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.
Многоразовый орбитальный корабль (по терминологии Минавиапрома - орбитальный самолет) "Буран"
(изделие 11Ф35)
"Буран " - советский крылатый орбитальный корабль многоразового использования. Предназначен для решения ряда оборонных задач , выведения на орбиту вокруг Земли различных космических объектов и их обслуживания; доставки модулей и персонала для сборки на орбите крупногабаритных сооружений и межпланетных комплексов; возврата на Землю неисправных или выработавших свой ресурс спутников; освоения оборудования и технологий космического производства и доставки продукции на Землю; выполнения других грузопассажирских перевозок по маршруту Земля-космос-Земля.
Внутренняя компоновка ,
конструкция .
В
носовой части "Бурана" расположены герметичная вставная кабина
объемом 73 кубических метров для экипажа (2 - 4 чел.) и пассажиров (до 6 чел.), отсеки
бортового оборудования и носовой
блок двигателей управления.
Среднюю часть занимает грузовой отсек с открывающимися вверх створками, в котором размещаются манипуляторы для выполнения погрузочно-разгрузочных и монтажно-сборочных работ и различных операций по обслуживанию космических объектов. Под грузовым отсеком расположены агрегаты систем энергоснабжения и обеспечения температурного режима. В хвостовом отсеке (см. рис.) установлены агрегаты двигательной установки , топливные баки, агрегаты гидросистемы . В конструкции "Бурана" использованы алюминиевые сплавы, титан, сталь и другие материалы. Чтобы противостоять аэродинамическому нагреванию при спуске с орбиты, внешняя поверхность ОК имеет теплозащитное покрытие , рассчитанное на многоразовое использование.
На менее подверженную нагреву верхнюю поверхность устанавливается гибкая теплозащита , а другие поверхности покрыты теплозащитными плитками, изготовленными на основе волокон кварца и выдерживающими температуру до 1300ºС. В особо теплонапряженных зонах (в носках фюзеляжа и крыла, где температура достигает 1500º - 1600ºС) применен композиционный материал типа углерод-углерод. Этап наиболее интенсивного нагревания ОК сопровождается образованием вокруг него слоя воздушной плазмы, однако конструкция ОК не прогревается к концу полета более чем до 160ºС. Каждая из 38600 плиток имеет конкретное место установки , обусловленное теоретическими обводами корпуса ОК. Для снижения тепловых нагрузок выбраны также большие значения радиусов затупления носков крыла и фюзеляжа. Расчетный ресурс конструкции - 100 орбитальных полетов.
Внутренняя компоновка "Бурана" на плакате НПО "Энергия" (ныне - Ракетно-космическая корпорация "Энергия"). Пояснение по обозначению корабля: все орбитальные корабли имели шифр 11Ф35. Окончательными планами планировалось построить пять летных кораблей, двумя сериями . Будучи первым, "Буран" имел авиационное (на НПО "Молния" и Тушинском машиностроительном заводе) обозначение 1.01 (первая серия - первый корабль) . В НПО "Энергия" существовала другая система обозначений, согласно которой "Буран" идентифицировался как 1К - первый корабль. Так как в каждом полете корабль должен был выполнять разные задачи, то к индексу корабля добавлялся номер полета - 1К1 - первый корабль, первый полет.
Двигательная
установка и бортовое оборудование.
Объединенная двигательная установка (ОДУ) обеспечивает довыведение ОК на
опорную орбиту, выполнение межорбитальных переходов (коррекций), точное
маневрирование вблизи обслуживаемых орбитальных комплексов, ориентацию и
стабилизацию ОК, его торможение для схода с орбиты. ОДУ состоит из двух
двигателей орбитального маневрирования (на рис.справа), работающих на
углеводородном горючем и жидком кислороде, и 46 двигателей газодинамического
управления, сгрупированных в три блока (один носовой блок и два хвостовых).
Более 50 бортовых систем, включающих радиотехнические, ТВ и телеметрические
комплексы, системы жизнеобеспечения, терморегулирования, навигации,
энергоснабжения и другие, объединены на основе ЭВМ в единый
бортовой комплекс , который обеспечивает продолжительность пребывания
"Бурана" на орбите до 30 суток.
Теплота, выделяемая бортовым оборудованием, с помощью теплоносителя подводится к радиационным теплообменникам, установленным на внутренней стороне створок грузового отсека, и излучается в окружающее пространство (в полете на орбите створки открыты).
Геометрические и весовые характеристики . Длина "Бурана" составляет 35,4 м, высота 16,5 м (при выпущенном шасси), размах крыла около 24 м, площадь крыла 250 квадратных метров, ширина фюзеляжа 5,6 м, высота 6,2 м; диаметр грузового отсека 4,6 м, его длина 18 м. Стартовая масса ОК до 105 т, масса груза, доставляемого на орбиту, до 30 т, возвращаемого с орбиты - до 15 т. Максимальный запас топлива до 14 т.
Большие габаритные размеры "Бурана" затрудняют использование наземных средств транспортировки, поэтому на космодром он (так же, как и блоки РН) доставляется по воздуху модифицированным для этих целей самолетом ВМ-Т Экспериментального машиностроительного завода им. В.М.Мясищева (при этом с "Бурана" снимается киль и масса доводится до 50 т) или многоцелевым транспортным самолетом Ан-225 в полностью собранном виде.
Корабли второй серии являлись венцом
инженерного искусства нашего авиастроения, вершиной отечественной
пилотируемой космонавтики. Эти корабли должны были стать по-настоящему
всепогодными и круглосуточными пилотируемыми орбитальными самолетами с
улучшенными летно-техническими характеристиками и значительно возросшими
возможностями за счет множества конструктивных изменений и доработок. В
частности,
на них
увеличилось
количество маневровых двигателей за счет нового -
Узнать
гораздо больше про крылатые космические корабли вы сможете из
нашей книги (см. обложку слева) "Космические крылья",
(М.:ООО "ЛенТа странствий", 2009. - 496с.:ил.) На сегодняшний день - это самое полное русскоязычное энциклопедическое
повествование о десятках отечественных и зарубежных проектах. Вот как об этом
сказано в аннотации книги:
"
Книга посвящена этапу возникновения и развития крылатых
ракетно-космических систем, которые рождались на "стыке трех стихий" - авиации,
ракетной техники и космонавтики, и вобрали в себя не только конструктивные
особенности данных видов техники, но и весь ворох сопровождающих их технических
и военно-политических проблем.
Подробно излагается история создания воздушно космических аппаратов мира - от
первых самолетов с ракетными двигателями времен II Мировой войны до начала
реализации программ Space Shuttle (США) и "Энергия-Буран" (СССР).
Книга, рассчитанная на широкий круг читателей, интересующихся историей авиации и
космонавтики, особенностями конструкции и неожиданными поворотами судьбы первых
проектов авиационно-космических систем, содержит на 496 страницах около 700
иллюстраций, значительная часть которых публикуется впервые."
Содействие в подготовке публикации оказали такие предприятия
авиационно-космического комплекса России, как
НПО "
Молния"
,
НПО машиностроения, ФГУП РСК "
МиГ"
,
ЛИИ имени М.М.Громова, ЦАГИ, а также музей Морского космического флота.
Вступительная статья написана генералом В.Е.Гудилиным ,
легендарной личностью нашей космонавтики.
Получить более полное представление о книге, ее цене и
возможностях приобретения можно на
отдельной странице . Там
же можно познакомиться с ее содержанием, оформлением, вступительной статьей
Владимира Гудилина ,
предисловием авторов и выходными данными
издания.
"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
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!
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
|
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 Америке заявили, 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. Программа «Спейс шаттл» была закрыта 21 июля 2011 года, в том числе и из-за нерентабельности, так как стоимость каждого полёта «Спейс шаттл» составляла от 450 до 600 миллионов долларов. Более того, парадоксально звучит, но программа «Спейс шаттл», разрабатывавшаяся как самоокупаемая, в итоге не только себя не окупила, но и в целом в истории космонавтики оказалась едва ли не рекордно убыточной (фактически, самой убыточной из всех) космической программой.
В СССР, как и в США, многие космические программы имели либо военное назначение, либо строились на военных технологиях. Так, ракета-носитель Союз - это знаменитая королёвская «семёрка» - межконтинентальная баллистическая ракета (МБР) Р-7 , а ракета-носитель Протон - это МБР УР-500 .
По сложившимся в СССР порядкам принятия решений о ракетно-космической технике и по самим космическим программам, инициаторами разработок могли быть либо высшее партийное руководство («Лунная программа»), либо Министерство Обороны.
В апреле 1973 года в ВПК с привлечением головных институтов (ЦНИИМаш , НИИТП, ЦАГИ, ВИАМ , 50 ЦНИИ, 30 ЦНИИ) был разработан и разослан на рассмотрение и согласование в МОМ, МАП и МО СССР и ряд других смежных министерств проект Решения ВПК по проблемам, связанным с созданием многоразовой космической системы. В правительственном Постановлении № П137/VII от 17 мая 1973 года , помимо организационных вопросов, содержался пункт, обязывающий «министра С. А. Афанасьева и В. П. Глушко подготовить в четырёхмесячный срок предложения о плане дальнейших работ».
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.
В 1976 году головным разработчиком корабля стало специально созданное НПО «Молния ». Новое объединение возглавил , уже в 1960-е годы работавший над проектом многоразовой авиационно-космической системы «Спираль ».
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 .
Аэродромы и лётные испытания
Для посадок космоплана «Буран» был специально построен аэродром «Юбилейный » на Байконуре с усиленной ВПП размерами 4500x84 м (основной аэродром посадки - «Посадочный комплекс орбитального корабля» ). Кроме того, были подготовлены два запасных аэродрома для «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 ) ;
- «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 ).
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).
Первый и единственный полёт
Свой первый и единственный космический полёт «Буран» совершил 15 ноября 1988 года . Космический корабль был выведен на околоземную орбиту ракетой-носителем «Энергия» , стартовавшим с площадки 110 космодрома Байконур. Продолжительность полёта составила 205 минут, корабль совершил два витка вокруг Земли, после чего произвёл посадку на аэродроме «Юбилейный» на Байконуре. Полёт прошёл без экипажа в автоматическом режиме с использованием бортового компьютера и бортового программного обеспечения, 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 книгу рекордов Гиннесса . Над акваторией Тихого океана «Буран» сопровождал 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.
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».
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».
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.)
Ряд технических решений, полученных при создании «Бурана», до сих пор используются в российской и зарубежной ракетно-космической технике .
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».
Технические характеристики
Одним из многочисленных специалистов по теплозащитному покрытию был музыкант Сергей Летов .
Отличия от «Спейс шаттл»
При общей внешней схожести проектов имеются и существенные отличия.
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 «Энергия - Буран» и «Спейс шаттл»
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:
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
- 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 ) 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).
Экипаж
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».
Основной экипаж:
- Волк, Игорь Петрович - командир.
- Станкявичюс, Римантас Антанас - 2-й пилот.
Дублирующий экипаж:
- Левченко, Анатолий Семёнович - командир.
- Щукин, Александр Владимирович - 2-й пилот.
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
- Paul Marks. Cosmonaut: Soviet space shuttle was safer than NASA"s (англ.) (7 July 2011). Архивировано 22 августа 2011 года.
