Космический корабль буран. Советский многоразовый орбитальный корабль "Буран" (11Ф35)
Выделенные жирным места будут разобраны в конце.«Шаттл» и «Буран»
Когда смотришь фотографии крылатых космических кораблей «Бурана» и «Шаттла» , то может сложиться впечатление, что они вполне идентичны. По крайней мере принципиальных различий будто бы и не должно быть. Несмотря на внешнюю схожесть, эти две космические системы всё же отличаются в корне.
«Шаттл»
«Шаттл» — многоразовый транспортный космический корабль (МТКК). Корабль имеет три жидкостных ракетных двигателя (ЖРД), работающих на водороде. Окислитель- жидкий кислород. Для совершения выхода на околоземную орбиту требуется огромное количество топлива и окислителя. Поэтому топливный бак является самым большим элементом системы «Спейс Шаттл». Космический корабль располагается на этом огромном баке и соединен с ним системой трубопроводов по которым подаётся топливо и окислитель на двигатели «Шаттла».
И всё равно, трех мощных двигателей крылатого корабля не хватает для выхода в космос. К центральному баку системы крепятся два твердотопливных ускорителя — самых мощных ракет в истории человечества на сегодняшний день. Наибольшая мощность необходима именно при старте, чтобы сдвинуть многотонный корабль и поднять его на первые четыре с половиной десятка километров. Твердотопливные ракетные ускорители берут на себя 83% нагрузки.
Взлетает очередной «Шаттл»
На высоте 45 км твердотопливные ускорители выработав все топливо отделяются от корабля и на парашютах приводняются в океане. Дальше, до высоты 113 км, «шаттл» поднимается с помощью трех ЖРД. После отделения бака, корабль летит еще 90 секунд по инерции и затем, на короткое время, включаются два двигателя орбитального маневрирования, работающие на самовоспламеняющемся топливе. И «шаттл» выходит на рабочую орбиту. А бак входит в атмосферу, где и сгорает. Отдельные его части падают в океан.
Отделение твердотопливных ускорителей
Двигатели орбитального маневрирования предназначены, как можно понять из их названия, для различных маневров в космосе: для изменения параметров орбиты, для причаливания к МКС или к другим космическим аппаратам находящихся на околоземной орбите. Так «шаттлы» несколько раз наведывались к орбитальному телескопу «Хаббл» для проведения сервисного обслуживания.
И, наконец, эти двигатели служат для создания тормозного импульса при возвращении на Землю.
Орбитальная ступень выполнена по аэродинамической схеме моноплана-бесхвостки с низкорасположенным дельтавидным крылом с двойной стреловидностью передней кромки и с вертикальным оперением обычной схемы. Для управления в атмосфере используются двухсекционный руль направления на киле (здесь же воздушный тормоз), элевоны на задней кромке крыла и балансировочный щиток под хвостовой частью фюзеляжа. Шасси убирающееся, трёхстоечное, с носовым колесом.
Длина 37,24 м, размах крыла 23,79 м, высота 17,27 м. «Сухой» вес аппарата около 68 т, взлётный - от 85 до 114 т (в зависимости от задачи и полезной нагрузки), посадочный с возвращаемым грузом на борту - 84,26 т.
Важнейшей особенностью конструкции планера является его теплозащита.
В самых теплонапряженных местах (расчётная температура до 1430º С) применен многослойный углерод-углеродный композит. Таких мест немного, это в основном носок фюзеляжа и передняя кромка крыла. Нижняя поверхность всего аппарата (разогрев от 650 до 1260º С) покрыта плитками из материала на основе кварцевого волокна. Верхняя и боковые поверхности частично защищаются плитками низкотемпературной изоляции - там, где температура составляет 315-650º С; в остальных местах, где температура не превышает 370º С, используется войлочный материал, покрытый силиконовой резиной.
Общий вес теплозащиты всех четырёх типов составляет 7164 кг.
Орбитальная ступень имеет двухпалубную кабину для семи астронавтов.
Верхняя палуба кабины шаттла
В случае расширенной программы полёта или при выполнении спасательных операций на борту шатла может находиться до десяти человек. В кабине - органы управления полётом, рабочие и спальные места, кухня, кладовая, санитарный отсек, шлюзовая камера, посты управления операциями и полезной нагрузкой, другое оборудование. Общий герметизированный объём кабины - 75 куб. м, система жизнеобеспечения поддерживает в нем давление 760 мм рт. ст. и температуру в диапазоне 18,3 - 26,6º С.
Эта система выполнена в открытом варианте, то есть без использования регенерации воздуха и воды. Такой выбор обусловлен тем, что продолжительность полётов шаттла была задана в семь суток, с возможностью её доведения до 30 суток при использовании дополнительных средств. При такой незначительной автономности установка аппаратуры регенерации означала бы неоправданное увеличение веса, потребляемой мощности и сложности бортового оборудования.
Запаса сжатых газов хватает на восстановления нормальной атмосферы в кабине в случае одной полной разгерметизации или на поддержание в ней давления 42,5 мм рт. ст. в течение 165 минут при образовании небольшого отверстия в корпусе вскоре после старта.
Грузовой отсек размерами 18,3 х 4,6 м и объемом 339,8 куб. м снабжен «трёхколенным» манипулятором длиной 15,3 м. При открытии створок отсека вместе с ними поворачиваются в рабочее положение радиаторы системы охлаждения. Отражательная способность панелей радиаторов такова, что они остаются холодными, даже когда на них светит Солнце.
Что может «Спейс шаттл» и как он летает
Если представить себе систему в собранном виде, летящую горизонтально, мы увидим внешний топливный бак в качестве её центрального элемента; к нему сверху пристыкован орбитер, а по бокам - ускорители. Полная длина системы равна 56,1 м, а высота - 23,34 м. Габаритная ширина определяется размахом крыла орбитальной ступени, то есть составляет 23,79 м. Максимальная стартовая масса - около 2 041 000 кг.
О величине полезного груза столь однозначно говорить нельзя, так как она зависит от параметров целевой орбиты и от точки старта корабля. Приведем три варианта. Система «Спейс шаттл» способна выводить:
29 500 кг при пуске на восток с мыса Канаверал (Флорида, восточное побережье) на орбиту высотой 185 км и наклонением 28º;
11 300 кг при пуске из Центра космических полётов им. Кеннеди на орбиту высотой 500 км и наклонением 55º;
14 500 кг при пуске с базы ВВС «Ванденберг» (Калифорния, западное побережье) на приполярную орбиту высотой 185 км.
Для шаттлов были оборудованы две посадочные полосы. Если шаттл садился вдали от космодрома, домой возвращался верхом на Боинге-747
Боинг-747 везет шаттл на космодром
Всего было построено пять шаттлов (два из них погибли в катастрофах) и один прототип.
При разработке предусматривалось, что шаттлы будут совершать по 24 старта в год, и каждый из них совершит до 100 полётов в космос. На практике же они использовались значительно меньше — к закрытию программы летом 2011 года было произведено 135 пусков, из них «Дискавери» — 39, «Атлантис» — 33, «Колумбия» — 28, «Индевор» — 25, «Челленджер» — 10.
Экипаж шаттла состоит из двух астронавтов — командира и пилота. Наибольший экипаж шаттла — восемь астронавтов («Challenger», 1985 год).
Советская реакция на создание «Шаттла»
На руководителей СССР разработка «шаттла» произвела большое впечатление. Посчитали, что американцы разрабатывают орбитальный бомбардировщик вооруженный ракетами «космос — земля». Огромные размеры «шаттла» и его возможность возвращать на Землю груз до 14,5 тонн были истолкованы как явная угроза похищения советских спутников и даже советских военных космических станций типа «Алмаз», которые летали в космосе под названием «Салют». Эти оценки были ошибочными, так как США еще в 1962 году отказались от идеи космического бомбардировщика в связи с успешным развитием атомного подводного флота и баллистических ракет наземного базирования.
«Союз» мог легко поместиться в грузовом отсеке «Шаттла»
Советские эксперты не могли понять зачем нужны 60 запусков «шаттлов» в год — один запуск в неделю! Откуда должны были взяться множество космических спутников и станций для которых необходим будет «Шаттл»? Советские люди, живущие в рамках другой экономической системы, не могли даже себе представить, что руководством НАСА, усиленно проталкивающим новую космическую программу в правительстве и конгрессе, руководил страх остаться без работы. Лунная программа близилась к завершению и тысячи высококвалифицированных специалистов оказывались не у дел. И, самое главное, перед уважаемыми и очень хорошо оплачиваемыми руководителям НАСА возникала неутешительная перспектива расставания с обжитыми кабинетами.
Поэтому было подготовлено экономическое обоснование о большой финансовой выгоде многоразовых транспортных космических кораблей в случае отказа от одноразовых ракет. Но для советских людей было абсолютно непонятно, что президент и конгресс могут тратить общенациональные средства только с большой оглядкой на мнение своих избирателей. В связи с чем в СССР воцарилось мнение, что американцы создают новый КК под какие-то будущие непонятные задачи, скорее всего военные.
Многоразовый космический корабль «Буран»
В Советском Союзе первоначально планировалось создать усовершенствованную копию «Шаттла» — орбитальный самолет ОС-120, весом в 120 тонн.(Американский челнок весил 110 тонн при полной загрузке) .В отличие от «Шаттла» предполагалось снабдить «Буран» катапультируемой кабиной для двух пилотов и турбореактивными двигателями для посадки на аэродроме.
На почти полном копировании «шаттла» настаивало руководство вооруженных сил СССР. Советская разведка сумела к этому времени добыть много информации по американскому КК. Но оказалось не все так просто. Отечественные водородно-кислородные ЖРД оказались большими по размеру и более тяжелыми, чем американские. К тому же по мощности они уступали заокеанским. Поэтому вместо трех ЖРД надо было устанавливать четыре. Но на орбитальном самолете для четырех маршевых двигателей места просто не было.
У «шаттла» 83 % нагрузки на старте несли два твердотопливных ускорителя. В Советском Союзе таких мощных твердотопливных ракет разработать не удалось. Ракеты подобного типа использовались в качестве баллистических носителей ядерных зарядов морского и наземного базирования. Но они не дотягивали до нужной мощности очень и очень много. Поэтому у советских конструкторов была единственная возможность — использовать в качестве ускорителей жидкостные ракеты. По программе «Энергия-Буран» были созданы очень удачные керосино-кислородные РД-170, которые и послужили альтернативой твердотопливным ускорителям.
Само расположение космодрома Байконур вынуждало конструкторов увеличивать мощность своих ракет-носителей. Известно, что чем ближе стартовая площадка к экватору, тем больший груз одна и та же ракета может вывести на орбиту. У американского космодрома на мысе Канаверал преимущество перед Байконуром составляет 15%! То есть, если ракета стартующая с Байконура может поднять 100 тонн, то она же при запуске с мыса Канаверал выведет на орбиту 115 тонн!
Географические условия, отличия в технологии, характеристики созданных двигателей и разный конструкторский подход — оказали своё влияние на облик «Бурана». Исходя из всех этих реалий была разработана новая концепция и новый орбитальный корабль ОК-92, весом 92 тонны. Четыре кислородно-водородных двигателя перенесли на центральный топливный бак и получилась вторая ступень ракеты-носителя «Энергия». Вместо двух твердотопливных ускорителей было решено применить четыре ракеты на жидком топливе керосин-кислород с четырехкамерными двигателями РД-170. Четырехкамерный — это значит с четырьмя соплами.Сопло большого диаметра изготовить крайне сложно. Поэтому конструкторы идут на усложнение и утяжеление двигателя проектируя его с несколькими соплами меньшего размера. Сколько сопел, столько и камер сгорания с кучей трубопроводов подачи топлива и окислителя и со всеми «причандалами» . Эта связка выполнена по традиционной, «королёвской» ,схеме, аналогичной «союзам» и «востокам», стала первой ступенью «Энергии».
«Буран» в полете
Сам крылатый корабль «Буран» стал третьей ступенью ракеты-носителя, подобно тем же «Союзам». Разница лишь в том, что «Буран» располагался на боку второй ступени, а «Союзы» на самой верхушке ракеты-носителя. Таким образом получилась классическая схема трехступенчатой одноразовой космической системы, с тем лишь отличием, что орбитальный корабль был многоразовым.
Многоразовость была еще одной проблемой системы «Энергия — Буран». У американцев, «шаттлы» были рассчитаны на 100 полетов. Например, двигатели орбитального маневрирования могли выдержать до 1000 включений. Все элементы (кроме топливного бака) после профилактики были пригодны для запуска в космос.
Твердотопливный ускоритель подобран специальным судном
Твердотопливные ускорители опускались на парашютах в океан, подбирались специальными судами НАСА и доставлялись на завод изготовитель, где проходили профилактику и начинялись топливом. Сам «Шаттл» тоже проходил тщательную проверку, профилактику и ремонт.
Министр обороны Устинов в ультимативной форме требовал, чтобы система «Энергия — Буран» была максимально пригодной к повторному использованию. Поэтому конструкторы вынуждены были заняться этой проблемой. Формально боковые ускорители числились многоразовыми, пригодными для десяти пусков . Но фактически до этого дело не дошло по многим причинам. Взять хотя бы то, что американские ускорители шлепались в океан, а советские падали в казахстанской степи, где условия приземления были не такие щадящие как теплые океанские воды. Да и жидкостная ракета- создание более нежное. чем твердотопливная.»Буран» тоже был рассчитан на 10 полетов.
В общем многоразовой системы не получилось, хотя достижения были очевидными. Советский орбитальный корабль, освобожденный от больших маршевых двигателей, получил более мощные двигатели для маневрирования на орбите. Что, в случае его использования в качестве космического «истребителя-бомбардировщика», давало ему большие преимущества. И плюс ещё турбореактивные двигатели для полета и посадки в атмосфере. Кроме этого была создана мощная ракета с первой ступенью на керосиновом топливе, а вторая на водородном. Именно такой ракеты не хватало СССР чтобы выиграть лунную гонку. «Энергия» по своим характеристикам была практически равноценна американской ракете «Сатурн-5″ отправившей на Луну «Аполлон-11″.
«Бурaн» имeет бoльшoе внeшнeе cхoдcтвo c aмeрикaнcким «Шaттлoм». Кoрaбль пocтрoен пo cхeмe cамoлeтa типa «бecхвocткa» c трeугoльным крылoм пeрeмeннoй cтрeлoвиднocти, имeет aэрoдинaмичecкиe oргaны упрaвлeния, рaбoтaющиe при пocадкe пocлe вoзврaщeния в плoтныe cлoи aтмocфeры - руль нaпрaвлeния и элeвoны. Oн был cпocобeн cовeршaть упрaвляeмый cпуcк в aтмocфeрe c бoкoвым мaнeврoм дo 2000 килoмeтрoв.
Длинa «Бурaнa» - 36,4 мeтрa, рaзмaх крылa - oкoлo 24 мeтрa, выcотa кoрaбля нa шacси - бoлeе 16 мeтрoв. Cтaртoвaя мacсa кoрaбля - бoлeе 100 тoнн, из кoтoрых 14 тoнн прихoдитcя нa тoпливo. В нocовoй oтcек вcтaвлeнa гeрмeтичнaя цeльнocвaрнaя кaбинa для экипaжa и бoльшeй чacти aппaрaтуры для oбecпeчeния пoлeтa в cоcтaвe рaкeтнo-кocмичecкoгo кoмплeкcа, aвтoнoмнoгo пoлeтa нa oрбитe, cпуcкa и пocадки. Oбъeм кaбины - бoлeе 70 кубичecких мeтрoв.
При вoзврaщeнии в плoтныe cлoи aтмocфeры нaибoлeе тeплoнaпряжeнныe учacтки пoвeрхнocти кoрaбля рacкaляютcя дo 1600 грaдуcов, тeплo жe, дoхoдящeе нeпocрeдcтвeннo дo мeтaлличecкoй кoнcтрукции кoрaбля, нe дoлжнo прeвышaть 150 грaдуcов. Пoэтoму «Бурaн» oтличaлa мoщнaя тeплoвaя зaщитa, oбecпeчивaющaя нoрмaльныe тeмпeрaтурныe уcлoвия для кoнcтрукции кoрaбля при прoхoждeнии плoтных cлoев aтмocфeры вo врeмя пocадки.
Тeплoзaщитнoе пoкрытиe из бoлeе 38 тыcяч плитoк изгoтoвлeнo из cпeциaльных мaтeриaлoв: квaрцeвoе вoлoкнo, выcокoтeмпeрaтурныe oргaничecкиe вoлoкнa, чacтичнo мaтeриaл нa ocнoвe углeрoдa. Кeрaмичecкaя брoня oблaдaeт cпocобнocтью aккумулирoвaть тeплo, нe прoпуcкaя eгo к кoрпуcу кoрaбля. Oбщaя мacсa этoй брoни cоcтaвилa oкoлo 9 тoнн.
Длинa грузoвoгo oтcекa «Бурaнa» - oкoлo 18 мeтрoв. В eгo oбширнoм грузoвoм oтcекe мoг рaзмecтитьcя пoлeзный груз мacсoй дo 30 тoнн. Тудa мoжнo былo пoмecтить крупнoгaбaритныe кocмичecкиe aппaрaты - бoльшиe cпутники, блoки oрбитaльных cтaнций. Пocадoчнaя мacсa кoрaбля - 82 тoнны.
«Бурaн» ocнacтили вcеми нeoбхoдимыми cиcтeмaми и oбoрудoвaниeм кaк для aвтoмaтичecкoгo, тaк и для пилoтируeмoгo пoлeтa. Этo и cрeдcтвa нaвигaции и упрaвлeния, и рaдиoтeхничecкиe и тeлeвизиoнныe cиcтeмы, и aвтoмaтичecкиe уcтрoйcтвa рeгулирoвaния тeплoвoгo рeжимa, и cиcтeмa жизнeoбecпeчeния экипaжa, и мнoгoе-мнoгoе другoе.
Кабина Бурана
Ocнoвнaя двигaтeльнaя уcтaнoвкa, двe группы двигaтeлeй для мaнeврирoвaния рacпoлoжeны в кoнцe хвocтoвoгo oтcекa и в пeрeднeй чacти кoрпуcа.
18 ноября 1988 года «Буран» отправился в свой полет в космос. Он был запущен с помощью ракеты-носителя «Энергия».
После выхода на околоземную орбиту «Буран» сделал 2 витка вокруг Земли (за 205 минут), затем начал снижение на Байконур. Посадка была произведена на специальном аэродроме Юбилейный.
Полет прошел в автоматическом режиме, экипажа на борту не было. Полет по орбите и посадка произведены с помощью бортового компьютера и специального программного обеспечения. Автоматический режим полета явился главным отличием от Спейс Шаттла, в котором посадку производят в ручном режиме астронавты. Полет Бурана вошел в книгу рекордов Гиннеса как уникальный (ранее никто не сажал космические аппараты в полностью автоматическом режиме).
Автоматическая посадка 100-тонной громадины - очень сложная штука. Мы не делали никакого «железа», только программное обеспечение режима посадки - от момента достижения (при снижении) высоты 4 км до остановки на посадочной полосе. Я попробую очень коротко рассказать, как делалась эта алгоритмия.
Сначала теоретик пишет алгоритм на языке высокого уровня и проверяет его работу на контрольных примерах. Этот алгоритм, который пишет один человек, «отвечает» за одну какую-нибудь, сравнительно небольшую, операцию. Затем происходит объединение в подсистему, и её тащат на моделирующий стенд. В стенде «вокруг» рабочего, бортового алгоритма размещены модели - модель динамики аппарата, модели исполнительных органов, датчиковых систем и др. Они тоже написаны на языке высокого уровня. Таким образом, алгоритмическая подсистема проверяется в «математическом полёте».
Потом подсистемы собираются вместе и опять проверяются. А потом алгоритмы «переводятся» с языка высокого уровня на язык бортовой машины (БЦВМ). Для их проверки, уже в ипостаси бортовой программы, существует другой моделирующий стенд, в составе которого есть бортовая ЭВМ. А вокруг неё наверчено то же - математические модели. Они, конечно, модифицированы по сравнению с моделями в чисто математическом стенде. Модель «крутится» в большой ЭВМ общего назначения. Не забывайте, это были 1980-е годы, персоналки только начинались и были совсем маломощными. Это было время мэйнфреймов, у нас стояла спарка из двух ЕС-1061. А для связи бортовой машины с матмоделью в универсальной ЭВМ нужно специальное оборудование, оно в составе стенда нужно ещё для разных задач.
Этот стенд мы называли полунатурным - ведь в нём, кроме всякой математики, была настоящая БЦВМ. На нём реализовался режим работы бортовых программ, очень близкий к режиму реального времени. Долго объяснять, но для БЦВМ он был неотличим от «настоящего» реального времени.
Когда-нибудь я соберусь и напишу, как происходит режим полунатурного моделирования - для этого и других случаев. А пока я только хочу объяснить состав нашего отделения - того коллектива, который всё это делал. В нём был комплексный отдел, который разбирался с датчиковыми и исполнительными системами, задействованными в наших программах. Был алгоритмический отдел - эти собственно писали бортовые алгоритмы и отрабатывали их на математическом стенде. Наш отдел занимался а) переводом программ на язык БЦВМ, б) созданием специального оборудованием для полунатурного стенда (здесь я и работал) и в) программами ля этого оборудования.
В нашем отделе были даже свои конструкторы, чтобы делать документацию для изготовления наших блоков. И ещё был отдел, занимавшийся эксплуатацией помянутой спарки ЕС-1061.
Выходным продуктом отделения, а значит, и всего КБ в рамках «буранной» темы, была программа на магнитной ленте (1980-е!), которую везли отрабатывать дальше.
Дальше - это стенд предприятия-разработчика системы управления. Ведь ясно же, что система управления летательного аппарата - это не только БЦВМ. Эту систему делало значително более крупное, чем мы, предприятие. Они были разработчиками и «собственниками» БЦВМ, они набивали её множеством программ, выполняющих весь комплекс задач по управлению кораблём от предстартовой подготовки до послепосадочного выключения систем. А нам, нашей посадочной алгоритмии, в той БЦВМ отводилась только часть машинного времени, параллельно (точнее, я бы сказал, квазипараллельно) работали другие программные системы. Ведь, если мы рассчитываем траекторию посадки, то это не значит, что нам уже не нужно стабилизировать аппарат, включать-выключать всевозможное оборудование, поддерживать тепловые режимы, формировать телеметрию и прочая, и прочая, и прочая…
Однако вернёмся к отработке режима посадки. После отработки в штатной резервированной БЦВМ в составе всей совокупности программ эту совокупность везли на стенд предприятия-разработчика корабля «Буран». А там был стенд, называвшийся полноразмерным, в котором задействован целый корабль. При работе программ он помахивал элевонами, гудел приводами и всякое такое прочее. И сигналы шли от настоящих акселерометров и гироскопов.
Потом я насмотрелся этого всего на разгоннике «Бриз-М», а пока моя роль была совсем скромной. За пределы своего КБ я не выезжал…
Итак, прошли полноразмерный стенд. Думаете, это всё? Нет.
Дальше была летающая лаборатория. Это Ту-154, у которого система управления настроена так, что самолёт реагирует на выработанные БЦВМ управляющие воздействия, как если бы он был не Ту-154, а «Буран». Конечно, существует возможность быстро «вернуться» нормальный режим. «Буранский» включался только на время эксперимента.
Венцом же испытаний были 24 полёта экземпляра «Бурана», сделанного специально для этого этапа. Он назывался БТС-002, имел 4 двигателя от того же Ту-154 и мог сам взлетать с полосы. Садился он в процессе испытаний, конечно, с выключенными движками, - ведь «в штате» космический корабль садится в режиме планирования, на нём никаких атмосферных двигателей нет.
Сложность этой работы, а точнее, нашего программного-алгоритмического комплекса можно проиллюстрировать вот чем. В одном из полётов БТС-002. летел «на программе» до касания полосы основными стойками шасси. Затем пилот брал управление и опускал носовую стойку. Потом опять включалась программа и вела аппарат до полной остановки.
Кстати, это довольно-таки понятно. Пока аппарат в воздухе, у него нет ограничений на вращения вокруг всех трёх осей. И вращается он, как положено, вокруг центра масс. Вот он коснулся полосы колёсами основных стоек. Что происходит? Вращение по крену теперь невозможно вообще. Вращение по тангажу идёт уже не вокруг центра масс, а вокруг оси, проходящей через точки касания колёс, и оно пока свободное. А вращение по курсу теперь сложным образом определяется соотношением управляющего момента от руля направления и силы трения колёс о полосу.
Вот такой непростой режим, столь радикально отличающийся и от полёта, и от пробега по полосе «на трёх точках». Потому что, когда на полосу опустится и переднее колесо, то - как в анекдоте: уже никто никуда не вращается…
Всего намечалось построить 5 орбитальных кораблей. Кроме «Бурана» была почти готова «Буря» и почти наполовину «Байкал». Еще два корабля находящиеся в начальной стадии изготовления названий не получили. Системе «Энергия-Буран» не повезло — она родилась в неудачное для неё время. Экономика СССР уже была не в состоянии финансировать дорогостоящие космические программы. И какой-то рок преследовал космонавтов готовившихся к полётам на «Буране». Лётчики-испытатели В.Букреев и А.Лысенко погибли в авиакатастрофах в 1977 году, еще до перехода в группу космонавтов. В 1980 году погиб летчик-испытатель О.Кононенко. 1988 год забрал жизни А.Левченко и А Щукина. Уже после полета «Бурана» погиб в авиакатастрофе Р.Станкявичус — второй пилот для пилотируемого полёта крылатого КК. Первым пилотом был назначен И. Волк.
Не повезло и «Бурану». После первого и единственного успешного полёта корабль хранился в ангаре на космодроме «Байконур». 12 мая 2012 2002 года обрушилось перекрытие цеха в котором находились » Буран» и макет «Энергии». На этом печальном аккорде и закончилось существование крылатого космического корабля, подававшего столь большие надежды.
При приблизительно равнозначной по стоимости программ, почему-то орбитальная ступень - сам КК "Буран" имел изначально заявленный ресурс в 10 полетов против 100 у Шаттла. Почему так - даже не объясняют. Причины видимо уж очень нелицеприятные. Про гордость тем, что "наш Буран садился на автомате, а пиндосы так не смогли"... А смысл этого, причем с первого полета довериться примитивной автоматике, рискуя разбить охуенно дорогой аппарат (Шаттл) ? Цена вопроса этого "проёба" слишком велика. И еще. А почему мы дожны верить на слово, что полет действительно непилотируемый? А, "нам так сказали"..
Ах, Жизнь космонавта - превыше всего, скажете? Да, не смешите меня.... Я думаю, что и пиндосы смогли бы, но видать по другому мыслили. Почему думаю, что смогли бы - потому что знаю: как раз в те годы они уже отработали (именно отработали, а не разик "полетали") полностью автоматический перелет Боинга-747 (да, того самого, к которому пристегнут Шаттл на фото) из Флориды, форт Лодердейл на Аляску в Анкоридж, т.е через весь континент. Еще в 1988 году (это к вопросу о, якобы террористах-смертниках, угнавших борта 9/11. Ну, вы поняли меня?) А принципиально это сложности одного порядка (посадить Шаттл на автомате и совершить взлет - набор эшелона-посадку тяжелого В-747, который как видели на фото, равен нескольким Шаттлам).
Уровень же нашего технологического отставания хорошо отражен на фото бортового оборудования кабин рассматриваемых КК. Посмотрите еще раз и сравните. Всё это пишу, повторяю: для объективности, а не из-за "низкопоклонства перед западом", коим никогда не болел..
В качестве жЫрной точки. Теперь разрушены и эти, уже тогда
безнадежно отставшие отрасли электроники.
Чем же тогда оснащены хваленые "Тополя-М" и пр. ? А я не знаю! И никто не знает! Но, не своим - это можно утверждать точно. А это все "не свое" очень даже может быть нашпиговано (наверняка, заведомо) аппаратными "закладками", и в нужный момент все это станет мертвой кучей металла. Это тоже все отработано еще в 1991 году, когда "Буря в пустыне", и иракцам удаленно отключили комплексы ПВО. Вроде, как французские.
Поэтому, когда я смотрю очередной ролик "Военной Тайны" с Прокопенко, или еще чего про "вставание с колен", "анало-говнет" применительно в новым высокотехнологичным вундервафлям из области ракетно-космического и авиационного хайтека, то... Нет, не улыбаюсь, не чему тут улыбаться. Увы. Советский Космос безнадежно проебан правопреемницей. А все эти победные реляции - о всяких "прорывах" - для альтернативно-одаренных ватников
|
М н о г о р а з о в а я к о с м и ч е с к а я с и с т е м а в ц е л о м |
|||||
|
Стартовая масса МКС, т |
2380 |
2380 |
2410 |
2380 |
2000 |
|
Суммарная тяга двигателй при старте, тс |
2985 |
2985 |
3720 |
4100 |
2910 |
|
Начальная тяговооруженность |
1,25 |
1,25 |
1,54 |
1,27 |
1,46 |
|
Максимальная высота на старте, м |
56,0 |
56,0 |
73,58 |
56,1 |
|
|
Максимальный поперечный размер, м |
22,0 |
22,0 |
16,57 |
23,8 |
|
|
Время подготовки к очередному полету, сутки |
н/д |
||||
|
Многократность применения: Орбитальный корабль I ступень Центральный блок |
До 100 раз с заменой ДУ через 50 полетов До 20 раз |
До 100 раз До 20 раз 1 (с потерей двигателей II ступени) |
Н/д До 20 раз 1 (с ДУ II ступени) |
100 раз с заменой ДУ через 50 п-тов До 20 раз |
|
|
Затраты на один полет (без амортизации орбитального корабля), млн. руб. (долл.) |
15,45 |
н/д |
н/д |
$10,5 |
|
|
Начало ЛКИ: I ступени в составе РН 11К77 ("Зенит") Кислородно-водородного блока II ступени в составе МКС с грузовым транспортным контейнером Автономные испытания ОК в атмосфере МКС в целом |
1978 год 1981 год 1981 год 1983-85 годы |
1978 год 1981 год 1981 год 1983-84 годы |
1978 год 1981 год 1983 год |
4 кв. 1977 г. 3 кв. 1979 г. |
|
|
Стоимость разработки, млрд. руб. (долл.) |
н/д |
н/д |
$5,5 |
||
|
Р а к е т а - н о с и т е л ь |
|||||
|
Обозначение |
РЛА-130 |
РЛА-130 |
РЛА-130 |
РЛА-130В |
|
|
Компоненты и масса топлива: I ступень (жидкий О 2 + керосин РГ-1), т II ступень (жидкий О 2 + жидкий H 2 ), т |
4×330 |
4×330 |
4×310 |
6×250 |
984 (масса ТТУ) |
|
Размеры блоков ракеты-носителя: I ступень, длина×диаметр, м II ступень, длина×диаметр, м |
40,75×3,9 н/д × 8,37 |
40,75×3,9 н/д × 8,37 |
25,705×3,9 37,45×8,37 |
45,5×3,7 н/д × 8,50 |
|
|
Двигатели: I ступень: ЖРД (КБЭМ НПО "Энергия") Тяга: на уровне моря, тс В вакууме, тс В вакууме, сек РДТТ (I ступень у "Шаттла"): Тяга, на уровне моря, тс Удельный импульс, на уровне моря, сек В вакууме, сек II ступень: ЖРД разработки КБХА Тяга, в вакууме, тс Удельный импульс, на уровне моря, сек В вакууме, сек |
РД-123 4×600 4×670 11Д122 3×250 |
РД-123 4×600 4×670 11Д122 3×250 |
РД-170 4×740 4×806 308,5 336,2 РД-0120 4×190 349,8 |
РД-123 6×600 6×670 11Д122 2×250 |
2×1200 SSME 3×213 |
|
Продолжительность активного участка выведения, сек |
н/д |
н/д |
н/д |
н/д |
|
|
О р б и т а л ь н ы й к о р а б л ь |
|||||
|
Размеры орбитального корабля: Общая длина, м Максимальная ширина корпуса, м Размах крыла, м Высота по килю, м Размеры отсека полезного груза, длина×ширина, м Объем гермокабины экипажа, м 3 Объем шлюзовой камеры, м 3 |
37,5 22,0 17,4 18,5×4,6 н/д |
34,5 22,0 15,8 18,5×4,6 н/д |
34,0 н/д н/д × 5,5 |
37,5 23,8 17,3 18,3×4,55 н/д |
|
|
Стартовая масса корабля (с РДТТ САС), т |
155,35 |
116,5 |
н/д |
||
|
Масса корабля после отделения РДТТ САС, т |
119,35 |
||||
|
Масса полезного груза, выводимого ОК на орбиту высотой 200 км и наклонением: I=50,7 ° , т I=90,0 ° , т I =97,0 ° , т |
н/д н/д |
26,5 |
|||
|
Максимальная масса полезного груза, возвращаемая с орбиты, т |
14,5 |
||||
|
Посадочная масса корабля, т |
89,4 |
67-72 |
66,4 |
84 (с грузом 14,5т) |
|
|
Посадочная масса корабля при аварийной посадке, т |
99,7 |
н/д |
н/д |
||
|
Сухая масса орбитального корабля, т |
79,4 |
68,1 |
|||
|
Запас топлива и газов, т |
н/д |
10,5 |
12,8 |
||
|
Запас характеристической скорости, м/с |
|||||
|
Тяга корректирующе-тормозных двигателей, тс |
н/д |
2х14=28 |
2х8,5=17,0 |
н/д |
|
|
Тяга двигателей ориентации, тс |
40×0,4 16×0,08 |
в носовой части 16×0,4 и 8×0,08 в хвостовой части 24×0,4 и 8×0,08 |
впереди 18×0,45 сзади 16×0,45 |
н/д |
|
|
Время пребывания на орбите, сутки |
7-30 |
7-30 |
н/д |
7-30 |
|
|
Боковой маневр при спуске с орбиты, км |
± 2200 |
± 2200 (с учетов ВРД ± 5100) |
± 800…1800 |
± 2100 |
|
|
Тяга воздушно-реактивных двигателей |
Д-30КП, 2×12 тс |
АЛ-31Ф, 2×12,5 тс |
|||
|
Возможность посадки орбитального корабля на территорию своей страны с Нкр=200км (~ 16 витков в сутки): I = 28,5° I = 50,7° I = 97° |
Посадка на ВПП старта с семи витков, кроме 6-14 с пяти витков, кроме 2-6,10-15 |
Посадка на любые аэродромы гражданского воздушного флота 1 класса Со всех витков, кроме 8,9 со всех витков |
Посадка на подготовленные грунтовые спецплощадки Ø 5км Со всех витков, кроме 8,9 со всех витков |
Посадка на базах Эдвардс, Канаверал, Ванденберг с девяти витков, кроме 7-13 с десяти витков, кроме 2-4, 9-12 |
|
|
Потребная длина и класс посадочной полосы |
4 км, специальная ВПП |
2,5-3 км, все аэродромы 1 класса |
Спец.площадка Ø 5км |
4 км, специальная ВПП |
|
|
Посадочная скорость орбитального корабля, км/ч |
посадка на парашютах |
||||
|
Двигатели системы аварийного спасения (САС), тип и тяга, тс Масса топлива, т Масса снаряженного двигателя, т Удельный импульс, на земле/в вакууме |
РДТТ, 2×350 2×14 2×18-20 235 / 255 сек |
РДТТ, 1×470 н/д 1×24,5 н/д |
РДТТ, 1×470 н/д 1×24,5 н/дн/д |
||
|
Экипаж, чел. |
|||||
|
Средства для транспортировки орбитального корабля и летной отработки: |
Ан-124 (проект) |
Ан-22 или автономно |
Ан-22, 3М или автономно |
н/д |
Боинг-747 |
|
В итоге был создан корабль с уникальными характеристиками, способный доставить
на орбиту груз массой 30 т и вернуть на Землю 20 т. Имея возможность взять на
борт экипаж из 10 человек, он мог весь полет выполнять в автоматическом режиме. Но мы не будем подробно останавливаться на описании "Бурана ", ведь ему и посвящен весь , для нас важнее другое - еще до его полета конструкторы уже думали о разработке многоразовых кораблей следующего поколения.
"После-бурановские" проекты.
Многоцелевая авиационно-космическая система
(МАКС)
НПО "Энергия", используя задел по МКС "Энергия-Буран", также предложило целый ряд частично или полностью многоразовых ракетно-космических систем с вертикальным стартом с использованием РН "Зенит-2", "Энергия-М" и многоразовой крылатой разгонной ступени вертикального старта на базе "Бурана" . Наибольший интерес вызывает проект полностью многоразового носителя ГК-175 ("Энергия-2") на базе РН "Энергия" со спасаемыми крылатыми блоками обеих ступеней. Также в НПО "Энергия" велись работы и над перспективным проектом одноступенчатого воздушно-космического самолета (ВКС). Конечно,
Но в истории нашей космонавтики
существовали и бескрылые многоразовые спускаемые аппараты с малым
аэродинамическим качеством, использовавшиеся в составе
С начала 1985 года подобный
проект -
многоразовый космический корабль "Заря" (14Ф70) -
разрабатывался и в НПО "Энергия" под
ракету "Зенит-2" . Аппарат состоял из многоразового
корабля, по форме напоминавшего увеличенный спускаемый аппарат корабля "Союз ",
и сбрасываемый перед сходом с орбиты одноразовый навесной отсек. Корабль "Заря "
имел диаметр 4,1 м, длину 5 м, максимальную массу около 15 т при выведении на
опорную орбиту высотой до 190 км и наклонением 51,6 0 , в том числе
массу доставляемых и возвращаемых грузов соответственно 2,5 т и 1,5-2 т при
экипаже из двух космонавтов; 3 т и 2-2,5 т при полете без экипажа, или экипажа
до восьми космонавтов. Возвращаемый корабль мог эксплуатироваться в течение
30-50 полетов. Многоразовость достигалось за счет применения
"бурановских" теплозащитных материалов и новой схемы
вертикальной посадки на Землю с помощью многоразовых ЖРД для гашения
вертикальной и горизонтальной скоростей посадки и сотового амортизатора корпуса
корабля для исключения его повреждений. Отличительной
Логика развития пилотируемой
космонавтики и экономические реалии России поставили задачу разработки нового
пилотируемого корабля -
вместительного, недорогого и
эффективного транспортного средства для ближнего космоса. Таким и стал проект
космического корабля "Клипер ", вобравшего в себя опыт проектирования
многоразовых кораблей. Будем надеяться, что у России хватит разума (а главное,
средств!) реализовать новый проект и " "
В.Лебедева;
-
фоторепортаж самолет-аналог
БТС-02 ГЛИ на авиасалоне МАКС-99;
При создании этой страницы были использованы материалы из статьи С.Александрова "Вершина" в журнале "Техника Молодежи", N2/1999 стр 17-19, 24-25 | |||||
одноразовых
космических кораблей и орбитальных станций. Наибольшего успеха в создании таких
пилотируемых аппаратов достигло ОКБ-52 Владимира Челомея. Отказавшись
участвовать в разработке "Бурана", Челомей начал в инициативном порядке
разрабатывать собственный крылатый корабль ЛКС (Легкий космический самолет) "малой"
размерности со стартовым весом до 20 т под свой
носитель "Протон" . Но программа ЛКС не получила
поддержки, и в ОКБ-52 продолжили разработку трехместного возвращаемого аппарата
(ВА) в многоразовом исполнении для использования в составе транспортного корабля
снабжения (ТКС) 11Ф72 и военной 
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
Для создания планера орбитального корабля "Буран" на базе трех конструкторских бюро (КБ "Молния", КБ "Буревестник" и Экспериментальный машиностроительный завод во главе с генеральным конструктором Владимиром Мясищевым) было образовано специализированное предприятие — научно-производственное объединение "Молния". В качестве основной производственной базы был выбран Тушинский машиностроительный завод. Новое объединение возглавил Глеб Лозино-Лозинский, который еще в 1960-е годы работал над проектом многоразовой авиационно-космической системы "Спираль".
В настоящее время сохранилось несколько макетов и летных экземпляров.
Летавший корабль "Буран" был законсервирован и оставлен в монтажно-испытательном корпусе на космодроме Байконур (Казахстан). В 2002 году корабль был полностью уничтожен рухнувшей на него крышей корпуса.
Второй корабль, который должен был совершить полёт в автоматическом режиме со стыковкой с пилотируемой станцией "Мир", остался на Байконуре. В апреле 2007 года он был установлен в экспозиции музея космодрома Байконур. Является собственностью Казахстана.
Третий корабль (степень готовности корабля на момент прекращения работ составляла 30-50 %) до 2004 года находился в цехах Тушинского машиностроительного завода, в октябре 2004 года перевезён на причал Химкинского водохранилища для временного хранения. В июне 2011 года он был перевезён речным транспортом на аэродром в город Жуковский для реставрации и последующего показа на Международном авиационно-космическом салоне (МАКС-2011).
После авиасалона макет космического корабля в одном из павильонов аэродрома Раменское (Жуковский).
Один из макетов "Бурана" — "Буран БТС-002" после закрытия в 1993 году программы НПО "Молния" демонстрировало на аэрошоу Международного авиационно-космического салона. В 1999 году макет передали в лизинг австралийской фирме для показа на Олимпийских играх в Сиднее, а затем — сингапурской фирме, которая отвезла его в Бахрейн. В 2003 году НПО "Молния" продало "Буран БТС-002" частному Техническому музею в городе Шпайере (Германия), куда он прибыл 12 апреля 2008 года. В настоящее время он установлен в техническом музее Шпайера как экспонат.
Еще один полноразмерный макет "Бурана" ("БТС-001"), который использовался для отработки воздушной транспортировки орбитального комплекса, в 1993 году был передан в лизинг обществу "Космос-Земля". "Буран" был установлен в Москве на Пушкинской набережной Москвы-реки в Центральном парке культуры и отдыха имени Горького, в нём был организован научно-познавательный аттракцион. Сейчас он является одной из достопримечательностей парка.
Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников
До сих пор не утихают споры, а вообще, был ли нужен Буран"? Встречаются даже мнения, что Советский Союз погубили две вещи — война в Афганистане и непомерные расходы на «Буран». Так ли это? Зачем и для чего создавался« Буран», и кому он был нужен? Почему он так похож на заокеанский« Шаттл»? Как он был устроен? Чем является« Буран» для нашей космонавтики — «тупиковой ветвью» или техническим прорывом, намного опередившим свое время? Кто его создавал и что он мог дать нашей стране? Ну и конечно, самый главный вопрос — почему он не летает? Мы открываем рубрику в нашем журнале, в которой постараемся ответить на эти вопросы. Кроме« Бурана» мы расскажем и о других многоразовых космических кораблях, как летающих сегодня, так и не ушедших дальше конструкторских кульманов.
Создатель «Энергии» Валентин Глушко
«Отец» «Бурана» Глеб Лозино-Лозинский
КА «Бор-4» после полета
Так мог бы стыковаться «Буран» с МКС
Предполагавшиеся полезные нагрузки «Бурана» в несостоявшемся пилотируемом полете
Пятнадцать лет назад, 15 ноября 1988 года, совершил свой полет, закончившийся не повторенной до сих пор автоматической посадкой на посадочную полосу Байконура, советский многоразовый космический корабль «Буран». Самый масштабный, самый дорогой и продолжительный проект отечественной космонавтики был прекращен после триумфального единственного полета. По количеству затраченных материально-технических и финансовых ресурсов, человеческой энергии и интеллекта программа создания «Бурана» превосходит все предыдущие космические программы СССР, не говоря уже о сегодняшней России.
Предыстория
Несмотря на то, что впервые идея космического корабля-аэроплана была высказана русским инженером Фридрихом Цандером в 1921 году, идея крылатых многоразовых космических кораблей не вызывала особого энтузиазма у отечественных конструкторов — решение получалось чрезмерно сложным. Хотя для первого космонавта наряду с «гагаринским» «Востоком» ОКБ-256 Павла Цыбина проектировало крылатый космический корабль классической аэродинамической схемы — ПКА (Планирующий Космический Аппарат). Утвержденный в мае 1957 года эскизный проект предусматривал трапециевидное крыло и нормальное хвостовое оперение. Стартовать ПКА должен был на королевской ракете-носителе Р-7. Аппарат имел длину 9,4 м, размах крыла — 5,5 м, ширину фюзеляжа — 3 м, стартовую массу 4,7 т, посадочную — 2,6 т и был рассчитан на 27 часов полета. Экипаж состоял из одного космонавта, который перед посадкой аппарата должен был катапультироваться. Особенностью проекта было складывание крыла в аэродинамическую «тень» фюзеляжа на участке интенсивного торможения в атмосфере. Успешные испытания «Востока», с одной стороны, и нерешенные технические проблемы с крылатым кораблем — с другой, вызвали прекращение работ по ПКА и надолго определили облик советских космических аппаратов.
Работы же по крылатым космическим кораблям разворачивались только в ответ на американский вызов, при активной поддержке военных. Например, в начале 60-х в США начались работы по созданию небольшого одноместного возвращаемого ракетоплана Dyna-Soar (Dynamic Soaring). Советским ответом стало развертывание работ по созданию отечественных орбитальных и воздушно-космических самолетов в авиационных конструкторских бюро. В ОКБ Челомея были разработаны проекты ракетопланов Р-1 и Р-2, в КБ Туполева — Ту-130 и Ту-136.
Но наибольших успехов из всех авиационных фирм добилось ОКБ-155 Микояна, в котором во второй половине 60-х годов под руководством Глеба Лозино-Лозинского были развернуты работы по проекту «Спираль», ставшему предтечей «Бурана».
Проект предусматривал создание двухступенчатой авиационно-космической системы, состоящей из гиперзвукового самолета-разгонщика и орбитального самолета, выполненного по схеме «несущий корпус», выводимого в космос с помощью двухступенчатой ракетной ступени. Работы завершились атмосферными полетами пилотируемого самолета-аналога орбитального самолета, названного ЭПОС (Экспериментальный Пилотируемый Орбитальный Самолет). Проект «Спираль» значительно опередил свое время, и наш рассказ о нем еще впереди.
В рамках «Спирали», уже фактически на стадии закрытия проекта, для проведения натурных испытаний были выполнены ракетные запуски на орбиту искусственных спутников Земли и суборбитальные траектории аппаратов «БОР» (Беспилотный Орбитальный Ракетоплан), которые сначала представляли собой уменьшенные копии ЭПОСа («БОР-4»), а затем и масштабные макеты космического корабля «Буран» («БОР-5»). Падение интереса американцев к космическим ракетопланам повлекло фактическое прекращение работ по этой тематике и в СССР.
Страх перед неизвестным
К 70-м годам стало окончательно ясно, что военное противостояние перенесется в космос. Возникла потребность в средствах не только для построения орбитальных систем, но и для их обслуживания, профилактики, восстановления. Особенно это касалось орбитальных ядерных реакторов, без которых не могли бы существовать боевые системы будущего. Советские конструкторы склонялись к хорошо зарекомендовавшим себя одноразовым системам.
Но 5 января 1972 года президент США Ричард Никсон утвердил программу создания многоразовой космической системы (МКС) Space Shuttle, разрабатывавшейся с участием Пентагона. Автоматически проснулся интерес к таким системам и в Советском Союзе — уже в марте 1972 года обсуждение МКС состоялось на Комиссии Президиума Совета Министров СССР по военно-промышленным вопросам (ВПК). В конце апреля этого же года состоялось расширенное обсуждение этой темы с участием главных конструкторов. Общие выводы сводились к следующему:
— МКС для вывода полезных грузов на орбиту не эффективны и существенно уступают по стоимости одноразовым ракетам-носителям;
— серьезных задач, требующих возврата грузов с орбиты, — нет;
— создаваемая американцами МКС не несет военной угрозы.
Стало очевидно, что США создают систему, не представляющую непосредственной угрозы, но могущую угрожать безопасности страны в будущем. Именно неизвестность будущих задач «Шаттла» с одновременным пониманием его потенциала и обусловили в дальнейшем стратегию его копирования для обеспечения аналогичных возможностей для адекватного ответа будущим вызовам вероятного противника.
В чем заключались «будущие вызовы»? Советские ученые дали волю своей фантазии. Исследования, проведенные в институте прикладной механики АН СССР (теперь институт имени М.В.Келдыша), показали, что «Спейс Шаттл» дает возможность, осуществляя маневр возврата с полу- или одновитковой орбиты по традиционной к тому времени трассе, проходящей с юга над Москвой и Ленинградом, сделав некоторое снижение (нырок), в их районе сбросить ядерный заряд и парализовать систему боевого управления Советского Союза. Другие исследователи, анализируя размеры транспортного отсека шаттла, пришли к выводу, что челнок может «красть» с орбиты целые советские космические станции, прямо как в фильмах про Джеймса Бонда. Простые аргументы, что для противодействия такой «краже» достаточно разместить на космическом объекте пару килограммов взрывчатки, почему-то не работали.
Страх перед неизвестным оказался сильнее реальных страхов: 27 декабря 1973 года было принято решение ВПК, предписывавшее разработать технические предложения по МКС в трех вариантах — на базе лунной ракеты Н-1, ракеты-носителя «Протон"и на базе «Спирали». Работы по «Спирали» не пользовались поддержкой первых лиц государства, курировавших космонавтику, и фактически были свернуты к 1976 году. Такая же участь постигла и ракету Н-1.
Ракетные летательные аппараты
В мае 1974 года бывшие королевские КБ и заводы объединяют в новое НПО «Энергия», а Директором и Генеральным конструктором назначают Валентина Глушко, горящего желанием поставить победную точку в давнем споре с Королевым по поводу конструкции «лунной» суперракеты и взять реванш, войдя в историю как создатель лунной базы.
Сразу после утверждения в должности Глушко приостанавливает деятельность отдела по МКС — он был принципиальным противником «многоразовой» тематики! Рассказывают даже, что сразу после прибытия в Подлипки Глушко высказался конкретно: «Не знаю пока, чем мы с вами будем заниматься, но точно знаю, чего мы делать НЕ будем. Не будем копировать американский «Шаттл»!" Глушко небезосновательно считал, что работа над многоразовым кораблем закроет лунные программы (что впоследствии и получилось), затормозит работы по орбитальным станциям и помешает созданию его семейства новых тяжелых ракет. Через три месяца, 13 августа, Глушко предлагает свою космическую программу, основанную на разработке серии тяжелых ракет, получивших индекс РЛА (Ракетные Летательные Аппараты), которые создавались путем параллельного соединения различного числа унифицированных блоков диаметром 6 м. На каждом блоке предполагалось установить новый мощный четырехкамерный кислородно-керосиновый ЖРД тягой более 800 тс в пустоте. Ракеты отличались друг от друга количеством одинаковых блоков в составе первой ступени: РЛА-120 грузоподъемностью 30 тонн на орбите (первая ступень — 2 блока) для решения военных задач и создания постоянной орбитальной станции; РЛА-135 грузоподъемностью 100 тонн (первая ступень — 4 блока) для создания лунной базы; РЛА-150 грузоподъемностью 250 тонн (первая ступень — 8 блоков) для полетов на Марс.
Волевое решение
Однако опала многоразовых систем продолжалась на «Энергии» менее года. Под давлением Дмитрия Устинова вновь появилось направление МКС. Работы были начаты в рамках подготовки «Комплексной ракетно-космической программы», предусматривавшей создание унифицированного ряда ракетных летательных аппаратов для высадки пилотируемой экспедиции на Луну и постройки лунной базы. Пытаясь сохранить свою программу создания тяжелых ракет, Глушко предложил использовать будущую ракету РЛА-135 в качестве носителя многоразового корабля. Новый том программы — 1Б — назывался «Многоразовая космическая система «Буран».
Программу с самого начала раздирали противоположные требования: с одной стороны, разработчики постоянно испытывали жесткое давление «сверху», направленное на копирование «Шаттла» с целью снижения технического риска, сроков и стоимости разработки, с другой — Глушко жестко пытался сохранить свою программу унифицированных ракет.
При формировании облика «Бурана» на начальном этапе рассматривались два варианта: первый — самолетная схема с горизонтальной посадкой и расположением маршевых двигателей второй ступени в хвостовой части (аналог «Шаттла»); второй — бескрылая схема с вертикальной посадкой. Основное ожидаемое преимущество второго варианта — сокращение сроков разработки за счет использования опыта по КК «Союз».
Вариант бескрылого корабля состоял из кабины экипажа в передней конической части, цилиндрического грузового отсека в центральной части и конического хвостового отсека с запасом топлива и двигательной установкой для маневрирования на орбите. Предполагалось, что после запуска (корабль располагался сверху ракеты) и работы на орбите корабль входит в плотные слои атмосферы и совершает управляемый спуск и парашютную посадку на лыжи с использованием пороховых двигателей мягкой посадки. Проблема дальности планирования решалась приданием треугольной (в сечении) формы корпусу корабля.
В результате дальнейших исследований для «Бурана» была принята самолетная схема с горизонтальной посадкой как наиболее отвечающая требованиям, предъявляемым военными. В целом для ракеты выбрали вариант с боковым расположением полезного груза при размещении неспасаемых маршевых двигателей на центральном блоке второй ступени носителя. Основными факторами в выборе такой компоновки была неуверенность в возможности разработки многоразового водородного ракетного двигателя в сжатые сроки и желание сохранить полноценную универсальную ракету-носитель, способную самостоятельно выводить в космос не только многоразовый орбитальный корабль, но и другие полезные грузы больших масс и габаритов. Забегая вперед, отметим, что такое решение себя оправдало: «Энергия» обеспечивала выведение в космос аппаратов массой в пять раз больше, чем ракета-носитель «Протон», и в три раза — чем «Спейс Шаттл».
Работы
Широкомасштабные работы развернулись после выхода секретного постановления Совета Министров СССР в феврале 1976 года. В Министерстве авиационной промышленности организовывалось НПО «Молния» под руководством Глеба Лозино-Лозинского для создания космического корабля с разработкой всех средств спуска в атмосфере и посадки. Изготовление и сборка планера «Буранов» были поручены Тушинскому машиностроительному заводу. Авиационщики также отвечали за строительство посадочного комплекса с необходимым оборудованием.
Опираясь на свой опыт, Лозино-Лозинский совместно с ЦАГИ предложил для корабля использовать схему «несущий корпус» с плавным сопряжением крыла с фюзеляжем на основе увеличенного орбитального самолета «Спирали». И хотя такой вариант имел явные компоновочные преимущества, решили не рисковать — 11 июня 1976 года Совет главных конструкторов «волевым порядком» окончательно утвердил вариант корабля с горизонтальной посадкой — моноплана со свободнонесущим низкорасположенным крылом двойной стреловидности и двумя воздушно-реактивными двигателями в хвостовой части, обеспечивавшими глубокое маневрирование при посадке.
Действующие лица определились. Оставалось только сделать корабль и носитель.
