Для создания планера орбитального корабля "Буран" на базе трех конструкторских бюро (КБ "Молния", КБ "Буревестник" и Экспериментальный машиностроительный завод во главе с генеральным конструктором Владимиром Мясищевым) было образовано специализированное предприятие — научно-производственное объединение "Молния". В качестве основной производственной базы был выбран Тушинский машиностроительный завод. Новое объединение возглавил Глеб Лозино-Лозинский, который еще в 1960-е годы работал над проектом многоразовой авиационно-космической системы "Спираль".
В настоящее время сохранилось несколько макетов и летных экземпляров.
Летавший корабль "Буран" был законсервирован и оставлен в монтажно-испытательном корпусе на космодроме Байконур (Казахстан). В 2002 году корабль был полностью уничтожен рухнувшей на него крышей корпуса.
Второй корабль, который должен был совершить полёт в автоматическом режиме со стыковкой с пилотируемой станцией "Мир", остался на Байконуре. В апреле 2007 года он был установлен в экспозиции музея космодрома Байконур. Является собственностью Казахстана.
Третий корабль (степень готовности корабля на момент прекращения работ составляла 30-50 %) до 2004 года находился в цехах Тушинского машиностроительного завода, в октябре 2004 года перевезён на причал Химкинского водохранилища для временного хранения. В июне 2011 года он был перевезён речным транспортом на аэродром в город Жуковский для реставрации и последующего показа на Международном авиационно-космическом салоне (МАКС-2011).
После авиасалона макет космического корабля в одном из павильонов аэродрома Раменское (Жуковский).
Один из макетов "Бурана" — "Буран БТС-002" после закрытия в 1993 году программы НПО "Молния" демонстрировало на аэрошоу Международного авиационно-космического салона. В 1999 году макет передали в лизинг австралийской фирме для показа на Олимпийских играх в Сиднее, а затем — сингапурской фирме, которая отвезла его в Бахрейн. В 2003 году НПО "Молния" продало "Буран БТС-002" частному Техническому музею в городе Шпайере (Германия), куда он прибыл 12 апреля 2008 года. В настоящее время он установлен в техническом музее Шпайера как экспонат.
Еще один полноразмерный макет "Бурана" ("БТС-001"), который использовался для отработки воздушной транспортировки орбитального комплекса, в 1993 году был передан в лизинг обществу "Космос-Земля". "Буран" был установлен в Москве на Пушкинской набережной Москвы-реки в Центральном парке культуры и отдыха имени Горького, в нём был организован научно-познавательный аттракцион. Сейчас он является одной из достопримечательностей парка.
Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников
Практически каждый, кто жил в СССР и кто хотя бы немного интересуется космонавтикой, слышал о легендарном «Буране», крылатом космическом корабле, выводившемся на орбиту в комплексе с ракетой-носителем «Энергия». Гордость советского космического ракетостроения, орбитальный аппарат «Буран» совершил свой единственный полёт во времена перестройки и был сильно повреждён при обвале крыши ангара на Байконуре в начале нового тысячелетия. Какова же судьба этого корабля, и почему был заморожена программа многоразовой космической системы «Энергия-Буран», мы и попытаемся разобраться.
История создания
«Буран» - крылатый космический орбитальный корабль многоразового применения самолётной конфигурации. Его разработка началась в 1974-1975 годах на основе «Комплексной ракетно-космической программы», которая была ответом советской космонавтики на известия в 1972 году о том, что США приступило к осуществлению программы «Спейс-Шаттл». Так что разработка подобного корабля была в то время стратегически важной задачей для сдерживания потенциального противника и сохранения Советским Союзом позиций космической сверхдержавы.
Первые проекты «Бурана», появившиеся в 1975 году, были практически идентичны американским шаттлам не только по внешнему виду, но также по конструктивному расположению основных узлов и блоков, включая маршевые двигатели. После многочисленных доработок «Буран» стал таким, каким его запомнил весь мир после полёта в 1988 году.
В отличие от американских челноков, он мог доставлять на орбиту больший вес грузов (до 30 тонн), а также возвращать на землю до 20 тонн. Но главным отличием «Бурана» от шаттлов, определившим его конструкцию, было иное размещение и количество двигателей. На отечественном корабле отсутствовали маршевые двигатели, которые были перенесены на ракету-носитель, но имелись двигатели довыведения его на орбиту. Кроме того, они получились несколько тяжелее.
Первый, единственный и полностью успешный полёт «Бурана» состоялся 15 ноября 1988 года. Запуск на орбиту МКС «Энергия-Буран» осуществился с космодрома Байконур в 6.00 утра. Это был полностью автономный полёт, не управляемый с Земли. Полёт длился 206 минут, в течение которых корабль стартовал, вышел на земную орбиту, облетел два раза вокруг Земли, благополучно вернулся и сел на аэродроме. Это было чрезвычайно радостное событие для всех разработчиков, конструкторов, всех, кто как-либо участвовал в создании данного технического чуда.
Печально, что именно этот корабль, совершивший «самостоятельный» триумфальный полёт, в 2002 году был погребён под обломками обрушившейся крыши ангара.
В 90-е годы государственное финансирование на космические разработки стало резко сокращаться, и в 1991 году МКС «Энергия-Буран» перевели из оборонной программы в космическую программу для решения народно-хозяйственных задач, после чего в следующем 1992 году Российское космическое агентство решило прекратить работы над проектом многоразовой системы «Энергия-Буран», и созданный задел подвергся консервации.
Устройство корабля
Фюзеляж корабля условно разделяется на 3 отсека: носовой (для экипажа), средний (для полезного груза) и хвостовой.
Нос корпуса конструктивно состоит из носового кока, герметичной кабины и двигательного отсека. Внутреннее пространство кабины разделено полами, которые образуют палубы. Палубы вместе со шпангоутами обеспечивают необходимую прочность кабине. В передней части кабины сверху находятся иллюминаторы.
Кабина разделена на три функциональные части: командный отсек, где размещён основной экипаж; бытовой отсек - для размещения дополнительного экипажа, скафандров, спальных мест, системы обеспечения жизнедеятельности, средств личной гигиены, пяти блоков с аппаратурой системы управления, элементами системы терморегулирования, радиотехнической и телеметрической аппаратурой; агрегатный отсек, обеспечивающий работу систем терморегуляции и жизнеобеспечения.
Для размещения на «Буране» груза предусмотрен вместительный грузовой отсек общим объёмом примерно 350 м3, длиной 18,3 м и диаметром 4,7 м. Сюда поместился бы, например, модуль «Квант» или основной блок станции «Мир», при этом данный отсек позволяет также обслуживать размещённые грузы и осуществлять контроль за работой бортовых систем до самого момента выгрузки из «Бурана».
Общая длина корабля «Буран» 36,4 м, диаметр фюзеляжа 5,6 м, высота на шасси 16,5 м, размах крыла 24 м. Шасси имеет базу 13 м, колею 7 м.
Основной экипаж планировался из 2-4 человек, однако космический корабль может взять на борт дополнительно ещё 6-8 исследователей для проведения на орбите различных работ, то есть «Буран» фактически можно назвать десятиместным аппаратом.
Длительность полета определяется специальной программой, максимальное время установлено до 30 суток. На орбите хорошие маневренные возможности корабля «Буран» обеспечиваются благодаря дополнительным запасам топлива до 14 тонн, номинальный топливный запас 7,5 тонн. Объединенная двигательная установка аппарата «Буран» представляет собой сложную систему, включающую 48 двигателей: 2 двигателя орбитального маневрирования для довыведения аппарата на орбиту с тягой по 8,8 тонн, 38 реактивных двигателей управления движением с тягой 390 кг и ещё 8 двигателей для прецизионных перемещений (точной ориентации) с тягой по 20 кг. Все эти двигатели питаются из единых баков углеводородным горючим «циклином» и жидким кислородом.
В хвостовом отсеке «Бурана» располагаются двигатели орбитального маневрирования, а в блоках носового и хвостового отсеков находятся двигатели управления. В ранних проектах также предусматривались два воздушно-реактивных двигателя с тягой по 8 тонн для возможности полета с глубоким боковым маневром в режиме посадки. Эти двигатели не вошли в более поздние конструкции корабля.
Двигатели «Бурана» дают возможность выполнять следующие основные операции: стабилизация комплекса «Энергия-Буран» перед его разделением со второй ступенью, отделение и увод корабля «Бурана» от ракеты-носителя, довывод его на начальную орбиту, формирование и коррекция рабочей орбиты, ориентация и стабилизация, межорбитальные переходы, сближение и стыковка с другими космическими аппаратами, уход с орбиты и торможение, управление положением аппарата относительно его центра масс и др.
На всех стадиях полёта «Бураном» управляет электронный мозг корабля, он также управляет работой всех ботовых систем и обеспечивает навигацию. На участке довыведения контролирует выход на опорную орбиту. При орбитальном полете обеспечивает коррекцию орбиты, сход с орбиты и погружение в атмосферу на допустимую высоту с последующим возвратом на рабочую орбиту, программные развороты и ориентацию, межорбитальные переходы, зависание, сближение и стыковку с сотрудничающим объектом, закрутку вокруг любой из трёх осей. При спуске контролирует сход корабля с орбиты, его снижение в атмосфере, необходимые боковые маневры, прибытие на аэродром и посадку.
Основа автоматической системы управления кораблём - быстродействующий вычислительный комплекс, представленный четырьмя взаимозаменяемыми компьютерами. Комплекс способен моментально решать все задачи в рамках своих функций и, в первую очередь, увязывать с программой полёта текущие баллистические параметры корабля. Система автоматического управления «Бурана» настолько совершенна, что при будущих полетах экипаж корабля в этой системе рассматривается лишь как звено, которое дублирует автоматику. В этом было принципиальное отличие советского челнока от американских шаттлов – наш «Буран» мог весь полёт выполнить в автоматическом беспилотном режиме, побывать в космосе, благополучно вернуться на землю и сесть на аэродроме, что наглядно продемонстрировал его единственный полёт в 1988 году. Посадка же американских шаттлов осуществлялась полностью на ручном управлении при неработающих двигателях.
Наша машина была гораздо манёвреннее, сложнее, «умнее» своих американских предшественников и могла автоматически выполнять более широкий спектр функций.
Помимо этого, в «Буране» была разработана система экстренного спасения экипажа при чрезвычайных ситуациях. На небольших высотах для этого предназначалась катапульта для первых двух пилотов; при возникновении аварийной ситуации на достаточной высоте корабль мог отсоединяться от ракеты-носителя и производить экстренную посадку.
Впервые в ракетостроении на космическом аппарате была использована система диагностики, охватывающая все системы корабля, подключающая резервные комплекты оборудования или осуществляющая переход на резервный режим работы в случае возможных неисправностей.
Аппарат рассчитан на 100 полётов как в автономном, так и в пилотируемом режимах.
Настоящее
Крылатый космический корабль «Буран» мирного применения не нашёл, поскольку программа сама по себе была оборонной и в мирную экономику, тем более после распада СССР, интегрироваться не смогла. Тем не менее, это был большой технологический прорыв, на «Буране» отработаны десятки новых технологий и новых материалов, и жаль, что эти достижения не стали применять и развивать далее.
Где теперь находятся знаменитые в прошлом «Бураны», над которыми работали лучшие умы, тысячи рабочих и на которые было потрачено так много усилий и возлагалось столько надежд?
Всего существовало пять экземпляров крылатого корабля «Буран», в том числе недостроенные и начатые аппараты.
1.01 «Буран» - осуществил единственный беспилотный космический полет. Хранился на космодроме Байконур в монтажно-испытательном корпусе. На момент уничтожения при обрушении крыши в мае 2002 года был собственностью Казахстана.
1.02 – корабль был предназначен для второго полёта в режиме автопилота и стыковки с космической станцией «Мир». Находится также в собственности Казахстана и установлен в музее космодрома Байконур в качестве экспоната.
2.01 – готовность корабля составляла 30 - 50 %. Он находился на Тушинском машиностроительном заводе до 2004 года, затем провёл 7 лет на причале Химкинского водохранилища. И, наконец, в 2011 году переправлен для реставрации на аэродром г. Жуковский.
2.02 - 10-20 % готовности. Частично демонтирован на стапелях Тушинского завода.
2.03 - задел был полностью уничтожен.
Возможные перспективы
Проект «Энергия-Буран» закрыли в том числе из-за ненадобности доставки больших грузов на орбиту, а также их возвращения. Строящийся скорее для оборонных, нежели мирных целей, в эпоху «звёздных войн», отечественный космический челнок «Буран» намного опередил своё время.
Кто знает, возможно, его время ещё придёт. Когда освоение космоса станет более активным, когда на орбиту и, наоборот, на землю потребуется часто доставлять грузы и пассажиров.
И когда конструкторы доработают ту часть программы, которая касается сохранения и относительно благополучного возвращения на землю ступеней ракеты-носителя, т. е. сделают систему вывода на орбиту более удобной, что значительно удешевит и сделает многоразовым не только использование крылатого корабля, но и системы «Энергия-Буран» в целом.
15 ноября 1988 года состоялся запуск космического корабля многоразового использования «Буран». После того, как стартовала универсальная ракетно-космическая транспортная система «Энергия» с «Бураном», он вышел на орбиту, сделал два витка вокруг Земли и совершил автоматическое приземление на космодроме Байконур.
Этот полет стал выдающимся прорывом в советской науке и открыл собой новый этап в развитии советской программы космических исследований.
О том, что в Советском Союзе необходимо создать отечественную многоразовую космическую систему, которая послужила бы противовесом в политике сдерживания потенциальных противников (американцев), рассказали проведенные Институтом прикладной математики Академии Наук СССР и НПО «Энергия» аналитические исследования (1971-1975). Итогом их стало утверждение, что в случае запуска американцами многоразовой системы Space Shuttle они получат преимущество и возможность нанесения ракетно-ядерных ударов. И хотя американская система не представляла непосредственной угрозы на то время, но она могла угрожать безопасности страны в будущем.
Работы по созданию программы «Энергия-Буран» были начаты в 1976 году. В этом процессе приняли участие порядка 2,5 миллионов человек, которые представляли 86 министерств и ведомств, а также около 1300 предприятий на всей территории Советского Союза. Для разработки нового корабля было специально создано НПО «Молния», во главе которого стал Г.Е.Лозино-Лозинский, который уже в 60-х годах работал над многоразовой ракетно-космической системой «Спираль».
Необходимо отметить также, что, несмотря на то, что впервые идеи по созданию космических кораблей-аэропланов были высказаны именно русскими, а именно Фридрихом Цандером еще в 1921 году, воплощать его идеи в жизнь отечественные конструкторы не спешили, поскольку дело это представлялось им крайне хлопотным. Правда, проводились работы по конструированию Планирующего Космического Аппарата, однако в связи с возникшими техническими проблемами все работы были прекращены.
А вот работы по созданию крылатых космических кораблей начали проводиться только в ответ на начало подобных работ американцами.
Так, когда в 60-х годах в США были начаты работы по созданию ракетоплана Dyna-Soar, в СССР развернули работы по созданию ракетопланов Р-1, Р-2, Ту-130 и Ту-136. Но самым большим успехов советских конструкторов стал проект «Спираль», которому и предстояло стать предвестником «Бурана».
Программу по созданию нового космического корабля с самого начала раздирали противоречивые требования: с одной стороны, от конструкторов требовали копирования американского «Шаттла» для того, чтобы снизить возможные технические риски, уменьшить сроки и стоимость разработок, с другой – необходимость придерживаться и программы, выдвинутой В.Глушко о создании унифицированных ракет, предназначенных для высадки экспедиции на поверхности Луны.
В ходе формирования внешнего вида «Бурана» были предложены два варианта. Первый вариант был аналогичен американскому «Шаттлу» и представлял собой схему самолета с горизонтальной посадкой и размещение двигателей в хвосте. Второй вариант представлял собой бескрылую схему с вертикальной посадкой, преимущество ее состояло в том, что можно было сократить сроки проектирования за счет использования данных по космическому кораблю «Союз».
В результате, после проведения испытаний, за основу была принята схема с горизонтальной посадкой, поскольку она наиболее полно отвечала выдвинутым требованиям. Полезный груз располагался сбоку, а маршевые двигатели второй ступени размещались в центральном блоке. Выбор такого расположения был вызван отсутствием уверенности в том, что в короткие сроки удастся создать многоразовый водородный двигатель, а также необходимость сохранения полноценного ракетоносителя, который мог бы самостоятельно выводить на орбиту не только корабль, но и большие объемы полезных грузов. Если заглянуть немного вперед, то отметим, что такое решение было вполне оправдано: «Энергия» сумела обеспечить выведение на орбиту больших по размерам аппаратов (она была в 5 раз мощнее ракетоносителя «Протон» и в 3 раза - «Спейс Шаттла»).
Первый и единственный поет «Бурана», как мы говорили выше, состоялся в 1988 году. Полет был проведен в беспилотном режиме, то есть экипажа на нем не было. Необходим отметить, что, несмотря на внешне сходство с американским «Шаттлом», советский образец обладал рядом преимуществ. В первую очередь, отличало эти корабли то, что отечественный мог выводить в космос, кроме самого корабля, еще и дополнительные грузы, а также при посадке обладал большей маневренностью. «Шаттлы» были сконструированы таким образом, что заходили на посадку с выключенными двигателями, поэтому не могли в случае необходимости повторить попытку. «Буран» же был оснащен турбореактивными двигателями, которые давали такую возможность в случае плохих погодных условий или каких-либо непредвиденных ситуациях. Кроме того, «Буран» был оснащен и системой экстренного спасения экипажа. На небольшой высотке кабина с пилотами могла быть катапультирована, а на больших высотах существовала возможность отсоединения модуля от ракетоносителя и совершения экстренной посадки. Еще одним существенным отличием был автоматический режим полета, чего не было на американских кораблях.
Необходимо отметить и тот факт, что советские конструкторы не питали иллюзий относительно экономичности проекта – согласно расчетам, запуск одного «Бурана» обходился, как запуск сотен одноразовых ракет. Однако изначально советский корабль разрабатывался в качестве военно-космической системы. После окончания Холодной войны данный аспект перестал быть актуальным, чего нельзя сказать о тратах. Поэтому судьба его была решена.
В целом программа по созданию многоцелевого космического корабля «Буран» предусматривала создание пяти кораблей. Из них было сконструировано только три (строительство остальных только было заложено, но после закрытия программы все заделы по ним были уничтожены). Первый из них побывал в космосе, второй – стал аттракционом в Московском парке имени М.Горького, а третий стоит в музее техники в немецком Синсхайме.
Но сначала были созданы технологические макеты (всего 9) в полном размере, которые были предназначены для проведения испытаний на прочность и тренировок экипажа.
Нужно отметить и то, что участие в создании «Бурана» принимали практически предприятия со всего Советского Союза. Так, на Харьковском «Энергоприборе» был создан комплекс автономного управления «Энергией», которая и выводила корабль в космос. На АНТК имени Антонова проводилось проектирование и изготовление деталей для корабля а также создан Ан-225 «Мрия», который использовался для доставки «Бурана».
Для проведения испытания космического корабля «Буран» готовили 27 кандидатов, которых разделили на военных и гражданских летчиков-испытателей. Такое разделение было вызвано тем, что данный корабль планировалось использовать не только для оборонных целей, но и для нужд народного хозяйства. Руководителями группы были назначены полковник Иван Бачурин и опытный гражданский летчик Игорь Вовк (это и послужило причиной того, что его группа получила название «волчья стая»).
Несмотря на то что полет «Бурана» был совершен в автоматическом режиме, все-таки семерым испытателям удалось побывать на орбите, правда, на других кораблях: И.Вовк, А.Левченко, В.Афанасьев, А.Арцебарский, Г.Манаков, Л.Каденюк, В.Токарев. К большому сожалению, многих из них уже нет среди нас.
Больше испытателей потерял гражданский отряд – испытатели, продолжая подготовку к программе «Буран», одновременно испытываю другие самолеты, летали и гибли друг за другом. Первым погиб О.Кононенко. За ним ушел А.Левченко. Немногим позже ушли из жизни и А.Щукин, Р.Станкявичус, Ю.Приходько, Ю.Шеффер.
Сам командир И.Вовк, потеряв стольких близких ему людей, в 2002 году оставил летную службу. А спустя несколько месяцев беда случилась и с самим кораблём «Буран»: он был повреждён обломками крыши одного из монтажно-испытательных корпусов на космодроме Байконур, где корабль находился на хранении.
В некоторых средствах массовой информации можно встретить информацию о том, что на само деле было два полета «Бурана», но один был неудачным, поэтому информация о нем засекречена. Так, в частности, говорится о том, что в 1992 году с космодрома Байконур был совершен запуск еще одного корабля, аналогичного «Бурану» - «Байкала», но на первых секундах полета произошел сбой в работе двигателя. Сработала автоматика, корабль начал возвращаться обратно.
На самом же деле все объясняется крайне просто. В 1992 году были прекращены все работы по «Бурану». Что же касается названия, то первоначально корабль носил название именно «Байкал», однако оно не понравилось высшему советскому руководству, которое и порекомендовало изменить его на более звучное – «Буран». По крайней мере, так утверждает Г.Пономарев, командир инженерно-испытательного отдела космодрома Байконур, который принимал непосредственное участие в программе.
До настоящего времени не стихают споры относительно того, нужен ли вообще был «Буран», и зачем было тратить такое огромное количество средств на проект, который сейчас даже не используется. Но как бы то ни было, для того времени это был настоящий прорыв в космической науке, да и в наши дни превзойти его еще не удалось.
«Буран» предназначался для:
Первый и единственный космический полёт «Буран» совершил 15 ноября 1988 года . Ряд технических решений, полученных при создании «Бурана», до сих пор используются в российской и зарубежной ракетно-космической технике .
Энциклопедичный YouTube
1 / 5
✪ Таинственная гибель летчиков - испытателей | Mногоразовый космический корабль "Буран"
✪ "Забвение Бурана. Тайны забытых побед" (2009)
✪ Первый и единственный полёт "Бурана"
✪ НПО Молния. Космический корабль Буран. часть вторая - испытание космосом.
✪ Орбитальный Корабль «БУРАН» 1988
Субтитры
История
Производство орбитальных кораблей осуществлялось на Тушинском машиностроительном заводе с 1980 года ; к 1984 году был готов первый полномасштабный экземпляр. С завода корабли доставлялись водным транспортом (на барже под тентом) в город Жуковский , а оттуда (с аэродрома Раменское) - воздушным транспортом (на специальном самолёте-транспортировщике ВМ-Т) - на аэродром «Юбилейный » космодрома Байконур .
В 1984 году в ЛИИ им. М. М. Громова были сформированы экипажи для испытания аналога «Бурана» - БТС-02 которые проводились вплоть до 1988 года. Эти же экипажи планировались и для 1-го пилотируемого полёта «Бурана».
- «Западный запасной аэродром» - аэропорт Симферополь в Крыму с реконструированной ВПП размерами 3701х60 м (45°02′42″ с. ш. 33°58′37″ в. д. H G Я O L ) ;
- «Восточный запасной аэродром» - военный аэродром Хороль в Приморском крае с ВПП размерами 3700х70 м (44°27′04″ с. ш. 132°07′28″ в. д. H G Я O L ).
На этих трёх аэродромах (и в их районах) были развёрнуты Комплексы радиотехнических систем навигации, посадки, контроля траектории и управления воздушным движением «Вымпел» для обеспечения штатной посадки «Бурана» (в автоматическом и ручном режиме).
По некоторым данным, с целью обеспечения готовности к вынужденной посадке «Бурана» (в ручном режиме) построены или усилены ВПП ещё на четырнадцати аэродромах, в том числе вне территории СССР (на Кубе , в Ливии).
Полноразмерный аналог «Бурана», имевший обозначение БТС-002(ГЛИ) , был изготовлен для лётных испытаний в атмосфере Земли . В его хвостовой части стояли четыре турбореактивных двигателя , позволявшие ему взлетать с обычного аэродрома . В -1988 годах его использовали в (город Жуковский, Московская область) для отработки системы управления и системы автоматической посадки, а также для подготовки лётчиков-испытателей перед полётами в космос.
10 ноября 1985 года в ЛИИ имени Громова Минавиапрома СССР совершил первый атмосферный полёт полноразмерный аналог «Бурана» (машина 002 ГЛИ - горизонтальные лётные испытания). Пилотировали машину лётчики-испытатели ЛИИ Игорь Петрович Волк и Р. А. Станкявичус .
Ранее приказом Минавиапрома СССР от 23 июня 1981 года № 263 был создан Отраслевой отряд космонавтов-испытателей Минавиапрома СССР в составе: Волк И. П., Левченко А. С., Станкявичус Р. А. и Щукин А. В. (первый набор).
Полёт
Космический полёт «Бурана» состоялся 15 ноября 1988 года . Ракета-носитель «Энергия» , стартовавшая с площадки 110 космодрома Байконур вывела корабль на околоземную орбиту. Полёт длился 205 минут, за это время корабль совершил два витка вокруг Земли, после чего произвёл посадку на аэродроме «Юбилейный» космодрома Байконур.
Полёт происходил в автоматическом режиме с использованием бортового компьютера и бортового программного обеспечения . Над акваторией Тихого океана «Буран» сопровождали корабль измерительного комплекса ВМФ СССР «Маршал Неделин » и научно-исследовательское судно АН СССР «Космонавт Георгий Добровольский ».
На этапе посадки не обошлось без чрезвычайного происшествия, которое, однако, в результате только подчеркнуло успех создателей программы. На высоте порядка 11 км «Буран», получивший с наземной станции информацию о погодных условиях в месте посадки, неожиданно для всех совершил резкий манёвр. Корабль описал плавную петлю с разворотом на 180º (изначально заходя на посадочную полосу с северо-западного направления, корабль сел, зайдя со стороны её южного конца). Как позже выяснилось, из-за штормового ветра на земле автоматика корабля приняла решение дополнительно погасить скорость и зайти по наиболее выгодной в новых условиях траектории посадки.
В момент разворота корабль пропал из поля зрения наземных средств наблюдения, связь на некоторое время прервалась. В ЦУПе началась паника, ответственные лица немедленно предложили задействовать аварийную систему подрыва корабля (на нём были установлены тротиловые заряды, предусмотренные для недопущения крушения сверхсекретного корабля на территории другого государства в случае потери курса). Однако, заместитель Главного конструктора НПО «Молния» по лётным испытаниям Степан Микоян, отвечавший за управление кораблём на участке снижения и посадки, принял решение подождать, и ситуация разрешилась благополучно.
Изначально система автоматической посадки не предусматривала перехода на ручной режим управления. Однако пилоты-испытатели и космонавты потребовали у конструкторов включить ручной режим в систему управления посадкой :
…система управления корабля «Буран» должна была выполнять автоматически все действия вплоть до остановки корабля после посадки. Участие лётчика в управлении не предусматривалось. (Позже, по нашему настоянию предусмотрели всё-таки резервный ручной режим управления на атмосферном участке полёта при возврате корабля.)
Значительная часть технической информации о ходе полёта недоступна современному исследователю, так как была записана на магнитных лентах для компьютеров БЭСМ-6 , исправных экземпляров которых не сохранилось. Частично воссоздать ход исторического полёта можно по сохранившимся бумажным рулонам распечаток на АЦПУ-128 с выборками из данных бортовой и наземной телеметрии .
Последующие события
В 2002 году единственный летавший в космос «Буран» (изделие 1.01) был разрушен при обрушении крыши монтажно-испытательного корпуса на Байконуре , в котором он хранился вместе с готовыми экземплярами ракеты-носителя «Энергия».
После катастрофы космического корабля «Колумбия», и в особенности с закрытием программы «Спейс шаттл», в западных СМИ неоднократно высказывалось мнение о том, что американское космическое агентство NASA заинтересовано в возрождении комплекса «Энергия-Буран» и предполагает сделать соответствующий заказ России в ближайшее время. Между тем, по сообщению агентства «Интерфакс», директор Г. Г. Райкунов заявил, что Россия может вернуться после 2018 года к этой программе и созданию ракет-носителей, способных выводить на орбиту груз до 24 тонн; испытания её будут начаты в 2015 году. В дальнейшем предполагается создание ракет, которые будут доставлять на орбиту грузы весом более 100 тонн. На отдалённое будущее имеются планы по разработке нового пилотируемого космического корабля и многоразовых ракет-носителей.
Технические характеристики
Одним из многочисленных специалистов по теплозащитному покрытию был музыкант Сергей Летов .
Сравнительный анализ систем «Буран» и «Спейс шаттл»
При внешнем сходстве с американским «Шаттлом» орбитальный корабль «Буран» имел принципиальное отличие - он мог совершать посадку полностью в автоматическом режиме с использованием бортового компьютера и наземного Комплекса радиотехнических систем навигации, посадки, контроля траектории и управления воздушным движением «Вымпел».
«Шаттл» садится с неработающими двигателями. Он не имеет возможности несколько раз заходить на посадку, поэтому предусмотрено несколько посадочных площадок на территории США.
«Буран»: название комплекса «Энергия - Буран». Комплекс состоял из первой ступени, представлявшей собой четыре боковых блока с кислород-керосиновыми двигателями РД-170 (в перспективе предусматривалось их возвращение и многоразовое использование), второй ступени с четырьмя кислород-водородными двигателями РД-0120 являющейся основой комплекса и пристыкованного к ней возвращаемого космического аппарата «Буран». При старте запускались обе ступени. После сброса первой ступени (4 боковых блока) вторая продолжала работать до достижения скорости чуть менее орбитальной. Довывод осуществлялся двигателями самого «Бурана», этим исключалось загрязнение орбит обломками отработанных ступеней ракеты.
Данная схема универсальна, поскольку позволяла осуществлять вывод на орбиту не только МТКК «Буран», но и других полезных грузов массой до 100 тонн. «Буран» входил в атмосферу и начинал гасить скорость (угол входа примерно 30°, постепенно угол входа уменьшался). Первоначально для управляемого полёта в атмосфере «Буран» должен был оснащаться двумя ТРД , устанавливаемыми в зоне аэродинамической тени в основании киля. Однако к моменту первого (и единственного) старта данная система не была готова к полёту, поэтому после входа в атмосферу корабль управлялся только рулевыми поверхностями без использования тяги двигателей. Перед приземлением «Буран» осуществил гасящий скорость корректирующий манёвр (полёт по нисходящей восьмёрке), после чего шёл на посадку. В этом единственном полёте у «Бурана» была лишь одна попытка для захода на посадку. При посадке скорость составляла 300 км/ч, во время входа в атмосферу доходила до 25 скоростей звука (почти 30 тысяч км/ч).
В отличие от «Шаттлов», в «Буране» была предусмотрена система экстренного спасения экипажа. На малых высотах работала катапульта для первых двух пилотов; на достаточной высоте, в случае нештатной ситуации, «Буран» мог отделяться от ракеты-носителя и совершать экстренную посадку.
Главные конструкторы «Бурана» никогда не отрицали, что «Буран» был частично скопирован с американского «Спейс шаттла». В частности, генеральный конструктор Лозино-Лозинский высказался на вопрос о копировании следующим образом:
Генеральный конструктор Глушко посчитал, что к тому времени было мало материалов, которые бы подтверждали и гарантировали успех, в то время, когда полёты «Шаттла» доказали, что подобная «Шаттлу» конфигурация работает успешно, и здесь риск при выборе конфигурации меньше. Поэтому, несмотря на больший полезный объём конфигурации «Спирали », было принято решение выполнять «Буран» по конфигурации, подобной конфигурации «Шаттла».
…Копирование, как это указано в предыдущем ответе, было, безусловно, совершенно сознательным и обоснованным в процессе тех конструкторских разработок, которые проводились, и в процессе которых было внесено, как уже было указано выше, много изменений и в конфигурацию, и в конструкцию. Основным политическим требованием было обеспечение габаритов отсека полезного груза, одинакового с отсеком полезного груза «Шаттла».
…отсутствие маршевых двигателей на «Буране» заметно меняло центровку, положение крыльев, конфигурацию наплыва, ну, и целый ряд других отличий.
Причины и следствия различий систем
Первоначальный вариант ОС-120, появившийся в 1975 году в томе 1Б «Технические предложения» «Комплексной ракетно-космической программы», был практически полной копией американского спейс шаттла - в хвостовой части корабля размещались три маршевых кислородно-водородных двигателя (11Д122 разработки КБЭМ тягой по 250 т. с. и удельным импульсом 353 сек на земле и 455 сек в вакууме) с двумя выступающими мотогондолами для двигателей орбитального маневрирования.
Ключевым вопросом оказались двигатели, которые должны были быть по всем основным параметрам равными или превосходить характеристики бортовых двигателей американского орбитального корабля SSME и боковые твердотопливные ускорители .
Двигатели, созданные в воронежском КБ химавтоматики , оказались по сравнению с американским аналогом:
- тяжелее (3450 против 3117 кг),
- немного больше по габаритам (диаметр и высота: 2420 и 4550 против 1630 и 4240 мм),
- с несколько меньшей тягой (на уровне моря: 156 против 181 т. с.), хотя по удельному импульсу, характеризующему эффективность двигателя, несколько его превосходили.
При этом весьма существенной проблемой было обеспечение многоразового использования этих двигателей. Для примера, изначально создававшиеся как многоразовые двигатели Спейс шаттла в итоге требовали такого большого объёма весьма дорогостоящих межпусковых регламентных работ, что экономически «Шаттл» полностью не оправдал возлагавшихся надежд по снижению стоимости выведения килограмма груза на орбиту.
Известно, что для вывода на орбиту одинаковой полезной нагрузки с космодрома Байконур, по географическим причинам, нужно иметь большую тягу, чем с космодрома на мысе Канаверал . Для старта системы «Спейс шаттл» используются два твердотопливных ускорителя с тягой по 1280 т. с. каждый (самые мощные ракетные двигатели в истории), с суммарной тягой на уровне моря 2560 т. с., плюс общая тяга трёх двигателей SSME 570 т. с., что вместе создает тягу при отрыве от стартового стола 3130 т. с. Этого достаточно, чтобы с космодрома Канаверал вывести на орбиту полезную нагрузку до 110 тонн, включающую сам челнок (78 тонн), до 8 астронавтов (до 2 тонн) и до 29,5 тонн груза в грузовом отсеке. Соответственно, для вывода на орбиту 110 тонн полезной нагрузки с космодрома Байконур, при прочих равных условиях, требуется создать тягу при отрыве от стартового стола примерно на 15 % больше, то есть около 3600 т. с.
Советский орбитальный корабль ОС-120 (ОС означает «орбитальный самолёт») должен был иметь вес 120 тонн (добавить к весу американского челнока два турбореактивных двигателя для полётов в атмосфере и систему катапультирования двух пилотов в аварийной ситуации). Простой расчёт показывает, что для вывода на орбиту полезной нагрузки в 120 тонн требуется тяга на стартовом столе более 4000 т. с.
В то же время получалось, что тяга маршевых двигателей орбитального корабля, если использовать аналогичную конфигурацию челнока с 3 двигателями, уступает американскому (465 т. с. против 570 т. с.), что совершенно недостаточно для второй ступени и довывода челнока на орбиту. Вместо трёх двигателей нужно было ставить 4 двигателя РД-0120 , но в конструкции планера орбитального корабля запаса места и веса не было. Конструкторам пришлось резко снижать вес челнока.
Так родился проект орбитального корабля ОК-92, вес которого был снижен до 92 тонн за счёт отказа от размещения маршевых двигателей вместе с системой криогенных трубопроводов, их запирания при отделении внешнего бака и т. д. В результате проработки проекта, четыре (вместо трёх) двигателя РД-0120 были перенесены из хвостовой части фюзеляжа орбитального корабля в нижнюю часть топливного бака. Тем не менее, в отличие от Шаттла, неспособного совершать столь активные орбитальные манёвры, Буран был оснащён двигателями маневрирования тягой 16 тонн, что позволяло ему при необходимости менять орбиту в широких пределах.
9 января 1976 года генеральный конструктор НПО «Энергия » Валентин Глушко утвердил «Техническую справку», содержащую сравнительный анализ нового варианта корабля «ОК-92».
После выхода постановления № 132-51, разработку планера орбитера, средств воздушной транспортировки элементов МКС и системы автоматической посадки поручили специально организованному НПО «Молния», которое возглавил Глеб Евгеньевич Лозино-Лозинский .
Изменения коснулись и боковых ускорителей. В СССР не имелось опыта проектирования, необходимой технологии и оборудования для производства таких больших и мощных твердотопливных ускорителей, которые используются в системе спейс шаттл и обеспечивают 83 % тяги на старте. Более суровый климат требовал более сложных химических веществ для работы в более широком температурном диапазоне, твердотопливные ускорители создавали опасные вибрации, не допускали управления тягой и разрушали озоновый слой атмосферы своим выхлопом. Кроме этого, двигатели на твёрдом топливе уступают по удельной эффективности жидкостным - а СССР требовалось в связи с географическим положением космодрома Байконур для вывода равной по ТЗ Шаттлу полезной нагрузки большая эффективность. Конструкторы НПО «Энергия» приняли решение использовать самый мощный из имеющихся ЖРД - двигатель, созданный под руководством Глушко, четырёхкамерный РД-170 , который мог развивать тягу (после доработки и модернизации) 740 т. с. Однако пришлось вместо двух боковых ускорителей по 1280 т. с. использовать четыре по 740. Суммарная тяга боковых ускорителей вместе с двигателями второй ступени РД-0120 при отрыве от стартового стола достигла 3425 т. с., что примерно равно стартовой тяге системы «Сатурн-5 » с кораблями «Аполлон » (3500 т. с.).
Возможность повторного использования боковых ускорителей была ультимативным требованием заказчика - ЦК КПСС и министерства обороны в лице Д. Ф. Устинова . Официально считалось, что боковые ускорители являются многоразовыми, однако в тех двух полётах «Энергии », которые имели место, задача сохранения боковых ускорителей даже не ставилась. Американские ускорители опускаются на парашютах в океан, что обеспечивает довольно «мягкую» посадку, щадящую двигатели и корпуса ускорителей. К сожалению, в условиях старта из казахстанской степи нет шансов провести «приводнение» ускорителей, а парашютная посадка в степи недостаточно мягкая для сохранения двигателей и корпусов ракет. Планирующая, либо парашютная с пороховыми двигателями посадка хоть и проектировались, но не была реализована в первых двух испытательных полетах, а дальнейшие разработки в этом направлении, включая спасение блоков как первой, так и второй ступени с помощью крыльев, не были осуществлены вследствие закрытия программы.
Изменения, ставшие отличиями системы «Энергия - Буран» от системы «Спейс шаттл», имели следующие результаты:
Военно-политическая система
По мнению зарубежных специалистов «Буран» был ответом на аналогичный американский проект «Спейс шаттл » и задумывался как военная система , которая, впрочем, была ответом на, как тогда считали, планировавшееся применение в военных целях американских шаттлов .
Программа имеет свою предысторию:
|
Многоразовые космические системы имели в СССР как сильных сторонников, так и авторитетных противников. Желая окончательно определиться с МКС, ГУКОС решил выбрать авторитетного арбитра в споре военных с промышленностью, поручив головному институту Минобороны по военному космосу (ЦНИИ 50) провести научно-исследовательскую работу (НИР) по обоснованию необходимости МКС для решения задач по обороноспособности страны. Но и это не внесло ясности, так как генерал Мельников, руководивший этим институтом, решив подстраховаться, выпустил два «отчёта»: один - в пользу создания МКС, другой - против. В конце концов оба этих отчёта, обросшие многочисленными авторитетными «Согласовано» и «Утверждаю», встретились в самом неподходящем месте - на столе Д. Ф. Устинова. Раздражённый результатами «арбитража», Устинов позвонил Глушко и попросил ввести его в курс дела, представив подробную информацию по вариантам МКС, но Глушко неожиданно отправил на встречу с секретарём ЦК КПСС , кандидатом в члены Политбюро, вместо себя - Генерального конструктора - своего сотрудника, и. о. начальника 162 отдела Валерия Бурдакова.
Приехав в кабинет Устинова на Старой площади , Бурдаков стал отвечать на вопросы секретаря ЦК. Устинова интересовали все подробности: зачем нужна МКС, какой она может быть, что нам для этого нужно, зачем в США создают свой шаттл, чем это нам грозит. Как впоследствии вспоминал Валерий Павлович, Устинова интересовали в первую очередь военные возможности МКС, и он представил Д. Ф. Устинову своё видение использования орбитальных челноков как возможных носителей термоядерного оружия, которые могут базироваться на постоянных военных орбитальных станциях в немедленной готовности к нанесению сокрушительного удара в любой точке планеты .
Перспективы МКС, представленные Бурдаковым, настолько глубоко взволновали и заинтересовали Д. Ф. Устинова, что он в кратчайший срок подготовил решение, которое было обсуждено в Политбюро, утверждено и подписано Л. И. Брежневым , а тема многоразовой космической системы получила максимальный приоритет среди всех космических программ в партийно-государственном руководстве и ВПК.
Чертежи и фотографии шаттла были впервые получены в СССР по линии ГРУ в начале 1975 года . Сразу же были проведены две экспертизы на военную составляющую: в военных НИИ и в Институте прикладной математики под руководством Мстислава Келдыша. Выводы: «будущий корабль многоразового использования сможет нести ядерные боеприпасы и атаковать ими территорию СССР практически из любой точки околоземного космического пространства» и «Американский шаттл грузоподъёмностью 30 тонн в случае его загрузки ядерными боеголовками способен совершать полеты вне зоны радиовидимости отечественной системы предупреждения о ракетном нападении. Совершив аэродинамический манёвр, например, над Гвинейским заливом, он может выпустить их по территории СССР» - подтолкнули руководство СССР к созданию ответа - «Бурана» .
И говорят, что мы будем туда летать раз в неделю, понимаете… А целей и грузов нет, и сразу возникает опасение, что они создают корабль под какие-то будущие задачи, про которые мы не знаем. Возможно применение военное? Безусловно.
И вот они это продемонстрировали на том, что над Кремлём они прошлись на «Шаттле», вот это был всплеск наших военных, политиков, и так было принято решение в одно время: отработка методики перехвата космических целей, высоких, с помощью самолётов.
К 1 декабря 1988 года был по крайней мере один засекреченный запуск «Шаттла» с военными задачами (номер полета по кодификации НАСА - STS-27) . В 2008 году стало известно, что во время полёта по заданию NRO и ЦРУ был выведен на орбиту всепогодный разведывательный спутник Lacrosse 1 (англ.) русск. , который делал снимки в радиодиапазоне способом радиолокации .
В США заявляли, что система «Спейс шаттл» создавалась в рамках программы гражданской организации - НАСА. Целевая космическая группа под руководством вице-президента С. Агню в 1969-1970 годах разработала несколько вариантов перспективных программ мирного освоения космического пространства после окончания лунной программы . В 1972 году Конгресс, основываясь на экономическом анализе, поддержал проект создания многоразовых челноков взамен одноразовых ракет.
Перечень изделий
К моменту закрытия программы (начало 1990-х годов) было построено или велось строительство пяти лётных экземпляров корабля «Буран»:
- Изделие 1.01 «Буран» - корабль совершил космический полёт в автоматическом режиме. Находился в рухнувшем монтажно-испытательном корпусе на 112-й площадке космодрома, полностью уничтожен вместе с макетом РН «Энергия» при обрушении монтажно-испытательного корпуса № 112 12 мая 2002 года . Являлся собственностью Казахстана .
- Изделие 1.02 «Буря» - должен был совершить второй полёт в автоматическом режиме со стыковкой с пилотируемой станцией «Мир ». Находится на космодроме Байконур и является собственностью Казахстана. В апреле 2007 года массово-габаритный макет изделия, ранее бесхозно валявшийся под открытым небом, установлен в экспозиции музея космодрома Байконур (площадка 2). Само изделие 1.02 вместе с макетом ОК-МТ находится в монтажно-заправочном корпусе, и к нему свободного доступа не имеется. Тем не менее, в мае-июне 2015 года блогеру Ralph Mirebs удалось сделать ряд фотографий разрушающегося челнока и макета .
- Изделие 2.01 «Байкал» - степень готовности корабля на момент прекращения работ составляла 30-50 %. До 2004 года находился в цехах , в октябре 2004 года перевезён на причал Химкинского водохранилища для временного хранения. 22-23 июня 2011 года перевезён речным транспортом на аэродром в Жуковский, для реставрации и последующего показа на авиасалоне МАКС .
- Изделие 2.02 - был готов на 10-20 %. Разобран (частично) на стапелях Тушинского машиностроительного завода.
- Изделие 2.03 - задел уничтожен в цехах Тушинского машиностроительного завода .
Перечень макетов
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».
- БТС-001 ОК-МЛ-1 (изделие 0.01) использовался для отработки воздушной транспортировки орбитального комплекса. В 1993 году полноразмерный макет был передан в лизинг обществу «Космос - Земля» (президент - космонавт Герман Титов). До июня 2014 года был установлен на Пушкинской набережной Москвы-реки в Центральном парке культуры и отдыха им. Горького . По состоянию на декабрь 2008 года в нём был организован научно-познавательный аттракцион. В ночь с 5 по 6 июля 2014 года макет перемещён на территорию ВДНХ к празднованию 75-летия ВДНХ.
- ОК-КС (изделие 0.03) является полноразмерным комплексным стендом. Использовался для отработки воздушной транспортировки, комплексной отработки ПО, электро-радиотехнические испытания систем и оборудования. До 2012 года находился в корпусе контрольно-испытательной станции РКК «Энергия» , город Королёв . Был перемещён на прилегающую к корпусу центра территорию, где сейчас проходит консервацию. После консервации будет установлен на специально подготовленной площадке территории РКК «Энергия» .
- ОК-МЛ1 (изделие 0.04) применялся для габаритных и весовых примерочных испытаний. Находится в музее космодрома Байконур.
- ОК-ТВА (изделие 0.05) применялся для тепло-вибро-прочностных испытаний. Находится в ЦАГИ . По состоянию на 2011 год все отсеки макетов уничтожены, за исключением левого крыла со стойкой шасси и со штатной теплозащитой, которые были включены в состав макета орбитального корабля.
- ОК-ТВИ (изделие 0.06) являлся моделью для тепло-вакуумных испытаний. Располагается в НИИХимМаш, г. Пересвет Московской области.
- ОК-МТ (изделие 0.15) использовался для отработки предстартовых операций (заправка корабля, примерочно-стыковочных работ и др.). В настоящее время находится на площадке Байконура 112А, (45°55′10″ с. ш. 63°18′36″ в. д. H G Я O L ) в сооружении 80, вместе с изделием 1.02 «Буря» . Является собственностью Казахстана .
- 8М (изделие 0.08) - макет представляет собой только модель кабины с аппаратной начинкой. Использовался для отработки надёжности катапультируемых кресел. После окончания работ находился на территории 29-й клинической больницы в Москве, затем был перевезён в подмосковный Центр подготовки космонавтов. В настоящее время находится на территории 83-й клинической больницы ФМБА (с 2011 - Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий ФМБА).
В филателии
В культуре
- В 1991 г. вышла советская фантастическая комедия «Абдулладжан, или Посвящается Стивену Спилбергу », режиссёра Зульфикара Мусакова, о приключении пришельца в узбекском кишлаке. В начале фильма показан старт и совместный полет американского шаттла и советского "Бурана".
- Buran - игра на MSX , 1990 года
- Собрать Буран - игра на ПК Байт , 1989 года
См. также
- БОР-5 - габаритно-весовая модель орбитального корабля «Буран»
Примечания
- Применение Бурана
- Выступление Ген. конст. НПО «Молния» Г. Е. Лозино-Лозинского на научно-практической выставке-конференции «„Буран“ - прорыв к сверхтехнологиям», 1998
- Посадочный комплекс космодрома Байконур
- Запасные аэродромы для «Бурана»
- Схема размещения в Крыму объектов Комплекса радиотехнических систем навигации, посадки, контроля траектории и управления воздушным движением «Вымпел»
- В отличие от американского «Шаттла», который традиционно совершает предпосадочные манёвры и посадку на ручном управлении (вход в атмосферу и торможение до скорости звука в обоих случаях полностью компьютеризованы). Данный факт - полёт космического аппарата в космос и спуск его на Землю в автоматическом режиме под управлением бортового компьютера - вошёл в
«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.
После обвала перекрытия
Шаттл »Discovery» изнутри Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия -