БУРАН — медленное рождение, быстрая смерть…

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (Оцени первым)

 "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.

 

 Внешняя конфигурация. Орбитальный корабль (ОК) "Буран" выполнен по самолетной схеме: это "бесхвостка" с низкорасположенным треугольным крылом двойной стреловидности по передней кромке; аэродинамические органы управления включают элевоны, балансировочный щиток, расположенный в хвостовой части фюзеляжа, и руль направления, который, "расшепляясь" по задней кромке, выполняет также функции воздушного тормоза; посадку "по-самолетному" обеспечивает трехопорное (с носовым колесом) выпускаюшееся шасси. 

  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 (рис. справа) 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. 

 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.

Первые проекты крылатых космических кораблей:
Во второй половине 50-х годов в ЦАГИ приступили к исследованию гиперзвуковых пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов. Первые официальные упоминания о "космолетах" ("космопланах") — аппаратах типа самолетов, способных летать на чрезвычайно больших высотах и в околоземном космосе — появились в 1958 году в планах Министерства обороны СССР, очерчивающих основные направления деятельности советских ВВС на ближайшие 25 лет. Предполагалось, что разрабатываемые аппараты смогут достичь скоростей свыше М=10 и высот полета более 60 км.
Вскоре в ОКБ-23 и ОКБ-256 Госкомитета по авиационной технике началась разработка проектов пилотируемых "космопланов", запускаемых на орбиту трехступенчатой модификацией МБР Р-7. 

 1 — кабина космонавтов; 2 — иллюминаторы; 3 — входной люк; 4 — приборный отсек; 5 — консоли крыла при входе в плотные слои атмосферы; 6 — хвостовое оперение.

В ОКБ-256 Павла Цыбина по заказу ОКБ-1 Сергея Королева, параллельно с "гагаринским" "Востоком", проектировался крылатый космический корабль (КК) "классической" аэродинамической схемы, эскизный проект которого был утвержден 17 мая 1957 года. Планирующий космический аппарат (ПКА) имел трапециевидное крыло и нормальное хвостовое оперение при стартовой массе 4,7 т, посадочной — 2,6 т и экипаже 1 человек. Расчетная продолжительность полета достигала 27 часов. КК имел длину 9,4 м, размах крыла 5,5 м, высоту по оперению 4 м и ширину фюзеляжа 3 м. Особенностью проекта было складывание крыла в аэродинамическую "тень" фюзеляжа на участке интенсивного торможения в атмосфере. Схема спуска предполагала интенсивное торможение в атмосфере с использованием подъемной силы несущего корпуса до скорости 500-600 км/ч на высоте около 20 км, затем обеспечивалось планирование с помощью раскладывающего крыла. Космонавт должен был катапультироваться перед посадкой на взлетно-посадочную полосу (ВПП). После подключения к работам ЦАГИ выяснилось, что проблемы, встающие перед разработчиками крылатых космических аппаратов, гораздо серьезнее, чем было принято считать. Так, после продувок в аэродинамических трубах выяснилось, что тепловые нагрузки на теплозащитный экран значительно превосходят расчетные, а узел шарнира поворота консолей крыла на самом теплонапряженном участке спуска находится в "застойной" зоне с практически полным отсутствием теплоотвода. Технические проблемы, связанные с точной ориентацией при спуске, сложности с теплозащитой и успешные испытания КК "Восток" определили прекращение работ по ПКА.

В 1957-60 годах воздушно-космические аппараты (ВКА) М-40, М-46 и другие разрабатывались в ОКБ-23 Владимира Мясищева в рамках "Темы-48". Последний вариант ВКА-23 впервые предусматривал применение плиточной керамической теплозащиты, предназначался для одного космонавта и при запуске на орбиту высотой 400 км имел массу 4,5 т, длину 9 м, размах крыла 6,5 м, высоту по килям 2 м и был способен нести полезный груз 700 кг. 

 ( ВКА-23)

В 1960 г. ОКБ-23 и ОКБ-256 стали филиалами ОКБ-52 Владимира Челомея, продолжившим работу над ракетопланами. Результатом стал эскизный проект беспилотного ракетоплана Р-1 массой 6,3 т, оснащенного М-образным складным крылом переменной стреловидности, и его пилотируемого варианта Р-2.
Беспилотный вариант Р-1 предназначался для проверки и отработки всех агрегатов и систем ракетоплана на орбите, в том числе систем ориентации и стабилизации, теплозащиты, срабатывания средств разделения с изучением динамики процесса расцепки, уточнения баллистических и аэродинамических параметров ракетоплана с оценкой надежности работы всех бортовых систем.
На ракетоплане Р-2 предполагалась отработка космонавтом контрольно-проверочных, связных и наблюдательных функций из космоса. Полная масса ракетопланов Р-1 и Р-2 — по 6300 кг, штатная траектория полета должна была включать эллиптическую орбиту с перигеем 160 км и апогеем 290 км, полное время полета составляло 24 часа. Перегрузка на спуске должна была составить всего 3,5-4 g, в отличие от 9-11 g на спускаемом аппарате КК "Восток". Для запуска ракетопланов велась проработка собственной двухступенчатой РН А-150 со стартовым весом около 200 т. 

 (Р-2)
По программе разработки ракетоплана и маневрирующих боеголовок в 1961-63 годах было выполнено 12 суборбитальных запусков масштабных моделей МП-1 и М-12 на РН Р-12 разработки Михаила Янгеля (первый пуск 21.02.1963), но после снятия с руководящих постов благоволившего к Челомею Никиты Хрущева (его сын Сергей работал в ОКБ-52) 19 октября 1964 года все работы были прекращены с передачей материалов по ракетопланам в ОКБ-155 Артема Микояна.
МП-1 представляла собой прообраз маневрирующей боеголовки в виде 1,8-метрового конуса массой 1,75 т, управляемого на гиперзвуковых скоростях восемью аэродинамическими щитками. Баллистическая ракета поднимала образец на 405 км, в атмосферу он входил в 1760 км от места старта со скоростью 3,8 км/с. М-12 — такой же конус, но с четырьмя стабилизаторами.
 

 (МП-1)

Если работа над ракетопланами не спасла самостоятельность ОКБ-23 Мясищева, то патриарх отечественной авиации Андрей Туполев поступил мудрее, создав еще в 1956-57 годах внутри своего ОКБ-156 отдел "К" под руководством своего сына Алексея, поручив ему работы в области беспилотных авиационных и ракетных систем. В 1958 г. отдел "К" начал работы над ударным беспилотным комплексом "ДП" (дальний планирующий), состоящим из РН (предполагалось использовать модификации боевых Р-5, -12, -14 или Р-16) и последней ступени в виде планирующего ракетоплана с термоядерной боевой частью. Предусматривалась также разработка в ОКБ-156 собственного носителя. РН должна была забрасывать планирующий аппарат на высоту 50-100 км и придавать ему горизонтальную скорость до 20000 км/ч. После разделения ракетоплан выполнял коррекцию и летел к цели по планирующей траектории со снижением скорости и высоты полета. Аппарат должен был выйти на цель на удалении до 4000 км от точки старта, развивая скорость до М=10 (~7000 км/ч) над целью на высоте 30 км. 

 Путь к "Бурану"
Следующей этапной работой для советской космонавтики явилась разработка многоразовой космической системы (МКС) "Энергия-Буран", завершившаяся триумфальным беспилотным полетом и автоматической посадкой "Бурана" на ВПП космодрома Байконур 15 ноября 1988 года.
Создание МКС "Энергия-Буран" (рис. справа) было самой масштабной и трудоемкой программой в истории советской космонавтики. Достаточно сказать, что в течение 18 лет над МКС непосредственно работало более миллиона человек в 1286 предприятиях и организациях 86 министерств и ведомств, были задействованы крупнейшие научные и производственные центры страны. Общие затраты на программу по состоянию на начало 1992 года составили 16,4 млрд. советских рублей.
 

 "Буран" задумывался как военная система. В решениях НТС Министерства общего машиностроения и Министерства обороны ставилась задача: "исключить возможную техническую и военную внезапность, связанную с появлением у потенциального противника многоразовой транспортной космической системы "Space Shuttle" — принципиально нового технического средства доставки на околоземные орбиты и возвращения на Землю значительных масс полезных грузов". 

 Но окончательный облик "Бурана" появился не сразу. Первоначальный вариант "ОС-120" (рисунок справа), появившийся в 1975 году в томе 1Б "Технические предложения" "Комплексной ракетно-космической программы", был практически полной копией американского шаттла — в хвостовой части корабля размещались три маршевых кислородно-водородных двигателя (11Д122 разработки КБЭМ тягой по 250 тс и удельным импульсом 353 сек на земле и 455 сек в вакууме) с двумя выступающими мотогондолами с двигателями орбитального маневрирования.
МКС с орбитальным кораблем ОС-120 имела стартовую массу 2380 т и состояла из четырех модульных блоков I ступени, расположенных вокруг подвесного топливного отсека и орбитального самолета, образующих II ступень системы. Советский аналог воздушно-космического самолета "Шаттла" — "ОС-120" получался тяжелее (стартовая масса 120 т, посадочная — 89 т) за счет размещения на пилонах в хвостовой части двух РДТТ системы аварийного спасения для экстренного отделения корабля от топливного отсека.
 

 Эти и другие доработки сделали "Буран" в конце концов таким, каким его узнал весь мир осенью 1988 года.
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.
 

 

 [ DAY1923 / 14.06.2006 ] by DAY1923 | http://www.buran.ru/htm/mtkkmain.htm |

Статьи на тему:

  • No Related Post
Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий

Вы должны быть авторизованы, чтобы разместить комментарий.

Рейтинг блогов Рейтинг блогов Rambler's Top100 free counters

Large Visitor Map