приховати рекламу

Буран

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.


Нажми чтобы узнать.
скачати

Реферат з дисципліни «Аеродинаміка»

Виконав ст. гр. З-66 Макаренко Є. В.

Омський авіаційний технікум ім. М. Є. Жуковського

2003

У польоті орбітальний корабель "Буран"

Повідомлення ТАРС

15 листопада 1988 в Советс ком Союзі проведені успішні випробування космічного корабля багаторазового використання "Буран".

Після старту універсальної ракетно-космічної транспортної системи "Енергія" з кораблем "Буран" орбітальний корабель вийшов на розрахункову орбіту, здійснив двовитковий політ навколо Землі і приземлився в автоматичному режимі на посадочній смузі космодрому Байконур.

Це - видатний успіх вітчизняної науки і техніки, що відкриває якісно новий етап у радянській програмі космічних досліджень.

"БУРАН" - радянський крилатий орбітальний корабель багаторазового використання. Призначений для виведення на орбіту навколо Землі різних космічних об'єктів та їх обслуговування; доставки модулів і персоналу для зборки на орбіті великогабаритних споруд і міжпланетних комплексів; повернення на Землю несправних або виробили свій ресурс супутників; освоєння устаткування і технологій космічного виробництва і доставки продукції на Землю; виконання інших вантажопасажирських перевезень за маршрутом Земля-космос-Земля, вирішення ряду оборонних завдань.

15 листопада 1988 орбітальний корабель "Буран" здійснив в повністю автоматичному режимі управління свій перший виліт у космос тривалістю 205 хвилин, поклавши початок новому напряму в розвитку вітчизняної космонавтики - створення багаторазових повітряно-космічних літальних апаратів.

Успішне виконання польоту і високоточна посадка в умовах штормового попередження метеорологів дозволяє зробити висновок, що в цілому передпольотний аеродинамічні характеристики ОК, отримані в результаті виконання великої програми комплексних розрахунково-теоретичних і експериментальних досліджень, слід вважати досить достовірними.

Аналіз результатів польоту представляє самостійний інтерес і викладено нижче гранично коротко.

Комплексна обробка зовні траєкторних вимірювань, телеметричної інформації, результатів зондування атмосфери і даних метеообстановки в районі аеродрому посадки дозволила визначити силові, моментні і балансувальні аеродинамічні характеристики планера і порівняти їх з розрахунковими, визначеними за дополетной аеродинаміці у фактичних умовах реального польоту.

Аеродинамічна компоновка

Планер ОК по зовнішньому вигляду і складу елементів нагадує звичайний літак схеми "бесхвостка" і складається з фюзеляжу, крила, забезпеченого елевонамі, функціонуючими як керма висоти при управлінні по тангажу і як елерони при управлінні по крену, вертикального оперення з кермом напрямку, конструктивно складається з двох розщеплюються стулок, що працюють при розкритті в режимі повітряного гальма, а також балансувального щитка в хвостовій частині для забезпечення балансування і розвантаження елевонов на гіперзвукових швидкостях і великих кутах атаки, де їх відхилення обмежені температурним фактором.

До особливостей конфігурації крила слід віднести його подвійну стреловідность, що забезпечує необхідні несучі властивості і сприятливе зміна аеродинамічних характеристик на надзвукових і трансзвукових швидкостях польоту.

Профіль крила ОК в порівнянні з профілями, що застосовуються в сучасній надзвукової авіації, відрізняється більшою товщиною і великим радіусом передньої кромки, що зменшує температуру нагрівання конструкції при вході і польоті в щільних шарах атмосфери. Для управління по крену і рискання при польоті на великих швидкостях і великих кутах атаки, коли кермо напряму неефективний, використовується реактивна система управління ОК, двигуни якої розташовані у двох блоках в хвостовій частині фюзеляжу.

У процесі оптимізації аеродинамічних характеристик планера були проведені численні експериментальні дослідження параметричних моделей ОК на дозвукових, трансзвукових, надзвукових і гіперзвукових швидкостях в аеродинамічних трубах ЦАГІ, які визначили вплив на аеродинамічні характеристики форми профілю крила, його стріловидності по передній кромці напливу і основний трапеції, форми носової частини і хвостовій частині, профілю і габаритних розмірів вертикального оперення і встановлення зовнішніх елементів. За результатами досліджень були обрані:

- Крило з стреловидностью 450 по основний трапеції, 780 по напливу, з симетричним базовим профілем, максимальна товщина якого, рівна 12% хорди, розташована на 40% її довжини;

- Фюзеляж з циліндричною підрізуванням по нижньої твірної хвостовій частині в бічній проекції, що дорівнює 140;

- Вертикальне оперення з чечевицеподібних профілем, максимальна товщина якого розташована на 60% довжини хорди

Аналіз характеристик показав, що максимальне балансувальне значення аеродинамічного якості К на дозвуковом режимі польоту одно 5,6, а на гіперзвуковому режимі - 1,3 і що отримані аеродинамічні характеристики забезпечують поздовжню балансування ОК на гіперзвукових, надзвукових, трансзвукових і дозвукових режимах польоту за рахунок відхилення елевонов в діапазоні від -350 до +200, балансувального щитка від -100 до +200 і розкриття повітряного гальма до 870.

За своїм призначенням ОК "Буран" є багатоцільовим транспортним повітряно-космічним літальним апаратом. Як "вантажівку" корабель повинен здійснювати човникові операції з транспортування екіпажів і вантажів заданих мас і габаритів на трасі "Земля - ​​Орбіта - Земля".

Як повітряно-космічний, двухсредний літальний апарат ОК повинен, завершуючи політ, виконувати керований плануючий спуск з космосу з зануренням в щільні шари атмосфери і посадкою в заданій точці земної поверхні. При цьому вимоги безпеки екіпажу, збереження вантажу і багаторазового використання визначили авіаційний тип посадки з приземленням на бетонну злітно-посадочну смугу (ЗПС) кінцевих розмірів.

Зазначені фактори і вітчизняний досвід створення орбітального літака визначили вигляд корабля і його комплексно-раціональну аеродинамічну компоновку як низкоплан схеми "бесхвостка" з центральним розташуванням вертикального оперення.

Кабінний модуль з склінням, що забезпечує екіпажу можливість візуальної посадки, середня частина фюзеляжу, задана геометрією циліндричного відсіку корисного вантажу розміром 4,6 х 18 м, і кормової відсік, в якому розміщена об'єднана рухова установка з зовнішніми блоками двигунів реактивної системи управління - ці основні агрегати фюзеляжу сформували його зовнішні обводи і визначили площа донного зрізу.

Низьке розташування крила подвійний стріловидності, інтегрованого з фюзеляжем, утворює по нижніх обводам загальну несучу поверхню, що відповідає вимогам поздовжньої балансування на гіперзвукових швидкостях і теплозахисту планера при проходженні теплового бар'єру, і забезпечує найбільш раціональні компоновку і конструктивно-силову схему корабля. Компонувальна схема "низкоплан" дає можливість максимально використовувати екранний ефект на посадці при підході до поверхні ЗПС і приземленні.

Органи аеродинамічного управління по тангажу, крену і рискання звичайні для схеми "бесхвостка" - це двосекційні елевони на консолях крила і кермо направлення на кілі. Крім них орбітальний літак має два додаткових органу управління, специфічних для повітряно-космічного планера.

На обрізі кормової частини фюзеляжу розташований балансувальний щиток, що у вихідному положенні являє собою продовження нижньої поверхні фюзеляжу. Він призначений для коригування балансувального положення елевонов і їх розвантаження при зміні центрування у межах заданого експлуатаційного діапазону.

Кермо напрямку виконаний розщеплюються на дві стулки і при розкритті працює як повітряне гальмо, що при бездвігательном плануванні дає можливість управління траєкторією і швидкістю польоту шляхом зміни аеродинамічного опору і, тим самим, аеродинамічної якості. Внаслідок верхнього розташування повітряний гальмо при розкритті створює моменти на кабрирования. Парирування їх за допомогою елевонов призводить до створення додаткової підйомної сили на режимах посадки, виключає характерні для літаків схеми "бесхвостка" втрати на балансування.

Компонування

1 - стикувальний вузол;

2 - носова частина фюзеляжу (НЧФ);

3 - перехідний відсік;

4 - герметичний модуль кабіни;

5 - носової блок двигунів управління;

6 - середня частина фюзеляжу (СЧФ);

7 - хвостова частина фюзеляжу (ХЧФ);

8 - стулки відсіку корисного вантажу з панелями радіаційного теплообмінника

Герметична кабіна ОК, в якій знаходиться і працює в польоті екіпаж, розміщується в носовій частині фюзеляжу і має два поверхи: верхній - командний відсік (КО) і нижній - побутової відсік (БО), під яким розташований агрегатний відсік з не вимагають постійного доступу обладнанням .

Командний відсік у своїй передній частині має два робочих місця (РМ-1 і РМ-2), оснащених катапультні кріслами. У конструкції кабіни передбачені аварійні виходи, які утворюються за допомогою вибухових шнурів.

Варіант кабіни, розрахований на екіпаж з чотирьох осіб з індивідуальними засобами порятунку, відрізняється тим, що в передній частині БО (аварійні виходи перед склінням кабіни) встановлюються два додаткових катапультних крісла, а приладові відсіки переносяться до задньої стінки кабіни.

Зовні на задній стінці кабіни встановлений модуль командних приладів (МКП), усередині якого перебувають гіростабілізований платформи (ДСП) системи управління (СУ). Праворуч на МКП встановлений блок зоряних датчиків, що має відкривається в польоті кришку. Зліва розміщений радіовисотомір-вертикаль. Над МКП розміщена навігаційна вимірювальна візуальна система, зовнішня і внутрішня частини якої встановлені на спеціальному проміжному ілюмінаторі задньої стінки кабіни.

На обшивці носової частини фюзеляжу (НЧФ) навколо кабіни і перед нею встановлено більшість антен радіотехнічних систем корабля. Кожна антена або їх група монтується у вирізі металевої обшивки і закривається радіопрозорі вставкою. У передній області НЧФ носової блок двигунів управління. На задній стінці кабіни і частково на передній розміщені плати електровоз'ємом, а також роз'єми пневмогідросвязей. Під кабіною прокладені транзитні кабелі і трубопроводи, що з'єднують, минаючи кабіну, агрегати і апаратуру НЧФ та інших частин фюзеляжу.

Відсік корисного вантажу (ОЗУ) розташований в середній частині фюзеляжу від задньої стінки кабіни (від відповідного шпангоута) до перегородки, що відокремлює середню частину фюзеляжу (СЧФ) від хвостовій частині фюзеляжу (ХЧФ). У нижній зоні СЧФ між шпангоутами розташовані прилади і агрегати систем, в тому числі системи електроживлення (баки з рідким воднем і киснем, приладовий модуль і електрохімічні генератори струму), у верхній частині - стулки ОЗУ (чотири секції по кожному борту зі змонтованими на них радіаторами системи терморегулювання), що відкриваються на дві сторони. Збоку до СЧФ кріпляться консолі крила з елевонамі - аеродинамічними рулями, які поєднують функції управління по каналах тангажа і крену, і нішами зі встановленими в них основними стійками шасі. Ніша передньої стійки розташована відразу за кабіною екіпажу на СЧФ.

У хвостовій частині фюзеляжу розміщені базовий блок (ББ) об'єднаної рухової установки і три допоміжні силові установки, що створюють робочий тиск в гідравлічній системі ОК, герметичний приладовий відсік та інші агрегати та обладнання. ЗСУ розташовуються поблизу передньої стінки ХЧФ по правому і лівому бортах. Два хвостових блоку (лівий і правий) двигунів управління ОДУ кріпляться консоллю на шпангоуті донного зрізу ХЧФ, на якому встановлюється і ББ. У нижній частині ХЧФ розміщений балансувальний щиток, а у верхній - кіль з кермом напрямку / повітряним гальмом. У ранньому варіанті компонування для підвищення маневрених можливостей ОК при посадці, зокрема при ручному управлінні, передбачалося оснащення ОК двома турбореактивними двигунами з їх установкою на ХЧФ з боків від кіля (це добре видно на літаючі моделі аналогу ОК БОР-5 і на літаку-аналогу БТС-02 ОК-гли).

Рухова установка і бортове обладнання

Об'єднана рухова установка (ОДУ) забезпечує довиведення ОК на опорну орбіту, виконання міжорбітальних переходів (корекцій), точне маневрування поблизу обслуговуються орбітальних комплексів, орієнтацію і стабілізацію ОК, його гальмування для сходу з орбіти. ОДУ складається з двох двигунів орбітального маневрування (на рис. Праворуч), що працюють на вуглеводневому пальному і рідкому кисні, і 46 двигунів газодинамічного управління, згрупованих у три блоки (один носовий блок і два хвостових). Більше 50 бортових систем, що включають радіотехнічні, ТБ і телеметричні комплекси, системи життєзабезпечення, терморегулювання, навігації, енергопостачання та інші, об'єднані на основі ЕОМ в єдиний бортовий комплекс, який забезпечує тривалість перебування "Бурана" на орбіті до 30 діб. Теплота, що виділяється бортовим устаткуванням, за допомогою теплоносія підводиться до радіаційним теплообмінникам, встановленим на внутрішній стороні стулок вантажного відсіку, і випромінюється в навколишній простір (у польоті на орбіті стулки відкриті).

Маршовий двигун, або двигун орбітального маневрування (ДІМ), використовується при довиведення, корекції орбіти, міжорбітальних переходах і гальмуванні при сході з орбіти. Маршовий двигун являє собою РРД багаторазового включення з насосною системою подачі компонентів палива, виконаної за схемою з допалюванням генераторовного газу, нормально функціонує в умовах вакууму і невагомості.

Високі енергетичні параметри двигуна забезпечуються винятком втрат на привід турбіни (схема з дозажіганіем), великим геометричним дорасшіреніем реактивного сопла, мінімальними втратами в камері згоряння і реактивному соплі, раціональної системою охолодження і скороченням викидів. В якості пускового пального для запалення палива в газогенераторі і камері використовується металоорганічні з'єднання.

Для двигуна характерні помірна напруженість внутрішньокамерного процесу (тиск у камері 7,85 МПа), використання форсуночного головки, що має концентричні кільцеві змішувальні елементи для отримання рівномірного потоку в камері, висотного соплового насадка радіаційного охолодження з ніобієво сплаву, виготовленого методом розкочування (без зварювання), доцентрової турбіни, що працює на генераторному газі при помірній (близько 460 С) температурі. Кріплення камери в кардановому підвісі забезпечує її хитання у двох площинах на 6 від номінального положення.

Керуючий двигун (УД) представляє собою однокамерний газорідинний імпульсний РРД високої швидкодії на газифікованому кисні і вуглеводневому пальному - сінтіне і працює в імпульсних і стаціонарних режимах з тривалістю включення від 0,06 до 1200 з як в орбітальному польоті, так і при спуску в атмосфері до висоти 10 км, що дозволяє використовувати його як дублера маршового двигуна і двигунів орієнтації.

Для запалення компонентів палива використовується електрична система запалювання індуктивного типу. Камера згоряння і частина сопла охолоджуються регенеративно і через завісу окислювальним газом, вихідна частина сопла - радіаційно, клапани і свічка - прокачуванням основного пального в замкнутому контурі терморегулювання ОДУ.

Швидкодія УД характеризується часом набору 90% тяги, рівним 0,06 с, такий же мінімальною тривалістю включення і частотою включення до 8Гц. Мінімальний питомий імпульс двигуна в імпульсних режимах 180с. Гарантований ресурс двигуна становить 26000 включень і більше 3 год роботи (з подальшим збільшенням в міру набору статистики). Двигун орієнтації за принциповою схемою і складу в основному аналогічний УД.

Для виключення утворення сажі передбачається підвищений співвідношення компонентів палива в двигуні (3,5 .... 4), тобто надлишок кисню.

Основним режимом роботи ДО є видача мінімальних імпульсів від 0,06 до 0,12 с, тобто питомих імпульсів тяги від 227 до 237с відповідно.

Геометричні і вагові характеристики

Довжина "Бурану" становить 35,4 м, висота 16,5 м (при випущеному шасі), розмах крила близько 24 м, площа крила 250 квадратних метрів, ширина фюзеляжу 5,6 м, висота 6,2 м, діаметр вантажного відсіку 4 , 6 м, його довжина 18 м. Стартова маса ОК до 105 т, маса вантажу, що доставляється на орбіту, до 30 т, що повертається з орбіти - до 15 т. Максимальний запас палива до 14 т. Великі габаритні розміри "Бурану" ускладнюють використання наземних засобів транспортування, тому на космодром він так само, як і блоки РН доставляється по повітрю модифікованим для цих цілей літаком ВМ - Т експериментального машинобудівного заводу ім. В.М. Мясищева (при цьому з "Бурану" знімається кіль і маса доводиться до 50 т) або багатоцільовим транспортним літаком Ан-225 у повністю зібраному вигляді.

Наземна підготовка

Наземна підготовка до польоту орбітального корабля (ОК) включала:

- Перевірку правильності функціонування бортових систем і агрегатів при їх спільній роботі в складі ОК;

- Діагностику виявлених несправностей з подальшою заміною забракованої бортовий або наземної матеріальної частини та коригуванням програмно-математичного забезпечення або експлуатаційної документації, необхідними перевірками;

- Заключні операції з бортовими системами після завершення повного обсягу випробувань на технічній позиції (ТП) ОК із забезпеченням технічної готовності ОК до стикування з РН;

- Механічну і електричну стиковки ОК з РН і спільні перевірки на ТП РН;

- Заправку висококиплячих компонентах палива і газами, установку хімічних джерел струму на ТП багаторазового ракетно-космічного комплексу (МРРК) з забезпеченням технічної готовності ОК до вивозу у складі МРКК на стартовий комплекс (СК):

- Всі необхідні технологічні операції по попередній підготовці ОК у складі МРКК до запуску на СК і його запуск.

Транспортування ОК "Буран"

Спочатку зібраний на Тушинському машинобудівному заводі (ТМЗ) планер ОК "Буран" готується до відправки на космодром: йому належить транспортування по землі, по воді і повітрю. Для цього з корабля знімається вертикальне оперення, частина бортового обладнання, встановлюється хвостовій обтічник. Фюзеляж орбітального корабля довжиною близько 40 метрів, з крилами розмахом 24 метри і масою близько 50 тонн на спеціальній транспортній візку підвозять до спеціально зведеному причалу на березі Москва-ріки. Саме для транспортування "Бурану" по суші уздовж всього маршруту в Тушинському районі Москви цілий ряд вулиць зазнав серйозної реконструкції: вони були розширені, перехрестя випрямлені, змінені маршрути трамвайних і тролейбусних ліній.

Далі вантаж закочують на спеціально пристосовану баржу, обладнану баластними цистернами для зміни опади (для безперешкодного проходження під мостами), і по Москва-ріці доставляють на підмосковний аеродром. На весь період перевезення від ТМЗ до аеродрому планер "Бурану" закритий спеціальним чохлом, що змінює (з метою секретності) форму і конфігурацію вантажу.

На аеродромі за допомогою мостового крана "Буран" встановлюють на літаку-носії ВМ-Т "Атлант". В якості літака-носія використаний доопрацьований дальній бомбардувальник 3М, що володіє чудовими льотно-технічними та злітно-посадковими характеристиками, обумовленими високу аеродинамічну якість. Для нової ролі йому подовжили і посилили фюзеляж, істотно змінили хвостове оперення, так як великогабаритний вантаж затінював кіль, встановили три опори і стикувальні вузли.

Після пробних польотів з макетами орбітального корабля літак-носій доставив на Байконур унікальний великогабаритний вантаж - космічний корабель "Буран". Літак-носій виробляв посадку на ЗПС аеродрому "Ювілейний", куди згодом сідав і сам "Буран" після свого першого космічного польоту

Згодом, після введення в експлуатацію найбільшого у світі транспортного літака Ан-225 "Мрія", всі повітряні транспортні операції виконувалися на ньому.

Розвантаживши-навантажувальні, монтажно-настановні роботи і транспортування на космодромі.

Транспортування ОК між монтажно-випробувальний корпус (МІК) ОК, майданчиком вогневих контрольних випробувань, технічної позицією РН, технічної позицією багаторазового ракетно-космічного комплексу (МРКК) і посадочним комплексом ОК виконується за спеціальним автомобільним дорогам на транспортному агрегаті (ТА) з допомогою тягачів. Транспортний агрегат являє собою самохідний колісний автопоїзд, що складається з двох тягачів і причепа, загальною вантажопідйомністю 100т. Незважаючи на велику довжину, автопоїзд володіє хорошою маневреністю за рахунок повороту всіх осей причепа.

Для перевантаження ОК на ТА використовується підйомно-інсталяційний агрегат ПУА-100, який являє собою унікальний комплекс електрогідромеханіческіх систем з широким діапазоном технічних можливостей, що має легку конструкцію, незважаючи на свої значні розміри. ПУА-100 забезпечує на посадковому комплексі всі перевантажувальні операції з різними великогабаритними технологічними вантажів, що доставляються на космодром літаками транспортувальниками 3М-Т "Атлант" і Ан-225 "Мрія".

Орбітальний корабель всередині МІКА ОК з одного робочого місця на інше переміщається на спеціальному самохідному транспортно-технологічному агрегаті (ТТА) або за допомогою спеціальних мостових кранів.

Транспортування МРКК з технічної позиції РН на технічну позицію МРКК і на стартовий комплекс виконується на спеціальному транспортному інсталяційному агрегаті з допомогою тепловозів. (До доопрацювання Туа використовувався для транспортування місячної РН "Н-1" на рубежі 60-70-х років)

Виведення на орбіту

Запуск "Бурану" здійснюється за допомогою універсальної двоступеневої РН «Енергія», до центрального блоку якої кріпиться пирозамков ОК. Двигуни 1-й і 2-й ступенів РН запускаються практично одночасно і розвивають сумарну тягу 34840 кН при стартовій масі РН з "Бураном" близько 2400 т (з них близько 90% становить паливо). У першому випробувальному пуску безпілотного варіанту ОК, що відбувся на космодромі Байконур 15 листопада 1988, РН "Енергія" вивела ОК за 476 сек. на висоту близько 150 км (блоки 1-го ступеня РН відділилися на 146-й сек. на висоті 52 км). Після відділення ОК від 2-го ступеня РН був здійснений дворазовий запуск його двигунів, що забезпечило необхідний приріст швидкості до досягнення першої космічної та вихід на опорну кругову орбіту. Розрахункова висота опорної орбіти "Бурану" складає 250 км (при вантаж 30 т і заправці паливом 8 т). У першому польоті "Буран" був виведений на орбіту висоту 250,7 / 260,2 км (нахил орбіти 51,6) з періодом обертання 89,5 хв. При заправці паливом у кількості 14 т можливий перехід на орбіту висотою 450 км з вантажем 27 т. При відмові на етапі виведення одного з маршових РРД 1-й або 2-го ступеня РН її ЕОМ "вибирає" залежно від набраної висоти які варіанти виведення ОК на низьку орбіту або на одновитковим траєкторію польоту з наступною посадкою на одному із запасних аеродромів, або варіант виведення РН з ОК на траєкторію повернення в район старту з наступним відділенням ОК і посадкою його на основний аеродром. При нормальному запуску ОК 2-й ступінь РН, кінцева швидкість якої менше першої космічної, продовжує політ по балістичній траєкторії до падіння в Тихий океан.

Політ

До цього польоту готувалися більше 12 років. І ще 17 днів через скасування старту 29 жовтня 1988р., Коли за 51 с. до нього не пройшло нормальне відведення майданчика з приладами прицілювання і була видана команда на скасування старту. А потім злив компонентів палива, профілактика, виявлення причин відмови та їх усунення. "Не поспішати! - Попереджав голова Державної комісії В. Х. Догужіев. - Перш за все, безпека!» Все відбувалося на очах мільйонів телеглядачів ... Дуже високо напруга очікування ...

Завданням першого польоту МРКК "Енергія-Буран" були продовження льотної відпрацювання РН «Енергія» і перевірка функціонування конструкції і бортових систем ОК "Буран" на найнапруженіших ділянках польоту (виведення і спуск з орбіти) з мінімальною тривалістю орбітальної ділянки. З міркувань безпеки перший випробувальний політ ОК "Буран" був визначений як безпілотний, що традиційно для вітчизняної космонавтики, з повною автоматизацією всіх динамічних операцій аж до руління по ЗПС.

Перший безпілотний політ ОК "Буран" був запланований нетривалим: два витки, або 206 хвилин польоту. Відповідно до його завданнями та програмою були задіяні склад і режими роботи бортових і наземних систем. Наземний комплекс управління, мозковим центром якого є ЦУП, у першому польоті ОК "Буран" задіяв шість наземних станцій спостереження, чотири плавучі станції і систему зв'язку і передачі даних, що складається з мережі наземних і супутникових широкосмугових і телефонних каналів зв'язку.

Космодром Байконур 15 листопада 1988 На старті МРКК "Енергія-Буран". Циклограма передстартової підготовки проходить без зауважень. Але погодні умови погіршуються. Голова Державної комісії отримує чергову доповідь метеорологічної служби з прогнозом: "Штормове попередження". Враховуючи важливість моменту, синоптики зажадали письмово підтвердити отримання тривожного прогнозу. В авіації посадка - найвідповідальніший етап польоту, особливо в складних метеорологічних умовах. ОК "Буран" не має двигунів для польоту в атмосфері, в першому польоті на його борту не було екіпажу, а посадка передбачалася з першого і єдиного заходу. Фахівці, які створили ОК "Буран", запевнили членів Державної комісії, що вони впевнені в успіху: для системи автоматичної посадки цей випадок не граничний. Рішення на пуск було прийнято.

О 6 годині 00 хвилин за московським часом МРКК "Енергія-Буран" відривається від стартового столу і майже відразу ж іде в низьку хмарність. Проходить 8 хвилин ділянки виведення. У 6 год 08 хвилин 03 секунди завершується робота РН, і ОК "Буран" розпочинає перший самостійний політ. Висота над поверхнею Землі становить близько 150 км, і, як це передбачено балістичної схемою польоту, виконується довиведення ОК на орбіту власними коштами. Протягом наступних 40 хвилин проводяться два маневри довиведення ОК на робочу орбіту нахилом 51,6 і висотою 250 ... 260 км. Параметри цих маневрів (величину, напрям і момент відпрацювання імпульсу ОДУ) автоматично розраховує БЦВК відповідно до закладених польотним завданням і реальними параметрами руху на момент відділення від РН.

Перший маневр відбувається в зоні зв'язку наземних станцій спостереження, другий - над Тихим океаном. Передача телеметричної інформації про другий маневрі проходить по трасі "ОК - плавуча станція стеження в Тихому океані - стаціонарний супутник зв'язку - ретрансляційна станція" Орбіта "у Петропавловську-Камчатському - високоеліптичних супутник зв'язку - підмосковний ретрансляційних пункт - ЦУП" протяжністю понад 120000 км.

Поза ділянок маневрів для дотримання теплового режиму ОК рухається в орбітальній орієнтації лівим крилом до Землі. Правильність заданої орієнтації підтверджується як прийнятої телеметричної інформацією, так і "картинкою" з бортовою телекамери, розміщеної по поздовжній осі ОК за склінням кабіни. Чітко працює командна радіолінія, виконуються передаються з ЦУП команди на управління телеметричної і телевізійної системами ОК.

Настає одна з завершальних операцій - перезавантаження оперативної пам'яті БЦВК для роботи на ділянці спуску і перекачування палива з носових баків у кормові для забезпечення посадкової центрування.

Проходить півтори години польоту, БЦВК розраховує і повідомляє в ЦУП параметри гальмівного маневру для сходу з орбіти.

Уточнені дані про швидкість і напрям вітру передаються на борт і закладаються в банк даних системи. ОК стабілізується кормою вперед і вгору. О 8 годині 20 хвилин в останній раз включається маршовий двигун і відпрацьовує задану величину швидкості. ОК починає знижуватися і через 30 хв "чіпляє" атмосферу. За час зниження до висоти 100 км реактивна система управління розгорнула ОК носом вперед, і, "протиснувшись" у вузьку щілину обмежень, він входить в атмосферу. О 8 годині 53 хвилин на висоті 90 км з ним припиняється зв'язок з-за плазмових утворень. Рух ОК у плазмі більш ніж у три рази довше, ніж при спуску одноразових космічних кораблів типу "Союз", і з розрахунку становить 16 ... 19 хвилин.

О 9 годині 11 хвилин, коли ОК перебував на висоті 50 км, почали надходити доповіді: "Є прийом телеметрії!", "Є виявлення корабля засобами посадкових локаторів!", "Системи корабля працюють нормально!". У цей момент він знаходився в 550 км від ВПС, і, хоча його швидкість зменшилась, вона все ж у 10 разів перевищувала швидкість звуку. До посадки залишалося трохи більше 10 хвилин ...

Схема польоту ОК "Буран":

1 - старт;

2 - відділення розгінних блоків першого ступеня;

3 - відділення розгінного блоку другого ступеня від ОК "Буран";

4 - точки включення двигунів системи орбітального маневрування;

5 - робоча орбіта;

6 - траєкторія спуску.

Повернення з орбіти

Для сходу з орбіти ОК розгортається двигунами газодинамічного управління на 180 (хвостом вперед), після чого на нетривалий час включаються основні РРД і повідомляють йому необхідний гальмівний імпульс. ОК переходить на траєкторію спуску, знову розгортається на 180 (носом вперед) і виконує планування з великим кутом атаки. До висоти 20 км здійснюється спільне газодинамічне і аеродинамічний управління, а на заключному етапі польоту використовуються тільки аеродинамічні органи управління. Аеродинамічна схема "Бурану" забезпечує йому достатньо високий аеродинамічний якість, що дозволяє здійснити керований плануючий спуск, виконати на трасі спуску бічний маневр протяжністю до 2000 км для виходу в зону аеродрому посадки, виробити необхідну Передпосадкове маневрування і здійснити посадку на аеродром. У той же час конфігурація ЛА і прийнята траєкторія спуску (крутизна планування) дозволяють аеродинамічним гальмуванням погасити швидкість ОК від близької до орбітальної до посадочної, рівної 300 - 360 км / ч. Довжина пробігу складає 1100 - 1900 м, на пробігу використовується парашут. Для розширення експлуатаційних можливостей "Бурану" передбачалося використання трьох штатних аеродромів посадки (на космодромі (ВПП посадочного комплексу довжиною 5 км та шириною 84 м в 12 км від старту), а також у східній і західній частинах країни). Комплекс радіотехнічних засобів аеродрому створює радіонавігаційне і радіолокаційне поля (радіус останнього близько 500 км), що забезпечують раннє попередження ОК, його виведення до аеродрому і всепогодную високоточну (у тому числі автоматичну) посадку на ЗПС. Перший випробувальний політ безпілотного варіанту ОК завершився після виконання трохи більше двох витків навколо Землі успішної автоматичної посадкою на аеродром у районі космодрому. Гальмівний імпульс був даний на висоті Н = 250 км, на відстані близько 20000 км від аеродрому приземлення, бічна дальність на трасі спуску склала близько 550 км, відхилення від розрахункової точки дотику на ВПП виявилося рівним 15 м в поздовжньому напрямку і 3 м від осі смуги .

Розробка ОК "Буран" тривала понад 10 років. Першому запуску передував великий обсяг науково-дослідних і дослідно-конструкторських робіт зі створення ОК і його систем з великими теоретичними та експериментальними дослідженнями з визначення аеродинамічних, акустичних, теплофізичних, міцності та інших характеристик ОК, моделюванням роботи систем та динаміки польоту ОК на повнорозмірному стенді обладнання і на пілотажних стендах, розробкою нових матеріалів, відпрацюванням методів і засобів автоматичної посадки на літаках - літаючих лабораторіях, льотними випробуваннями в атмосфері пілотованого літака-аналога (в моторному варіанті) БТС-02, натурними випробуваннями теплозахисту на експериментальних апаратах БОР-4 і БОР- 5, виведення на орбіту і повертаються з неї методом аеродинамічного спуску, і т. д.

"Буран" прийшов у прицільну зону - на рубіж 20 км - з мінімальними відхиленнями, що було дуже до речі при посадці в поганих погодних умовах. Реактивна система управління та її виконавчі органи відключилися, і тільки аеродинамічні рулі, задіяні ще на висоті 90 км, ведуть ОК до наступного орієнтиру - ключовий точці.

Інтенсивно гаситься в атмосфері швидкість. Політ проходить строго за розрахунковою траєкторії зниження, на контрольних дисплеях ЦУП його відмітка змішається до ЗПС посадкового комплексу практично в середині допустимого коридору повернення. "Буран" наближається до аеродрому трохи правіше осі посадкової смуги, все йде до того, що він буде "розсіювати" залишок енергії на ближньому "циліндрі". Так думали фахівці і льотчики-випробувачі, що чергували на об'єднаному командно-диспетчерському пункті. Включаються бортові та наземні засоби радіомаячной системи. Після позначки 10 км "Буран" летить, можна сказати, по знайомій дорозі, второваною літаючої лабораторією Ту-154ЛЛ і аналогом ОК.

На об'єднаному командно-диспетчерському пункті (ОКДП) вища ступінь напруги: "Буран" круто змінив курс і летить майже поперек осі ЗПС. У чому справа? Проаналізувавши ситуацію, служба управління доповідає: "Все в порядку! Система не помилилася, а просто цього разу виявилася" розумнішими "." Буран "буде заходити на смугу не лівим колом, як передбачалося, а правим. Вихід у ключову точку проходить за оптимальною для даних початкових умов траєкторії при практично граничному зустрічно-бічному вітрі. Хвилювання на ОКДП зменшилася. Орбітальний корабель, зробивши "свій" маневр, погасив енергію, подолав усі зустрілися йому збурення на "циліндрі вивірки курсу" і правим віражем вийшов у ключову крапку.

Ще на висоті близько 7 км, незважаючи на складнощі цілевказівки, на зближення з "Бураном" вилетів літак супроводу МіГ-25, пілотований льотчиком-випробувачем М. Толбоевим. Завдяки мистецтву пілота на екрані впевнено спостерігалося чітке телевізійне зображення корабля - цілого і як ніби неушкодженого. На висоті 4 км - вихід на посадкову глісаду. Зображення в ЦУП починають передавати аеродромні телекамери. Ще хвилина - і випуск шасі ...

І в 9 годин 24 хвилини 42 секунди після виконання орбітального польоту і проходження майже 8000 км у верхніх шарах атмосфери, випереджаючи лише на 1 секунду розрахунковий час, "Буран", борючись з сильним зустрічно-бічним вітром, м'яко торкнувся злітно-посадкової смуги і після невеликого пробігу о 9 годині 25 хвилин 24 секунд завмер в її центрі. Над ним, прощаючись, пронісся літак супроводу ... Незвично гарна, правильна і витончена посадка 80-тонного корабля! Просто не віриться, що політ безпілотний. Здається, що найкращий льотчик не зміг би посадити "Буран" краще. Скрізь, де фахівці і просто причетні до цього польоту люди спостерігали посадку "Бурану", вибух емоцій. Величезна напруга, з яким велася підготовка першого польоту, посилене до того ж попередньої скасуванням старту, знайшло свій вихід. Неприхована радість і гордість, захоплення і сум'яття, полегшення і величезна втома - все можна було бачити на обличчях у ці хвилини. Так склалося, що космос вважається технологічної вітриною світу. І ця посадка дозволила людям на ЗПС біля остигаючого "Бурану" або біля екранів телевізорів в ЦУП знову відчути незвичайний за гостроті почуття національної гордості, радості. Радості за свою державу, потужний інтелектуальний потенціал нашого народу. Велика, складна і важка робота зроблена! Після зупинки "Бурану" на ЗПС протягом 10 хвилин контролюється приведення бортових систем у вихідний стан і їх виключення. На прохання групи післяпольотного обслуговування з ЦУП через супутник зв'язку видається остання команда на борт: системи корабля знеструмлені. Все! Програма першого випробувального польоту виконана повністю!

Історія створення ОК "Буран"

Роботи зі створення крилатих космічних кораблів у Радянському Союзі мають свою історію. Ідея використовувати крила на возвращаемом космічному апараті виникла одразу ж з початком польотів у космос. Це обумовлювалося бажанням використовувати потенційні можливості земної атмосфери (у першу чергу, кероване гальмування і точне маневрування) і тим авіаційним доробком, з яким перші ракетники прийшли в космонавтику. Тому наявність крил на спусковому апараті, що рухаються в атмосфері, виглядало простим і логічним.

С. П. Корольов вважав парашутну посадку безперспективною, і тому, на його замовлення, паралельно зі Сходом, лапоток проектував П. В. Цибін. Машина замислювалася класичної аеродинамічної схеми, з трапецієподібним крилом і нормальним хвостовим оперенням. Своє напівофіційну назву апарат отримав з-за характерної форми фюзеляжу, в аеродинамічну тінь якого несучі площини прибиралися при вході в щільні шари атмосфери. За способом виведення (на 3-ступінчастою Р-7, сімці), масі і завдань, лапоток був би аналогічним Сходу. (Праворуч - перший радянський "човник" - "лапоток" С. П. Корольова і П. В. Цибіна: стартова маса 4,7 т; екіпаж 1 чол.; Тривалість польоту до 27 год; довжина 9,4 м; розмах крила 5,5 м, висота по оперенню 4 м, ширина фюзеляжу 3 м.) Розглядалася навіть можливість катапультування космонавта безпосередньо перед посадкою на ЗПС. Однак швидко з'ясувався масштаб труднощів, що постають при створенні крилатих космічних апаратів. Наприклад, що планує вхід в атмосферу вимагав точнейшей орієнтації виробу, а відповідні прилади з'явилися значно пізніше перших польотів ... Крім того, по теплозахисту схема виявилася неоптимальною. Після цього ракетники до крилатих апаратам охололи. З 1958-го повітряно-космічний літак (ВКС) проектувався в ОКБ-23 В. М. Мясищева. Маса та ж під сімку. Схема вже бесхвостка, з трикутним крилом великої площі. Конкретний же вигляд неодноразово змінювався, відомо мінімум три варіанти. В останньому з них Володимир Михайлович вперше запропонував застосувати керамічну плиткову теплозахист, але ... в 1960-му Мясищева відправили керувати ЦАГІ, ОКБ-23 стало філією фірми В. Н. Челомея. Тоді ж ракетоплані зайнявся і сам Володимир Миколайович, його ОКБ-52. Вже в 1961-му пройшли випробувальні пуски апарату, названого МП-1 (перший пуск 21.03.1963 з використанням балістичної ракети "Р-12"). 1,8-метровий конус масою 1,75 т, управлявся на гіперзвукових швидкостях вісьмома аеродинамічними щитками. Балістична ракета піднімала зразок на 405 км, в атмосферу він входив в 1760 км від місця старту зі швидкістю 3,8 км / с. Два роки по тому випробування пройшов М-12 такий же конус, але з чотирма стабілізаторами. За результатами цих пусків ОКБ-52 представило проект 6,3-тонного безпілотного ракетоплана Р-1, оснащеного М-образним складним (середня частина вгору, кінці вниз) крилом змінної стріловидності, і його пілотованого варіанту Р-2. Перевантаження на спуску повинна була скласти всього 3,5-4 g, на відміну від 9-11 g на СА Схід. Зробили вже макети машин, але після зняття прихильним до Челомею Н. С. Хрущова повітряно-космічну тематику у ОКБ-52 відібрали. Займався крилатими кораблями і А. Н. Туполев, але поки про них відомо вкрай мало: досвідчений екземпляр безпілотного ВКС 130 був побудований, а його пілотований варіант 136 повинен був називатися Червона зірка.

До 1965 р. з усіх мінавіапромовскіх програм залишилася одна відома сьогодні під назвами 50-50 і спіраль, що розроблялася в ОКБ Мікояна під керівництвом Г.Е.Лозіно-Лозинським.

ОК "Буран" замислювався як військова система. Ось як згадував про це в 1994-му році директор головного в ракетно-космічній промисловості Центрального НДІ машинобудування Ю. А. Мозжорін:

Програма має свою передісторію. У 1972 р. Ніксон оголосив, що в США починає розроблятися програма Space Shuttle. Вона була оголошена як національна, розрахована на 60 пусків човника на рік, передбачалося створити 4 таких корабля; витрати на програму планувалися в 5 мільярдів 150 мільйонів доларів у цінах 1971 р. В подальшому вони звичайно підросли, як і у всіх буває, досягли 13 млрд 400 мільйонів доларів. Програма була серйозна, оскільки створювалися 4 стартових комплексу, на базі Ванденберг і на мисі Кеннеді, створювалися спеціальні виробництва.

Човник виводив на навколоземну орбіту 29,5 т, і міг спускати з орбіти вантаж до 14,5 т. Це дуже серйозно, і ми почали вивчати, для яких цілей він створюється? Адже все було дуже незвично: вага, виведений на орбіту за допомогою одноразових носіїв в Америці, навіть не досягав 150 т / рік, а тут замислювалося в 12 разів більше; нічого з орбіти не спускалося, а тут передбачалося повертати 820 т / рік .. . Це була не просто програма створення якоїсь космічної системи під девізом зниження витрат на транспортні витрати (наші, нашого інституту опрацювання показали, що ніякого зниження фактично не буде спостерігатися), вона мала явне цільове військове призначення.

І дійсно, в цей час почали говорити про створення потужних лазерів, променевої зброї, зброї на нових фізичних принципах, яка теоретично дозволяє знищувати ракети противника на відстані в кілька тисяч кілометрів. Якраз ось створення такої системи і передбачалося для відпрацьовування цього нового зброї в космічних умовах.

Слова Юрія Олександровича підтверджує заступник Головного конструктора МКС Буран В. М. Філін:

Необхідність створення вітчизняної багаторазової космічної системи, як засобу стримування потенційного противника, була виявлена ​​в ході аналітичних досліджень, проведених інститутом проблем машинознавства АН СРСР і НВО Енергія в період 1971 - 75 рр.. Було показано, що США, ввівши в експлуатацію свою багаторазову систему Space Shuttle, зможуть отримати вирішальне військову перевагу в плані нанесення превентивного ракетно-ядерного удару по життєво-важливих об'єктів на території нашої країни.

У рішеннях НТР Міністерства загального машинобудування та Міністерства оборони ставилося завдання: виключити можливу технічну та військову раптовість, пов'язану з появою у потенційного противника багаторазової транспортної космічної системи Space Shuttle принципово нового технічного засобу доставки на навколоземні орбіти і повернення на Землю значних мас корисних вантажів.

Перший варіант вітчизняного відповіді на американський виклик виглядав наступним чином: досить традиційна схема, що включає двоступінчастий носій з пакетним поділом ступенів, у верхній частині якого розміщувався транспортний корабель.

Зовнішність носія в існуючому вигляді визначився теж далеко не відразу, і пакетна його компонування не випадкова. Очолив у 1975 р. провідну ракетно-космічну фірму країни, що отримала тоді ж назву НВО Енергія, академік В. П. Глушко дуже уподобав до концепції універсальної системи з безлічі стандартних ракетних блоків. Між тим, п'ятнадцятьма роками раніше, на початку розробки легендарної Н1, таку схему досліджував Корольов і відмовився від неї як від самої неефективною за масою. З іншого боку, реалізований Сергієм Павловичем моноблочний варіант, по-перше, вимагав складних, довгих і дорогих наземних випробувань. По-друге, головне він виключав перевезення готових блоків із заводів у Москві, Дніпропетровську і Куйбишеві на космодром; на Байконурі довелося б будувати новий гігантський виробничий комплекс. Для майбутніх програм це, може бути, було і прийнятно, але військових категорично не влаштовувало. Переміг компроміс.

Корабель повинен був складатися з трьох частин: носовий (конічної), з кабіною екіпажу і керманичами двигунами, середньої (циліндричної), з об'ємистим вантажним відсіком, і кормовий, з двигунами довиведення, орбітального маневрування і паливом для них. В атмосферу апарат повинен був входити вперед конічним носом, з деяким кутом атаки цього достатньо, щоб на тих швидкостях отримати певну аеродинамічна якість, ковзний керований спуск. Посадка ж передбачалася з парашутно-ракетної системи, на висувні опори-амортизатори.

Запропонована схема мала колосальну перевагу, були відсутні крила, велику частину часу колишні паразитної масою. До переваг запропонованої схеми можна також віднести наступне:

- Був серйозний практичний доробок з спусковий апарат з невеликим аеродинамічним якістю (КК "Союз", боєголовки балістичних ракет);

- Були й давно використовувалися в Повітряно-десантних військах складні парашутні системи (з гальмівними РДТП), що дозволяють здійснювати м'яку посадку важких об'єктів;

- Знімалися жорсткі вимоги по точності приземлення;

- Відпадала необхідність у дорогій і складній наземної інфраструктури (в першу чергу аеродромів);

- Конструкція космічного корабля без крил і оперення у порівнянні з крилатим ОК конструктивно є більш простою і легкою при рівній міцності, має меншу омивається площа (що знижує масу теплозахисту), більш прості алгоритми управління, що в кінцевому підсумку призводить до більшої ефективності в експлуатації.

А до головного недоліку малу дальність бічного маневру при спуску. Потрібна ж була велика, що диктувалося елементарним розумінням: на відміну від американців з їх розкиданими по всьому світу авіабазами (а аварійні смуги для Шаттла споруджено по всьому світу, від острова Пасхи до Марокко), у нас була тільки територія СРСР - багато, але недостатньо . І лише три смуги (на Байконурі, в Криму та біля озера Ханка на Далекому Сході) ... Сісти ж на них потрібно було з будь-якого витка!

Проблему намагалися вирішити: корпус корабля став у перерізі трикутним, однак це були напівзаходи. Загалом, схема однокільове бесхвостка зі змінною стреловидностью передньої кромки крила напрошувалася, але вирішальним фактором стала не аеродинаміка. Як раз тут позначилося положення наздоганяючих: до цього часу образ американської системи після багаторазових змін був, нарешті, затверджений. І спрацювало класичне, на жаль, в нашій оборонці думка: американці не дурніші, робіть, як у них!

Проміжний варіант ОК "Буран" передбачав встановлення повітряно-реактивних двигунів (ВРД). Це зумовлювалося наступним: у зв'язку з тим, що всі аеродроми для посадки "Бурану" розташовані на території колишнього СРСР, протягом доби виникало досить багато витків, посадка з яких неможлива. З цієї ситуації могло бути два принципових виходу: розширити кількість аеродромів (але "Буран" створювався як військовий об'єкт, а стратегічні союзники були розташовані "компактно" до кордонів СРСР, Куба ж була занадто близька до території потенційного противника), або підвищити енергоозброєність атмосферного ділянки за рахунок установки ВРД. Конструктори вибрали другий шлях.

В подальшому (з технічних причин) від використання на штатному ОК "Буран" ТРД врешті-решт, відмовилися (випробувавши повітряно-реактивну рухову установку в реальних атмосферних польотах літака-аналога БТС-002), проте у зв'язку з тим, що виготовлення та обладнання льотних зразків (першої серії) вже йшло повним ходом, конструктивно-силову схему планера міняти було пізно і ніші в ХЧФ під установку двигунів зашили панелями обшивки і закрили гнучким теплозахисним покриттям.

Після необхідних доробок, транспортування на космодром, випробувань і підготовки до старту, напружена праця десятків тисяч людей завершився тріумфом 15 листопада 1988.

Основні характеристики МКС "Енергія-Буран"

Орбітальний корабель "Буран": РН "Енергія" (МКС у цілому):
Характеристики Значення Характеристики Значення
Максимальна стартова маса (у першому польоті), т 105 (79,4) Стартова маса МКС, т 2375

У т.ч.: запас окислювача (кисень), т

запас пального (циклін), т

10,4

4,1

Маса ракети-носія, т 2270
Перший ступінь (блок "А", 4 шт.), Т 1490,4

Маса корисного вантажу, виведеного в ОК на орбіту H = 200 км:

з нахилом i = 50.7, т

з нахилом i = 97, т

30

16

У т.ч.: запас окислювача (кисень), т

запас пального (гас РГ-1), т

886,8

341,2

Другий ступінь (блок "Ц", 1 шт.), Т 776,2

Посадочна маса ОК:

номінальна, т

максимальна, т

82

87

в т.ч.: запас окислювача (кисень), т

запас пального (водень), т

602,3

100,7

Двигун блоку "А" (РД-171, 11Д521):

тяга на рівні моря, тс

тяга у вакуумі, тс

питомий імпульс на рівні моря, з

питомий імпульс у вакуумі, з

740

806

308,5

336,2

Маса корисного вантажу, що повертається з орбіти в ОК:

максимальна, т

номінальна, т

20

15

Екіпаж, осіб:

на етапі льотних випробувань (за наявності катапультних крісел)

максимальний (без катапультних крісел)

2

до 10

Двигун блоку "Ц" (4 шт.РД-0120, 11Д122):

тяга на рівні моря, тс

тяга у вакуумі, тс

питомий імпульс на рівні моря, з

питомий імпульс у вакуумі, з

147,6

Тривалість польоту:

номінальна, діб

максимальна (з додатковими баками), діб

7

30

190

353,2

454,7

Діапазон можливих нахилень орбіт 50,7 ... 110

Геометричні характеристики МКС:

загальна довжина, м

максимальна ширина, м

максимальна ширина на установнику, м

58,765

23,92

24,50

Висота орбіти:

робоча кругова, км

максимальна, км

250 ... 500

1000

Перевантаження, g:

при виведенні на орбіту (максимальна)

при спуску в атмосферу (за номінальною траєкторії)

3

1,6

Геометричні характеристики РН в цілому:

довжина, м

максимальний поперечний розмір, м

58,765

17,65

Аеродинамічний якість:

на гіперзвукових швидкостях

при посадці

1,5

5

Геометричні характеристики першого ступеню:

довжина, м

діаметр баків, м

39,46

3,92

Максимальна величина бічного маневру при спуску, км 1700

Геометричні характеристики другого ступеню:

довжина, м

58,765

Посадочна швидкість:

середня (при посадочної маси 82Т), км / год

максимальна, км / год

у першому польоті, км / год

312

360

263

діаметр баків (без теплоізоляції), м 7,75

Кратність використання (ресурс):

перший ступінь, польотів

другий ступінь, польотів

10

1

Маршовий двигун орбітального маневрування 17Д12:

тяга у вакуумі, тс

питомий імпульс у вакуумі, з

8,8

362

Геометричні характеристики:
загальна довжина, м 36,37
в тому числі фюзеляжу, м 30,85
ширина фюзеляжу (максимальна), м 5,50
Розмах крила, м 23,92
висота на стоянці, м 16,35
шасі, база / колія, м 7,00 / 12,79
довжина відсіку корисного вантажу, м 18,55
діаметр відсіку корисного вантажу, м 4,70?
Кратність використання (ресурс), польотів 100

Застосування "Бурану"

Бойові космічні комплекси

В кінці 60-х - початку 70-х років у США було розпочато роботи з дослідження можливості використання космічного простору для ведення бойових дій в космосі і з космосу. Уряд СРСР низкою спеціальних постанов (перше вийшло в 1976 р.) роботи в країні в цій галузі доручив кооперації організацій-розробників на чолі з НВО "Енергія". У 70-80-і роки був проведений комплекс досліджень з визначення можливих шляхів створення космічних засобів, здатних вирішувати завдання поразки космічних апаратів військового призначення, балістичних ракет у польоті, а також особливо важливих повітряних, морських і наземних цілей. При цьому ставилося завдання досягнення необхідних характеристик зазначених коштів на основі використання наявного на той час науково-технічного доробку з перспективою розвитку цих засобів при обмеженні за виробничими потужностями і фінансуванню. Для поразки військових космічних об'єктів були розроблені два бойових космічних апарати на єдиній конструктивній основі, оснащені різними типами бортових комплексів озброєння - лазерним і ракетним. Основою обох апаратів з'явився уніфікований службовий блок, створений на базі конструкції, службових систем і агрегатів орбітальної станції серії ДОС-7К.

На відміну від станції службовий блок повинен був мати істотно більші за місткістю паливні баки рухової установки для забезпечення маневрування на орбіті.

Бойові космічні комплекси - корисне навантаження ОК "Буран"

Позначення:

1 - приладно-паливний відсік;

2 - агрегатний відсік;

3 - бортовий комплекс спеціального озброєння.

Виведення космічних апаратів на орбіту передбачалося здійснювати у вантажному відсіку орбітального корабля МКС "Буран" (ракетою-носієм "Протон" на експериментальному етапі). Передбачалася дозаправка баків на орбіті за допомогою засобів, також доставляються до апаратів в ОК МКС "Буран". Для забезпечення тривалого терміну бойового чергування на орбіті і підтримки високої готовності космічних комплексів передбачалася можливість відвідування об'єктів екіпажем (дві особи до 7 діб).

Бойова космічна самонавідна ракета-перехоплювач

Менша маса бортового комплексу озброєння з ракетною зброєю, в порівнянні з комплексом з лазерною зброєю, дозволяла мати на борту КА більший запас палива, тому було доцільним створення системи з орбітальної угрупованням, що складається з бойових космічних апаратів, одна частина з яких оснащена лазерним, а інша - ракетною зброєю. При цьому перший тип КА мав застосовуватися за низькоорбітальних об'єктах, а другий - по об'єктам, розташованим на середньовисотних та геостаціонарних орбітах.

Для поразки стартують балістичних ракет і їх головних блоків на пасивному ділянці польоту в НВО "Енергія" був розроблений проект ракети-перехоплювача космічного базування. У практиці НВО "Енергія" це була найменша, але сама енергоозброєна ракета. Досить сказати, що при стартовій масі, вимірюваної всього десятками кілограмів, ракета-перехоплювач володіла запасом характеристичної швидкості, сумірною з характеристичної швидкістю ракет, які виводять сучасні корисні навантаження на орбіту ШСЗ. Високі характеристики досягалися за рахунок застосування технічних рішень, заснованих на останніх досягненнях вітчизняної науки і техніки в області мініатюризації приладобудування. Авторською розробкою НВО "Енергія" з'явилася унікальна рухова установка, що використовує нетрадиційні НЕ криогенні палива та надміцні композиційні матеріали. На початку 90-х років, у зв'язку зі зміною військово-політичної обстановки, роботи з бойових космічним комплексам в НВО "Енергія" були припинені. До робіт з бойовим космічним комплексам залучалися всі тематичні підрозділи Головного конструкторського бюро і широка кооперація спеціалізованих організацій-розробників військово-промислового комплексу країни, а також провідні дослідницькі організації Міністерства оборони та Академії наук.

Для поразки особливо важливих наземних цілей розроблялася космічна станція, основу якої становила станція серії ДОС-7К і на якій повинні були базуватися автономні модулі з бойовими блоками балістичного або планує типу. За спеціальною команді модулі відділялися від станції, за допомогою маневрування вони повинні були займати необхідне положення в космічному просторі з наступним відділенням блоків по команді на бойове застосування. Конструкція та основні системи автономних модулів були запозичені з орбітального корабля "Буран". Як варіант бойового блоку розглядалося апарат на базі експериментальної моделі ОК "Буран" (апарати сімейства "Бор"). Військова цільова навантаження для ОК "Буран" розроблялася на підставі спеціального секретного постанови ЦК КПРС і Ради Міністрів. Про дослідження можливості створення зброї для ведення бойових дій в космосі і з космосу (1976 р.)

Бойова космічна станція з ударними блоками на базі ОК "Буран"

1 - базовий блок; 2 - центр управління бойовими блоками; 3 - багаторазовий транспортний корабель "Зоря"; 4 - модулі бойової станції з прицільними комплексами, 5 - бойові модулі (на базі фюзеляжу ОК «Буран»)

Ось як описує застосування бойової космічної станції С. Александров у своїй статті "Меч, що став щитом" ("Техніка-молоді", 4'98 ):"... Той же базовий модуль, як на орбітальній станції Мир, ті ж бічні ( вже не секрет, що на Спектрі, наприклад, передбачалися випробування оптичної системи виявлення ракетних пусків ... А стабілізована платформа з теле-і фотокамерами на Кристалі чому не приціл?), але замість астрофізичного Кванта модуль з комплексом бойового управління. Під кулькою перехідного відсіку ще один перехідник, на якому висять чотири модулі (на основі бурановского фюзеляжу) з бойовими блоками. Це, так би мовити, вихідне положення. По тривозі вони відокремлюються і розходяться на робочі орбіти, що обираються зі наступного міркування: щоб кожен блок вийшов на свою мету в той момент, коли над нею буде пролітати центр управління. Фюзеляж Бурана використовується в цьому проекті за принципом не пропадати ж добру: великі запаси палива в об'єднаній руховій установці і дуже хороша система управління дозволяють активно маневрувати на орбіті, при цьому корисний вантаж бойові блоки перебувають у контейнері, приховані від цікавих очей, а так само несприятливих факторів космічного польоту. Що істотно в контексті стратегічного стримування ця система зброї завдасть прицільний, хірургічний удар навіть в тому випадку, якщо буде знищено все інше. Як атомні підводні човни, вона здатна перечекати перший залп ! "

Проекти цільового використання орбітального корабля "Буран"

Відповідно до технічних завдань Міністерства оборони та галузевих програм в НВО "Енергія" були розроблені технічні пропозиції та ескізні проекти щодо вирішення конкретних завдань в реальних напрямки застосування ОК "Буран". Передбачалося використовувати ОК "Буран" для транспортно-технічного обслуговування (ТТО) і ремонту орбітальних комплексів та космічних апаратів. Так, наприклад, транспортно-технічне обслуговування орбітальним кораблем "Буран" комплексу "Мир" - його дооснащення (доставка модулів, енергоустановок та ін), багаторазове використання модулів і устаткування (їх повернення для профілактики й ремонту), доставка на Землю результатів робіт - дозволяє істотно підвищити ефективність комплексу. Як різновиди завдання ТТО були розглянуті діагностування несправних апаратів, як на орбіті, так і після їх повернення за допомогою ОК "Буран", а також оцінка можливості їх ремонту і повторного використання. Стосовно до апаратів космічної розвідки досліджено можливість повернення двох несправних апаратів і прийняття рішень щодо їх подальшого використання. Детально опрацьовано використання ОК "Буран" для розгортання і складання великих конструкцій. Цей напрямок має принципове значення для створення космічних антен, сонячних енергоустановок та ін Обгрунтовано експеримент з відпрацювання антени космічного радіотелескопу КРТ-30 і експериментального космічного комплексу спостереження у складі бортового модуля на ОК "Буран". Особливу роль ОК "Буран" може мати для виведення та відпрацювання на орбіті особливо дорогих КА.

Щоб зменшити технічний ризик і запобігти значних збитків у разі втрати, наприклад, унікального апарату космічної розвідки або виходу з ладу його цільової апаратури, було запропоновано та опрацьовано рішення про створення за принципом максимальної наступності конструктивних, компонувальних і технічних рішень експериментального зразка (ЕКА), що виводиться і обслуговується за програмою відпрацювання кораблем "Буран". Таке рішення дозволяло забезпечити:

- Контроль всіх основних етапів функціонування ЕКА;

- Контроль операцій з розкриття великогабаритної антени РАС і проведення оперативного ремонту при її відмові;

- Перевірку працездатності ЕКА перед самостійним функціонуванням для гарантованого виконання завдань експерименту;

- Проведення ремонтно-відновлювальних робіт на борту ЕКА;

- Повернення на Землю особливо цінних частин ЕКА для діагностики та повторного використання.

Аналогічно досліджено використання ОК "Буран" для виведення на орбіту і відпрацювання важкої експериментальної енергоємної радіолокаційної станції 91А6-П. Незамінна роль ОК "Буран" при проведенні спеціальних досліджень, а також ряду наукових і технологічних експериментів.

В якості початкового етапу практичного використання ОК "Буран" для наукових досліджень планувалася постановка і проведення на його борту вже під час другого польоту експериментів з дослідження мікроатмосфери, мікроускореній і характеристик випромінювань за допомогою наукової апаратури багаторазового використання. Цей напрямок оцінювався як дуже значний, особливо при комплексному вирішенні науково-дослідних і технічних завдань. Унікальні енергетичні можливості ОК "Буран" (до 60 кВт), рівень мікрогравітації (10-4 ... 10-5g) та інші характеристики функціонування на орбіті, а також можливість повернення та багаторазового використання обладнання дозволили організувати на борту промислове виробництво і доставку на Землю біопрепаратів і напівпровідникових матеріалів високої вартості. Проектні дослідження цього напрямку на основі конкретних біоустановок ("Рекомб-2", "Струмок-2", "Потік") і технологічних установок ("Кратер-АГ", "Малахіт") показали доцільність його реалізації вже у ході льотних випробувань.

У результаті цих розробок і досліджень були розроблені принципи та науково-технічні напрями створення та експлуатації будь-яких багаторазових космічних апаратів.

Розробкою і дослідженнями цільового застосування ОК "Буран" займалися В. Г. Алієв, Б. І. Сотников, П. М. Воробйов, В. Ф. Садовий, А. В. Єгоров, С. І. Александров, Н.А. Брюханов, В. В. Антонов, В. І. Бержатий, О. В. Мітічкін, Ю. П. Улибишев та ін

Перспективи Бурана

У середині 60-х років минулого століття в СРСР активно розроблявся новий принцип доставки космічний кораблів ні орбіту з наступною посадкою повертається модуля. Авіаційно-космічна транспортна система "Спіраль" - так повністю називалося дітище ОКБ ім. А. І. Мікояна - складалася з двох ступенів. Першою був гіперзвукової літак-розгонщики класу ТУ-95, другий - багаторазовий пілотований космічний літак з виділеннями ракетним прискорювачем.

За склався тоді у світовій космонавтиці думку, майбутнє багаторазових систем уявлялося райдужним. Запуск американцями ракетоплана Х-15, який досяг висоти 108 кілометрів, тільки підштовхнув наших військових до постановки задачі перед інженерами. Міконовскім конструкторам під керівництвом Гліба Лозино-Лозинського треба було створити одномісний орбітальний літак масою 10 тонн, який передбачав би можливість інспекції військових об'єктів і міг сідати на спеціальні "лижі" під фюзеляжем. Пілотований запуск "Спіралі" в космос планувався на другу половину 1970-х, після чого радянська космонавтика плавно б перейшла від дорогих одноразових "Союзів" до багаторазових орбітальним апаратом.

Але цим планам не судилося збутися. У самий розпал роботи над "Спіраллю" Сполучені Штати, безсумнівно, обізнані про наших роботах, офіційно оголосили про початок створення своєї багаторазової системи "Спейс-Шаттл". Тактичний хід ймовірного противника приніс плоди. Вислухавши доповідь розсерджений Устинова про те, що американці готують креслення космічної вози для доставки на орбіту лазерної гармати (а значить, зоряні війни цілком можливі), Брежнєв схвалив "симетрична відповідь". Це означало згортання робіт по темі "Спіраль", у відсік якої лазер для стрільби по летять боєголовкам противника ніяк не влазив.

Немає потреби переказувати, що сталося в країні на початку дев'яностих. Подейкують, "Енергія - Буран" стала жертвою сепаратного договору Горбачова з Бушем-ст., За яким ми припиняли багаторазову космічну програму, а американці відмовлялися від стратегічної оборонної ініціативи. Так чи інакше, другий безпілотний політ скасували, "операцію порятунку" перенесли спочатку на 1992-й, потім - на 1993-94 роки. Міністерство оборони прийняло нову військову доктрину, в яку орбітальний літак ніяк не вписувався. Одне з експериментальних виробів "Бурану" стало "розумним" атракціоном в Парку Горького (розбирати виявилося дуже дорого, а розплавляти і продавати лом за кордон у "Блискавки" не зважилися). Виріб 1.01 - "Буран", що літав у космос, - згідно з міждержавними угодами відійшов до Казахстану і до цих пір стоїть в байконуровском ангарі. Заросла травою смуга аеродрому "Ювілейний". "Буран" більше ніколи не відірветься від землі, хоча - примітний факт - ні російський уряд, ні Росавіакосмос так і не видали офіційних розпоряджень про закриття цієї програми. Напевно, ні в кого просто рука не піднялася.

Так що ж, цю сторінку радянської космонавтики - красиву і драматичну - слід закрити і назавжди забути? Ні. Гліб Лозино-Лозинський встиг почати ще одну - третю за рахунком - спробу створення багаторазової авіаційно-космічної системи, подальший розвиток ідеї "Спіралі". Назвали її за першими літерами цих слів - МАКС.

МАКС - це літаючий космодром АН-225 "Мрія", з якого орбітальний літак у повітрі самостійно стартує в космос. Тут використано дуже багато чого з того, що було знайдено при створенні "Спіралі" і "Бурану", а головне достоїнство - неймовірна дешевизна доставки вантажу на орбіту. У порівнянні з нинішніми "Шатла" грошей можна витратити в 20-50 разів менше! При цьому, зауважте, американці нині не доставляють важкі вантажі на Міжнародну космічну станцію, вважаючи за краще використовувати для цих цілей старі добрі "Союзи". Економлять!

Звичайно, США паралельно працюють над своїм аналогом Макса. Незважаючи на те, що в Росії державне фінансування цієї програми. Майже відсутня, за останні п'ять років обидві космічні наддержави просунулися в цьому напрямі приблизно однаково. У нас вже є один літак "Мрія", ще один будується на Україну. Виготовлений паливний бак для орбітального літака, а сам повертається літак виконаний у повнорозмірному металевому макеті.

Авіаційно-космічні фахівці вважають, що Гліб Лозино-Лозинський двічі - з "Спіраллю" і "Бураном" - випереджав час, і не його вина, а біда політичного керівництва, що обидві ці програми обривалися на півдорозі. Тепер Росії завдяки колишньому генеральному конструктору "Блискавки" третій раз випав шанс не відпустити конкурентів у створенні багаторазових повертаються космічних систем далеко вперед. Мабуть, використання цього шансу стане кращою пам'яттю Глібу Євгеновичу.

Список літератури

"Буран", під ред.члена-корр.РАН Ю. П. Семенова, М.: Машинобудування, 1995.;

Журнал "Новини Космонавтики", М.: Відеокосмос, 1994-1998рр. (Зокрема, 11/152 1997, матеріали про "Скіф-ДМ");

"Космонавтика", енциклопедія, М.: Радянська енциклопедія, 1985р.;

"Авіаційно-космічні системи", збірник статей під ред. Г.Е.Лозіно-Лозинського і А. Г. Братухіна, М.: Изд-во МАІ, 1997р.;

Збірник статей під ред. Г.Е.Лозіно-Лозинського і А. Г. Братухіна, М.: Изд-во МАІ, 1997р.;

"Ракетно-космічна корпорація ЕНЕРГІЯ імені С. П. Корольова", Менонсовполіграф, 1996р.;

Стаття С. Александрова в журналі "Техніка-молоді" 1998г.


Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Курсова
140.3кб. | скачати


Схожі роботи:
ОК Буран

Нажми чтобы узнать.
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru