«БОР-2» и «БОР-3», изготовленные в масштабе 1:3 и 1:2 соответственно, были выполнены уже из металла и имели программное управление. Эти аппараты запускались в космос по баллистической траектории из Капустина Яра в сторону полигона в Сары-Шагане (Казахстан) тем же носителем «Космос-2».

Существенно доработанный «БОР-4» служил для отработки новой системы теплозащиты, близкой по характеристикам к теплозащите «Бурана».

Он представлял собой беспилотный экспериментальный аппарат, являющийся уменьшенной копией (1:3) пилотируемого воздушно-космического самолета системы «Спираль», и был выполнен по аэродинамической схеме «несущий корпус». Габариты модели «БОР-4» были следующие: длина — 2,86 метра, размах крыла — 2,6 метра, стартовая масса —

1074 килограмма, масса после возвращения — 795 килограммов. Аппарат со скошенным вверх крылом был оснащен двигателями газовой стабилизации, блоками автономного управления, термозащитным экраном и сбрасываемой тормозной двигательной установкой, осуществляющей сход с орбиты.

Телеметрическая система, которой был оснащен «БОР-4», записывала информацию в бортовое запоминающее устройство и передавала в пакетном режиме при пролете над двумя кораблями космического слежения, а при спуске — на наземный приемный пункт. Измерения шли от 150 термопар, установленных на дюралевой обшивке под теплозащитными плитками, а также под внешним покрытием плиток на глубине 0,3 миллиметра. Телеметрировались показания акселерометров, индикаторов угловых скоростей, положение консолей крыла и информация нескольких десятков других датчиков температуры и давления; использовались также термокраски и индикаторы плавления.

Аппараты «БОР-4» создавались в Летно-исследовательском институте (ЛИИ) имени Громова; изготовление и сборка производились на Тушинском машиностроительном заводе. 5 декабря 1980 года состоялся суборбитальный запуск первого экземпляра аппарата «БОР-4» с абляционной теплозащитой, целью запуска было проверить работоспособность всего экспериментального комплекса. 4 июня 1982 года «БОР-4» был запущен на ракете-носителе «К-65М-РБ5» (вариант легкой двухступенчатой РН «Космос-ЗМ») с полигона Капустин Яр и выполнил один виток на высоте около 225 километров. Над Шри-Ланкой «БОР-4» со скоростью 7500 км/ч ворвался в атмосферу. Потом, погасив скорость, спланировал и приводнился на парашюте в 560 километрах южнее архипелага Кокосовых островов.

Там его подобрал один из семи дежуривших в зоне кораблей Военно-Морского Флота СССР.

В период с 1982 по 1984 год было произведено шесть суборбитальных и орбитальных запусков аппаратов «БОР-4».

Аппараты, выводившиеся на орбиты ИСЗ, получали наименования спутников серии «Космос» («Космос-1374», «Космос1445», «Космос-1517» и «Космос-1614»).

В результате проведенных исследований была окончательно решена проблема теплозащиты орбитального самолета, в том числе получены значения температур на наиболее теплонапряженных элементах конструкции: носовом обтекателе и прилегающем к нему участке нижней поверхности фюзеляжа в условиях реальных физико-химических процессов и каталитичности поверхности на высотах от 100 до 30 километров при скоростях от 25 до 3 Махов.

После двух запусков и отработки бортовой системы управления район приводнения в Индийском океане был заменен на район Черного моря. Дело в том, что каждый раз приходилось преодолевать противодействие иностранных судов, пытавшихся опередить советские корабли и поднять на борт приводнившиеся аппараты. Но и со сменой места посадки проблем не убавилось. Трасса атмосферного участка спуска «БОР-4» при приводнении в советских территориальных водах Черного моря проходила на высотах от 60 до 80 километров над территориями Великобритании и Германии, что юридически являлось нарушением их воздушного пространства.

Поэтому каждый полет аппаратов «БОР-4» заканчивался вручением соответствующей дипломатической ноты.

С июня 1983 года начались запуски летающей лаборатории «БОР-5», которая являлась геометрически подобной моделью «Бурана», выполненной в масштабе 1:8.

«БОР-5» создавался для достижения следующих целей: определение аэродинамических и балансировочных характеристик, продольной, боковой и поперечной устойчивости в условиях реального полета, исследование распределения давления по поверхности аппарата, определение тепловых и акустических нагрузок, проверка достоверности методов аэродинамического расчета Ввиду того, что для получения требуемого аэродинамического подобия при полете в атмосфере скоростной напор был значительно выше, чем при полете орбитального корабля «Буран», и температура поверхности превышала возможности плиточной теплозащиты, на аппаратах «БОР-5» применялась традиционная «уносимая» абляционная теплозащита на основе минерального стеклопластика.

Как и в случае «БОРа-4», управление лабораторией «БОР-5» вне атмосферы осуществлялось газореактивными соплами, а в атмосфере — рулевыми поверхностями самолетного типа Телеметрическая система «БОРа-5» записывала в запоминающее устройство и передавала на Землю информацию от нескольких блоков акселерометров, датчиков угловых скоростей, свободных гироскопов, датчиков давления, отклонения элевонов и руля направления и аппаратуры измерения шарнирных моментов на рулях. Она же собирала информацию от термопар, калориметрических и других температурных датчиков; использовались также термокраска и индикаторы плавления.

Аппараты «БОР-5» изготавливались на Электромеханическом заводе имени Мясищева при участии специалистов ЛИИ и НПО «Молния».

«БОР-5» запускались все той же ракетой-носителем «К65М-РБ5» с космодрома Капустин Яр, но летели по суборбитальной траектории в направлении озера Балхаш. Ракета с аппаратом массой 1450 килограммов достигала максимальной высоты около 210 километров, после чего происходило разделение, и «БОР-5» продолжал полет по баллистической кривой со скоростью примерно 5 км/с. В атмосфере, с высоты около 50 километров, полет проходил с программным изменением углов крена и атаки по траектории, соответствующей траектории «Бурана».

Дальность полета аппарата «БОР-5» от точки старта ракеты до приземления составляла около 2000 километров; с высоты 7–8 км он тормозился по крутой спирали, на высоте 3 км выпускался парашют, на котором аппарат приземлялся с вертикальной скоростью 7 м/с.

С 6 июля 1984 года по 27 июля 1988 года было проведено пять запусков аппаратов «БОР-5», причем первые два по программе летно-конструкторских испытаний доработанной ракеты-носителя.

При первом пуске из-за электрического дефекта аппарат и ракета не разделились и упали на землю вместе. Второй и последующие полеты прошли нормально. Три зачетных пуска по программе испытаний «БОР-5» прошли удачно и дали необходимую информацию.

Постепенное свертывание, а затем и полное закрытие программы «Буран» не позволили провести интересные эксперименты по радиосвязи на плазменном участке спуска в атмосфере, для чего на базе «БОР-4» был изготовлен аппарат «БОР-6». Эту новую модель планировалось снабдить спциальными охлаждаемыми антеннами, вынесенными в набегающий поток.