Многоразовый орбитальный корабль (по терминологии Минавиапрома - орбитальный самолет) "Буран"
(изделие 11Ф35)
"Буран " - советский крылатый орбитальный корабль многоразового использования. Предназначен для решения ряда оборонных задач , выведения на орбиту вокруг Земли различных космических объектов и их обслуживания; доставки модулей и персонала для сборки на орбите крупногабаритных сооружений и межпланетных комплексов; возврата на Землю неисправных или выработавших свой ресурс спутников; освоения оборудования и технологий космического производства и доставки продукции на Землю; выполнения других грузопассажирских перевозок по маршруту Земля-космос-Земля.
Внутренняя компоновка ,
конструкция .
В
носовой части "Бурана" расположены герметичная вставная кабина
объемом 73 кубических метров для экипажа (2 - 4 чел.) и пассажиров (до 6 чел.), отсеки
бортового оборудования и носовой
блок двигателей управления.
Среднюю часть занимает грузовой отсек с открывающимися вверх створками, в котором размещаются манипуляторы для выполнения погрузочно-разгрузочных и монтажно-сборочных работ и различных операций по обслуживанию космических объектов. Под грузовым отсеком расположены агрегаты систем энергоснабжения и обеспечения температурного режима. В хвостовом отсеке (см. рис.) установлены агрегаты двигательной установки , топливные баки, агрегаты гидросистемы . В конструкции "Бурана" использованы алюминиевые сплавы, титан, сталь и другие материалы. Чтобы противостоять аэродинамическому нагреванию при спуске с орбиты, внешняя поверхность ОК имеет теплозащитное покрытие , рассчитанное на многоразовое использование.
На менее подверженную нагреву верхнюю поверхность устанавливается гибкая теплозащита , а другие поверхности покрыты теплозащитными плитками, изготовленными на основе волокон кварца и выдерживающими температуру до 1300ºС. В особо теплонапряженных зонах (в носках фюзеляжа и крыла, где температура достигает 1500º - 1600ºС) применен композиционный материал типа углерод-углерод. Этап наиболее интенсивного нагревания ОК сопровождается образованием вокруг него слоя воздушной плазмы, однако конструкция ОК не прогревается к концу полета более чем до 160ºС. Каждая из 38600 плиток имеет конкретное место установки , обусловленное теоретическими обводами корпуса ОК. Для снижения тепловых нагрузок выбраны также большие значения радиусов затупления носков крыла и фюзеляжа. Расчетный ресурс конструкции - 100 орбитальных полетов.
Внутренняя компоновка "Бурана" на плакате НПО "Энергия" (ныне - Ракетно-космическая корпорация "Энергия"). Пояснение по обозначению корабля: все орбитальные корабли имели шифр 11Ф35. Окончательными планами планировалось построить пять летных кораблей, двумя сериями . Будучи первым, "Буран" имел авиационное (на НПО "Молния" и Тушинском машиностроительном заводе) обозначение 1.01 (первая серия - первый корабль) . В НПО "Энергия" существовала другая система обозначений, согласно которой "Буран" идентифицировался как 1К - первый корабль. Так как в каждом полете корабль должен был выполнять разные задачи, то к индексу корабля добавлялся номер полета - 1К1 - первый корабль, первый полет.
Двигательная
установка и бортовое оборудование.
Объединенная двигательная установка (ОДУ) обеспечивает довыведение ОК на
опорную орбиту, выполнение межорбитальных переходов (коррекций), точное
маневрирование вблизи обслуживаемых орбитальных комплексов, ориентацию и
стабилизацию ОК, его торможение для схода с орбиты. ОДУ состоит из двух
двигателей орбитального маневрирования (на рис.справа), работающих на
углеводородном горючем и жидком кислороде, и 46 двигателей газодинамического
управления, сгрупированных в три блока (один носовой блок и два хвостовых).
Более 50 бортовых систем, включающих радиотехнические, ТВ и телеметрические
комплексы, системы жизнеобеспечения, терморегулирования, навигации,
энергоснабжения и другие, объединены на основе ЭВМ в единый
бортовой комплекс , который обеспечивает продолжительность пребывания
"Бурана" на орбите до 30 суток.
Теплота, выделяемая бортовым оборудованием, с помощью теплоносителя подводится к радиационным теплообменникам, установленным на внутренней стороне створок грузового отсека, и излучается в окружающее пространство (в полете на орбите створки открыты).
Геометрические и весовые характеристики . Длина "Бурана" составляет 35,4 м, высота 16,5 м (при выпущенном шасси), размах крыла около 24 м, площадь крыла 250 квадратных метров, ширина фюзеляжа 5,6 м, высота 6,2 м; диаметр грузового отсека 4,6 м, его длина 18 м. Стартовая масса ОК до 105 т, масса груза, доставляемого на орбиту, до 30 т, возвращаемого с орбиты - до 15 т. Максимальный запас топлива до 14 т.
Большие габаритные размеры "Бурана" затрудняют использование наземных средств транспортировки, поэтому на космодром он (так же, как и блоки РН) доставляется по воздуху модифицированным для этих целей самолетом ВМ-Т Экспериментального машиностроительного завода им. В.М.Мясищева (при этом с "Бурана" снимается киль и масса доводится до 50 т) или многоцелевым транспортным самолетом Ан-225 в полностью собранном виде.
Корабли второй серии являлись венцом
инженерного искусства нашего авиастроения, вершиной отечественной
пилотируемой космонавтики. Эти корабли должны были стать по-настоящему
всепогодными и круглосуточными пилотируемыми орбитальными самолетами с
улучшенными летно-техническими характеристиками и значительно возросшими
возможностями за счет множества конструктивных изменений и доработок. В
частности,
на них
увеличилось
количество маневровых двигателей за счет нового -
Узнать
гораздо больше про крылатые космические корабли вы сможете из
нашей книги (см. обложку слева) "Космические крылья",
(М.:ООО "ЛенТа странствий", 2009. - 496с.:ил.) На сегодняшний день - это самое полное русскоязычное энциклопедическое
повествование о десятках отечественных и зарубежных проектах. Вот как об этом
сказано в аннотации книги:
"
Книга посвящена этапу возникновения и развития крылатых
ракетно-космических систем, которые рождались на "стыке трех стихий" - авиации,
ракетной техники и космонавтики, и вобрали в себя не только конструктивные
особенности данных видов техники, но и весь ворох сопровождающих их технических
и военно-политических проблем.
Подробно излагается история создания воздушно космических аппаратов мира - от
первых самолетов с ракетными двигателями времен II Мировой войны до начала
реализации программ Space Shuttle (США) и "Энергия-Буран" (СССР).
Книга, рассчитанная на широкий круг читателей, интересующихся историей авиации и
космонавтики, особенностями конструкции и неожиданными поворотами судьбы первых
проектов авиационно-космических систем, содержит на 496 страницах около 700
иллюстраций, значительная часть которых публикуется впервые."
Содействие в подготовке публикации оказали такие предприятия
авиационно-космического комплекса России, как
НПО "
Молния"
,
НПО машиностроения, ФГУП РСК "
МиГ"
,
ЛИИ имени М.М.Громова, ЦАГИ, а также музей Морского космического флота.
Вступительная статья написана генералом В.Е.Гудилиным ,
легендарной личностью нашей космонавтики.
Получить более полное представление о книге, ее цене и
возможностях приобретения можно на
отдельной странице . Там
же можно познакомиться с ее содержанием, оформлением, вступительной статьей
Владимира Гудилина ,
предисловием авторов и выходными данными
издания.
205 минут полета корабля "Буран" стали оглушительной сенсацией. И главное - посадка. Впервые в мире советский челнок приземлился в автоматическом режиме. Американские челноки этому так и не научились: садились только в ручном.
Почему триумфальный старт оказался единственным? Что потеряла страна? И есть ли надежда, что российский челнок все-таки полетит к звездам? Об этом накануне 25-летия полета "Бурана" корреспондент "РГ" беседует с одним из его создателей, в прошлом - начальником отдела НПО "Энергия", а ныне - профессором МАИ, доктором технических наук Валерием Бурдаковым.
Валерий Павлович, говорят, что космический корабль "Буран" стал самой сложной машиной, когда-либо созданной человечеством.
Валерий Бурдаков: Безусловно. До него лидером был американский "Спейс Шаттл".
Правда, что "Буран" мог бы подлетать к спутнику в космосе, захватить его манипулятором и отправить к себе в "чрево"?
Валерий Бурдаков: Да, как и американский "Спейс Шаттл". Но возможности "Бурана" были значительно шире: и по массе доставляемых на Землю грузов (20-30 тонн вместо 14,5), и по диапазонам их центровок. Мы могли бы станцию "Мир" спустить с орбиты и превратить в музейный экспонат!
Американцы испугались?
Валерий Бурдаков: Вахтанг Вачнадзе, одно время руководивший НПО "Энергия", рассказывал: по программе СОИ США хотели отправить в космос 460 военных аппаратов, на первом этапе - около 30. Узнав про успешный полет "Бурана", они отказались от этой затеи.
"Буран" стал нашим ответом американцам. Почему они были убеждены, что мы не сможем создать ничего подобного шаттлу?
Валерий Бурдаков: Да, американцы всерьез делали подобные заявления. Дело в том, что в середине 1970-х годов наше отставание от США оценивалось в 15 лет. У нас не хватало опыта работы с большими массами жидкого водорода, не было многоразовых жидкостных ракетных двигателей, крылатых космических аппаратов. Не говоря уж об отсутствии такого аналога, как Х-15 в США, а также самолетов класса "Боинг-747".
И тем не менее "Буран" оказался буквально напичкан, как сегодня говорят, инновациями?
Полет корабля "Буран" стал мировой сенсацией 1988 года. Фото: Игорь Курашов/ РГ.
Валерий Бурдаков: Совершенно верно. Беспилотная посадка, отсутствие токсичного топлива, горизонтальные летные испытания, авиатранспортировка баков ракеты на спине специально созданного самолета... Все было супер.
Многие помнят потрясающее фото: космический корабль "оседлал" самолет "Мрия". Крылатый гигант родился именно под "Буран"?
Валерий Бурдаков: И не только "Мрия". Ведь огромные 8-метровые в диаметре баки ракеты "Энергия" надо было доставлять на Байконур. Как? Рассматривали несколько вариантов, и даже такой: прорыть канал от Волги до Байконура! Но все они тянули на 10 миллиардов рублей, или 17 миллиардов долларов. Что делать? Денег таких нет. Нет и времени на такое строительство - более 10 лет.
Наш отдел подготовил отчет: транспортировка должна быть по воздуху, т.е. самолетами. Что тут началось!.. Меня обвинили в фантазерстве. Но и самолет Мясищева 3М-Т (названный впоследствии его именем ВМ-Т), и самолет "Руслан", и самолет "Мрия", на которые мы вдвоем с представителем ВВС составляли техзадания, взлетели.
А почему даже среди конструкторов оказалось так много противников "Бурана"? Феоктистов прямо говорил: многоразовость - это очередной блеф, а академик Мишин даже называл "Буран" не иначе как "Бурьяном".
Валерий Бурдаков: Их незаслуженно обидели, отстранив от многоразовой тематики.
Кто первым задумался над проектом орбитального корабля самолетной схемы и самолетных возможностей посадки на взлетно-посадочную полосу?
Валерий Бурдаков: Королев! Вот что я слышал от самого Сергея Павловича. В 1929 году ему 23 года, и он уже известный планерист-паритель. Королев вынашивал идею: поднять планер на 6 км, а потом, с герметичной кабиной, в стратосферу. Он решил поехать в Калугу к Циолковскому, чтобы подписать письмо о целесообразности такого высотного полета.
Циолковский подписал?
Валерий Бурдаков: Нет. Он раскритиковал идею. Сказал, что без жидкостного ракетного двигателя планер на большой высоте будет неуправляем и, разогнавшись при падении, сломается. Подарил книжечку "Космические ракетные поезда" и посоветовал подумать о применении ЖРД для полетов не в стратосферу, а еще выше, в "эфирное пространство".
Интересно, как отреагировал Королев?
Валерий Бурдаков: Он не скрывал досады. И даже отказался от автографа! Хотя книжечку прочитал. Друг Королева, авиаконструктор Олег Антонов рассказывал мне, как на планерных слетах в Коктебеле после 1929 года многие шептались: а не пошатнулся ли в уме их Серега? Мол, летает на планере-бесхвостке и говорит, что он лучше всех подходит для установки на нем ЖРД. Подбил летчика Анохина специально сломать планер в воздухе во время "испытания на флаттер"...
Королев и сам спроектировал какой-то сверхпрочный планер?
Валерий Бурдаков: Да, "Красная звезда". Летчик Степанченок впервые в мире на этом планере сделал несколько "мертвых петель". И планер не сломался! Любопытный факт. Когда первая пятерка космонавтов поступила в академию Жуковского, им решили предложить темы диплома по кораблю "Восток". Но Королев категорически возразил: "Только орбитальный корабль самолетной схемы! Это наше будущее! Пусть на примере маленького космического кораблика с крыльями поймут, что к чему".
А что за казус случился тогда с Германом Титовым?
Валерий Бурдаков: Тот по наивности посчитал, что действительно все понял, и попросил Королева принять его. "Мы, - говорит, - летаем на плохих кораблях. Большие перегрузки, при спуске как на булыжной мостовой трясет. Нужен корабль самолетной схемы, и мы его уже спроектировали!". Королев улыбнулся: "А инженерный диплом ты уже получил?". "Нет еще" - ответил Герман. "Вот когда получишь, тогда и приходи - поговорим на равных".
Когда вы начали заниматься "Бураном"?
Валерий Бурдаков: Еще в 1962 году, при поддержке Сергея Павловича, я получил свое первое авторское свидетельство на многоразовый космический носитель. Когда поднялась шумиха вокруг американского шаттла, вопрос о том, надо или не надо делать такой же у нас, еще не был решен. Однако так называемая "служба N 16" в НПО "Энергия" под руководством Игоря Садовского в 1974 году была сформирована. Проектных отделов в ней было два - мой по самолетным делам и Ефрема Дубинского - по носителю.
Сборка макета корабля "Буран" для авиасалона МАКС-2011 в Жуковском. Фото: РИА Новости www.ria.ru
Мы занимались переводами, научным анализом, редактированием и изданием "букварей" по шаттлу. И сами, без лишнего шума, разрабатывали свой вариант корабля и носителя для него.
Но ведь Глушко, который после снятия Мишина возглавил "Энергию", тоже не поддерживал многоразовую тематику?
Валерий Бурдаков: Он всюду твердил, что заниматься челноком не будет. Поэтому, когда Глушко однажды вызвали в ЦК к Устинову, сам не поехал. Отправил меня. Там обрушился шквал вопросов: зачем нужна многоразовая космическая система, какой она может быть, и т.д. После этого визита я подписал у Глушко Техническую справку - основные положения по теме "Буран". Устинов в кратчайший срок подготовил решение, которое утвердил Брежнев. Но понадобились еще десятки совещаний с руганью и обвинениями в некомпетентности, пока не выработали единое мнение.
А какую позицию занимал ваш основной авиационный смежник - главный конструктор НПО "Молния" Глеб Евгеньевич Лозино-Лозинский?
Валерий Бурдаков: В отличие от авиационного министра Дементьева, Лозино-Лозинский всегда был на нашей стороне, хоть вначале и предлагал свои варианты. Мудрый был человек. Вот, например, как он положил конец разговорам о невозможности беспилотной посадки. Он сказал управленцам, что больше к ним обращаться не станет, а попросит сделать систему автоматической посадки... пионеров с Тушинского аэродрома, поскольку неоднократно наблюдал, с какой точностью приземляются их радиоуправляемые модели. И инцидент был исчерпан к неудовольствию его начальства.
Космонавты тоже были недовольны. Думали, что верх возьмет позиция Дементьева. Письмо в ЦК написали: им автоматическая посадка не нужна, они хотят сами управлять "Бураном".
Говорят, что свое имя "Буран" получил перед самым стартом?
Валерий Бурдаков: Да. Глушко предлагал назвать корабль "Энергией", Лозино-Лозинский - "Молнией". Появился консенсус - "Байкал". А "Буран" предложил генерал Керимов. Надпись еле-еле отскребли уже перед стартом и нанесли новую.
Точность приземления "Бурана" сразила всех наповал...
Валерий Бурдаков: Когда корабль уже показался из-за облаков, один из начальников, как в бреду, повторял: "Щас разобьется, щас разобьется!". Правда, он употреблял другое слово. Все ахнули, когда "Буран" стал разворачиваться поперек ВПП. А на самом деле этот маневр был заложен в программу. Но тот начальник этого нюанса, по-видимому, не знал или позабыл. Корабль вышел точно на полосу. Боковое отклонение от осевой линии - всего 3 метра! Это высочайшая точность. 205 минут полета "Бурана", как и все полеты самолетов со сверхгабаритными грузами, прошли без единого замечания к проектантам.
Что вы почувствовали после такого триумфа?
Валерий Бурдаков: Это словами не передать. Но впереди нас ждала другая "сенсация": успешный инновационный проект закрыли. 15 миллиардов рублей - оказались потраченными зря.
Будет ли когда-нибудь использован научный и технический задел "Бурана"?
Валерий Бурдаков: "Буран", как и шаттл, применять было нерентабельно из-за дорогой и неуклюжей системы выведения. Но уникальные технические решения могут быть развиты в "Буране-М". Новый, модифицированный с учетом последних достижений, корабль может стать очень быстрым, надежным и удобным средством для межконтинентальной авиакосмической перевозки грузов, просто пассажиров и туристов. Но для этого надо создать многоразовый одноступенчатый всеазимутальный экологичный носитель МОВЭН. Он придет на смену ракете "Союз". Причем для него не нужно будет такого громоздкого старта, поэтому он сможет запускаться и с космодрома "Восточный".
Заделы по "Бурану" не пропали. Автоматическая самолетная посадка дала жизнь истребителям пятого поколения и многочисленным беспилотникам. Просто мы, как это было и с искусственным спутником Земли, оказались первыми.
У Королева вы работали в 3-м отделе, определяющем перспективы развития космонавтики. Какая перспектива у космонавтики нынешней?
Валерий Бурдаков: На смену углеводородной грядет эра атомной и солнечной энергетики, немыслимой без широкого использования самых разных космических средств. Для создания космических солнечных электростанций, подающих энергию земным потребителям, потребуются носители на полезный груз в 250 тонн. Они будут созданы на базе МОВЭН. А если говорить о космонавтике в целом, то она будет обеспечивать все потребности человечества, а не только информационную, как сейчас.
Кстати
Всего было построено пять летных экземпляров корабля "Буран".
Корабль 1.01 "Буран" - совершил единственный полет. Хранился в монтажно-испытательном корпусе на Байконуре. В мае 2002 года уничтожен при обрушении крыши.
Корабль 1.02 - должен был совершить второй полет и стыковаться с орбитальной станцией "Мир". Сейчас экспонат музея космодрома Байконур.
Корабль 2.01 - был готов на 30 - 50 %. Находился на Тушинском машзаводе, потом - на причале Химкинского водохранилища. В 2011 году перевезен для реставрации в ЛИИ г. Жуковский.
Корабль 2.02 - был готов на 10 - 20 %. Разобран на стапелях завода.
Корабль 2.03 - задел уничтожен и вывезен на свалку.
Выделенные жирным места будут разобраны в конце.«Шаттл» и «Буран»
Когда смотришь фотографии крылатых космических кораблей «Бурана» и «Шаттла» , то может сложиться впечатление, что они вполне идентичны. По крайней мере принципиальных различий будто бы и не должно быть. Несмотря на внешнюю схожесть, эти две космические системы всё же отличаются в корне.
«Шаттл»
«Шаттл» — многоразовый транспортный космический корабль (МТКК). Корабль имеет три жидкостных ракетных двигателя (ЖРД), работающих на водороде. Окислитель- жидкий кислород. Для совершения выхода на околоземную орбиту требуется огромное количество топлива и окислителя. Поэтому топливный бак является самым большим элементом системы «Спейс Шаттл». Космический корабль располагается на этом огромном баке и соединен с ним системой трубопроводов по которым подаётся топливо и окислитель на двигатели «Шаттла».
И всё равно, трех мощных двигателей крылатого корабля не хватает для выхода в космос. К центральному баку системы крепятся два твердотопливных ускорителя — самых мощных ракет в истории человечества на сегодняшний день. Наибольшая мощность необходима именно при старте, чтобы сдвинуть многотонный корабль и поднять его на первые четыре с половиной десятка километров. Твердотопливные ракетные ускорители берут на себя 83% нагрузки.
Взлетает очередной «Шаттл»
На высоте 45 км твердотопливные ускорители выработав все топливо отделяются от корабля и на парашютах приводняются в океане. Дальше, до высоты 113 км, «шаттл» поднимается с помощью трех ЖРД. После отделения бака, корабль летит еще 90 секунд по инерции и затем, на короткое время, включаются два двигателя орбитального маневрирования, работающие на самовоспламеняющемся топливе. И «шаттл» выходит на рабочую орбиту. А бак входит в атмосферу, где и сгорает. Отдельные его части падают в океан.
Отделение твердотопливных ускорителей
Двигатели орбитального маневрирования предназначены, как можно понять из их названия, для различных маневров в космосе: для изменения параметров орбиты, для причаливания к МКС или к другим космическим аппаратам находящихся на околоземной орбите. Так «шаттлы» несколько раз наведывались к орбитальному телескопу «Хаббл» для проведения сервисного обслуживания.
И, наконец, эти двигатели служат для создания тормозного импульса при возвращении на Землю.
Орбитальная ступень выполнена по аэродинамической схеме моноплана-бесхвостки с низкорасположенным дельтавидным крылом с двойной стреловидностью передней кромки и с вертикальным оперением обычной схемы. Для управления в атмосфере используются двухсекционный руль направления на киле (здесь же воздушный тормоз), элевоны на задней кромке крыла и балансировочный щиток под хвостовой частью фюзеляжа. Шасси убирающееся, трёхстоечное, с носовым колесом.
Длина 37,24 м, размах крыла 23,79 м, высота 17,27 м. «Сухой» вес аппарата около 68 т, взлётный - от 85 до 114 т (в зависимости от задачи и полезной нагрузки), посадочный с возвращаемым грузом на борту - 84,26 т.
Важнейшей особенностью конструкции планера является его теплозащита.
В самых теплонапряженных местах (расчётная температура до 1430º С) применен многослойный углерод-углеродный композит. Таких мест немного, это в основном носок фюзеляжа и передняя кромка крыла. Нижняя поверхность всего аппарата (разогрев от 650 до 1260º С) покрыта плитками из материала на основе кварцевого волокна. Верхняя и боковые поверхности частично защищаются плитками низкотемпературной изоляции - там, где температура составляет 315-650º С; в остальных местах, где температура не превышает 370º С, используется войлочный материал, покрытый силиконовой резиной.
Общий вес теплозащиты всех четырёх типов составляет 7164 кг.
Орбитальная ступень имеет двухпалубную кабину для семи астронавтов.
Верхняя палуба кабины шаттла
В случае расширенной программы полёта или при выполнении спасательных операций на борту шатла может находиться до десяти человек. В кабине - органы управления полётом, рабочие и спальные места, кухня, кладовая, санитарный отсек, шлюзовая камера, посты управления операциями и полезной нагрузкой, другое оборудование. Общий герметизированный объём кабины - 75 куб. м, система жизнеобеспечения поддерживает в нем давление 760 мм рт. ст. и температуру в диапазоне 18,3 - 26,6º С.
Эта система выполнена в открытом варианте, то есть без использования регенерации воздуха и воды. Такой выбор обусловлен тем, что продолжительность полётов шаттла была задана в семь суток, с возможностью её доведения до 30 суток при использовании дополнительных средств. При такой незначительной автономности установка аппаратуры регенерации означала бы неоправданное увеличение веса, потребляемой мощности и сложности бортового оборудования.
Запаса сжатых газов хватает на восстановления нормальной атмосферы в кабине в случае одной полной разгерметизации или на поддержание в ней давления 42,5 мм рт. ст. в течение 165 минут при образовании небольшого отверстия в корпусе вскоре после старта.
Грузовой отсек размерами 18,3 х 4,6 м и объемом 339,8 куб. м снабжен «трёхколенным» манипулятором длиной 15,3 м. При открытии створок отсека вместе с ними поворачиваются в рабочее положение радиаторы системы охлаждения. Отражательная способность панелей радиаторов такова, что они остаются холодными, даже когда на них светит Солнце.
Что может «Спейс шаттл» и как он летает
Если представить себе систему в собранном виде, летящую горизонтально, мы увидим внешний топливный бак в качестве её центрального элемента; к нему сверху пристыкован орбитер, а по бокам - ускорители. Полная длина системы равна 56,1 м, а высота - 23,34 м. Габаритная ширина определяется размахом крыла орбитальной ступени, то есть составляет 23,79 м. Максимальная стартовая масса - около 2 041 000 кг.
О величине полезного груза столь однозначно говорить нельзя, так как она зависит от параметров целевой орбиты и от точки старта корабля. Приведем три варианта. Система «Спейс шаттл» способна выводить:
29 500 кг при пуске на восток с мыса Канаверал (Флорида, восточное побережье) на орбиту высотой 185 км и наклонением 28º;
11 300 кг при пуске из Центра космических полётов им. Кеннеди на орбиту высотой 500 км и наклонением 55º;
14 500 кг при пуске с базы ВВС «Ванденберг» (Калифорния, западное побережье) на приполярную орбиту высотой 185 км.
Для шаттлов были оборудованы две посадочные полосы. Если шаттл садился вдали от космодрома, домой возвращался верхом на Боинге-747
Боинг-747 везет шаттл на космодром
Всего было построено пять шаттлов (два из них погибли в катастрофах) и один прототип.
При разработке предусматривалось, что шаттлы будут совершать по 24 старта в год, и каждый из них совершит до 100 полётов в космос. На практике же они использовались значительно меньше — к закрытию программы летом 2011 года было произведено 135 пусков, из них «Дискавери» — 39, «Атлантис» — 33, «Колумбия» — 28, «Индевор» — 25, «Челленджер» — 10.
Экипаж шаттла состоит из двух астронавтов — командира и пилота. Наибольший экипаж шаттла — восемь астронавтов («Challenger», 1985 год).
Советская реакция на создание «Шаттла»
На руководителей СССР разработка «шаттла» произвела большое впечатление. Посчитали, что американцы разрабатывают орбитальный бомбардировщик вооруженный ракетами «космос — земля». Огромные размеры «шаттла» и его возможность возвращать на Землю груз до 14,5 тонн были истолкованы как явная угроза похищения советских спутников и даже советских военных космических станций типа «Алмаз», которые летали в космосе под названием «Салют». Эти оценки были ошибочными, так как США еще в 1962 году отказались от идеи космического бомбардировщика в связи с успешным развитием атомного подводного флота и баллистических ракет наземного базирования.
«Союз» мог легко поместиться в грузовом отсеке «Шаттла»
Советские эксперты не могли понять зачем нужны 60 запусков «шаттлов» в год — один запуск в неделю! Откуда должны были взяться множество космических спутников и станций для которых необходим будет «Шаттл»? Советские люди, живущие в рамках другой экономической системы, не могли даже себе представить, что руководством НАСА, усиленно проталкивающим новую космическую программу в правительстве и конгрессе, руководил страх остаться без работы. Лунная программа близилась к завершению и тысячи высококвалифицированных специалистов оказывались не у дел. И, самое главное, перед уважаемыми и очень хорошо оплачиваемыми руководителям НАСА возникала неутешительная перспектива расставания с обжитыми кабинетами.
Поэтому было подготовлено экономическое обоснование о большой финансовой выгоде многоразовых транспортных космических кораблей в случае отказа от одноразовых ракет. Но для советских людей было абсолютно непонятно, что президент и конгресс могут тратить общенациональные средства только с большой оглядкой на мнение своих избирателей. В связи с чем в СССР воцарилось мнение, что американцы создают новый КК под какие-то будущие непонятные задачи, скорее всего военные.
Многоразовый космический корабль «Буран»
В Советском Союзе первоначально планировалось создать усовершенствованную копию «Шаттла» — орбитальный самолет ОС-120, весом в 120 тонн.(Американский челнок весил 110 тонн при полной загрузке) .В отличие от «Шаттла» предполагалось снабдить «Буран» катапультируемой кабиной для двух пилотов и турбореактивными двигателями для посадки на аэродроме.
На почти полном копировании «шаттла» настаивало руководство вооруженных сил СССР. Советская разведка сумела к этому времени добыть много информации по американскому КК. Но оказалось не все так просто. Отечественные водородно-кислородные ЖРД оказались большими по размеру и более тяжелыми, чем американские. К тому же по мощности они уступали заокеанским. Поэтому вместо трех ЖРД надо было устанавливать четыре. Но на орбитальном самолете для четырех маршевых двигателей места просто не было.
У «шаттла» 83 % нагрузки на старте несли два твердотопливных ускорителя. В Советском Союзе таких мощных твердотопливных ракет разработать не удалось. Ракеты подобного типа использовались в качестве баллистических носителей ядерных зарядов морского и наземного базирования. Но они не дотягивали до нужной мощности очень и очень много. Поэтому у советских конструкторов была единственная возможность — использовать в качестве ускорителей жидкостные ракеты. По программе «Энергия-Буран» были созданы очень удачные керосино-кислородные РД-170, которые и послужили альтернативой твердотопливным ускорителям.
Само расположение космодрома Байконур вынуждало конструкторов увеличивать мощность своих ракет-носителей. Известно, что чем ближе стартовая площадка к экватору, тем больший груз одна и та же ракета может вывести на орбиту. У американского космодрома на мысе Канаверал преимущество перед Байконуром составляет 15%! То есть, если ракета стартующая с Байконура может поднять 100 тонн, то она же при запуске с мыса Канаверал выведет на орбиту 115 тонн!
Географические условия, отличия в технологии, характеристики созданных двигателей и разный конструкторский подход — оказали своё влияние на облик «Бурана». Исходя из всех этих реалий была разработана новая концепция и новый орбитальный корабль ОК-92, весом 92 тонны. Четыре кислородно-водородных двигателя перенесли на центральный топливный бак и получилась вторая ступень ракеты-носителя «Энергия». Вместо двух твердотопливных ускорителей было решено применить четыре ракеты на жидком топливе керосин-кислород с четырехкамерными двигателями РД-170. Четырехкамерный — это значит с четырьмя соплами.Сопло большого диаметра изготовить крайне сложно. Поэтому конструкторы идут на усложнение и утяжеление двигателя проектируя его с несколькими соплами меньшего размера. Сколько сопел, столько и камер сгорания с кучей трубопроводов подачи топлива и окислителя и со всеми «причандалами» . Эта связка выполнена по традиционной, «королёвской» ,схеме, аналогичной «союзам» и «востокам», стала первой ступенью «Энергии».
«Буран» в полете
Сам крылатый корабль «Буран» стал третьей ступенью ракеты-носителя, подобно тем же «Союзам». Разница лишь в том, что «Буран» располагался на боку второй ступени, а «Союзы» на самой верхушке ракеты-носителя. Таким образом получилась классическая схема трехступенчатой одноразовой космической системы, с тем лишь отличием, что орбитальный корабль был многоразовым.
Многоразовость была еще одной проблемой системы «Энергия — Буран». У американцев, «шаттлы» были рассчитаны на 100 полетов. Например, двигатели орбитального маневрирования могли выдержать до 1000 включений. Все элементы (кроме топливного бака) после профилактики были пригодны для запуска в космос.
Твердотопливный ускоритель подобран специальным судном
Твердотопливные ускорители опускались на парашютах в океан, подбирались специальными судами НАСА и доставлялись на завод изготовитель, где проходили профилактику и начинялись топливом. Сам «Шаттл» тоже проходил тщательную проверку, профилактику и ремонт.
Министр обороны Устинов в ультимативной форме требовал, чтобы система «Энергия — Буран» была максимально пригодной к повторному использованию. Поэтому конструкторы вынуждены были заняться этой проблемой. Формально боковые ускорители числились многоразовыми, пригодными для десяти пусков . Но фактически до этого дело не дошло по многим причинам. Взять хотя бы то, что американские ускорители шлепались в океан, а советские падали в казахстанской степи, где условия приземления были не такие щадящие как теплые океанские воды. Да и жидкостная ракета- создание более нежное. чем твердотопливная.»Буран» тоже был рассчитан на 10 полетов.
В общем многоразовой системы не получилось, хотя достижения были очевидными. Советский орбитальный корабль, освобожденный от больших маршевых двигателей, получил более мощные двигатели для маневрирования на орбите. Что, в случае его использования в качестве космического «истребителя-бомбардировщика», давало ему большие преимущества. И плюс ещё турбореактивные двигатели для полета и посадки в атмосфере. Кроме этого была создана мощная ракета с первой ступенью на керосиновом топливе, а вторая на водородном. Именно такой ракеты не хватало СССР чтобы выиграть лунную гонку. «Энергия» по своим характеристикам была практически равноценна американской ракете «Сатурн-5″ отправившей на Луну «Аполлон-11″.
«Бурaн» имeет бoльшoе внeшнeе cхoдcтвo c aмeрикaнcким «Шaттлoм». Кoрaбль пocтрoен пo cхeмe cамoлeтa типa «бecхвocткa» c трeугoльным крылoм пeрeмeннoй cтрeлoвиднocти, имeет aэрoдинaмичecкиe oргaны упрaвлeния, рaбoтaющиe при пocадкe пocлe вoзврaщeния в плoтныe cлoи aтмocфeры - руль нaпрaвлeния и элeвoны. Oн был cпocобeн cовeршaть упрaвляeмый cпуcк в aтмocфeрe c бoкoвым мaнeврoм дo 2000 килoмeтрoв.
Длинa «Бурaнa» - 36,4 мeтрa, рaзмaх крылa - oкoлo 24 мeтрa, выcотa кoрaбля нa шacси - бoлeе 16 мeтрoв. Cтaртoвaя мacсa кoрaбля - бoлeе 100 тoнн, из кoтoрых 14 тoнн прихoдитcя нa тoпливo. В нocовoй oтcек вcтaвлeнa гeрмeтичнaя цeльнocвaрнaя кaбинa для экипaжa и бoльшeй чacти aппaрaтуры для oбecпeчeния пoлeтa в cоcтaвe рaкeтнo-кocмичecкoгo кoмплeкcа, aвтoнoмнoгo пoлeтa нa oрбитe, cпуcкa и пocадки. Oбъeм кaбины - бoлeе 70 кубичecких мeтрoв.
При вoзврaщeнии в плoтныe cлoи aтмocфeры нaибoлeе тeплoнaпряжeнныe учacтки пoвeрхнocти кoрaбля рacкaляютcя дo 1600 грaдуcов, тeплo жe, дoхoдящeе нeпocрeдcтвeннo дo мeтaлличecкoй кoнcтрукции кoрaбля, нe дoлжнo прeвышaть 150 грaдуcов. Пoэтoму «Бурaн» oтличaлa мoщнaя тeплoвaя зaщитa, oбecпeчивaющaя нoрмaльныe тeмпeрaтурныe уcлoвия для кoнcтрукции кoрaбля при прoхoждeнии плoтных cлoев aтмocфeры вo врeмя пocадки.
Тeплoзaщитнoе пoкрытиe из бoлeе 38 тыcяч плитoк изгoтoвлeнo из cпeциaльных мaтeриaлoв: квaрцeвoе вoлoкнo, выcокoтeмпeрaтурныe oргaничecкиe вoлoкнa, чacтичнo мaтeриaл нa ocнoвe углeрoдa. Кeрaмичecкaя брoня oблaдaeт cпocобнocтью aккумулирoвaть тeплo, нe прoпуcкaя eгo к кoрпуcу кoрaбля. Oбщaя мacсa этoй брoни cоcтaвилa oкoлo 9 тoнн.
Длинa грузoвoгo oтcекa «Бурaнa» - oкoлo 18 мeтрoв. В eгo oбширнoм грузoвoм oтcекe мoг рaзмecтитьcя пoлeзный груз мacсoй дo 30 тoнн. Тудa мoжнo былo пoмecтить крупнoгaбaритныe кocмичecкиe aппaрaты - бoльшиe cпутники, блoки oрбитaльных cтaнций. Пocадoчнaя мacсa кoрaбля - 82 тoнны.
«Бурaн» ocнacтили вcеми нeoбхoдимыми cиcтeмaми и oбoрудoвaниeм кaк для aвтoмaтичecкoгo, тaк и для пилoтируeмoгo пoлeтa. Этo и cрeдcтвa нaвигaции и упрaвлeния, и рaдиoтeхничecкиe и тeлeвизиoнныe cиcтeмы, и aвтoмaтичecкиe уcтрoйcтвa рeгулирoвaния тeплoвoгo рeжимa, и cиcтeмa жизнeoбecпeчeния экипaжa, и мнoгoе-мнoгoе другoе.
Кабина Бурана
Ocнoвнaя двигaтeльнaя уcтaнoвкa, двe группы двигaтeлeй для мaнeврирoвaния рacпoлoжeны в кoнцe хвocтoвoгo oтcекa и в пeрeднeй чacти кoрпуcа.
18 ноября 1988 года «Буран» отправился в свой полет в космос. Он был запущен с помощью ракеты-носителя «Энергия».
После выхода на околоземную орбиту «Буран» сделал 2 витка вокруг Земли (за 205 минут), затем начал снижение на Байконур. Посадка была произведена на специальном аэродроме Юбилейный.
Полет прошел в автоматическом режиме, экипажа на борту не было. Полет по орбите и посадка произведены с помощью бортового компьютера и специального программного обеспечения. Автоматический режим полета явился главным отличием от Спейс Шаттла, в котором посадку производят в ручном режиме астронавты. Полет Бурана вошел в книгу рекордов Гиннеса как уникальный (ранее никто не сажал космические аппараты в полностью автоматическом режиме).
Автоматическая посадка 100-тонной громадины - очень сложная штука. Мы не делали никакого «железа», только программное обеспечение режима посадки - от момента достижения (при снижении) высоты 4 км до остановки на посадочной полосе. Я попробую очень коротко рассказать, как делалась эта алгоритмия.
Сначала теоретик пишет алгоритм на языке высокого уровня и проверяет его работу на контрольных примерах. Этот алгоритм, который пишет один человек, «отвечает» за одну какую-нибудь, сравнительно небольшую, операцию. Затем происходит объединение в подсистему, и её тащат на моделирующий стенд. В стенде «вокруг» рабочего, бортового алгоритма размещены модели - модель динамики аппарата, модели исполнительных органов, датчиковых систем и др. Они тоже написаны на языке высокого уровня. Таким образом, алгоритмическая подсистема проверяется в «математическом полёте».
Потом подсистемы собираются вместе и опять проверяются. А потом алгоритмы «переводятся» с языка высокого уровня на язык бортовой машины (БЦВМ). Для их проверки, уже в ипостаси бортовой программы, существует другой моделирующий стенд, в составе которого есть бортовая ЭВМ. А вокруг неё наверчено то же - математические модели. Они, конечно, модифицированы по сравнению с моделями в чисто математическом стенде. Модель «крутится» в большой ЭВМ общего назначения. Не забывайте, это были 1980-е годы, персоналки только начинались и были совсем маломощными. Это было время мэйнфреймов, у нас стояла спарка из двух ЕС-1061. А для связи бортовой машины с матмоделью в универсальной ЭВМ нужно специальное оборудование, оно в составе стенда нужно ещё для разных задач.
Этот стенд мы называли полунатурным - ведь в нём, кроме всякой математики, была настоящая БЦВМ. На нём реализовался режим работы бортовых программ, очень близкий к режиму реального времени. Долго объяснять, но для БЦВМ он был неотличим от «настоящего» реального времени.
Когда-нибудь я соберусь и напишу, как происходит режим полунатурного моделирования - для этого и других случаев. А пока я только хочу объяснить состав нашего отделения - того коллектива, который всё это делал. В нём был комплексный отдел, который разбирался с датчиковыми и исполнительными системами, задействованными в наших программах. Был алгоритмический отдел - эти собственно писали бортовые алгоритмы и отрабатывали их на математическом стенде. Наш отдел занимался а) переводом программ на язык БЦВМ, б) созданием специального оборудованием для полунатурного стенда (здесь я и работал) и в) программами ля этого оборудования.
В нашем отделе были даже свои конструкторы, чтобы делать документацию для изготовления наших блоков. И ещё был отдел, занимавшийся эксплуатацией помянутой спарки ЕС-1061.
Выходным продуктом отделения, а значит, и всего КБ в рамках «буранной» темы, была программа на магнитной ленте (1980-е!), которую везли отрабатывать дальше.
Дальше - это стенд предприятия-разработчика системы управления. Ведь ясно же, что система управления летательного аппарата - это не только БЦВМ. Эту систему делало значително более крупное, чем мы, предприятие. Они были разработчиками и «собственниками» БЦВМ, они набивали её множеством программ, выполняющих весь комплекс задач по управлению кораблём от предстартовой подготовки до послепосадочного выключения систем. А нам, нашей посадочной алгоритмии, в той БЦВМ отводилась только часть машинного времени, параллельно (точнее, я бы сказал, квазипараллельно) работали другие программные системы. Ведь, если мы рассчитываем траекторию посадки, то это не значит, что нам уже не нужно стабилизировать аппарат, включать-выключать всевозможное оборудование, поддерживать тепловые режимы, формировать телеметрию и прочая, и прочая, и прочая…
Однако вернёмся к отработке режима посадки. После отработки в штатной резервированной БЦВМ в составе всей совокупности программ эту совокупность везли на стенд предприятия-разработчика корабля «Буран». А там был стенд, называвшийся полноразмерным, в котором задействован целый корабль. При работе программ он помахивал элевонами, гудел приводами и всякое такое прочее. И сигналы шли от настоящих акселерометров и гироскопов.
Потом я насмотрелся этого всего на разгоннике «Бриз-М», а пока моя роль была совсем скромной. За пределы своего КБ я не выезжал…
Итак, прошли полноразмерный стенд. Думаете, это всё? Нет.
Дальше была летающая лаборатория. Это Ту-154, у которого система управления настроена так, что самолёт реагирует на выработанные БЦВМ управляющие воздействия, как если бы он был не Ту-154, а «Буран». Конечно, существует возможность быстро «вернуться» нормальный режим. «Буранский» включался только на время эксперимента.
Венцом же испытаний были 24 полёта экземпляра «Бурана», сделанного специально для этого этапа. Он назывался БТС-002, имел 4 двигателя от того же Ту-154 и мог сам взлетать с полосы. Садился он в процессе испытаний, конечно, с выключенными движками, - ведь «в штате» космический корабль садится в режиме планирования, на нём никаких атмосферных двигателей нет.
Сложность этой работы, а точнее, нашего программного-алгоритмического комплекса можно проиллюстрировать вот чем. В одном из полётов БТС-002. летел «на программе» до касания полосы основными стойками шасси. Затем пилот брал управление и опускал носовую стойку. Потом опять включалась программа и вела аппарат до полной остановки.
Кстати, это довольно-таки понятно. Пока аппарат в воздухе, у него нет ограничений на вращения вокруг всех трёх осей. И вращается он, как положено, вокруг центра масс. Вот он коснулся полосы колёсами основных стоек. Что происходит? Вращение по крену теперь невозможно вообще. Вращение по тангажу идёт уже не вокруг центра масс, а вокруг оси, проходящей через точки касания колёс, и оно пока свободное. А вращение по курсу теперь сложным образом определяется соотношением управляющего момента от руля направления и силы трения колёс о полосу.
Вот такой непростой режим, столь радикально отличающийся и от полёта, и от пробега по полосе «на трёх точках». Потому что, когда на полосу опустится и переднее колесо, то - как в анекдоте: уже никто никуда не вращается…
Всего намечалось построить 5 орбитальных кораблей. Кроме «Бурана» была почти готова «Буря» и почти наполовину «Байкал». Еще два корабля находящиеся в начальной стадии изготовления названий не получили. Системе «Энергия-Буран» не повезло — она родилась в неудачное для неё время. Экономика СССР уже была не в состоянии финансировать дорогостоящие космические программы. И какой-то рок преследовал космонавтов готовившихся к полётам на «Буране». Лётчики-испытатели В.Букреев и А.Лысенко погибли в авиакатастрофах в 1977 году, еще до перехода в группу космонавтов. В 1980 году погиб летчик-испытатель О.Кононенко. 1988 год забрал жизни А.Левченко и А Щукина. Уже после полета «Бурана» погиб в авиакатастрофе Р.Станкявичус — второй пилот для пилотируемого полёта крылатого КК. Первым пилотом был назначен И. Волк.
Не повезло и «Бурану». После первого и единственного успешного полёта корабль хранился в ангаре на космодроме «Байконур». 12 мая 2012 2002 года обрушилось перекрытие цеха в котором находились » Буран» и макет «Энергии». На этом печальном аккорде и закончилось существование крылатого космического корабля, подававшего столь большие надежды.
При приблизительно равнозначной по стоимости программ, почему-то орбитальная ступень - сам КК "Буран" имел изначально заявленный ресурс в 10 полетов против 100 у Шаттла. Почему так - даже не объясняют. Причины видимо уж очень нелицеприятные. Про гордость тем, что "наш Буран садился на автомате, а пиндосы так не смогли"... А смысл этого, причем с первого полета довериться примитивной автоматике, рискуя разбить охуенно дорогой аппарат (Шаттл) ? Цена вопроса этого "проёба" слишком велика. И еще. А почему мы дожны верить на слово, что полет действительно непилотируемый? А, "нам так сказали"..
Ах, Жизнь космонавта - превыше всего, скажете? Да, не смешите меня.... Я думаю, что и пиндосы смогли бы, но видать по другому мыслили. Почему думаю, что смогли бы - потому что знаю: как раз в те годы они уже отработали (именно отработали, а не разик "полетали") полностью автоматический перелет Боинга-747 (да, того самого, к которому пристегнут Шаттл на фото) из Флориды, форт Лодердейл на Аляску в Анкоридж, т.е через весь континент. Еще в 1988 году (это к вопросу о, якобы террористах-смертниках, угнавших борта 9/11. Ну, вы поняли меня?) А принципиально это сложности одного порядка (посадить Шаттл на автомате и совершить взлет - набор эшелона-посадку тяжелого В-747, который как видели на фото, равен нескольким Шаттлам).
Уровень же нашего технологического отставания хорошо отражен на фото бортового оборудования кабин рассматриваемых КК. Посмотрите еще раз и сравните. Всё это пишу, повторяю: для объективности, а не из-за "низкопоклонства перед западом", коим никогда не болел..
В качестве жЫрной точки. Теперь разрушены и эти, уже тогда
безнадежно отставшие отрасли электроники.
Чем же тогда оснащены хваленые "Тополя-М" и пр. ? А я не знаю! И никто не знает! Но, не своим - это можно утверждать точно. А это все "не свое" очень даже может быть нашпиговано (наверняка, заведомо) аппаратными "закладками", и в нужный момент все это станет мертвой кучей металла. Это тоже все отработано еще в 1991 году, когда "Буря в пустыне", и иракцам удаленно отключили комплексы ПВО. Вроде, как французские.
Поэтому, когда я смотрю очередной ролик "Военной Тайны" с Прокопенко, или еще чего про "вставание с колен", "анало-говнет" применительно в новым высокотехнологичным вундервафлям из области ракетно-космического и авиационного хайтека, то... Нет, не улыбаюсь, не чему тут улыбаться. Увы. Советский Космос безнадежно проебан правопреемницей. А все эти победные реляции - о всяких "прорывах" - для альтернативно-одаренных ватников
Работа по программе «Энергия»-«Буран» началась в 1976.
86 министерств и ведомств и 1286 предприятий всего СССР (всего около 2,5 млн человек) принимали участие в создании этой системы.
Головным разработчиком корабля было специально созданное НПО «Молния». Производство осуществлялось на Тушинском машиностроительном заводе с 1980 г.; к 1984 г. был готов первый полномасштабный экземпляр. С завода корабли доставлялись водным транспортом в город Жуковский, а оттуда (с аэродрома Раменское) - воздушным транспортом (на специальном самолёте-транспортировщике ВМ-Т) - на космодром Байконур.
Свой первый и единственный космический полёт «Буран» совершил 15 ноября 1988 г. Космический корабль был запущен c космодрома Байконур при помощи ракеты-носителя «Энергия» и после облёта Земли произвёл посадку на специально оборудованном аэродроме «Юбилейный» на Байконуре. Полёт прошёл без экипажа, полностью в автоматическом режиме, в отличии от «шатла», который может совершать посадку только на ручном управлении.
В 1990 работы по программе «Энергия»-«Буран» были приостановлены, а в 1993 программа окончательно закрыта. Единственный летавший в космос (1988) «Буран» был уничтожен в 2002 году обрушившейся крышей ангара монтажно-испытательного корпуса на Байконуре.
В ходе работы над проектом «Буран» было изготовлено несколько макетных образцов для динамических, электрических, аэродромных и прочих испытаний. После закрытия программы эти изделия остались на балансе различных НИИ и производственных объединений. Известно, например, о наличии макетных образцов у Ракетно-космической корпорации «Энергия» и у НПО «Молния».
Длина «Бурана» - 36,4 м, размах крыльев - около 24 м, высота корабля, когда он стоит на шасси, - более 16 м, стартовая масса - более 100 т. Грузовой отсек вмещает полезный груз массой до 30 т. В носовой отсек вставлена герметичная цельносварная кабина для экипажа и людей для проведения работ на орбите (до 10 человек) и большей части аппаратуры для обеспечения полета в составе ракетно-космического комплекса, автономного полета на орбите, спуска и посадки. Объём кабины составляет свыше семидесяти кубометров.
Имеет треугольное крыло с переменной стреловидностью, а также аэродинамические органы управления, работающие при посадке после возвращения в плотные слои атмосферы - руль направления, элевоны и аэродинамический щиток.
«Байкал» - название советского многоразового транспортного космического корабля созданного в рамках программы «Энергия-Буран». Запуск состоялся 4 февраля 1992. В программу полёта входило семидневное пребывание в космосе и стыковка со станцией «Мир». К сожалению, в самом начале полёта произошла нештатная ситуация и «Байкал» совершил аварийную посадку. Это послужило основанием для сворачивания русской программы по созданию кораблей многоразового использования.
В действительности надпись «Байкал» (красным цветом прямым шрифтом наподобие «Arial») украшала борт первого лётного экземпляра МТКК «Буран» практически в течение всего времени наземных испытаний. Однако, незадолго перед запуском на борт МТКК чёрным наклонным шрифтом было нанесено имя «Буран», под которым он отправился в полет и стал известен всему миру. Название корабля и всей программы - «Буран» - было известно всем, кто имел к ним хоть какое-то отношение (в том числе и за пределами СССР) с самого начала разработки программы. Однако, ввиду всеохватывающей секретности это слово не рекомендовалось использовать открыто, в связи с чем родился «Байкал» (а позднее было пущено в оборот открытое название ракеты-носителя «Энергия», известной специалистам как изделие 11К25).
Рассказ о полёте космического корабля «Байкал» - это первоапрельская шутка (2000), созданная администратором интернет-сайта www.buran.ru Вадимом Лукашевичем. Шутка исполнена на высочайшем профессиональном уровне, и, если бы не специальные намёки на то, что это шутка (фон статьи выполнен в виде низкоконтрастного повторяющегося рисунка, состоявшего из силуэта корабля и надписи «С первым апреля»), даже специалистам в области космонавтики было бы сложно объяснить, что это - розыгрыш.
Всего в первую группу 12 июля 1977 г. было зачислено 6 человек:
Волк, Игорь Петрович
Кононенко, Олег Григорьевич
Левченко, Анатолий Семёнович
Садовников, Николай Фёдорович
Станкявичюс, Римантас Антанас
Щукин, Александр Владимирович
|
М н о г о р а з о в а я к о с м и ч е с к а я с и с т е м а в ц е л о м |
|||||
|
Стартовая масса МКС, т |
2380 |
2380 |
2410 |
2380 |
2000 |
|
Суммарная тяга двигателй при старте, тс |
2985 |
2985 |
3720 |
4100 |
2910 |
|
Начальная тяговооруженность |
1,25 |
1,25 |
1,54 |
1,27 |
1,46 |
|
Максимальная высота на старте, м |
56,0 |
56,0 |
73,58 |
56,1 |
|
|
Максимальный поперечный размер, м |
22,0 |
22,0 |
16,57 |
23,8 |
|
|
Время подготовки к очередному полету, сутки |
н/д |
||||
|
Многократность применения: Орбитальный корабль I ступень Центральный блок |
До 100 раз с заменой ДУ через 50 полетов До 20 раз |
До 100 раз До 20 раз 1 (с потерей двигателей II ступени) |
Н/д До 20 раз 1 (с ДУ II ступени) |
100 раз с заменой ДУ через 50 п-тов До 20 раз |
|
|
Затраты на один полет (без амортизации орбитального корабля), млн. руб. (долл.) |
15,45 |
н/д |
н/д |
$10,5 |
|
|
Начало ЛКИ: I ступени в составе РН 11К77 ("Зенит") Кислородно-водородного блока II ступени в составе МКС с грузовым транспортным контейнером Автономные испытания ОК в атмосфере МКС в целом |
1978 год 1981 год 1981 год 1983-85 годы |
1978 год 1981 год 1981 год 1983-84 годы |
1978 год 1981 год 1983 год |
4 кв. 1977 г. 3 кв. 1979 г. |
|
|
Стоимость разработки, млрд. руб. (долл.) |
н/д |
н/д |
$5,5 |
||
|
Р а к е т а - н о с и т е л ь |
|||||
|
Обозначение |
РЛА-130 |
РЛА-130 |
РЛА-130 |
РЛА-130В |
|
|
Компоненты и масса топлива: I ступень (жидкий О 2 + керосин РГ-1), т II ступень (жидкий О 2 + жидкий H 2 ), т |
4×330 |
4×330 |
4×310 |
6×250 |
984 (масса ТТУ) |
|
Размеры блоков ракеты-носителя: I ступень, длина×диаметр, м II ступень, длина×диаметр, м |
40,75×3,9 н/д × 8,37 |
40,75×3,9 н/д × 8,37 |
25,705×3,9 37,45×8,37 |
45,5×3,7 н/д × 8,50 |
|
|
Двигатели: I ступень: ЖРД (КБЭМ НПО "Энергия") Тяга: на уровне моря, тс В вакууме, тс В вакууме, сек РДТТ (I ступень у "Шаттла"): Тяга, на уровне моря, тс Удельный импульс, на уровне моря, сек В вакууме, сек II ступень: ЖРД разработки КБХА Тяга, в вакууме, тс Удельный импульс, на уровне моря, сек В вакууме, сек |
РД-123 4×600 4×670 11Д122 3×250 |
РД-123 4×600 4×670 11Д122 3×250 |
РД-170 4×740 4×806 308,5 336,2 РД-0120 4×190 349,8 |
РД-123 6×600 6×670 11Д122 2×250 |
2×1200 SSME 3×213 |
|
Продолжительность активного участка выведения, сек |
н/д |
н/д |
н/д |
н/д |
|
|
О р б и т а л ь н ы й к о р а б л ь |
|||||
|
Размеры орбитального корабля: Общая длина, м Максимальная ширина корпуса, м Размах крыла, м Высота по килю, м Размеры отсека полезного груза, длина×ширина, м Объем гермокабины экипажа, м 3 Объем шлюзовой камеры, м 3 |
37,5 22,0 17,4 18,5×4,6 н/д |
34,5 22,0 15,8 18,5×4,6 н/д |
34,0 н/д н/д × 5,5 |
37,5 23,8 17,3 18,3×4,55 н/д |
|
|
Стартовая масса корабля (с РДТТ САС), т |
155,35 |
116,5 |
н/д |
||
|
Масса корабля после отделения РДТТ САС, т |
119,35 |
||||
|
Масса полезного груза, выводимого ОК на орбиту высотой 200 км и наклонением: I=50,7 ° , т I=90,0 ° , т I =97,0 ° , т |
н/д н/д |
26,5 |
|||
|
Максимальная масса полезного груза, возвращаемая с орбиты, т |
14,5 |
||||
|
Посадочная масса корабля, т |
89,4 |
67-72 |
66,4 |
84 (с грузом 14,5т) |
|
|
Посадочная масса корабля при аварийной посадке, т |
99,7 |
н/д |
н/д |
||
|
Сухая масса орбитального корабля, т |
79,4 |
68,1 |
|||
|
Запас топлива и газов, т |
н/д |
10,5 |
12,8 |
||
|
Запас характеристической скорости, м/с |
|||||
|
Тяга корректирующе-тормозных двигателей, тс |
н/д |
2х14=28 |
2х8,5=17,0 |
н/д |
|
|
Тяга двигателей ориентации, тс |
40×0,4 16×0,08 |
в носовой части 16×0,4 и 8×0,08 в хвостовой части 24×0,4 и 8×0,08 |
впереди 18×0,45 сзади 16×0,45 |
н/д |
|
|
Время пребывания на орбите, сутки |
7-30 |
7-30 |
н/д |
7-30 |
|
|
Боковой маневр при спуске с орбиты, км |
± 2200 |
± 2200 (с учетов ВРД ± 5100) |
± 800…1800 |
± 2100 |
|
|
Тяга воздушно-реактивных двигателей |
Д-30КП, 2×12 тс |
АЛ-31Ф, 2×12,5 тс |
|||
|
Возможность посадки орбитального корабля на территорию своей страны с Нкр=200км (~ 16 витков в сутки): I = 28,5° I = 50,7° I = 97° |
Посадка на ВПП старта с семи витков, кроме 6-14 с пяти витков, кроме 2-6,10-15 |
Посадка на любые аэродромы гражданского воздушного флота 1 класса Со всех витков, кроме 8,9 со всех витков |
Посадка на подготовленные грунтовые спецплощадки Ø 5км Со всех витков, кроме 8,9 со всех витков |
Посадка на базах Эдвардс, Канаверал, Ванденберг с девяти витков, кроме 7-13 с десяти витков, кроме 2-4, 9-12 |
|
|
Потребная длина и класс посадочной полосы |
4 км, специальная ВПП |
2,5-3 км, все аэродромы 1 класса |
Спец.площадка Ø 5км |
4 км, специальная ВПП |
|
|
Посадочная скорость орбитального корабля, км/ч |
посадка на парашютах |
||||
|
Двигатели системы аварийного спасения (САС), тип и тяга, тс Масса топлива, т Масса снаряженного двигателя, т Удельный импульс, на земле/в вакууме |
РДТТ, 2×350 2×14 2×18-20 235 / 255 сек |
РДТТ, 1×470 н/д 1×24,5 н/д |
РДТТ, 1×470 н/д 1×24,5 н/дн/д |
||
|
Экипаж, чел. |
|||||
|
Средства для транспортировки орбитального корабля и летной отработки: |
Ан-124 (проект) |
Ан-22 или автономно |
Ан-22, 3М или автономно |
н/д |
Боинг-747 |
|
В итоге был создан корабль с уникальными характеристиками, способный доставить
на орбиту груз массой 30 т и вернуть на Землю 20 т. Имея возможность взять на
борт экипаж из 10 человек, он мог весь полет выполнять в автоматическом режиме. Но мы не будем подробно останавливаться на описании "Бурана ", ведь ему и посвящен весь , для нас важнее другое - еще до его полета конструкторы уже думали о разработке многоразовых кораблей следующего поколения.
"После-бурановские" проекты.
Многоцелевая авиационно-космическая система
(МАКС)
НПО "Энергия", используя задел по МКС "Энергия-Буран", также предложило целый ряд частично или полностью многоразовых ракетно-космических систем с вертикальным стартом с использованием РН "Зенит-2", "Энергия-М" и многоразовой крылатой разгонной ступени вертикального старта на базе "Бурана" . Наибольший интерес вызывает проект полностью многоразового носителя ГК-175 ("Энергия-2") на базе РН "Энергия" со спасаемыми крылатыми блоками обеих ступеней. Также в НПО "Энергия" велись работы и над перспективным проектом одноступенчатого воздушно-космического самолета (ВКС). Конечно,
Но в истории нашей космонавтики
существовали и бескрылые многоразовые спускаемые аппараты с малым
аэродинамическим качеством, использовавшиеся в составе
С начала 1985 года подобный
проект -
многоразовый космический корабль "Заря" (14Ф70) -
разрабатывался и в НПО "Энергия" под
ракету "Зенит-2" . Аппарат состоял из многоразового
корабля, по форме напоминавшего увеличенный спускаемый аппарат корабля "Союз ",
и сбрасываемый перед сходом с орбиты одноразовый навесной отсек. Корабль "Заря "
имел диаметр 4,1 м, длину 5 м, максимальную массу около 15 т при выведении на
опорную орбиту высотой до 190 км и наклонением 51,6 0 , в том числе
массу доставляемых и возвращаемых грузов соответственно 2,5 т и 1,5-2 т при
экипаже из двух космонавтов; 3 т и 2-2,5 т при полете без экипажа, или экипажа
до восьми космонавтов. Возвращаемый корабль мог эксплуатироваться в течение
30-50 полетов. Многоразовость достигалось за счет применения
"бурановских" теплозащитных материалов и новой схемы
вертикальной посадки на Землю с помощью многоразовых ЖРД для гашения
вертикальной и горизонтальной скоростей посадки и сотового амортизатора корпуса
корабля для исключения его повреждений. Отличительной
Логика развития пилотируемой
космонавтики и экономические реалии России поставили задачу разработки нового
пилотируемого корабля -
вместительного, недорогого и
эффективного транспортного средства для ближнего космоса. Таким и стал проект
космического корабля "Клипер ", вобравшего в себя опыт проектирования
многоразовых кораблей. Будем надеяться, что у России хватит разума (а главное,
средств!) реализовать новый проект и " "
В.Лебедева;
-
фоторепортаж самолет-аналог
БТС-02 ГЛИ на авиасалоне МАКС-99;
При создании этой страницы были использованы материалы из статьи С.Александрова "Вершина" в журнале "Техника Молодежи", N2/1999 стр 17-19, 24-25 | |||||
одноразовых
космических кораблей и орбитальных станций. Наибольшего успеха в создании таких
пилотируемых аппаратов достигло ОКБ-52 Владимира Челомея. Отказавшись
участвовать в разработке "Бурана", Челомей начал в инициативном порядке
разрабатывать собственный крылатый корабль ЛКС (Легкий космический самолет) "малой"
размерности со стартовым весом до 20 т под свой
носитель "Протон" . Но программа ЛКС не получила
поддержки, и в ОКБ-52 продолжили разработку трехместного возвращаемого аппарата
(ВА) в многоразовом исполнении для использования в составе транспортного корабля
снабжения (ТКС) 11Ф72 и военной орбитальной станции "Алмаз" (11Ф71).
