ОК «Буран»

Страница 2

Выведение на орбиту. Запуск "Бурана" осуществляется с помощью универсальной двухступен­чатой РН «Энергия», к центральному блоку ко­торой крепится пирозам­ками ОК. Двигатели 1-й и 2-й ступеней РН запус­каются практически одно­временно и развивают суммарную тягу 34840 кН при стартовой массе РН с "Бураном" около 2400 т (из них около 90% со­ставляет топ­ливо). В первом испытательном пуске беспилотного варианта ОК, состо­явшемся на космодроме Байконур 15 ноября 1988 года, РН "Энер­гия" вы­вела ОК за 476 сек. на высоту около 150 км (блоки 1-й сту­пени РН отде­лились на 146-й сек. на высоте 52 км). После отделения ОК от 2-й ступени РН был осуществлен двукратный запуск его двигателей, что обес­печило необходимый прирост скорости до достижения первой кос­мической и вы­ход на опорную круговую орбиту. Расчетная высота опор­ной орбиты "Бу­рана" составляет 250 км (при грузе 30 т и заправке топли­вом 8 т). В пер­вом полете "Буран" был выведен на орбиту высоту 250,7/260,2 км (наклон орбиты 51,6) с периодом обращения 89,5 мин. При заправке топливом в количестве 14 т возможен переход на орбиту высо­той 450 км с грузом 27 т. При отказе на этапе выведения одного из мар­шевых ЖРД 1-й или 2-й ступени РН ее ЭВМ "выбирает" в зависимости от набранной высоты либо варианты выведения ОК на низкую орбиту или на одновитковую траекто­рию полета с последующей посадкой на одном из запасных аэродромов, либо вариант выведения РН с ОК на траекторию возврата в район старта с последующим отделением ОК и посадкой его на основной аэродром. При нормальном запуске ОК 2-я ступень РН, ко­неч­ная скорость которой меньше первой космической, продолжает полет по баллистической траек­тории до падения в Тихий океан.

Возвращение с орбиты. 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 на ВПП. Первый испытательный полет беспилотного варианта ОК завершился по­сле выполнения немногим более двух витков вокруг Земли успешной автоматической посадкой на аэродром в районе космо­дрома. Тормозной импульс был дан на высоте Н=250 км, на расстоянии около 20000 км от аэродрома приземления, боковая дальность на трассе спуска составила около 550 км, отклонение от расчетной точки касания на ВПП оказалось равным 15 м в продольном направлении и 3 м от оси по­лосы.

Разработка ОК "Буран" продолжалась более 10 лет. Первому запуску предшествовал большой объем научно-исследовательских и опытно-кон­структорских работ по созданию ОК и его систем с обширными теорети­ческими и экспериментальными исследованиями по определению аэро­динамических, акустических, теплофизических, прочностных и других характеристик ОК, моделированием работы систем и динамики полета ОК на полноразмерном стенде оборудования и на пилотажных стендах, разработкой новых материалов, отработкой методов и средств автомати­ческой посадки на самолетах - летающих лабораториях, летными испыта­ниями в атмосфере пилотируемого самолета-аналога (в моторном вари­анте) БТС-02, натурными испытаниями теплозащиты на эксперименталь­ных аппаратах БОР-4 и БОР-5, выводившихся на орбиту и возвращаемых с нее методом аэродинамического спуска, и т. д.

История создания ОК "Буран"

Работы по созданию крылатых космических кораблей в Советском Союзе имеют свою историю. Идея использовать крылья на возвращаемом кос­мическом аппарате возникла сразу же с началом полетов в космос. Это обуславливалось желанием использовать потенциальные возможности земной атмосферы (в первую очередь, управляемое торможение и точное маневрирование) и тем авиационным заделом, с которым первые ракет­чики пришли в космонавтику. Поэтому наличие крыльев на спускаемом аппарате, движущимся в атмосфере, выглядело простым и логичным.

С.П.Королев считал парашютную посадку бесперспективной, и потому, по его заказу, параллельно с Востоком, лапоток проектировал П.В.Цыбин. Машина задумывалась классической аэродинамической схемы, с трапе­циевидным крылом и нормальным хвостовым оперением. Свое полуофи­циальное название аппарат получил из-за характерной формы фюзеляжа, в аэродинамическую тень которого несущие плоскости убирались при входе в плотные слои атмосферы. По способу выведения (на 3-ступенча­той Р-7, семерке), массе и решаемым задачам лапоток был бы аналогич­ным Востоку. (Справа - первый советский "челнок" - "лапоток" С.П.Королева и П.В.Цыбина: стартовая масса 4,7 т; экипаж 1 чел.; про­должительность полета до 27 ч; длина 9,4 м; размах крыла 5,5 м; высота по оперению 4 м; ширина фюзеляжа 3 м.) Рассматривалась даже возмож­ность катапультирования космонавта непосредственно перед посадкой на ВПП. Однако быстро выяснился масштаб трудностей, встающих при соз­дании крылатых космических аппаратов. Например, планирующий вход в атмосферу требовал точнейшей ориентации изделия, а соответствующие приборы появились значительно позже первых полетов . Кроме того, по теплозащите схема оказалась неоптимальной. После этого ракетчики к крылатым аппаратам охладели. С 1958-го воздушно-космический самолет (ВКС) проектировался в ОКБ-23 В.М.Мясищева. Масса та же под се­мерку. Схема уже бесхвостка, с треугольным крылом большой площади. Конкретный же облик неоднократно менялся, известно минимум три ва­рианта. В последнем из них Владимир Михайлович впервые предложил применить керамическую плиточную теплозащиту, но . в 1960-м Мяси­щева отправили руководить ЦАГИ, ОКБ-23 стало филиалом фирмы В.Н.Челомея. Тогда же ракетопланами занялся и сам Владимир Николае­вич, его ОКБ-52. Уже в 1961-м прошли испытательные пуски аппарата, названного МП-1 (первый пуск 21.03.1963 с использованием баллистиче­ской ракеты "Р-12"). 1,8-метровый конус массой 1,75 т, управлялся на ги­перзвуковых скоростях восемью аэродинамическими щитками. Баллисти­ческая ракета поднимала образец на 405 км, в атмосферу он входил в 1760 км от места старта со скоростью 3,8 км/с. Два года спустя испытания прошел М-12 такой же конус, но с четырьмя стабилизаторами. По резуль­татам этих пусков ОКБ-52 представило проект 6,3-тонного беспилотного ракетоплана Р-1, оснащенного М-образным складным (средняя часть вверх, концы вниз) крылом переменной стреловидности, и его пилоти­руемого варианта Р-2. Перегрузка на спуске должна была составить всего 3,5-4 g, в отличие от 9-11 g на СА Восток. Сделали уже макеты машин, но после снятия благоволившего к Челомею Н.С.Хрущева воздушно-косми­ческую тематику у ОКБ-52 отобрали. Занимался крылатыми кораблями и А.Н.Туполев, но пока о них известно крайне мало: опытный экземпляр беспилотного ВКС 130 был построен, а его пилотируемый вариант 136 должен был называться Красная звезда.