Буран (космическая программа)

Материал из Альманах "Покорение смыслов"
Перейти к: навигация, поиск


Буран
Буран

Фото: Популярная механика

Общие сведения
Страна СССР
Назначение Крылатый многоразовый орбитальный корабль
Основные характеристики
Количество ступеней 2
Длина 35,4 м
Высота 16,5 м
Размах крыла 24 м
Стартовая масса 105 т
Масса полезной нагрузки
  - выводимая 30 т
  - спускаемая 20 т
История запусков
Состояние проект приостановлен
Места запуска Космодром Байконур
Число запусков 1
  - успешных 1
  - неудачных 0
Первый запуск 15 ноября 1988 года


«Буран» — крылатый многоразовый орбитальный корабль. Один из составных элементов системы «Энергия - Буран», представлявшей из себя сложный комплекс предназначенный для вывода на орбиту космических объектов и их обслуживания. Среди множества возможных вариантов применения «Бурана» выделялись оборонные задачи, выведения на орбиту вокруг Земли искусственных спутников, сооружение орбитальных станций и межпланетных кораблей, возврат на землю грузов и отработка технологий производства в космосе и доставки продукции на Землю. 15 ноября 1988 года в беспилотном режиме успешно прошел первый полёт космического корабля «Буран» на орбиту Земли.

Содержание

[править] История создания

Орбитальный корабль «Буран» задумывался как военная система. В 1971 году было объявлено о начале программы "Space Shuttle" Соединёнными Штатами. Челнок был способен выводить на орбиту земли грузы массой до 29,5 тонн и спускать до 14,5. На момент старта программы — это были крайне серьёзные показатели. Для сравнения, в США тогда выводилось на орбиту около 150 тонн грузов в год, на землю же их не спускали. При этом в ходе расчётов было выявлено, что себестоимость вывода на орбиту практически не снижалась. Необходимость создания отечественной многоразовой космической системы как средства сдерживания потенциального противника была выявлена в ходе аналитических исследований, проведенных Институтом проблем машиноведения АН СССР и НПО «Энергия» в период с 1971 по 75 гг. Было показано, что США, введя в эксплуатацию свою многоразовую систему Space Shuttle , смогут получить решающее военное преимущество в плане нанесения превентивного ракетно-ядерного удара по жизненно-важным объектам на территории нашей страны.
На тот момент СССР уже имел некоторый опыт в построении многоразовых крылатых космических аппаратов, таких как, к примеру, АКС «Спираль», разработка которой началась в конструкторском бюро ОКБ-155 А. И. Микояна с лета 1966 года. Но этот проект был свёрнут и специалисты работавшие над ним были переведены из ОКБ Микояна в НПО «Молния» для работы над «Бураном», в связи с приоритетностью решаемых им задач.

Вот что пишет Волоконский Владимир Васильевич - зам.начальника 12 ГУ МАП о развитии проекта «Буран»:

Чтобы подчеркнуть значимость и объёмы задачи, мы писали, что в работах принимают участие столько-то организаций АН , научно-исследовательских институтов, ОКБ и серийных заводов. Постоянно, по мере «вхождения в тему» к основным разработчикам и изготовителям подключались новые организации. И мы корректировали исходные цифры. И как-то не было времени осмыслить, что за этими цифрами и названиями стоят сотни коллективов и десятки тысяч специалистов. Эти рабочие, инженеры, ученые, летчики-испытатели и космонавты, которые вкладывали свой труд в создание ОК «Буран». Это был великолепный оркестр под управлением талантливых дирижеров, сыгравших прекрасную симфонию славы коллективному труду. Так кто же может по праву считать себя создателем «Бурана»? Очевидно, любой из этих бывших советских людей. Конечно, среди них были и выдающиеся личности и рядовые исполнители, но никому из них нельзя отказать в праве произнести простую фразу:
«Я делал «Буран».
305-1 и 305-2 (реконструкция). Изображение: Энциклопедия крылатого космоса

Первоначально, не было известно о будущем облике «Space Shuttle» и его конструкции. Предстояло с нуля создать будущий облик корабля. Возглавивший в 1975 г. ведущую ракетно-космическую фирму страны, НПО Энергия , академик В.П.Глушко весьма благоволил к концепции универсальной системы из множества стандартных ракетных блоков. Между тем, пятнадцатью годами раньше, в начале разработки легендарной Н1, такую схему исследовал Королев и отказался от нее как от самой неэффективной по массе. С другой стороны, реализованный Сергеем Павловичем моноблочный вариант, во-первых, требовал сложных, долгих и дорогих наземных испытаний. Во-вторых, главное он исключал перевозку готовых блоков с заводов в Москве, Днепропетровске и Куйбышеве на космодром; на Байконуре пришлось бы строить новый гигантский производственный комплекс. Для будущих программ это, может быть, было и приемлемо, но военных категорически не устраивало. Был разработан компромиссный вариант. Корабль должен был состоять из трех частей: носовой (конической), с кабиной экипажа и рулевыми двигателями, средней (цилиндрической), с объемистым грузовым отсеком, и кормовой, с двигателями довыведения, орбитального маневрирования и топливом для них. В атмосферу аппарат должен был входить вперед коническим носом, с некоторым углом атаки этого достаточно, чтобы на тех скоростях получить определенное аэродинамическое качество, скользящий управляемый спуск. Посадка же предполагалась по парашютно-ракетной системе, на выдвижные опоры-амортизаторы.
Но недостаток такой схемы была малая дальность бокового маневра при спуске. Нужна же была большая: в отличие от американцев с их раскиданными по всему миру авиабазами, у нас была только территория СССР. И только три полосы, на которые нужно было сесть с любого витка.
В результате, так или иначе, вырисовывался облик корабля с полноценными крыльями и хвостовым оперением. НПО "Молния" предложила тогда два варианта: один на основе увеличенной «Спирали» со схемой "несущий корпус" (305-1) и вариант со переменной стреловидностью крыла (305-2). В 1975 году конструкция американского «Шатла» была окончательно утверждена и по каналам разведки были получены некоторые его чертежи после анализа которых было решено остановиться на втором варианте с целью минимизации рисков. Кажущаяся внешняя схожесть в данном случае - результат подобности технических требований к системе и кроме похожей внешности имеют между собой мало общего.

[править] Техническая справка

Ни в отечественной, ни в мировой практике ракетно-космической техники не было аналогов, по сложности равных кораблю «Буран», об этом красноречиво говорит следующее:

ОК «Буран» в МИКе перед полетом. Фото: Энциклопедия крылатого космоса

[править] Состав ОК

Герметичная кабина ОК, в которой находится и работает в полете экипаж, размещается в носовой части фюзеляжа и имеет два этажа: верхний - командный отсек и нижний - бытовой отсек, под которым расположен агрегатный отсек с не требующим постоянного доступа оборудованием.
Командный отсек в своей передней части имеет два рабочих места (РМ-1 и РМ-2), оснащенных катапультными креслами. В конструкции кабины предусмотрены аварийные выходы, образующиеся с помощью взрывных шнуров.
Вариант кабины, рассчитанный на экипаж из четырех человек с индивидуальными средствами спасения, отличается тем, что в передней части БО (аварийные выходы перед остеклением кабины) устанавливаются два дополнительных катапультных кресла, а приборные отсеки переносятся к задней стенке кабины.
Снаружи на задней стенке кабины установлен модуль командных приборов, внутри которого находятся гиростабилизированные платформы системы управления. Справа на МКП установлен блок звездных датчиков, имеющий открывающуюся в полете крышку. Слева размещен радиовысотомер-вертикаль. Над МКП размещена навигационная измерительная визуальная система, внешняя и внутренняя части которой установлены на специальном промежуточном иллюминаторе задней стенки кабины.
На обшивке носовой части фюзеляжа вокруг кабины и перед ней установлено большинство антенн радиотехнических систем корабля. Каждая антенна или их группа монтируется в вырезе металлической обшивки и закрывается радиопрозрачной вставкой. В передней области НЧФ носовой блок двигателей управления. На задней стенке кабины и частично на передней размещены платы электроразъемов, а также разъемы пневмогидросвязей. Под кабиной проложены транзитные кабели и трубопроводы, соединяющие, минуя кабину, агрегаты и аппаратуру НЧФ и других частей фюзеляжа.
Отсек полезного груза расположен в средней части фюзеляжа от задней стенки кабины (от соответствующего шпангоута) до перегородки, отделяющей СЧФ от хвостовой части фюзеляжа. В нижней зоне СЧФ между шпангоутами расположены приборы и агрегаты систем, в том числе системы электропитания (баки с жидким водородом и кислородом, приборный модуль и электрохимические генераторы тока), в верхней части - створки ОПГ (четыре секции по каждому борту со смонтированными на них радиаторами системы терморегулирования), открывающиеся на две стороны. Сбоку к СЧФ крепятся консоли крыла с элевонами - аэродинамическими рулями, совмещающими функции управления по каналам тангажа и крена, и нишами с установленными в них основными стойками шасси. Ниша передней стойки расположена сразу за кабиной экипажа на СЧФ.
В хвостовой части фюзеляжа размещены базовый блок объединенной двигательной установки и три вспомогательные силовые установки, создающие рабочее давление в гидравлической системе ОК, герметичный приборный отсек и другие агрегаты и оборудование. ВСУ располагаются вблизи передней стенки ХЧФ по правому и левому бортам. Два хвостовых блока (левый и правый) двигателей управления ОДУ крепятся консолью на шпангоуте донного среза ХЧФ, на котором устанавливается и ББ. В нижней части {{подсказка|ХЧФ размещен балансировочный щиток, а в верхней - киль с рулем направления/воздушным тормозом. В раннем варианте компоновки для повышения маневренных возможностей ОК при посадке, в частности при ручном управлении, предполагалось оснащение ОК двумя турбореактивными двигателями с их установкой на ХЧФ по бокам от киля (это хорошо видно на летавшей модели-аналоге ОК БОР-5 и на самолете-аналоге БТС-02 ОК-ГЛИ).

[править] Состав ОДУ

В состав объединённой двигательной установки входят:

Двигатели ОДУ на ОК размещаются с учетом решаемых ими задач. Так, двигатели управления, расположенные в носовой и хвостовой частях фюзеляжа, обеспечивают координатные перемещения ОК по всем осям и управление его положением в пространстве.

Основные проектные решения были найдены на базе следующих принципиальных положений:

[править] Полёт

Энергия-Буран перед пуском. Фото: Ракетомодельный клуб «Перово»
Схема полета: 1 - старт; 2 - отделение разгонных блоков первой ступени; 3 - отделение разгонного блока второй ступени от "Бурана"; 4 - точки включения двигателей системы орбитального маневрирования; 5 - рабочая орбита; 6 - траектория спуска. Энциклопедия крылатого космоса
Посадка КО Буран. Фото: источник

После 12 лет подготовки, 15 ноября 1988 года многоразовый ракетно-космический комплекс «Энергия-Буран» оторвался от земли с космодрома Байконур в 6 утра по московскому времени.


Задачей первого полета были продолжение лет­ной отработки РН «Энергия» и проверка функционирования конструкции и бортовых систем ОК «Буран» на наи­более напряженных участках по­лета (выведение и спуск с орбиты) с мини­мальной длительностью орби­тального участка. Из соображений безопасности первый испытательный полет ОК «Буран» был определен как беспилотный, что традиционно для отечественной космонавтики, с полной автоматиза­цией всех динамиче­ских операций вплоть до рулёжки по взлётно-посадочной полосы (ВПП).

Полёт был запланирован не­продолжи­тельным: два витка, или 206 минут полета. В соответствии с его задачами и программой были задействованы состав и ре­жимы работы бортовых и назем­ных систем. Наземный комплекс управления, мозговым центром которого яв­ляется ЦУП, в первом полете ОК «Буран» задействовал шесть на­земных станций слежения, четыре плавучие станции и систему связи и передачи данных, состоящую из сети наземных и спутниковых широкополосных и теле­фонных каналов связи.
В 6 ч 08 минут 03 секунды завершается работа ракеты-носителя, и ОК «Буран» начинает первый самостоятельный полет. Высота над поверхностью Земли составляет около 150 км, и, как это предусмотрено баллистической схемой полета, выполняется довыве­дение ОК на орбиту собственными средствами. В течение последующих 40 минут проводятся два маневра довыведения ОК на рабочую орбиту на­клонением 51,6 и высотой 250-260 км. Параметры этих маневров (вели­чину, направление и момент отработки импульса ОДУ) автоматически рассчитывает бортовой цифровой вычислительный комплекс в соответствии с заложенными полетным заданием и реальными параметрами движения на момент отделения от РН.
Спустя полтора часа полёта, ЦУП получает рассчитанную БЦВК параметры тормозного манёвра для схода с орбиты. Уточненные данные о скорости и направлении ветра передаются на борт и закладываются в банк данных системы.

Для схода с орбиты ОК разворачивается дви­гателями газодинамического управления на 180 (хвостом вперед), после чего на непродолжительное время включаются основные ЖРД и сооб­щают ему необходимый тормоз­ной импульс. ОК переходит на траекто­рию спуска, снова разворачивается на 180 (носом вперед) и выполняет планирование с большим углом атаки. До высоты 20 км осуществляется совместное газодинамическое и аэроди­намическое управление, а на за­ключительном этапе полета используются только аэродинамические ор­ганы управления. Аэродинамическая схема «Бурана» обеспечивает ему достаточно высокое аэродинамическое каче­ство, позволяющее осущест­вить управляемый планирующий спуск, вы­пол­нить на трассе спуска бо­ковой маневр протяженностью до 2000 км для выхода в зону аэродрома посадки, произвести необходимое предпо­садоч­ное маневрирование и со­вершить посадку на аэродром. В то же время конфигурация ЛА и приня­тая траектория спуска (крутизна плани­рования) позволяют аэродинамиче­ским торможением погасить скорость ОК от близкой к орбитальной до посадочной, равной 300 - 360 км/ч. Длина про­бега составляет 1100 - 1900 м, на пробеге используется пара­шют. Для расширения эксплуатационных возможностей «Бурана» преду­сматрива­лось использование трех штатных аэродромов посадки (на кос­модроме (ВПП посадочного комплекса дли­ной 5 км и шириной 84 м в 12 км от старта), а также в восточной и запад­ной частях страны). Комплекс радио­технических средств аэродрома соз­дает радионавигационное и радио­ло­кационное поля (радиус последнего около 500 км), обеспечиваю­щие дальнее обнаружение ОК, его выведение к аэродрому и всепогодную вы­сокоточную (в том числе автоматическую) посадку.
В 8 часов 20 минут в последний раз включается марше­вый двигатель и отрабатывает заданную величину скорости. ОК стабилизируется кормой вперед и вверх, начиная снижение. Через 30 мин "цепляет" атмосферу. За время снижения до высоты 100 км реактивная система управления развернула ОК носом впе­ред, и, "протиснувшись" в узкую щель ограничений, он входит в атмо­сферу. В 8 часов 53 минут на высоте 90 км с ним прекращается связь из-за плазменных образований. Движение ОК в плазме более чем в три раза продолжительнее, чем при спуске одноразовых космических кораблей типа «Союз», и по расчету составляет 16-19 минут. В 9 часов 11 минут, когда ОК находился на высоте 50 км, связь с кораблём восстановилась в штатном режиме. В этот момент он находился в 550 км от ВПП, скорость интенсивно гасилась в атмосфере, впрочем, она по прежнему превышала скорость звука в 10 раз. Но не смотря на это, «Буран» пришел в прицельную зону - на рубеж 20 км - с минимальными отклонениями, что было весьма кстати при посадке в плохих погодных условиях. Реактивная система управления и ее исполнительные органы завершили работу, и только аэродинамические рули, задействованные еще на высоте 90 км, ведут ОК к следующему ориентиру – ключевой точке.

Полет проходит строго по рас­четной траектории снижения, на контрольных дисплеях ЦУП его отметка смешается к ВПП посадочного комплекса практически в середине допус­ти­мого коридора возврата. Включаются бортовые и наземные сред­ства ра­диомаячной системы. После отметки 10 км «Буран» летит по проверенной самолётом-аналогом траектории. Но в связи с погодными условиями автоматическая система несколько корректирует траекторию и уходит вправо на «цилиндр выверки курса», в ходе манёвра гасит остатки энергии и выходит на контрольную точку.
И в 9 часов 24 минуты 42 секунды после выполнения орбитального по­лета и прохождения почти 8000 км в верхних слоях атмосферы, опережая всего на 1 секунду расчетное время, "Буран", борясь с сильным встречно-боковым ветром, мягко коснулся взлетно-посадочной полосы и после не­большого пробега в 9 часов 25 минут 24 секунд замер в ее центре. После остановки «Бурана» на ВПП в течение 10 минут кон­тролируется приведение бортовых систем в исходное состояние и их вы­ключение. По просьбе группы послеполетного обслуживания из ЦУП че­рез спутник связи выдается последняя команда на борт: системы корабля обесточены.
Программа первого испытательного полета выполнена полностью!

Руководством страны дана высочайшая оценка этой работе. В правительственном поздравлении говорилось: Ученым, конструкторам, инженерам, техникам, рабочим, строителям, военным специалистам, всем участникам создания и осуществления запуска универсальной ракетно-космической транспортной системы «Энергия» и орбитального корабля «Буран»

Дорогие товарищи!

Отечественная наука и техника одержали новую выдающуюся победу, Успешно выполнен испытательный запуск универсальной ракетно-космической транспортной системы «Энергия» и орбитального корабля «Буран». Подтверждены правильность принятых инженерных и конструкторских решений, эффективность методов экспериментальной отработки и высокая надежность всех систем этого сложнейшего комплекса. Значительным вкладом в развитие авиационно-космической техники является создание системы автоматической посадки, надежность которой продемонстрирована успешным завершением полета орбитального корабля «Буран». Запуск на околоземную орбиту корабля «Буран» и успешное его возвращение на Землю открывают качественно новый этап в советской программе космических исследований и существенно расширяют наши возможности в освоении космического пространства. Отныне отечественная космонавтика располагает не только средствами выведения на различные орбиты больших грузов, но и возможностями их возвращения на Землю. Использование новой космической транспортной системы в сочетании с одноразовыми ракетами-носителями и постоянно действующими орбитальными пилотируемыми комплексами дает возможность сосредоточить основные усилия и средства на тех направлениях освоения космоса, которые обеспечат максимальную экономическую отдачу народному хозяйству и выведут науку на более высокие рубежи. Центральный Комитет Коммунистической партии Советского Союза, Президиум Верховного Совета СССР и Совет Министров СССР горячо поздравляют с выдающимся достижением советской космонавтики ученых, конструкторов, инженеров, техников, рабочих, строителей, специалистов космодрома, Центра управления полетами, командно-измерительного и посадочного комплексов, коллективы всех предприятий и организаций, принимавших участие в разработке, создании и обеспечении полета ракеты-носителя «Энергия» и корабля «Буран». Новый успех отечественной космонавтики еще раз убедительно продемонстрировал всему миру высокий уровень научно-технического потенциала нашей Родины. Желаем вам, дорогие товарищи, больших творческих успехов в вашей важной и ответственной работе по созданию современной техники для мирного освоения космоса во имя прогресса, на благо нашей великой Родины и всего человечества.

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ КОМИТЕТ КПСС ПРЕЗИДИУМ ВЕРХОВНОГО СОВЕТА СССР СОВЕТ МИНИСТРОВ СССР

[править] Ссылки

http://www.buran.ru/htm/mtkkmain.htm
http://www.mapsssr.ru/koop.html
http://a5.bstu.spb.su/ebibl/DP/buran.rar

Личные инструменты
Пространства имён
Варианты
Действия
Навигация
Инструменты