Когато погледнете снимките на крилатия космически кораб „Бурана“и „Шатъл“, може да останете с впечатлението, че те са доста идентични. Поне не трябва да има фундаментални разлики. Въпреки външното сходство, тези две космически системи все още са коренно различни.
Совалка и Буран
Совалка
Совалката е транспортен космически кораб за многократна употреба (MTKK). Корабът има три ракетни двигателя с течно гориво (LPRE), работещи на водород. Окислител - течен кислород. Излизането на нискоземна орбита изисква огромно количество гориво и окислител. Следователно резервоарът за гориво е най -големият елемент от системата Space Shuttle. Космическият кораб се намира на този огромен резервоар и е свързан с него чрез система от тръбопроводи, по които горивото и окислителят се подават към двигателите на совалката.
И все пак трите мощни двигателя на крилатия кораб не са достатъчни за излитане в космоса. Към централния резервоар на системата са прикрепени два усилвателя с твърдо гориво - най -мощните ракети в историята на човечеството досега. Най-голямата мощност е необходима точно в началото, за да се премести многотонният кораб и да се повдигне до първите четири и половина десетки километри. Твърдите ракетни ускорители поемат 83% от товара.
Поредната „совалка“излита
На надморска височина от 45 км, бустерите с твърдо гориво, след като са изразходвали цялото гориво, се отделят от кораба и с парашут се плискат в океана. Освен това, до височина от 113 км, "совалката" се издига с помощта на три ракетни двигателя. След отделянето на резервоара корабът лети още 90 секунди по инерция и след това за кратко време се включват два орбитални маневрени двигателя, задвижвани от самозапалващо се гориво. И "совалката" излиза в работеща орбита. И резервоарът влиза в атмосферата, където изгаря. Части от него падат в океана.
Отдел за усилватели на твърдо гориво
Двигателите за орбитално маневриране са предназначени, както подсказва името им, за различни маневри в космоса: за промяна на орбиталните параметри, за скачване към МКС или към други космически кораби на ниска околоземна орбита. Така че "совалките" направиха няколко посещения на орбиталния телескоп Хъбъл за обслужване.
И накрая, тези двигатели служат за създаване на спирачен импулс при връщане на Земята.
Орбиталният етап е направен в съответствие с аеродинамичната конфигурация на безхвост моноплан с ниско разположено делта крило с двойно размахване на предния ръб и с вертикална опашка по обичайната схема. За атмосферно управление се използват кормило от две части на кила (тук има въздушна спирачка), елевони на задния ръб на крилото и балансиращ клапан под задния фюзелаж. Прибиращо се шаси, триколка, с носово колело.
Дължина 37, 24 м, размах на крилата 23, 79 м, височина 17, 27 м. "Сухо" тегло на превозното средство е около 68 т, излитно тегло - от 85 до 114 т (в зависимост от задачата и полезния товар), кацане с обратен товар на борда - 84, 26 т.
Най -важната конструктивна характеристика на корпуса е неговата термична защита.
На места с най-висок топлинен стрес (проектна температура до 1430 ° C) се използва многослоен композит въглерод-въглерод. Има малко такива места, това е предимно носът на фюзелажа и предният ръб на крилото. Долната повърхност на целия апарат (загряване от 650 до 1260 ° C) е покрита с плочки, изработени от материал на базата на кварцови влакна. Горната и страничната повърхност са частично защитени с нискотемпературни изолационни плочки - където температурата е 315–650 ° C; на други места, където температурата не надвишава 370 ° С, се използва филцов материал, покрит със силиконов каучук.
Общото тегло на четирите вида термична защита е 7164 кг.
Орбиталният етап има двуетажна кабина за седем астронавти.
Совалка на горната палуба
В случай на разширена полетна програма или при извършване на спасителни операции, на борда на совалката могат да бъдат до десет души. В пилотската кабина има полетни контроли, работни и спални места, кухня, складово помещение, санитарно отделение, въздушен шлюз, контролни пунктове за операции и полезен товар и друго оборудване. Общият обем на кабината под налягане е 75 кубически метра. m, системата за поддържане на живота поддържа в нея налягане от 760 mm Hg. Изкуство. и температура в диапазона 18, 3 - 26, 6 ° С.
Тази система е направена в отворена версия, тоест без използване на регенерация на въздух и вода. Този избор се дължи на факта, че продължителността на совалковите полети е определена на седем дни, с възможност за увеличаване до 30 дни, като се използват допълнителни средства. При такава незначителна автономност инсталирането на регенерационно оборудване би означавало неоправдано увеличаване на теглото, консумацията на енергия и сложността на бордовото оборудване.
Подаването на сгъстени газове е достатъчно за възстановяване на нормалната атмосфера в кабината в случай на едно пълно разхлабване или за поддържане на налягане от 42,5 mm Hg в нея. Изкуство. в рамките на 165 минути, когато се образува малка дупка в корпуса малко след старта.
Товарното отделение е с размери 18, 3 x 4, 6 m и обем от 339,8 кубически метра. m е оборудван с манипулатор "три колена" с дължина 15, 3 м. При отваряне на вратите на отделението радиаторите на охладителната система се превръщат в работно положение заедно с тях. Отразяващата способност на радиаторните панели е такава, че те остават студени дори когато слънцето ги грее.
Какво може да прави космическата совалка и как лети
Ако си представим сглобена система, летяща хоризонтално, ще видим външен резервоар за гориво като негов централен елемент; орбитален апарат е прикрепен към него отгоре, а ускорителите са отстрани. Общата дължина на системата е 56,1 м, а височината е 23,34 м. Общата ширина се определя от размаха на крилата на орбиталния етап, тоест тя е 23,79 м. Максималното тегло на изстрелване е около 2 041 000 кг.
Невъзможно е да се говори толкова недвусмислено за размера на полезния товар, тъй като това зависи от параметрите на целевата орбита и от точката на изстрелване на космическия кораб. Ето три варианта. Системата за космическа совалка може да показва:
- 29 500 кг при изстрелване на изток от нос Канаверал (Флорида, източно крайбрежие) в орбита с височина 185 км и наклон 28º;
- 11 300 кг при изстрелване от Центъра за космически полети. Кенеди в орбита с височина 500 км и наклон 55º;
- 14 500 кг при изстрелване от военновъздушната база Ванденберг (Калифорния, западното крайбрежие) в околополюсна орбита с височина 185 км.
За совалки бяха оборудвани две ленти за кацане. Ако совалката кацне далеч от мястото за изстрелване, тя ще се върне у дома с Boeing 747
Боинг 747 пътува с совалка до космодрома
Общо са построени пет совалки (две от тях са загинали при инциденти) и един прототип.
При разработването се предвиждаше совалките да извършват 24 изстрелвания годишно, като всеки от тях ще извършва до 100 полета в космоса. На практика те бяха използвани много по -малко - до края на програмата през лятото на 2011 г. бяха направени 135 изстрелвания, от които Discovery - 39, Atlantis - 33, Columbia - 28, Endeavour - 25, Challenger - 10 …
Екипажът на совалката се състои от двама астронавти - командирът и пилотът. Най -големият екипаж на совалката е осем астронавти (Challenger, 1985).
Съветската реакция на създаването на совалката
Развитието на "совалката" направи голямо впечатление на лидерите на СССР. Смята се, че американците разработват орбитален бомбардировач, въоръжен с ракети космическо-земно. Огромният размер на совалката и способността й да върне товар до 14,5 тона на Земята бяха интерпретирани като явна заплаха от отвличането на съветски спътници и дори на съветски военни космически станции като Алмаз, които летяха в космоса под името Салют. Тези оценки бяха погрешни, тъй като САЩ се отказаха от идеята за космически бомбардировач през 1962 г. във връзка с успешното разработване на ядрена подводница и наземни балистични ракети.
Союз можеше лесно да се побере в товарния отсек на совалката
Съветските експерти не могат да разберат защо са необходими 60 изстрелвания на совалки годишно - едно изстрелване на седмица! Откъде идва множеството космически спътници и станции, за които совалката ще се нуждае? Съветските хора, живеещи в различна икономическа система, дори не можеха да си представят, че ръководството на НАСА, което усилено настояваше за нова космическа програма в правителството и Конгреса, се ръководеше от страха да бъде безработен. Лунната програма беше към края си и хиляди висококвалифицирани специалисти останаха без работа. И най-важното, уважаваните и много добре платени ръководители на НАСА се сблъскаха с разочароващата перспектива да се разделят с обитаемите си офиси.
Поради това беше изготвено проучване на икономическата осъществимост относно голямата финансова полза от космическите кораби за многократна употреба в случай на изоставяне на ракети за еднократна употреба. Но за съветските хора беше абсолютно неразбираемо, че президентът и конгресът могат да изразходват национални средства само с голямо внимание към мнението на техните избиратели. В тази връзка в СССР цари мнението, че американците създават нова КК за някои бъдещи непонятни задачи, най -вероятно военни.
Космически кораб за многократна употреба "Буран"
В Съветския съюз първоначално се е планирало създаването на подобрено копие на совалката - орбитален самолет OS -120, тежащ 120 тона. (Американската совалка е тежала 110 тона при пълно натоварване). За разлика от совалката, се е планирало да се оборудва Буранът с кабина за изхвърляне за двама пилоти и турбореактивни двигатели за кацане на летището.
Ръководството на въоръжените сили на СССР настояваше за почти пълно копиране на „совалката“. По това време съветското разузнаване успя да получи много информация за американския космически кораб. Но се оказа, че не е толкова просто. Вътрешните водород-кислородни ракетни двигатели се оказаха по-големи по размер и по-тежки от американските. Освен това по отношение на мощността те отстъпваха на задграничните. Следователно, вместо три ракетни двигателя, беше необходимо да се инсталират четири. Но на орбиталната равнина просто нямаше място за четири задвижващи двигателя.
При совалката 83% от товара в началото се носеше от два усилвателя с твърдо гориво. В Съветския съюз не беше възможно да се разработят такива мощни ракети с твърдо гориво. Ракети от този тип са били използвани като балистични носители на морски и наземни ядрени заряди. Но те не достигнаха необходимата мощност много, много. Следователно съветските конструктори имаха единствената възможност - да използват ракети с течно гориво като ускорители. По програмата „Енергия-Буран“бяха създадени много успешни керосино-кислородни RD-170, които послужиха като алтернатива на усилвателите на твърдо гориво.
Самото местоположение на космодрома Байконур принуди дизайнерите да увеличат мощността на своите ракети -носители. Известно е, че колкото по -близо е стартовата площадка до екватора, толкова по -голямо е натоварването на една и съща ракета в орбита. Американският космодром на нос Канаверал има 15% предимство пред Байконур! Тоест, ако ракета, изстреляна от Байконур, може да вдигне 100 тона, тогава тя ще изстреля 115 тона в орбита, когато бъде изстреляна от нос Канаверал!
Географските условия, различията в технологиите, характеристиките на създадените двигатели и различният подход при проектирането - всичко това повлия на появата на "Buran". Въз основа на всички тези реалности е разработена нова концепция и ново орбитално превозно средство ОК-92, с тегло 92 тона. Четири кислород-водородни двигателя бяха прехвърлени в централния резервоар за гориво и беше получен вторият етап на ракетата-носител Energia. Вместо два усилвателя с твърдо гориво, беше решено да се използват четири ракети на течно гориво керосин-кислород с четирикамерни двигатели RD-170. Четирикамерна означава четири дюзи; дюзата с голям диаметър е изключително трудна за производство. Затова дизайнерите преминават към усложняването и претеглянето на двигателя, като го проектират с няколко по -малки дюзи. Има толкова дюзи, колкото горивни камери с куп тръбопроводи за подаване на гориво и окислител и всички "акости". Тази връзка е направена по традиционната, „кралска“схема, подобна на „съюзите“и „изток“, стана първият етап на „Енергия“.
"Буран" в полет
Самият круизен кораб "Буран" стана третият етап на ракетата -носител, подобно на "Союз". Единствената разлика е, че Buran е разположен отстрани на втория етап, докато Soyuz е на самия връх на ракетата -носител. Така беше получена класическата схема на тристепенна космическа система за еднократна употреба, с единствената разлика, че орбиталният кораб може да се използва многократно.
Повторната употреба е друг проблем на системата Energia-Buran. За американците совалките бяха предназначени за 100 полета. Например, орбиталните маневрени двигатели могат да издържат до 1000 оборота. След профилактична поддръжка всички елементи (с изключение на резервоара за гориво) бяха подходящи за изстрелване в космоса.
Усилвател на твърдо гориво, взет от специален кораб
Ускорителите с твърдо гориво бяха спуснати с парашут в океана, взети от специални кораби на НАСА и доставени в завода на производителя, където бяха подложени на профилактична поддръжка и бяха напълнени с гориво. Самата совалка също беше щателно проверена, предотвратена и ремонтирана.
Министърът на отбраната Устинов в ултиматум поиска системата Енергия-Буран да бъде максимално рециклируема. Затова дизайнерите бяха принудени да се справят с този проблем. Формално страничните усилватели се считаха за многократна употреба, подходящи за десет изстрелвания. Но всъщност не се стигна до това по много причини. Вземете поне факта, че американските ускорители се хвърлиха в океана, а съветските - в казахската степ, където условията за кацане не бяха толкова благоприятни, колкото топлите океански води. А ракетата с течно гориво е по-деликатно творение. "Буран" също е проектиран за 10 полета.
Като цяло системата за многократна употреба не работи, въпреки че постиженията бяха очевидни. Съветският орбитален кораб, освободен от големи задвижващи двигатели, получава по -мощни двигатели за маневриране на орбита. Което, в случай на използването му като космически „изтребител-бомбардировач“, му даде големи предимства. Плюс турбореактиви за атмосферни полети и кацане. Освен това е създадена мощна ракета с първия етап на керосиново гориво, а вторият с водород. Това беше такава ракета, която на СССР липсваше, за да спечели лунната надпревара. По своите характеристики „Енергия“беше практически еквивалентна на американската ракета „Сатурн-5“, която изпрати Аполо-11 на Луната.
"Buran" има голяма външна достъпност с американския "Shuttle". Korabl poctroen Po cheme camoleta тип "bechvoctka» c treugolnym krylom peremennoy ctrelovidnocti, imeet aerodinamicheckie organy upravleniya, rabotayuschie at pocadke pocle vozvrascheniya in plotnye cloi atmoscfery - колело napravleniya и elevony. Той успя да направи контролирано спускане в атмосферата със странична маневра до 2000 километра.
Дължината на "Buren" е 36,4 метра, размахът на крилата е около 24 метра, височината на кораба върху шасито е повече от 16 метра. Старата маса на кораба е повече от 100 тона, от които 14 тона се използват за гориво. В nocovoy otcek vctavlena germetichnaya tselnocvarnaya kabina за екипажа и bolshey chacti апарати за obecpecheniya poleta в coctave raketno-kocmicheckogo komplekca, avtonomnopoleta nA orbite, cpucka и pocadki. Обемът на кабината е над 70 кубически метра.
Когато възвращенията в сюжетни клои атмосфера найболее теплонапряжени учички повехнокти корабля ракаляютция до градусов 1600, же тепло, доходящо непокредктвено до металичецкой контрукции корабля, не должно превишат 150. Затова "BURAN" се отличава с мощната си термична защита, осигуряваща нормални температурни условия за проектиране на кораб по време на полет в самолет
Топлоустойчив капак, изработен от повече от 38 хиляди плочки, изработен от специални материали: кварцово влакно, високопроизводителна сърцевина, без сърцевина Керамичният дървен материал има способността да акумулира топлина, без да я предава на корпуса на кораба. Общата маса на тази броня беше около 9 тона.
Дължината на товарното отделение BURANA е около 18 метра. В обширния си товарен отсек е възможно да се побере полезен товар с маса до 30 тона. Там беше възможно да се поставят големи космически кораби - големи спътници, блокове от орбитални станции. Кацащата маса на кораба е 82 тона.
"BURAN" беше използван с всички необходими системи и оборудване както за автоматичен, така и за пилотиран полет. Това и средствата за навигация и управление, и радиотехническите и телевизионните системи, и автоматичните контроли за топлината и силата
Каютата на Буран
Основната двигателна инсталация, две групи двигатели за маневриране са разположени в края на опашната част и в предната част на рамката.
Общо се планираше изграждането на 5 орбитални кораба. Освен Буран, Темпест беше почти готов и почти половината от Байкал. Още два кораба, които бяха в начален етап на производство, не получиха имена. Системата Енергия -Буран няма късмет - тя се ражда в злополучно време за нея. Съветската икономика вече не можеше да финансира скъпи космически програми. И някаква съдба преследва космонавтите, които се готвят за полети на "Буран". Пилотите -изпитатели В. Букреев и А. Лисенко загинаха при самолетни катастрофи през 1977 г., още преди да се присъединят към групата космонавти. През 1980 г. пилотът -изпитател О. Кононенко умира. 1988 г. отне живота на А. Левченко и А. Щукин. След полета на "Буран" Р. Станкевичус, вторият пилот на пилотирания полет на крилатия космически кораб, загива при самолетна катастрофа. За първи пилот е назначен И. Волк.
"Буранът" също няма късмет. След първия и единствен успешен полет корабът беше държан в хангар на космодрома Байконур. На 12 май 2002 г. припокриването на цеха, в който се намираха моделите Buran и Energia, се срина. На този тъжен акорд съществуването на крилатия космически кораб, който беше показал толкова големи надежди, приключи.
След срутването на пода
