«Буран» —
это советский космический корабль
МНОГОРАЗОВОГО
использования.
Он ПРЕВЗОШЁЛ,
по техническим
характеристикам, американский
корабль многоразового
использования – «Шатл».
Буран космический корабль –
это крайний
и самый ГРАНДИОЗНЫЙ
проект,
осуществлённый в СССР.
В СССР
такие проекты могли осуществляться только с ведома и согласия высшего руководства страны.
До того момента
пока не полетел первый Шатл,
советское правительство было совершенно уверено,
что такой проект создать,
в то время —
в ПРИНЦИПЕ НЕВОЗМОЖНО!
Поэтому мощный ТОЛЧОК
на создание Бурана космического корабля
был получен только после 12-го апреля 1981
года,
когда первый раз
взлетел первый Шатл!
Это был Шатл
«Колумбия».
Первый Шатл
взлетел точно в День Советской Космонавтики,
в 20-ю Годовщину
полёта ПЕРВОГО КОСМОНАВТА
нашей планеты, Ю.А.Гагарина.
Скорее всего,
дата полёта первого челнока
была выбрана НЕ СЛУЧАЙНО.
Ракета-носитель Энергия с космическим кораблем Буран Мощность Энергии-170 000 000 л.с.
Советское правительство принималось за осуществление проектов такого масштаба только с точки зрения – ЧТО, данный проект может дать в ВОЕННОМ смысле. Что такое космос в военно-политическом аспекте – это возможность совершить сокрушительный удар по противнику, НЕ получив при этом ответного удара. В конце 70-х, начале 80-х годов 20-го века гонка вооружений стала перемещаться в космос. Вперёд вышла ИСТИНА – КТО ВЛАДЕЕТ КОСМОСОМ – ТОТ ВЛАДЕЕТ МИРОМ. А это предполагает, прежде всего, создание Бурана космического корабля МНОГОРАЗОВОГО использования.
Система Энергия — Буран на взлёте
В самом начале космической гонки, СССР ВЫРВАЛСЯ ВПЕРЁД! Первый спутник Земли. Первый полёт человека в космос. Первая фотография обратной стороны луны. Первая женщина в космосе и т. д. и т. п. Лидерство СССР в космосе продолжалось 12 лет – с 1957 года по 1969 год. Лидерство СССР в космосе было переломлено американцами в 1969 году — приземлением человека на ЛУНУ! А также запуском в 1981-м году космического корабля МНОГОРАЗОВОГО использования, Шатла, который был подобен, созданному в последующем космическому кораблю, Буран! Кстати сказать, что ПРЯМОЙ РЕПОРТАЖ по высадке человека на Луну показывался по телевидению на ВЕСЬ МИР, в то время, в режиме как, сейчас говорят « ON LINE». Этот прямой репортаж НЕ смотрели только ДВЕ страны в Мире – это были СССР и Китай. Правда, в СССР прямой репортаж по высадке человека на ЛУНУ всё-таки несколько человек смотрели – это были только советские космонавты в Центре Управления Космическими Полётами.
В СССР освоение космоса рассматривалось в основном только в ВОЕННОМ аспекте. Даже Ю.А.Гагарин полетел на боевой ракете, переделанной под полёт человека в космос. Но у ракет есть один очень серьёзный и существенный недостаток – она используется только ОДИН РАЗ. Соответственно, это очень ДОРОГО. Поэтому появилась идея создать Буран космический корабль МНОГОРАЗОВОГО использования, который будет после полёта в космос благополучно ВОЗВРАЩАТЬСЯ на Землю — на аэродром. Сразу скажем, что РЕСУРС космического корабля Буран около 100 запусков.
Первая попытка создать многоразовый космический корабль – это был советский проект под названием «Спираль» (смотри статью «Неизвестные самолёты»). Он был так назван потому, что он приземлялся по спирали. Спираль – это был КОСМИЧЕСКИЙ ИСТРЕБИТЕЛЬ. Его главное предназначение было уничтожение на орбите Земли космических объектов противника и возвращение на Землю. Для того, чтобы начать производство нового образца военной техники, необходимо было получить разрешение, в том числе и министра обороны. Тогда министром обороны СССР был А.А.Гречко. Он, НЕ разобравшись в деталях этого проекта, отказал в производстве Спирали, сказав дословно: «Фантастикой мы заниматься не будем???» Так одним росчерком пера была уничтожена перспективная разработка Спираль! Если бы Спираль НЕ была так просто зарублена, то ещё неизвестно, чей бы ЧЕЛНОК взлетел первым – американский или советский! Правда, надо сказать, что после смерти А.А.Гречко в 1976 году самолёт-аналог Спирали всё-таки, был построен и начал проходить лётные испытания. Первый полёт прошёл успешно, но будущего у Спирали уже не было – было принято решение по созданию Бурана космического корабля.
Мы всё больше и больше отставали от американцев. В США в это время уже полным ходом шло строительство Шатла. Шатл был основным элементом программы СОИ – «Стратегической Оборонной Инициативы». СОИ – это размещение лазерного оружия в космосе для уничтожения спутников и баллистических ракет противника. В СССР об этих работах знали и, проведя исследования, пришли к неутешительным выводам. Шатл мог сделать «НЫРОК» из космоса на высоту 80 километров, сбросить ядерную бомбу и затем опять уйти на орбиту. В это время пост министра обороны СССР занял Д.Ф.Устинов. Принять решение – делать или не делать советский Шатл, предстояло ему. В январе 1976 года вышло постановление о начале работ по созданию Бурана космического корабля. Вопрос – получится или не получится, Буран космический корабль, даже НЕ стоял. После проигрыша в ЛУННОЙ гонке, была цель создать аппарат, ПРЕВОСХОДЯЩИЙ по техническим характеристикам Шатл.
Система Энергия — Буран Взлёт Мощность Энергии — 170 000 000 л.с
Буран — это общее название МНОГОРАЗОВОЙ космической системы. Она состоит из ракеты-носителя и космического самолёта. Буран космический корабль — это совсем НЕ копия Шатла, при его внешней схожести. Основа американской системы – это сам ОРБИТАЛЬНЫЙ КОРАБЛЬ, установленный на топливном баке. Топливный бак, после сгорания топлива, отделяется от корабля и сгорает при падении в атмосфере. Все основные тяговые двигатели, для выхода на орбиту на Шатле, находятся на самом орбитальном корабле. На системе Буран, основные тяговые двигатели, для выхода на орбиту, находятся на ракете-носителе «Энергия». После сгорания топлива, ракета-носитель Энергия отделяется от корабля и сгорает при падении в атмосфере. На самом Буране космическом корабле есть только НЕ основные тяговые двигатели. Преимущество системы «Энергия-Буран» в том, что ракета-носитель Энергия может выносить на орбиту не только космический самолёт, но и ЛЮБУЮ другую полезную НАГРУЗКУ. Получается, что и ракета-носитель Энергия имеет бОльшую мощность и соответственно способность выносить на орбиту бОльшие веса и отдельно сам Буран космический корабль имеет бОльшую грузоподъёмность.
Система Энергия — Буран Выход на старт
Энергия — это ракета-носитель СВЕРХТЯЖЁЛОГО класса. Стартовая масса около 3 000 тонн. Масса выносимой на орбиту полезной нагрузки до 140 тонн. Высота ракеты на стартовом столе 70 метров. Суммарная мощность двигателей на старте 170 000 000 лошадиных сил. Ракету-носитель Энергию создавало Министерство Общего машиностроения – это ракетная промышленность. Буран космический корабль создавало Министерство Авиационной промышленности. Космический самолёт должен уметь летать и приземляться на аэродром и должен НЕ СГОРАТЬ в атмосфере, при сходе с орбиты на скорости 8 км/сек. Буран космический корабль краткая техническая характеристика: масса пустого корабля 90 тонн, масса полезного груза 30 тонн, длина 35 метров, размах крыла 24 метра, высота 16 метров.
Для проверки аэродинамики и отработки посадки Бурана космического корабля был построен аналог – полная копия настоящего корабля, только ещё плюс дополнительные двигатели для взлёта с аэродрома. Как его только не называли: «Летающий булыжник», «Утюг», «Чемодан с крыльями». С трудом верилось, что этот угловатый объект высотой с пятиэтажный дом, вообще может взлететь. В то, что он сядет, верили ещё меньше. Специально для взлёта и посадки Бурана космического корабля была построена полоса длиной 5 500 метров – самая длинная в Европе. Первый взлёт с аэродрома, Буран совершил 10-го ноября 1985-го года. Вопреки опасениям Буран легко оторвался от земли. Траектория снижения космического самолёта очень крутая. Непосвящённый человек может подумать, что Буран космический корабль камнем падает вниз, но при приближении к земле – на определённой высоте самолёт выравнивается и мягко касается полосы. Всего аналог Бурана летал 24 раза.
Помимо задачи научить Буран летать, нужно было решить задачу не менее важную – теплозащита космического самолёта. Весь Буран космический корабль покрыт теплозащитной плиткой сделанной из специального КВАРЦЕВОГО ПЕСКА определённого состава. Степень теплозащиты этой плитки такова, что после полного разогрева до температуры 1 700 градусов Цельсия, она остывает буквально за несколько секунд и её можно брать голыми руками. А если теплозащитную плитку Бурана космического корабля положить на ладонь и направить на плитку огненную струю синего цвета от паяльной лампы, то ладонь ощутит всего лишь тепло. Температура огненной струи синего цвета паяльной лампы около 3 000 градусов Цельсия. Всего теплозащитных плиток около 40 000 штук. Стоимость каждой плитки 500 рублей – это когда средняя зарплата была 130 рублей в месяц! Соответственно вся только теплозащита Бурана космического корабля обошлась в 20 000 000 рублей – это в то время, когда цена рубля была сравнима с ценой доллара! В истории создания космического корабля Буран интересен ещё и такой факт. Во времена СССР должность президента называлась «Генеральный Секретарь ЦК КПСС». Когда правительство СССР приняло решение создать космический корабль многоразового использования Буран, Генеральным Секретарём ЦК КПСС являлся Л.И.Брежнев. Брежнева пытались отговорить строить космический корабль Буран, мотивируя отказ тем, что — это буквально ФАНТАСТИЧЕСКИ ДОРОГОЙ ПРОЕКТ! Также говорили, что в стране и без этого КУЧА ПРОБЛЕМ, что в стране НЕТ ДЕНЕГ на такие разработки! Тогда, для того, чтобы дело НЕ остановилось, Брежнев сказал всего ДВА СЛОВА! Это были такие слова: «ДЕНЬГИ НАЙТИ!» И ДЕНЬГИ НАШЛИ!!!
Некоторые цифры температур нагрева различных поверхностей Бурана космического корабля, при сходе с орбиты: нос корабля и «брюхо» – 1 700 градусов Цельсия, «спина» — менее 370 градусов Цельсия, передняя кромка крыла, сделанная из сплава на основе вольфрама – около 3 000 градусов Цельсия. Указанные температуры нагрева возникают при спуске с орбиты Бурана космического корабля на высоте примерно 57 километров. Интересно, что при сходе Бурана космического корабля с орбиты и при входе его в атмосферу ДОПУСК ОТКЛОНЕНИЯ по ТАНГАЖУ составляет всего 0,5 градуса! В противном случае, при меньшем угле тангажа корабль рискует сгореть в атмосфере, а при большем угле тангажа он может отскочить от атмосферы, как блинчик от воды! Для испытания теплозащитной плитки в реальных условиях вспомнили о проекте Спираль. Сделали уменьшенную копию Спирали и запустили её в космос. Испытания прошли успешно!
Система Энергия — Буран на стартовом комплексе
С самого начала запуск Бурана космического корабля в КОСМОС планировался как БЕСПИЛОТНЫЙ – полностью АВТОМАТИЧЕСКИЙ. Обустройство автоматического полёта во много раз СЛОЖНЕЕ, чем полёт в ручном режиме. К слову заметим, что ни одного полёта Шатла НЕ было в автоматическом режиме. Наступило 15 ноября 1988 года – день старта Бурана космического корабля. Погода портилась на глазах. Накануне поступило штормовое предупреждение. Скорость ветра достигала 20 м/с. После совещания главных конструкторов всё, таки было дано разрешение на старт. Буран космический корабль вышел на орбиту. Ему предстояло сделать 2 витка вокруг Земли. Многим уже тогда было ясно, что первый полёт Бурана космического корабля будет ПОСЛЕДНИМ. Во время посадки Буран боролся с сильным боковым ветром. Самолёт коснулся полосы почти в центре расчётной точки, отклонившись от осевой линии меньше, чем на 1 метр. Пробежал по полосе и замер.
Это была НАИВЫСШАЯ ТОЧКА развития СОВЕТСКОЙ КОСМОНАВТИКИ!!!
Ой, как сухо. Это для фанатов. Я надеюсь рассказать, короче, но интересней)
Итак, космодром Байконур 15 ноября 1988 г. На старте универсальная транспортная ракетно-космическая система "Энергия-Буран". 12 лет подготовки и еще 17 дней отмены из-за неполадок.
В день старта, подготовка к пуску протекала на удивление гладко (циклограмма предстартовой подготовки проходит без замечаний), но главную тревогу доставляла погода - на Байконур шел циклон. Дождь, шквалистый ветер с порывами до 19 м/с, низкая облачность, началось обледенение ракеты-носителя и корабля - в отдельных местах толщина льда достигла 1...1,7 мм.
За 30 минут до запуска командиру боевого расчета по пуску "Энергии-Бурана" В.Е. Гудилину под роспись вручают штормовое предупреждение: "Туман при видимости 600-1000 м. Усиление юго-западного ветра 9-12 м/сек, порывы временами до 20 м/сек". Но после короткого совещания, изменив направление посадки "Бурана" (20º против ветра), руководство принимает решение: "Пускать!"
Идут последние минуты предстартового отсчета... На стартовом комплексе, подсвеченная ослепительно белым светом прожекторов, стоит ракета под низким облачным потолком, на котором тускло светится огромное пятно отраженного света. Порывы сильнейшего ветра обрушивают на ракету снежную крупу вперемешку со степным песком... Многим в тот момент подумалось, что "Буран" не случайно носит свое имя.
В 05:50, после десятиминутного разогрева двигателей, с ВПП аэродрома Юбилейный в воздух взлетает самолет оптико-телевизионного наблюдения (СОТН) МиГ-25 - борт 22. Самолет пилотирует Магомед Толбоев, во второй кабине - телеоператор Сергей Жадовский. В задачу экипажа СОТН входит ведение телерепортажа переносной телекамерой и наблюдение старта "Бурана" выше слоев облачности. Помимо этого осуществляется слежение с земли (см. картинку).
За 1 минуту 16 секунд до старта весь комплекс "Энергия-Буран" переходит на автономное энергопитание. Теперь все готово к старту.
"Буран" стартовал в свой единственный триумфальный полет точно по циклограмме...
Картина старта была яркой и скоротечной. Свет прожекторов на стартовом комплексе исчез в клубах выхлопных газов, из которых, подсвечивая это огромное бурлящее рукотворное облако огненно-красным светом, медленно поднялась ракета, как комета со сверкающим ядром и хвостом, направленным к земле! Обидно коротким было это зрелище! Через несколько секунд только затухающее пятно света в покрове низких облаков свидетельствовало о неистовой силе, которая несла "Буран" через облака. К завываниям ветра добавился мощный низкий рокочущий звук и, казалось, будто он идет отовсюду, что он исходит от низких свинцовых облаков.
Подробное описание полета: траектория, технические моменты при каждом маневре, изменения положения в пространстве относительно Земли, подробно описаны тут ---> http://www.buran.ru/htm/flight.htm
Самое интересно произошло, когда Буран стал заходить на посадку (см. картинку 3).
До сих пор полет проходил строго по расчетной траектории снижения - на контрольных дисплеях ЦУПа его отметка смещалась к ВПП посадочного комплекса практически в середине допустимого коридора возврата. "Буран" приближался к аэродрому несколько правее оси посадочной полосы, и все шло к тому, что он будет "рассеивать" остаток энергии на ближнем "цилиндре". Так думали специалисты и летчики-испытатели, дежурившие на объединенном командно-диспетчерском пункте. В соответствии с циклограммой посадки включаются бортовые и наземные средства радиомаячной системы. Однако при выходе в ключевую точку с высоты 20 км "Буран" "заложил" маневр, повергший в шок всех находившихся в ОКДП. Вместо ожидавшегося захода на посадку с юго-востока с левым креном корабль энергично отвернул влево, на северный цилиндр выверки курса, и стал заходить на ВПП с северо-восточного направления с креном 45º на правое крыло.
На высоте 15300 м скорость "Бурана" стала дозвуковой, затем при выполнении "своего" маневра "Буран" прошел на высоте 11 км над полосой в зените радиотехнических средств обеспечения посадки, что было наихудшим случаем с точки зрения диаграмм направленности наземных антенн. Фактически в этот момент корабль вообще "выпал" из поля зрения антенн. Замешательство наземных операторов было настолько велико, что они перестали наводить на "Буран" самолет сопровождения!
Послеполетный анализ показал, что вероятность выбора такой траектории была менее 3%, однако в сложившихся условиях это было самое правильное решение бортовых компьютеров корабля!
В момент неожиданной смены курса судьба "Бурана" буквально "висела на волоске", и отнюдь не по техническим причинам. Когда корабль заложил левый крен, первая осознанная реакция руководителей полета была однозначной: "Отказ системы управления! Корабль нужно подрывать!" Ведь на случай фатального отказа на борту "Бурана" размещались тротиловые заряды системы аварийного подрыва объекта, и казалось, что момент их применения наступил. Спас положение заместитель Главного конструктора НПО "Молния" по летным испытаниям Степан Микоян, отвечавший за управление кораблем на участке снижения и посадки. Он предложил немного подождать и посмотреть, что будет дальше. А "Буран" тем временем уверенно разворачивался для захода на посадку. Не смотря на колоссальное напряжение на ОКДП, после отметки 10 км "Буран" летел по "знакомой дороге", многократно проторенной для него летающей лабораторией Ту-154ЛЛ и самолетом-аналогом орбитального корабля БТС-002 ОК-ГЛИ.
На высоте около 8 км с кораблем сблизился МиГ-25 Магомеда Толбоева. Интрига была в том, что бортовой вычислительный комплекс вел корабль по "своей" траектории выхода в контрольную точку, а МиГ-25 СОТН наводился на корабль по командам, выдаваемым с земли на основании ожидаемой траектории. Поэтому СОТН выводился не в реальную, а в расчетную точку перехвата, и в итоге СОТН и "Буран" встретились на встречных курсах! Для того, чтобы не упустить "Буран", М.Толбоев был вынужден "свалить" самолет в левый штопор (времени на выполнение обычного разворота уже не оставалось), и после выполнения полупетли, выводить машину из штопора и на форсаже догонять корабль. Перегрузка во время выполнения этого маневра чуть было не сломала телекамеру в руках у Сергея Жадовского, но, к счастью, после выравнивания СОТН она вновь заработала. При подлете к кораблю потребовалось теперь уже резкое торможение, которое сопровождалось интенсивной тряской. А с учетом того, что М.Толбоев так и не рискнул подойти к "своенравному" кораблю ближе, чем на 200 метров и бортоператору пришлось снимать при максимальном увеличении телекамеры, телевизионная картинка оказалась очень смазанной и дрожащей. Было видно, что корабль выглядел хоть и обгорелым, но без заметных повреждений.
До сих пор корабль самостоятельно, без какой-либо корректировки с Земли, снижался по траектории, рассчитанной бортовым цифровым вычислительным комплексом. На высоте 6200 м "Буран" был "подхвачен" наземным оборудованием всепогодной радиотехнической системы автоматической посадки "Вымпел-Н", обеспечившей корабль необходимой навигационной информацией для его безошибочного автоматического вывода на ось посадочной полосы, снижения по оптимальной траектории, приземления и пробега до полной остановки.
Радиотехнические средства системы автоматической посадки "Вымпел", образно говоря, сформировали трехмерное информационное пространство вокруг посадочного комплекса, в каждой точке которого компьютеры корабля точно "знали" в реальном режиме времени три основных навигационных параметра: азимут относительно оси ВПП, угол места и дальность с погрешностью не более 65 метров. На основании этих данных бортовой цифровой вычислительный комплекс начал проводить непрерывную корректировку по специальным алгоритмам автономно вычисленной траектории захода на посадку.
На высоте 4 км корабль выходит на крутую посадочную глиссаду. С этого момента изображение в ЦУП начинают передавать аэродромные телекамеры. На экранах - низкие тучи... Все напряженно ждут... И вот, несмотря на томительное ожидание, "Буран" неожиданно для всех вываливается из низкой облачности и стремительно несется к земле. Скорость его снижения (40 метров в секунду!) такова, что даже сегодня смотреть на это жутковато...Через несколько секунд выпускаются шасси, и корабль, продолжая стремительное снижение, начинает сначала выравниваться, а затем и поднимать нос, увеличивая угол атаки и создавая под собой воздушную подушку. Вертикальная скорость снижения начинает резко падать (за 10 секунд до касания она была уже 8 м/с), затем на какое-то мгновение корабль зависает над самой поверхностью бетонки, и... касание!
Фотография монитора системы "Вымпел", сделанная сразу после посадки "Бурана" и запечатлевшая последнюю траекторную проводку:
А (азимут) 67 град.; Д (дальность до центра ВПП) 1765 м; В (высота) 24 м; ПС (посадочная скорость) 92 м/с (330 км/ч); ПУ (путевой угол) 246 град.; ВС (вертикальная скорость) - 0 м/с
Работа системы "Вымпел" завершилась блестящим успехом: в 0942, опережая всего на секунду расчетное время, "Буран" на скорости 263 км/ч изящно коснулся ВПП и через 42 секунды, пробежав 1620 метров, замер в ее центре с отклонением от осевой линии всего +5 м! Интересно, что последняя траекторная проводка, полученная от системы "Вымпел", прошла двумя секундами раньше (в 0940,4) и зафиксировала вертикальную скорость снижения 1 м/сек.
Несмотря на встречно-боковой порывисто-штормовой ветер и 10-бальную облачность высотой 550 м (что существенно превышает предельно-допустимые нормативы для пилотируемой посадки американского шаттла), условия касания для первой в истории автоматической посадки орбитального самолета были отличными.
Что дальше началось! В бункере, в зале управления овации и бурный восторг от завершенной с таким шиком посадки орбитального корабля в автоматическом режиме взорвались сразу, как только носовая стойка шасси коснулась земли... На полосе все бросились к "Бурану", обнимались, целовались, многие не смогли удержать слез. Везде, где специалисты и просто причастные к этому полету люди наблюдали посадку "Бурана" - фонтан эмоций.
Огромное напряжение, с которым велась подготовка первого полета, усиленное к тому же предшествующей отменой старта, нашло свой выход. Нескрываемая радость и гордость, восторг и смятение, облегчение и огромная усталость - все можно было видеть на лицах в эти минуты. Так сложилось, что космос считается технологической витриной мира. И эта посадка позволила людям на ВПП возле остывающего "Бурана" или у экранов телевизоров в ЦУПе вновь ощутить необычайное по остроте чувство национальной гордости, радости. Радости за свою державу, мощный интеллектуальный потенциал нашего народа. Большая, сложная и трудная работа сделана!
Это был не просто реванш за проигранную лунную гонку, за семилетнее опоздание с запуском многоразового космического корабля - это был наш настоящий триумф!
"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 "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 (рис. справа), 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 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 орбитального корабля сопровождается образованием вокруг него слоя воздушной плазмы, однако конструкция орбитального корабля не прогревается к концу полета более чем до 160ºС. Каждая из 38600 плиток имеет конкретное место установки, обусловленное теоретическими обводами корпуса орбитального корабля. Для снижения тепловых нагрузок выбраны также большие значения радиусов затупления носков крыла и фюзеляжа. Расчетный ресурс конструкции - 100 орбитальных полетов.
Двигательная установка и бортовое оборудование
Объединенная двигательная установка (ОДУ) обеспечивает довыведение орбитального корабля на опорную орбиту, выполнение межорбитальных переходов (коррекций), точное маневрирование вблизи обслуживаемых орбитальных комплексов, ориентацию и стабилизацию орбитального корабля, 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 орбитального корабля 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.
Выведение на орбиту
Запуск "Бурана" осуществляется с помощью универсальной двухступенчатой ракеты-носителя "Энергия", к центральному блоку которой крепится пирозамками Буран. Двигатели 1-й и 2-й ступеней ракеты-носителя запускаются практически одновременно и развивают суммарную тягу 34840 кН при стартовой массе ракеты с "Бураном" около 2400 т (из них около 90% составляет топливо). В первом испытательном запуске беспилотного варианта орбитального корабля, состоявшемся на космодроме Байконур 15 ноября 1988 года, ракета-носитель "Энергия" вывела Буран за 476 сек. на высоту около 150 км (блоки 1-й ступени ракеты отделились на 146-й сек. на высоте 52 км). После отделения орбитального корабля от 2-й ступени ракеты был осуществлен двухкратный запуск его двигателей, что обеспечило необходимый прирост скорости до достижения первой космической и выход на опорную круговую орбиту. Расчетная высота опорной орбиты "Бурана" составляет 250 км (при грузе 30 т и заправке топливом 8 т). В первом полете "Буран" был выведен на орбиту высоту 250,7/260,2 км (наклон орбиты 51,6╟) с периодом обращения 89,5 мин. При заправке топливом в количестве 14 т возможен переход на орбиту высотой 450 км с грузом 27 т.
При отказе на этапе выведения одного из маршевых ЖРД 1-й или 2-й ступени ракеты-носителя ее ЭВМ "выбирает" в зависимости от набранной высоты либо варианты выведения орбитального корабля на низкую орбиту или на одновитковую траекторию полета с последующей посадкой на одном из запасных аэродромов, либо вариант выведения ракеты-носителя с кораблем на траекторию возврата в район старта с последующим отделением орбитального корабля и посадкой его на основной аэродром. При нормальном запуске орбитального корабля 2-я ступень ракеты-носителя, конечная скорость которой меньше первой космической, продолжает полет по баллистической траектории до падения в Тихий океан.
Возвращение с орбиты
Для схода с орбиты Буран разворачивается двигателями газодинамического управления на 180º (хвостом вперед), после чего на непродолжительное время включаются основные ЖРД и сообщают ему необходимый тормозной импульс. Буран переходит на траекторию спуска, снова разворачивается на 180º (носом вперед) и выполняет планирование с большим углом атаки. До высоты 20 км осуществляется совместное газодинамическое и аэродинамическое управление, а на заключительном этапе полета используются только аэродинамические органы управления. Аэродинамическая схема "Бурана" обеспечивает ему достаточно высокое аэродинамическое качество, позволяющее осуществить управляемый планирующий спуск, выполнить на трассе спуска боковой маневр протяженностью до 2000 км для выхода в зону аэродрома посадки, произвести необходимое предпосадочное маневрирование и совершить посадку на аэродром. В то же время конфигурация ЛА и принятая траектория спуска (крутизна планирования) позволяют аэродинамическим торможением погасить скорость Бурана от близкой к орбитальной до посадочной, равной 300 - 360 км/ч. Длина пробега составляет 1100 - 1900 м, на пробеге используется тормозной парашют. Для расширения эксплуатационных возможностей "Бурана" предусматривалось использование трех штатных аэродромов посадки (на космодроме (ВПП посадочного комплекса длиной 5 км и шириной 84 м в 12 км от старта), а также в восточной (Хороль Приморского края) и западной (Симферополь) частях страны). Комплекс радиотехнических средств аэродрома создает радионавигационное и радиолокационное поля (радиус последнего около 500 км), обеспечивающие дальнее обнаружение корабля, его выведение к аэродрому и всепогодную высокоточную (в том числе автоматическую) посадку на ВПП.
Первый испытательный полет беспилотного варианта Бурана завершился после выполнения немногим более двух витков вокруг Земли успешной автоматической посадкой на аэродром в районе космодрома. Тормозной импульс был дан на высоте Н=250 км, на расстоянии около 20000 км от аэродрома приземления, боковая дальность на трассе спуска составила около 550 км, отклонение от расчетной точки касания на ВПП оказалось равным 15 м в продольном направлении и 3 м от оси полосы.
Разработка орбитального корабля "Буран" продолжалась более 10 лет
Первому запуску предшествовал большой объем научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по созданию орбитального корабля и его систем с обширными теоретическими и экспериментальными исследованиями по определению аэродинамических, акустических, теплофизических, прочностных и других характеристик орбитального корабля, моделированием работы систем и динамики полета орбитального корабля на полноразмерном стенде оборудования и на пилотажных стендах, разработкой новых материалов, отработкой методов и средств автоматической посадки на самолетах - летающих лабораториях, летными испытаниями в атмосфере пилотируемого самолета-аналога (в моторном варианте) БТС-02, натурными испытаниями теплозащиты на экспериментальных аппаратах БОР-4 и БОР-5, выводившихся на орбиту и возвращаемых с нее методом аэродинамического спуска, и т. д.
Всего по программе "Энергия-Буран" было построено три летных корабля (третий не достроен), заложены еще два (задел по которым после закрытия программы был уничтожен), и девять технологических макетов в различной комплектации для проведения различных испытаний
В Сети появились снимки российского фотографа, который на одной из выездных фотосессий отыскал последнее прибежище легендарного советского многоразового корабля «Буран», побывавшего на орбите всего один раз. Скорее всего, это была последняя фотосессия космического титана.
Российский фотограф Александр Маркин во время одной из своих выездных фотосессий наткнулся на удивительное место. Фотографу посчастливилось отыскать последнее прибежище легендарного советского космического многоразового корабля «Буран», которому удалось побывать на орбите всего один раз.
В действительности Маркин нашел останки не самого «Бурана» , а его первого опытного прототипа. Прототип нельзя было назвать космическим кораблем в полной мере, так как создавался он исключительно для испытаний в аэродинамической трубе. Сейчас этот прототип доживает свои последние дни. Корабль находится на специальном складе для военного космического мусора. Сейчас он в полной негодности и, скорее всего, ждет своей очереди на утилизацию.
Пока же это гордый памятник, некогда активно развивающейся космической отрасли СССР. Напомним, что космический корабль «Буран» - это орбитальный-ракетоплан, многоразовый транспортный космический корабль созданный в СССР. По внешнему виду корабля не сложно догадаться, что он стал на ответ «Космических шаттлов» NASA. К сожалению, «Бурану» было суждено выполнить всего один единственный полет.
15 ноября 1988 года "Буран" был запущен с космодрома Байконур. Выйдя на земную орбиту, он совершил два полных витка, после чего приземлился. Полет был испытательным и беспилотным. Распад СССР не пошел космической программе на пользу. В 1990 году проект «Буран» приостановлен, а в 1993 году и вовсе свернут. Единственный корабль вместе с носителями хранился в ангаре на Байконуре где и «погиб» в 2002 году в результате обрушения крыши.
Несмотря на такую бесславную «кончину», дело советского корабля живет.
Несмотря на внешнее сходство с американскими шаттлами, «Буран» имел множество конструктивных отличий. Наиболее важным было то, что корабль мог совершать посадку на автопилоте. Более того, изначально конструкторы не хотели добавлять в «Буран» ручное управление посадкой.
Однако их решение было изменено, после просьб самих космонавтов, которых не хотели настолько доверять автоматике. После закрытия программы, многие технологии «Бурана» были рассекречены и переданы иностранным коллегам из других аэрокосмических агентств в том числе Франции, Китая и США. Все современные корабли выходящие сегодня на орбиту, используют системы разработанные некогда для «Бурана».
В продолжение темы ещё . Мы собрали самые интересные и необычные проекты кораблей данного класса со всего мира.
Прародитель бурана
Буран разрабатывался под влиянием опыта заокеанских коллег, создавших легендарные «космические челноки». Многоразовые корабли Space Shuttle проектировались в рамках программы NASA «Космическая транспортная система», и первый старт первый челнок совершил 12 апреля 1981 года — к юбилею полета Гагарина. Именно эту дату можно считать отправной точкой в истории многоразовых космических кораблей.
Главным недостатком шаттла была его цена. Стоимость одного запуска обходилась американским налогоплательщикам в 450 млн долларов. Для сравнения, цена запуска одноразового «Союза» — 35-40 млн долларов. Так почему же американцы пошли по пути создания именно таких космических кораблей? И почему советское руководство так сильно заинтересовалось американским опытом? Все дело в гонке вооружений.
Space Shuttle — детище Холодной войны, точнее — амбициозной программы «Стратегическая оборонная инициатива» (СОИ), задачей которой было создание системы противодействия советским межконтинентальным ракетам. Колоссальный размах проекта СОИ привел к тому, что его окрестили «Звездными войнами».
Разработка шаттла не осталась незамеченной в СССР. В умах советских военных корабль предстал чем-то вроде сверхоружия, способного нанести ядерный удар из космических глубин. На самом деле, многоразовый корабль создавался лишь для доставки на орбиту элементов системы ПРО. Идея использовать шаттл как орбитальный ракетоносец действительно звучала, но американцы отказались от нее еще до первого полета корабля.
Многие в СССР опасались также, что шаттлы могут использоваться для похищения советских космических аппаратов. Опасения были небезосновательны: шаттл имел на борту внушительный манипулятор, а грузовой отсек легко вмещал даже крупные космические спутники. Впрочем, в планы американцев похищение советских кораблей, похоже, не входило. Да и как на международной арене можно было бы объяснить подобный демарш?
Однако в Стране Советов начали задумываться над альтернативой заокеанскому изобретению. Отечественный корабль должен был служить как военным, так и мирным целям. Он мог использоваться для проведения научных работ, доставки грузов на орбиту и их возвращения на Землю. Но главным назначением «Бурана» было выполнение военных задач. Он виделся главным элементом космической боевой системы, рассчитанной как на противодействие возможной агрессии со стороны США, так и на нанесение контрударов.
В 1980-е годы разрабатывались боевые орбитальные аппараты «Скиф» и «Каскад». Они во многом были унифицированы. Их вывод на орбиту рассматривался в качестве одной из главных задач программы «Энергия-Буран». Боевые системы должны были уничтожать баллистические ракеты и военные космические аппараты США лазерным или ракетным вооружением. Для уничтожения же целей на Земле предполагали использовать орбитальные головные части ракеты Р-36орб, которые бы размещались на борту «Бурана». Боевой блок имел термоядерный заряд мощностью 5Мт. Всего «Буран» мог взять на борт до пятнадцати таких блоков. Но существовали даже более амбициозные проекты. Например рассматривался вариант строительства космической станции, боевыми блоками которой были бы модули корабля «Буран». Каждый такой модуль нес в грузовом отсеке поражающие элементы, и в случае войны они должны были обрушиться на голову неприятеля. Элементы были планирующими носителями ядерного оружия, размещавшимися на так называемых револьверных установках внутри грузового отсека. Модуль «Бурана» мог вместить до четырех револьверных установок, каждая из которых несла до пяти поражающих элементов. На момент первого запуска корабля все эти боевые элементы находились на стадии разработки.
При всех этих планах, ко времени первого полета корабля сколько-нибудь четкого понимания его боевых задач не существовало. Не было единства и у вовлеченных в проект специалистов. Среди руководителей страны находились как сторонники, так и ярые противники создания «Бурана». Но ведущий разработчик «Бурана» Глеб Лозино-Лозинский всегда поддерживал концепцию многоразовых аппаратов. Свою роль в появлении «Бурана» сыграла позиция министра обороны Дмитрия Устинова, видевшего в шаттлах угрозу для СССР и требовавшего достойного ответа на американскую программу.
Именно страх перед «новым космическим оружием» заставил советское руководство пойти по пути заокеанских конкурентов. Поначалу корабль даже задумывался не столько альтернативой, сколько точной копией шаттла. Чертежи американского корабля разведка СССР добыла еще в середине 1970-х годов, и теперь конструкторы должны были построить свой собственный. Но возникшие трудности вынудили разработчиков искать уникальные решения.
Так, одной из главных проблем стали двигатели. СССР не имел силовой установки, равной по своим характеристикам американскому SSME. Советские двигатели оказались больше, тяжелее и имели меньшую тягу. А ведь географические условия космодрома «Байконур» требовали, наоборот, большей тяги, в сравнении с условиями мыса Канаверал. Дело в том, что чем ближе стартовая площадка находится к экватору, тем большую полезную массу может вывести на орбиту один и тот же тип ракеты-носителя. Преимущество американского космодрома перед «Байконуром» оценивалось примерно в 15%. Все это привело к тому, что конструкцию советского корабля пришлось изменить в сторону уменьшения массы.
Всего над созданием «Бурана» работали 1200 предприятий страны, и за время его разработки было получено 230 уникальных
технологий.
Первый полет
Свое имя «Буран» корабль получил буквально перед первым — и, как оказалось, последним — стартом, который состоялся 15 ноября 1988 года. «Буран» был запущен с космодрома «Байконур»» и 205 минут спустя, дважды облетев планету, там же совершил посадку. Лишь два человека в мире могли видеть взлет советского корабля своими глазами — летчик истребителя МиГ-25 и бортоператор космодрома: «Буран» летел без экипажа, и с момента взлета до касания с землей им управлял бортовой компьютер.
Полет корабля стал уникальным событием. Впервые за все время космических полетов многоразовый аппарат смог самостоятельно вернуться на Землю. При этом отклонение корабля от осевой линии составило всего лишь три метра. По словам очевидцев, некоторые высокопоставленные лица не верили в успех миссии, полагая, что корабль разобьется при посадке. Действительно, когда аппарат вошел в атмосферу, его скорость составляла 30 тыс. км/ч, так что «Бурану» пришлось маневрировать, чтобы замедлиться — но в итоге полет прошел на ура.
Советским специалистам было чем гордиться. И хотя у американцев имелся гораздо больший опыт в этой области, садиться самостоятельно их шаттлы не могли. Впрочем, летчики и космонавты далеко не всегда готовы доверить свою жизнь автопилоту, и впоследствии к программному обеспечению «Бурана», все же, добавили возможность ручной посадки.
Особенности
Буран был построен по аэродинамической схеме «бесхвостка» и имел треугольное крыло. Как и его заокеанские собраться, он был довольно велик: 36,4 м в длину, размах крыльев — 24 м, стартовая масса — 105 т. Просторная цельносварная кабина вмещала до десяти человек.
Одним из важнейших элементов конструкции «Бурана» была теплозащита. В некоторых местах аппарата при взлете и посадке температура могла достигать 1430 °С. Для защиты корабля и экипажа использовались углерод-углеродные композиты, кварцевое волокно и войлочные материалы. Общий вес теплозащитных материалов превышал 7 т.
Большой грузовой отсек позволял взять на борт крупные грузы, например, космические спутники. Для вывода в космос таких аппаратов «Буран» мог использовать огромный манипулятор, аналогичный тому, который имелся на борту шаттла. Общая грузоподъемность «Бурана» составляла 30 т.
В запуске корабля участвовали две ступени. На начальном этапе полета от «Бурана» отстыковывались четыре ракеты с жидкостными двигателями РД-170-самыми мощными из всех когда-либо созданных жидкотопливных двигателей. Тяга РД-170 составляла 806,2 тс, а его время работы — 150 с. Каждый такой двигатель имел четыре сопла. Вторая ступень корабля — четыре жидкостных кислородно-водородных двигателя РД-0120,установленных на центральном топливном баке. Время работы этих двигателей доходило до 500 с. После того как топливо было выработано, корабль отстыковывался от огромного бака и самостоятельно продолжал полет. Сам челнок можно считать третьей ступенью космического комплекса. Вообще ракета-носитель «Энергия» была одной из самых мощных в мире, и имела очень большой потенциал.
Едва ли не главным требованием к программе «Энергия — Буран» была максимальная многоразовость. И действительно: единственной одноразовой частью этого комплекса должен был стать гигантский топливный бак. Однако в отличие от двигателей американских шаттлов, которые мягко приводнялись в океане, советские ускорители приземлялись в степи рядом с Байконуром, так что использовать их повторно было довольно проблематично.
Еще одна особенность «Бурана» заключалась в том, что его маршевые двигатели были не частью самого аппарата, а находились на ракете-носителе — а точнее, на топливном баке. Иными словами, все четыре двигателя РД-0120 сгорали в атмосфере, в то время как двигатели шаттла возвращались вместе с ним. В перспективе советские конструкторы хотели сделать РД-0120 многоразовыми, и это значительно бы удешевило программу «Энергия-Буран»». Помимо этого, корабль должен был получить два встроенных реактивных двигателя для маневров и посадки, но к своему первому полету аппарат ими оборудован не был и фактически представлял собой «голый» планер. Как и его американский собрат, «Буран» мог зайти на посадку только один раз — в случае ошибки второго шанса не было.
Большим плюсом было то, что советская концепция позволяла вывести на орбиту не только корабль, но и дополнительные грузы массой до 100 т. Отечественный челнок имел некоторые преимущества перед шаттлами. Например, он мог брать на борт до десяти человек (против семи членов экипажа у шаттла) и был способен провести на орбите больше времени — около 30 суток, в то время как самый продолжительный полет шаттла составил только 17.
В отличие от шаттла, имел «Буран» и систему спасения экипажа. На малой высоте пилоты могли катапультироваться, а случись непредвиденная ситуация выше, корабль отделился бы от ракеты-носителя и совершил посадку на манер самолета.
Что в итоге?
Судьба «Бурана» с самого рождения была непростой, а развал СССР только усугубил сложности. К началу 1990-х на программу «Энергия-Буран» было потрачено 16,4 млрд советских рублей (около 24 млрд долларов), притом что дальнейшие ее перспективы оказались весьма туманны. Поэтому в 1993 году руководство России приняло решение отказаться от проекта. К тому моменту успели построить два космических корабля, еще один находился в производстве, а четвертый и пятый — лишь закладывались.
В 2002 году совершивший первый и единственный космический полет «Буран» погиб при обрушении крыши одного из корпусов космодрома «Байконур». Второй корабль остался в музее космодрома и является собственностью Казахстана. Наполовину покрашенный третий образец можно было видеть на выставке авиасалона МАКС-2011. Четвертый и пятый аппарат достраивать уже не стали.
«Говоря об американском шаттле и нашем «Буране», нужно, прежде всего, понимать, что эти программы были военными, и та, и другая, — говорит специалист в аэрокосмической области, кандидат физических наук Павел Булат. — Схема у «Бурана» была более прогрессивная. Отдельно ракета, отдельно — полезная нагрузка. Говорить о какой-то экономической эффективности не приходилось, но в техническом плане комплекс «Буран-Энергия» был значительно лучше. В том, что советские инженеры отказались от размещения двигателей на корабле, нет ничего вынужденного. Мы спроектировали отдельную ракету, у которой полезная нагрузка навешивалась сбоку. Ракета имела удельные характеристики, непревзойденные ни до, ни после. Она могла быть спасаемой. Зачем в таких условиях ставить двигатель на корабль?… Это просто удорожание и снижение весовой отдачи. Да и организационно: ракету делала РКК «Энергия», планер — НПО «Молния». Наоборот, у США это было вынужденным решением, только не техническим, а политическим. Ускорители сделали с твердотопливным ракетным двигателем, чтобы загрузить производителей. «Буран» же, хоть и делался по прямому распоряжению Устинова, «как шаттл», но был выверен с технической точки зрения. Он действительно получился намного совершеннее. Программу закрыли — жаль, но, объективно, не было полезной нагрузки ни для ракеты, ни для самолета. К первому пуску готовились год. Поэтому разорились бы на таких запусках. Чтобы было понятно, стоимость одного пуска примерно равнялась стоимости ракетного крейсера класса «Слава».
Конечно, «Буран» перенял многие черты своего американского прародителя. Но конструктивно шаттл и «Буран» сильно отличались. Оба корабля имели как неоспоримые достоинства, так и объективные недостатки. Несмотря на прогрессивную концепцию «Бурана», одноразовые корабли были, есть и в обозримом будущем останутся гораздо более дешевыми кораблями. Поэтому закрытия проекта «Буран», как и отказ от шаттлов, видится решением правильным.
История создания шаттла и «Бурана» заставляет лишний раз задуматься о том, сколь обманчивыми бывают выгодные, на первый взгляд, перспективные технологии. Конечно, новые многоразовые аппараты рано или поздно увидят свет, но что это будут за корабли — вопрос иной.
Есть и другая сторона вопроса. Во время создания «Бурана» космическая отрасль получила бесценный опыт, который в будущем можно было применить для создания других многоразовых кораблей. Сам факт успешной разработки «Бурана» говорит о высочайшем технологическом уровне СССР.
12583