?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

Буран. Часть 3

Второе дыхание

В отличие от США, выигравших лунную гонку и решавших вопрос «Чем занять производственные мощности аэрокосмической промышленности?», наши головные министерства по космической и авиационной технике были загружены работой сверх меры.

Получилось, что как только наши свернули «Спираль», как янки начали Space Shuttle. А зачем ? Этот факт весьма сильно озадачил советское руководство.

К тому времени в СССР о многоразовых системах сложилось следующее мнение:


  • многоразовые системы для вывода полезных грузов на орбиту не эффективны и существенно уступают по стоимости одноразовым ракетам-носителям;

  • отсутствуют серьезные задачи, требующие возврата с орбиты космических аппаратов;

  • создаваемая США система не несет непосредственной военной угрозы;

  • многоразовая система имеет право на существование как дополнение к существующим средствам. Вот только каким ?

Короче говоря, необходимость в многоразовой системе была неочевидна. Естественно, за проектом начали пристально следить. Когда стал известен размер грузового отсека и его грузоподъёмность, то возникло предположение, что габариты выбраны специально для обеспечения возможности снимать с орбиты советские орбитальные станции «Салют» и «Алмаз». Для начала, на всякий случай, на «Алмазе» разместили пушечку динамо-реактивную. Когда станцию выводили с орбиты, то для проверки техники из пушечки стрельнули «в белый свет, как в копеечку». Хотя, утверждается, что пушечка в космос не летала.

В результате наблюдений и размышлений решили сделать точно такое же чудо техники для решения тех же, но пока неизвестных задач. Только когда в 1983 году Р.Рейган объявил о программе звёздных войн, стало понятно истинное предназначении Space Shuttle - обслуживание военных спутников. Но в это время в СССР уже шла разработка аналогичной системы. Так что паритет сохранялся ...

В общем, неизвестность будущих задач Space Shuttle одновременным пониманием его потенциала и обусловили стратегию создания «Бурана».

Развитие

ОС-120

Первым вариантом был проект ОС-120. Проект очень сильно напоминал Space Shuttle с той лишь разницей, что вместо двух твёрдо-топливных ускорителей предлогалось использовать четыре унифицированных жидкостных ракетных блока. Этот выбор был продиктован двумя причинами: во-первых, состояние твердотопливного двигателестроения в нашей стране; во-вторых, стремление получить большую энерговесовую отдачу первой ступени для компенсации потерь в массе полезного груза из-за более высокой географической широты старта.

Орбитальный самолет был скопирован с американского Space Shuttle. По воспоминаниям проектировщиков, орбитальный самолет ОС-120 разрабатывался в спешке, без глубокой проработки конструкции и условий применения, и являлся формальным, «на скорую руку», ответом на возникший интерес заказчика. Получился он тяжелее оригинала за счёт размещения на пилонах в хвостовой части двух твёрдотопливных двигателя системы аварийного спасения для экстренного отделения корабля от топливного отсека.

Все другие главные проектно-конструкторские решения были скопированы со Space Shuttle вплоть до размещения кормовых блоков двигателей ориентации и орбитального маневрирования вместе со всей арматурой и запасами топлива в двух хвостовых мотогондолах, выступающих за внешние обводы фюзеляжа.

Ну вместе с техническими решениями скопировали и недостатки, которых у системы было великое множество. В первую очередь, это взаимозависимость блока второй ступени и орбитального самолёта. Приводит это к невозможности лётных испытаний по-отдельности, большие объёмы доработок по результатам испытаний, плохая аэродинамика самолёта, значительные размеры системы в целом.

Кроме того, наличие крупных масс в хвосте обуславливает заднюю центровку пустого корабля, что существенно снижает эксплуатационные диапазоны центровок полезных грузов, размещаемых в грузовом отсеке. Этим отчасти и объясняется тот факт, что за все время эксплуатации Space Shuttle,ни в одном из полётов ни разу не доставил на орбиту груз, близкий к максимальной грузоподъемности. Причем теоретически вывести такой груз на орбиту в штатном полете Space Shuttleможет, но критическим является аварийный случай, когда при возникновении нештатной ситуации во время старта необходимо выполнить маневр возврата с полной загрузкой для посадки в районе стартового комплекса. В такой ситуации, когда нет возможности избавится от полезного груза перед посадкой, его вес и положение центра масс, обуславливающие общую центровку корабля, становятся определяющими.

Была еще одна проблема, казавшаяся в середине 1970-х гг. трудноразрешимой. Все дело в том, что на ОС-120 помимо разрывных связей, которыми крепился корабль к внешнему топливному баку, имелись еще и внешние разрывные криогенные топливные магистрали большого сечения, которые необходимо было быстро и надежно закрыть после отделения топливного бака. Аналогов, как и опыта проектирования и эксплуатации таких большеразмерных клапанов, у нас не было, и их создание и отработка представлялись сложной инженерной задачей.

К сказанному нужно добавить, что проект ОС-120 из-за необходимости совместной отработки не позволял догнать по срокам программу создания Space Shuttle, хотя бы частично скомпенсировав имеющееся отставание.

В результате последующей работы появился вариант с орбитальным кораблем ОК-92.

ОК-92

Отличительной особенностью ОК-92 является перенесение маршевых кислородно-водородных двигателей на топливный отсек II ступени ракеты-носителя и оснащение орбитального корабля двумя серийными воздушно-реактивными двигателями. Это позволило, с одной стороны, энергетически и конструктивно развязать ракетную систему выведения и орбитальный корабль, сделав возможной автономную отработку системы выведения, а с другой - придали кораблю новые ценные качества. Теперь он стал способен производить нормальную самолетную посадку, что сократило требуемые размеры посадочной полосы и позволило осуществлять посадку на гражданские аэродромы 1 класса. Эта возможность в сочетании с боковым маневром при спуске обеспечивало спуск и посадку ОК-92 с любого витка. Наличие у ОК-92 двух ВРД позволяла не только осуществлять автономную отработку без использования самолета-носителя — он становился воздушно-космическим самолетом с возможностью самостоятельного перебазирования с запасных аэродромов на аэродром старта. В то же время конструктивная развязка самолёта и носителя допускала более гибкую кооперацию, распараллеливание работ и существенное снижение сроков разработки системы в целом.

Перенос маршевых двигателей на центральный блок ракеты-носителя позволил во-первых, разгрузить фюзеляж самолёта от передачи тягового усилия и уменьшить его массу. Во-вторых, использовать систему выведения многоцелевой космической системы в грузовом варианте, в котором вместо орбитального самолёта на те же узлы может устанавливаться грузовой контейнер массой до 90 т. Именно такой беспилотный вариант с боковым расположением полезного груза через 11 лет, видоизменившись, запустит в космос 15 мая 1987 г. демонстрационный прототип боевой лазерной космической станции «Полюс» («Скиф-ДМ»).

Кроме того, принятая для ОК-92 схема системы выведения, при необходимости, существенно упрощала последующее создание тяжелых носителей для решения военных задач или осуществления экспедиций к Луне и планетам солнечной системы.

На распутье

В процессе проектирования отказались от использования твёрдотопливных ускорителей — не было в наличии требуемых порохов. Да и сомнения были, что наша промышленность в ближайшее время сможет их освоить. В результате вместо двух твёрдотопливных ускорителей, как у Space Shuttle, остановились на четырёх жидкостных.

Гораздо интереснее складывалась судьба орбитального самолёта. Лозино-Лозинский, НПО Молния, и стоящее за его спиной ЦАГИ стремились использовать свои наработки по проекту «Спирали», к тому же уже экспериментально отработанной в области дозвуковых скоростей полета. НПО Энергия, исходя из здравого смысла, считали целесообразным не «изобретать велосипед», а придать кораблю форму американского Space Shuttle и не тратить тем самым два года, потребовавшихся американцам на обеспечение его устойчивости и управляемости при спуске с орбиты Земли.

На практике, НПО «Молния» совместно с ЦАГИ предлагала сразу два варианта: корабль «305-1» со схемой «несущий корпус» на основе увеличенного в четыре раза орбитального самолета «Спираль» и крылатый вариант «305-2», близкий к варианту ОК-92. По убеждению ученых ЦАГИ, форма «Спирали» была лучше, и они активно принялись за ее обоснование. Протекало оно под непрерывным давлением главных конструкторов сравнительно долго, так как научный характер развернувшейся дискуссии специалистов по аэродинамике постепенно перерос в спор генеральных конструкторов, суть которого сводилась к решению вопроса: кто из них главнее? Кто должен быть хозяином корабля, для которого «Молния» делала планер.

Сражение за планер прекратилось волевым порядком. В какой-то момент стало ясно, что НПО «Молния» не сможет обеспечивать работу его сложного оборудования, а НПО «Энергия» - разобраться в конструкции планера. В результате Совет главных конструкторов без обсуждения, при молчании генерального конструктора Глушко, простым большинством голосов придал кораблю «форму ракетоплана Шаттла». На этом неторопливая, тянувшаяся почти два года борьба вокруг предложенной Глушко программы завершилась, и началась ее практическая реализация. За основу был принят проект ОК-92.

Буран

И работа закипела. Планер, средства воздушной транспортировки и систему автоматической посадки доверили НПО «Молния». В конечном итоге ОК-92 поменял один мощный РДТТ экстренного отделения от ракеты-носителя на два небольших по бокам хвостовой части, а затем «лишился» и их. Воздушно-реактивные двигатели на боковых пилонах были перенесены наверх, по разные стороны от киля и размещены в полуутопленных мотогондолах, но впоследствии были сняты и в полете «Бурана» не участвовали. Двигатели корабля были переведены на кислородно-керосиновое топливо и скомпонованы в объединенную двигательную установку.

Объединенная двигательная установка обеспечивает довыведение на опорную орбиту, выполнение межорбитальных переходов (коррекций), точное маневрирование вблизи обслуживаемых орбитальных комплексов, ориентацию и стабилизацию, торможение для схода с орбиты. ОДУ состоит из двух двигателей орбитального маневрирования, работающих на углеводородном горючем и жидком кислороде, и 46 двигателей газодинамического управления, сгрупированных в три блока (один носовой блок и два хвостовых).

В ходе дальнейших проработок ракеты-носителя с целью повышения надежности за счет «горячего» резервирования (возможность выключения аварийного двигателя и дросселирования оставшихся) количество кислородно-водородных двигателей на центральном блоке было увеличено с трех до четырех, что позволило снизить тягу каждого с 250 до 190 тс. В то же время общая тяговооруженность всего комплекса была повышена за счет увеличения тяги кислородно-керосиновых двигателей боковых блоков с первоначальных 600 тс до 740 тс.

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.

Эти и другие доработки сделали «Буран» в конце концов таким, каким его узнал весь мир осенью 1988 года. В итоге был создан корабль с уникальными характеристиками, способный доставить на орбиту груз массой 30 т и вернуть на Землю 20 т. Имея возможность взять на борт экипаж из 10 человек, он мог весь полет выполнять в автоматическом режиме.

Итоги

Что в итоге получилось? Получилась система, превосходящая по своим характеристикам Space Shuttle.


  • большая масса выводимого полезного груза - 30т против 26т

  • большая масса возвращаемого груза - 20т против 14т

  • масса корабля 51т против 68т

  • посадка со всех витков на подходящий гражданский аэродром.

Кстати, Space Shuttle ни разу с полной загрузкой не летал, просто потому, что невозможно было найти груз, который можно было бы равномерно размазать по грузовому отсеку для центровки планера.

Американцы сэкономили нам два года поисков, уведя в конце концов за собой по неоптимальному "полумногоразовому" пути. Да и сами зашли в тупик. А когда потеряли две системы, вообще оказались в весьма затруднительном положении. Программа СОИ не пошла, а для других целей Space Shuttle использовать оказалось не очень удобно. Вот недавно орбитальный телескоп починили. А на землю вернули то ли один, то ли два спутника за более чем сотню полётов... В общем, судьба Space Shuttle оказалась гораздо лучше «Бурана» скорее всего потому, что у американцев альтернатив не было.

За похожестью внешнего вида и планера кроется принципиально другое техническое решение. Не только касательно компоновки, двигателей, но и возможностей по движению в атмосфере, выводу полезного груза.

Судьба проекта печальна. 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. А сам «Буран» погиб на Байконуре 12 мая 2002 год при обрушении ангара по причине ветхости строения ... К тому времени он являлся собственностью Казахстана, и по непроверенным данным, был заложен в качестве залога под иностранный кредит.

А 8 сентября 2004 года возле железнодорожной станции "Выхино" сотрудники милиции жестоко избили Героя России Магомета Толбоева, того самого лётчика, сопровождавшего «Буран» в его первом и последнем полёте...

П.С. от 15.11.2013
А после погрома в Бирюлёво обнаружилось, что за эти 25 лет Герой России, заслуженный лётчик Магомет Толбоев превратился в почётного президента овощебазы. И вообще, у Дениса хороший разбор его "подвигов"...
В общем, да, иных уж нет, а те - далече...

Утеряно всё, только воспоминания остались. И чертежи. Наверное...

Tags:

Comments

( 1 comment — Leave a comment )
i_crust
Jun. 18th, 2009 02:47 am (UTC)
очень и очень информативно.
( 1 comment — Leave a comment )