Буран и ракетоноситель энергия

Практически каждый, кто жил в СССР и кто хотя бы немного интересуется космонавтикой, слышал о легендарном «Буране», крылатом космическом корабле, выводившемся на орбиту в комплексе с ракетой-носителем «Энергия». Гордость советского космического ракетостроения, орбитальный аппарат «Буран» совершил свой единственный полёт во времена перестройки и был сильно повреждён при обвале крыши ангара на Байконуре в начале нового тысячелетия. Какова же судьба этого корабля, и почему был заморожена программа многоразовой космической системы «Энергия-Буран», мы и попытаемся разобраться.

История создания

Первые проекты «Бурана», появившиеся в 1975 году, были практически идентичны американским шаттлам не только по внешнему виду, но также по конструктивному расположению основных узлов и блоков, включая маршевые двигатели. После многочисленных доработок «Буран» стал таким, каким его запомнил весь мир после полёта в 1988 году.

В отличие от американских челноков, он мог доставлять на орбиту больший вес грузов (до 30 тонн), а также возвращать на землю до 20 тонн. Но главным отличием «Бурана» от шаттлов, определившим его конструкцию, было иное размещение и количество двигателей. На отечественном корабле отсутствовали маршевые двигатели, которые были перенесены на ракету-носитель, но имелись двигатели довыведения его на орбиту. Кроме того, они получились несколько тяжелее.

Печально, что именно этот корабль, совершивший «самостоятельный» триумфальный полёт, в 2002 году был погребён под обломками обрушившейся крыши ангара.

Устройство корабля

Нос корпуса конструктивно состоит из носового кока, герметичной кабины и двигательного отсека. Внутреннее пространство кабины разделено полами, которые образуют палубы. Палубы вместе со шпангоутами обеспечивают необходимую прочность кабине. В передней части кабины сверху находятся иллюминаторы.

Для размещения на «Буране» груза предусмотрен вместительный грузовой отсек общим объёмом примерно 350 м3, длиной 18,3 м и диаметром 4,7 м. Сюда поместился бы, например, модуль «Квант» или основной блок станции «Мир», при этом данный отсек позволяет также обслуживать размещённые грузы и осуществлять контроль за работой бортовых систем до самого момента выгрузки из «Бурана».
Общая длина корабля «Буран» 36,4 м, диаметр фюзеляжа 5,6 м, высота на шасси 16,5 м, размах крыла 24 м. Шасси имеет базу 13 м, колею 7 м.

Длительность полета определяется специальной программой, максимальное время установлено до 30 суток. На орбите хорошие маневренные возможности корабля «Буран» обеспечиваются благодаря дополнительным запасам топлива до 14 тонн, номинальный топливный запас 7,5 тонн. Объединенная двигательная установка аппарата «Буран» представляет собой сложную систему, включающую 48 двигателей: 2 двигателя орбитального маневрирования для довыведения аппарата на орбиту с тягой по 8,8 тонн, 38 реактивных двигателей управления движением с тягой 390 кг и ещё 8 двигателей для прецизионных перемещений (точной ориентации) с тягой по 20 кг. Все эти двигатели питаются из единых баков углеводородным горючим «циклином» и жидким кислородом.

Двигатели «Бурана» дают возможность выполнять следующие основные операции: стабилизация комплекса «Энергия-Буран» перед его разделением со второй ступенью, отделение и увод корабля «Бурана» от ракеты-носителя, довывод его на начальную орбиту, формирование и коррекция рабочей орбиты, ориентация и стабилизация, межорбитальные переходы, сближение и стыковка с другими космическими аппаратами, уход с орбиты и торможение, управление положением аппарата относительно его центра масс и др.

Наша машина была гораздо манёвреннее, сложнее, «умнее» своих американских предшественников и могла автоматически выполнять более широкий спектр функций.

Впервые в ракетостроении на космическом аппарате была использована система диагностики, охватывающая все системы корабля, подключающая резервные комплекты оборудования или осуществляющая переход на резервный режим работы в случае возможных неисправностей.

Настоящее

Где теперь находятся знаменитые в прошлом «Бураны», над которыми работали лучшие умы, тысячи рабочих и на которые было потрачено так много усилий и возлагалось столько надежд?

1.01 «Буран» - осуществил единственный беспилотный космический полет. Хранился на космодроме Байконур в монтажно-испытательном корпусе. На момент уничтожения при обрушении крыши в мае 2002 года был собственностью Казахстана.

1.02 – корабль был предназначен для второго полёта в режиме автопилота и стыковки с космической станцией «Мир». Находится также в собственности Казахстана и установлен в музее космодрома Байконур в качестве экспоната.

2.01 – готовность корабля составляла 30 - 50 %. Он находился на Тушинском машиностроительном заводе до 2004 года, затем провёл 7 лет на причале Химкинского водохранилища. И, наконец, в 2011 году переправлен для реставрации на аэродром г. Жуковский.

2.02 - 10-20 % готовности. Частично демонтирован на стапелях Тушинского завода.

2.03 - задел был полностью уничтожен.

Возможные перспективы

«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.

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

В Сети появились снимки российского фотографа, который на одной из выездных фотосессий отыскал последнее прибежище легендарного советского многоразового корабля «Буран», побывавшего на орбите всего один раз. Скорее всего, это была последняя фотосессия космического титана.

Российский фотограф Александр Маркин во время одной из своих выездных фотосессий наткнулся на удивительное место. Фотографу посчастливилось отыскать последнее прибежище легендарного советского космического многоразового корабля «Буран», которому удалось побывать на орбите всего один раз.

В действительности Маркин нашел останки не самого «Бурана» , а его первого опытного прототипа. Прототип нельзя было назвать космическим кораблем в полной мере, так как создавался он исключительно для испытаний в аэродинамической трубе. Сейчас этот прототип доживает свои последние дни. Корабль находится на специальном складе для военного космического мусора. Сейчас он в полной негодности и, скорее всего, ждет своей очереди на утилизацию.

Пока же это гордый памятник, некогда активно развивающейся космической отрасли СССР. Напомним, что космический корабль «Буран» - это орбитальный-ракетоплан, многоразовый транспортный космический корабль созданный в СССР. По внешнему виду корабля не сложно догадаться, что он стал на ответ «Космических шаттлов» NASA. К сожалению, «Бурану» было суждено выполнить всего один единственный полет.

15 ноября 1988 года "Буран" был запущен с космодрома Байконур. Выйдя на земную орбиту, он совершил два полных витка, после чего приземлился. Полет был испытательным и беспилотным. Распад СССР не пошел космической программе на пользу. В 1990 году проект «Буран» приостановлен, а в 1993 году и вовсе свернут. Единственный корабль вместе с носителями хранился в ангаре на Байконуре где и «погиб» в 2002 году в результате обрушения крыши.

Несмотря на такую бесславную «кончину», дело советского корабля живет.
Несмотря на внешнее сходство с американскими шаттлами, «Буран» имел множество конструктивных отличий. Наиболее важным было то, что корабль мог совершать посадку на автопилоте. Более того, изначально конструкторы не хотели добавлять в «Буран» ручное управление посадкой.

Однако их решение было изменено, после просьб самих космонавтов, которых не хотели настолько доверять автоматике. После закрытия программы, многие технологии «Бурана» были рассекречены и переданы иностранным коллегам из других аэрокосмических агентств в том числе Франции, Китая и США. Все современные корабли выходящие сегодня на орбиту, используют системы разработанные некогда для «Бурана».

В продолжение темы ещё . Мы собрали самые интересные и необычные проекты кораблей данного класса со всего мира.

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.