ОК «Буран»

Страница 8

Схема предпо­садочного ма­неврирования:

1 - западный ЦРЭ; 2 - штатная об­ласть приведе­ния на высоту Н=20 км при на­целивании на за­падный ЦРЭ; 3 - то же на вос­точный ЦРЭ; 4 - восточный ЦРЭ; 5 - восточный ЦВК; 6 - взлетно-посадочная полоса; 7 - западный ЦВК; 8 - траектория полета ОК; АН - спираль отворота; НЕ - спираль поворота; ЕС - касательная к ЦВК; CG - дуга окружности ЦВК; GK - финишная прямая; КТ - ключевая точка Красным пунктиром показана траектория захода на посадку в первом полете.

Задачей предпосадочного маневрирования является выведение ОК к на­чалу траектории захода на посадку в ключевую точку (КТ), расположен­ную на высоте 4 км в вертикальной плоскости, проходящей через ось ВПП, с ориентацией в ней (в плоскости) вектора скорости. Параметры движения ОК в КТ жестко ограничены по координатам, скорости, углу наклона траектории и отклонению от посадочного курса. Их реализация достигается схемой движения, обеспечивающей соответствие между рас­полагаемой энергией ОК и энергией, потребной для приведения его в КТ. Энергия регулируется изменением длины траектории и программного скоростного напора (управление аэродинамическим качеством), а в доз­вуковой области - еще и изменением угла раскрытия воздушного тор­моза. Управление движением ОК осуществляется формированием в на­чале участка предпосадочного маневрирования в соответствии с текущим состоянием ОК пространственной опорной траектории (и последующим её отслеживанием), которая может перестраиваться в ходе полета, если энерге­тическое состояние ОК не удовлетворяет заданным требованиям. "След" опорной траектории в горизонтальной плоскости представляет со­бой систему геометрических линий (см. схему предпосадочного маневри­рования): спираль отворота - спираль поворота - касательная к ци­линдру выверки курса (ЦВК) - дуга окружности ЦВК - финишная пря­мая, при этом спирали отворота и поворота соответствуют полету ОК с постоян­ным углом крена =45 , координаты КТ, центров ЦВК и радиусы ЦВК по­стоянны, а спираль отворота реализуется в случае избытка энер­гии.

В вертикальной плоскости на скоростях, соответствующих М не менее 0.8, опорная траектория формируется построение программной зависимо­сти высоты, соответствующей номинальному скоростному напору, от ос­тавшейся дальности по . На режимах при М<0.8 реализуется управление высотой полета относительно заданного состояния в точке окончания предпосадочного маневра (терминальное управление). При дефиците располагаемой энергии для увеличения протяженности по­лета ОК в качестве опорной используется зависимость минимального скоростного напора от высоты полета qmin(Н), обеспечивающая макси­мальное качество, а при ее избытке - зависимость максимального скоро­стного напора от высоты полета qmax(Н), обеспечивающая наибольшее рассеивание энергии.

Заключительной фазой участка спуска в атмосфере являются заход на по­садку и собственно посадка ОК на ВПП с заданными параметрами дви­жения. Заход на посадку и посадка определяются двумя особенностями ОК:

· первая - отсутствие двигателей, обеспечивающих посадку по тради­ционной самолетной схеме, и

· вторая - сравнительно малое аэродинамическое качество (Кmax=5,6) на этом участке полета.

В связи с этим для захода на посадку с последующей посадкой ОК на ВПП принята двухглиссадная схема, при которой вся траектория разбива­ется на четыре участка:

· п е р в ы й - полет по крутой глиссаде с углом наклона -(17 .22) , на кото­ром компенсируются ошибки приведения по координатам, скоро­стям и углам при выходе ОК на крутую глиссаду с последующей стаби­лиза­цией относительно жесткой опорной траектории с постоянной за­данной приборной скоростью. Этот участок характеризуется режимом равно­весного планирования, т.е. полетом с постоянным углом наклона траек­тории и постоянной скоростью, когда внешние возмущающие воз­дейст­вия компенсируются изменением эффективного аэродинамиче­ского ка­чества увеличением или уменьшением угла раскрытия воздуш­ного тор­моза. Так как внешние возмущающие воздействия с равной ве­роятно­стью могут быть как встречного, так и попутного характера, то в невоз­мущенной атмосфере воздушный тормоз находится в положении, соот­ветствующем его средней эффективности. Угол наклона крутой глис­сады зависит от посадочной массы ОК и выбирается так, чтобы обеспе­чивалось парирование внешних возмущающих воздействий за­данной интенсивности во всем диапазоне возможных скоростей плани­рования;

· в т о р о й - первое выравнивание (высота 500 м), на котором проис­ходят интенсивное торможение и уменьшение скорости сни­жения ОК до значения, обеспечивающего комфортные условия по­садки на ВПП;

т р е т и й - полет по пологой глиссаде с углом наклона -2 , на котором завершаются переходные процессы предыдущего участка и обеспечива­ется выход ОК на высоту начала заключительного выравнивания с задан­ными параметрами движения;

· ч ет в е р т ы й - заключительное выравнивание (собственно по­садка), на котором с высоты 20 м реализуется траектория, строя­щаяся по экспоненциальному закону, традиционному для самолет­ной посадки, воздушный тормоз фиксируется в положении, соот­ветствующем началу участка, а требуемые параметры движения в момент касания ВПП при действии возмущающих факторов обес­печиваются изменением геометрических параметров траекторий (эти параметры выбираются такими, чтобы при отсутствии внеш­них возмущений ОК приземлился на удалении 1000 м от кромки ВПП).

Приземление и пробег ОК происходят по сухой и мокрой бетонной ВПП, как в автоматическом, так и в ручном режиме управления при посадочной скорости Vпос=300 .330 км/ч, угле тангажа u=10 .13 , при попутном (до 5 м/с), встречном (до 20 м/с) и боковом (до 15 м/с) ветре. Управление пробегом до опускания передней стойки шасси выполняется в канале тангажа элевонами в режиме руля высоты, в путевом канале - рулем направления, а после опускания носового колеса - управляемой пе­редней стойкой и дифференциальным растормаживанием колес основных стоек шасси.

Алгоритмы управления пробегом ОК сформированы так, что отказ одного из управляющих органов не приводит к потере управляемости и уводу с ВПП при различных сочетаниях ветровых возмущений и отклонений от оси ВПП. Боль­шой объем статистического моделирования, полеты на аналоге и первый орби­тальный полет ОК "Буран" подтвердили эффективность управления на пробеге, обеспечившего отклонение от оси ВПП в конце пробега до 5 м в автоматиче­ском и ручном режимах.

Торможение ОК осуществляется трехкупольным тормозным парашютом и тормозами колес основных стоек шасси, а также воздушным тормозом, используемым в качестве резервного при ручном управлении. Суммар­ный пробег в зависимости от направления и силы ветра и состояния по­верхности ВПП не должен превышать 1800 м.

P.S.:

Далеко не все поддерживали решение о проведении первых испытательных пусков "Бурана" в беспилотном, автоматическом режиме. За несколько месяцев до запуска в адрес Правительства было направлено коллективное письмо, под­писанное, в том числе летчиками-космонавтами А.А.Леоновым и И.П.Волком, о том, что "Буран" не сможет надежно выполнить полет в автоматическом ре­жиме и что первый полет, как и у американцев на "Спейс Шаттле", должен быть пилотируемым. Но специальная комиссия, рассмотрев состояние подготовки ОК, согласилась с предложением технического руководства о первом беспилот­ном пуске.

Список использованной литературы:

1.Интернет www.buran.ru