienté vers un simple test des systèmes analogiques sans les utiliser comme base pour un système de vol. En février 1976, avec le début des travaux sur Bourane, le projet s'est effectivement terminé sauf pour le test de l'article subsonique 105-11 déjà construit. Les travaux sur Spiral ont contribué au développement de l'avion spatial Bourane.
Au début des années 1960, l'armée de l'air avait engagé deux bureaux de conception de l'industrie aéronautique, l’OKB-156 dirigé par Andrey A. Tupolev et l’OKB-155 dirigé par Artem I. Mikoyan, pour proposer des éléments d'un système de transport aérospatial intégré réutilisable. On sait peu de chose du projet présenté par Tupolev, il semblait assez peu intéressé par ce sujet et à préférer s’associer à Mikoyan pour ce projet d’avion spatial. Mikoyan a profité de l’arrêt des recherches de Chelomey sur le R-1/R-2 pour récupérer sa documentation, lui permettant d’avancer rapidement sur son projet. Moins de deux ans après l'annulation du X-20 Dyna-Soar, le 30 juillet 1965, le ministère de l’Industrie de l'aviation a approuvé les travaux sur un nouveau projet d'avion spatial appelé Spiral. Le chef du projet Spiral à l’OKB-155 était l'un des principaux adjoints de Mikoyan, le Concepteur en chef Gleb Ye. Lozino-Lozinskiy, un ingénieur de 55 ans qui avait joué un rôle extrêmement important dans le développement de nombreux chasseurs MiG. L’objectif était de mettre en place un système de transport réutilisable régulier Terre-orbite-Terre au milieu des années 1970. Avec German Titov à la tête, un groupe d'entraînement de cosmonautes Spiral a été formé en juillet 1965 (Titov, Dobrovolskiy, Filipchenko, Kuklin, Matinchenko).
Le système Spiral se composait de trois composants principaux : l’avion de lancement hypersonique réutilisable GSR, une fusée à deux étages extensible RB et un avion spatial orbital OS.
Premier projet de l'avion orbital OS
L’avion de lancement hypersonique GSR était propulsé par quatre turboréacteurs. Le GSR retournerait à sa base de lancement après avoir terminé sa mission. Le GSR ressemblait à une grande aile volante en forme de flèche. Des stabilisateurs verticaux étaient montés au bout de ses ailes. Sur le dessus de l'aile se trouvait le pylône de lancement de l'OS et du RB, avec les parties avant et arrière du pylône entouré de carénages pour des raisons aérodynamiques. La fusée RB qui amènerait le système d'exploitation de l'arrière du GSR en orbite se composait d'une fusée à deux étages. La première version conservatrice utiliserait des propulseurs liquides oxygène / kérosène ; la dernière version avancée utiliserait de l'oxygène liquide / hydrogène liquide. L'OS serait inséré dans une orbite initiale de 130 km d'altitude par le RB, où seulement 2 à 3 révolutions pourraient être maintenues avant la décroissance orbitale. Après avoir terminé sa mission, l’avion spatial pénétrerait dans l'atmosphère terrestre sous un angle d'attaque élevé. Après avoir perdu la majeure partie de sa vitesse, les ailes se déplacerait, et l'OS volerait vers un aérodrome pour atterrir comme un avion sur un train d’atterrissage composé de quatre patins. Le cosmonaute-pilote était assis dans une capsule d'évacuation isolée, qui pouvait être éjectée de l'avion spatial en cas d'urgence.
