stringtranslate.com

Буран (космический корабль)

Буран на советской марке с ракетой «Энергия» .

Буран ( рус .: Буран , IPA: [bʊˈran] , букв. « метель » ; серийный номер индекса ГРАУ : 11Ф35 , строительный номер: 1.01 ) был первым космическим самолетом, произведенным в рамках советской/российской программы «Буран» . «Буран» совершил один беспилотный космический полет в 1988 году и был уничтожен в 2002 году из-за обрушения ангара для хранения. [3] Орбитальные аппараты класса «Буран» использовали одноразовую ракету «Энергия» , класс сверхтяжелых ракет-носителей . Помимо описания первого действующего советского/российского орбитального челнока, «Буран» также был обозначением для всего проекта советского/российского космического самолета и его летных изделий, которые были известны как «орбитальные аппараты класса «Буран».

Строительство

Строительство космического корабля «Буран» началось в 1980 году, а к 1984 году был запущен первый полномасштабный орбитальный аппарат. В строительстве и разработке участвовало более 1000 компаний по всему Советскому Союзу. Космический корабль «Буран» был создан для запуска на сверхтяжелом ракетном транспортном средстве Советского Союза «Энергия». Программа «Буран» была завершена в 1993 году. [4]

Техническое описание

Общая компоновка орбитального корабля «Буран ОК-1.01»

Орбитальный аппарат «Буран» был построен вокруг планера, который был его основным структурным компонентом, поскольку все остальные компоненты были прикреплены к нему. Компоненты, необходимые для полета, составляли около 20% веса орбитального аппарата, в то время как еще 11% веса добавляли системы полезной нагрузки и съемные части. Крылья орбитального аппарата содержали рули высоты, которые могли отклоняться от +35° до −20°. [7]

Экстерьер

Тепловые плитки «Буран» на аэротестере OK-GLI , экспонируемые в Техническом музее в Шпейере

Нижняя поверхность орбитального корабля «Буран» была покрыта 38 600 углерод-углеродными теплозащитными плитками, рассчитанными на 100 входов в атмосферу. [8] [9] Эти плитки были очень похожи на те, что были на американском космическом челноке . [10] Плитки имели антиоксидантное покрытие из дисилицида молибдена . Черное покрытие в плитках помогало рассеивать тепло, и, подобно плиткам, используемым в космическом челноке, плитки «Бурана» были приклеены к орбитальному кораблю. Стороны теплозащитных плиток, обращенные к орбитальному кораблю, были оставлены без покрытия, чтобы уравнять давление материала с окружающей средой, предотвращая дополнительные механические нагрузки. Между плитками были преднамеренные зазоры, чтобы обеспечить тепловое расширение. Зазоры были заполнены кварцевым волокном , веревкой, щелочными элементами, вставками и щеточными уплотнителями, а плитки также были водонепроницаемыми. [8] [11]

Орбитальные аппараты «Буран» и «Спейс шаттл» подвергались воздействию схожих температур, и оба имели схожие уровни изоляции. По сравнению со «Спейс шаттлом» у «Бурана» на нижней стороне была другая схема расположения плиток, в которой все зазоры между тепловыми плитками были параллельны или перпендикулярны направлению воздушного потока через нижнюю поверхность орбитального аппарата. Такая схема была разработана для снижения тепла между плитками и в пограничном слое между плитками и атмосферой, одновременно помогая поддерживать ламинарный воздушный поток вокруг орбитального аппарата. [9] [8]

Модуль экипажа

Верхняя часть отсека экипажа «Бурана», в передней части корабля, через иллюминаторы грузового отсека видна кабина экипажа (командный отсек - КО).

Модуль экипажа представлял собой цельнометаллический, сварной, герметичный отсек, в котором размещались рабочие места экипажа, системы управления и жизнеобеспечения. Он имел три палубы. Летная палуба, известная как Командный отсек (КО), была рабочим пространством для экипажа и служила для размещения сидений командира, пилота, инженера и специалиста по миссии, а также оператора бортовой манипуляторной системы. Средняя палуба или Жилой отсек (БО) служила жилыми и спальными помещениями для экипажа. Она содержала шкафчики, камбуз, спальные мешки и туалет, а также три приборных отсека с радиооборудованием и системами терморегулирования. До шести членов экипажа могли сидеть на средней палубе во время запуска и возвращения. Нижняя палуба, известная как Агрегатный отсек (АО), размещала систему жизнеобеспечения, системы электропитания и части системы терморегулирования. [12] Кабина была похожа по компоновке на кабину космического челнока, с тремя дисплеями на ЭЛТ . [13]

Система стыковки

Шаттл «Буран» пристыковался к станции «Мир» с помощью стыковочного модуля в передней части грузового отсека (художник)

Стыковочный модуль ( Стыковочный модуль ), разработанный для Бурана, должен был быть установлен в передней части грузового отсека. Это был бы сферический отсек диаметром 2,67 м (8,8 фута) с цилиндрическим туннелем, ведущим к андрогинному периферийному стыковочному узлу (APAS-89). В отличие от Space Shuttle, стыковочный отсек для Бурана имел бы выдвижной туннель для увеличения зазора между орбитальным аппаратом и станцией. Другой люк, обращенный в грузовой отсек, был разработан для поддержки внекорабельной деятельности. [14] Стыковочный модуль не был установлен для единственного космического полета 1K, однако модуль Кристалл космической станции Мир был оборудован стыковочным портом APAS-89 для потенциальных посещений станции будущими полетами Бурана и позже использовался в программе Шаттл-Мир . [15]

Дистанционный манипулятор

Система Бортовых Манипуляторов ( Система Бортовых Манипуляторов ), аналогичная RMS космического челнока , была разработана в Центральном научно-исследовательском и опытно-конструкторском институте робототехники и технической кибернетики для поддержки операций с полезной нагрузкой. Она могла работать как в ручном, так и в автоматическом режиме. Орбитальный аппарат мог нести, в зависимости от миссии, один или два манипулятора. [14] [16] [17] Система Бортовых Манипуляторов не была установлена ​​для орбитального полета 1K. [15]

Лабораторные модули

Для расширения возможностей Бурана на основе конструкции 37К были разработаны герметичные модули, аналогичные Spacelab ЕКА . Эти модули должны были быть как отсеками для проведения экспериментов, так и логистическим объемом, и могли быть установлены либо в грузовом отсеке и соединены с кабиной экипажа через туннель, либо временно пристыкованы к радиальному стыковочному узлу «Кристалл» станции «Мир» . Во время первого полета Бурана в грузовой отсек орбитального корабля был установлен Блок Дополнительных Приборов ( Блок Дополнительных Приборов ) 37КБ №37070. Он нес регистрирующее оборудование и аккумуляторы, обеспечивающие питание бортовых систем, поскольку штатная система питания на основе топливных элементов в то время не была готова. Второй блок, 37КБ №37071, был построен в 1987 году. Третий блок 37КБ №37072 планировался, но так и не был реализован из-за отмены программы. [18]

Движение

Двигатели орбитального маневрирования на задней части «Бурана»

Орбитальное маневрирование обеспечивалось Объединенной Двигательной Системой ( Объединенная Двигательная Установка ). [19] Первоначальный проект орбитального аппарата включал два реактивных двигателя Saturn AL-31 в специальных гондолах по обе стороны от хвостового киля, которые могли использоваться на заключительном этапе возвращения для изменения траектории захода на посадку. Макетные гондолы были установлены на испытательных образцах OK-ML1 и OK-MT, а аэродинамический аналог OK-GLI использовал четыре таких двигателя AL-31 для проведения испытаний в атмосферных полетах с питанием, однако в конце 1987/начале 1988 года было принято решение не использовать двигатели на летных образцах. Соответственно, для первого орбитального полета Бурана двигатели не были установлены. [15]

Автоматическая система посадки

Система автоматической посадки была способна выполнять полностью автоматический спуск, заход на посадку и посадку из любой точки, расположенной в «допустимой зоне стартовых условий» на высоте 100 километров (62 мили), управляя полетом орбитального аппарата во время спуска. Профиль спуска охватывал 8000 километров (4300 морских миль) через атмосферу во время спуска и в конечном итоге замедлился с 28000 километров в час (15000 узлов) до нуля. [20]

Первый полет «Бурана» был примечателен тем, что система автоматической посадки решила выполнить маловероятный (вероятность оценивается в 3%) маневр в ключевой точке в 20 километрах (66 000 футов), что было необходимо для увеличения дальности планирования и сброса избыточной энергии. Стандартный подход был с юга и состоял из двух левых поворотов на конечный курс захода на посадку. Вместо этого он выполнил дополнительные повороты в обоих направлениях и пролетел над полем к его северной стороне, прежде чем сделать правый поворот обратно на конечный курс. Система посадки решила выполнить маневр, поскольку энергия орбитального аппарата не снизилась достаточно из-за сильных порывистых ветров в этом районе, измеренных со скоростью 15 метров в секунду (29 узлов) и порывами до 20 метров в секунду (39 узлов) на уровне земли. [21]

Технические характеристики

«Буран» в стартовой конфигурации, прикреплен к ракете «Энергия»

Сухая масса орбитальных аппаратов класса «Буран» составляла 62 тонны, максимальная полезная нагрузка — 30 тонн, максимальная стартовая масса — 105 тонн. [22]

Массовый распад [3]

Размеры [3] [4]

Движение [4]

В отличие от американского космического челнока , который приводился в движение комбинацией твердотопливных ускорителей и собственных жидкостных ракетных двигателей орбитального аппарата, работающих из большого бака, советская/российская система запуска «Энергия» использовала тягу от жидкокислородного/керосинового двигателя каждого ускорителя РД-170 (каждый с четырьмя соплами), разработанного Валентином Глушко , и еще четырех жидкокислородных/жидководородных двигателей РД-0120, прикрепленных к центральному блоку. [23]

История эксплуатации

Буран во время запуска полета 1К1 15 ноября 1988 г.

Орбитальный полет

Единственный орбитальный запуск орбитального корабля класса «Буран», 1К1 (1К1: первый орбитальный корабль, первый полет [24] ), состоялся в 03:00:02  UTC 15 ноября 1988 года со стартовой площадки 110/37 космодрома Байконур . [3] [25] «Буран» был выведен в космос в беспилотном режиме специально разработанной ракетой «Энергия». Автоматизированная последовательность запуска была выполнена в соответствии с заданными параметрами, и ракета «Энергия» вывела корабль на временную орбиту, прежде чем орбитальный корабль отделился в соответствии с программой. После подъема на более высокую орбиту и завершения двух витков вокруг Земли двигатели Объединенной двигательной установки (ОДУ ) автоматически включились , чтобы начать спуск в атмосферу, вернуться  на стартовую площадку и совершить горизонтальную посадку на взлетно- посадочную полосу. [26]

После автоматического приближения к Зоне 251 [ 3] Буран приземлился под собственным управлением в 06:24:42 UTC и остановился в 06:25:24, [27] через 206 минут после запуска. [28] При боковом ветре скоростью 61,2 километра в час (38,0 миль в час) Буран приземлился в 3 метрах (9,8 фута) по бокам и в 10 метрах (33 фута) по продольной оси от целевой отметки. [28] [29] [ оспариваетсяобсудить ] Это был первый космический самолет , совершивший беспилотный полет, включая посадку в полностью автоматическом режиме. [30] Позже было обнаружено, что Буран потерял восемь из своих 38 000 тепловых плиток в ходе полета. [29]

Прогнозируемые полеты

В 1989 году предполагалось, что «Буран» совершит второй беспилотный полет к 1993 году продолжительностью 15–20 дней. [24] Однако распад Советского Союза привел к прекращению финансирования, и программа «Буран» была официально закрыта в 1993 году. [31]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcde "Buran". NASA. 12 ноября 1997 г. Архивировано из оригинала 4 августа 2006 г. Получено 15 августа 2006 г.
  2. ^ "Восемь человек, как ожидается, погибли при обрушении ангара на Байконуре". Spaceflight Now . 16 мая 2002 г.
  3. ^ abcde Зак, Анатолий (25 декабря 2018 г.). "Многоразовый орбитальный аппарат "Буран"". Russian Space Web . Получено 28 июня 2019 г.
  4. ^ abc Wade, Mark. "Buran". Энциклопедия астронавтики . Архивировано из оригинала 20 августа 2016 года . Получено 28 июня 2019 года .
  5. ^ ""Многоразовая космическая система "Энергия – Буран" (на русском языке)" . Получено 12 апреля 2020 г. .
  6. ^ "подготовка грунта" . Получено 12 апреля 2020 г. .
  7. ^ "Конструкция "Бурана"". www.buran.ru . Архивировано из оригинала 27 апреля 2020 года . Проверено 29 ноября 2020 г. .
  8. ^ abc "Раскрой плиток". www.buran.ru . Архивировано из оригинала 30 апреля 2020 года . Проверено 29 ноября 2020 г.
  9. ^ ab "Buran Orbiter". Архивировано из оригинала 9 ноября 2020 г. Получено 29 ноября 2020 г.
  10. ^ "Типы теплозащиты". www.buran.ru . Архивировано из оригинала 30 апреля 2020 года . Проверено 29 ноября 2020 г. .
  11. ^ "Теплозащита". www.buran.ru . Архивировано из оригинала 30 апреля 2020 года . Проверено 29 ноября 2020 г. .
  12. ^ "Модуль кабины (МК) орбитального корабля "Буран" (11Ф35)" . Буран.ру (на русском языке). Архивировано из оригинала 30 апреля 2020 года . Проверено 13 апреля 2020 г. .
  13. ^ "Конструкция "Бурана" - система отображения информации (СОИ) в кабине". www.buran.ru . Архивировано из оригинала 30 апреля 2020 года . Проверено 29 ноября 2020 г. .
  14. ^ ab «Сменные отсеки и универсальное оборудование». Буран.ру (на русском языке). Архивировано из оригинала 30 апреля 2020 года . Проверено 13 апреля 2020 г. .
  15. ^ abc Hendrickx, Bart; Vis, Bert (2007). Энергия-Буран: советский космический челнок. Книги Springer-Praxis по исследованию космоса. Берлин; Нью-Йорк: Чичестер, Великобритания: Springer; Опубликовано совместно с Praxis Pub. стр. 139–142, 327–328, 298–300. ISBN 978-0-387-69848-9. OCLC  153582339.
  16. ^ "Средства обеспечения работ с использованием пароля: система бортовых манипуляторов "Аист"" . Буран.ру (на русском языке). Архивировано из оригинала 30 апреля 2020 года . Проверено 13 апреля 2020 г. .
  17. ^ "История ЦНИИ РТК". РТК.ру. ​Архивировано из оригинала 13 мая 2020 года . Проверено 13 апреля 2020 г. .
  18. ^ ""Буран" - полет куда? (К 10-летию со дня запуска)". Буран.ру (на русском языке). Архивировано из оригинала 30 апреля 2020 года . Проверено 13 апреля 2020 г. .
  19. ^ "Объединенная двигательная установка (ОДУ)" . Буран.ру (на русском языке). Архивировано из оригинала 17 апреля 2020 года . Проверено 13 апреля 2020 г. .
  20. ^ "Траектории спуска и посадки орбитального корабля "Буран". Алгоритмы автоматического управления". Буран.ру . Архивировано из оригинала 16 апреля 2022 года . Проверено 15 июля 2022 г.
  21. ^ "Полет орбитального корабля "Буран" 15 ноября 1988 г." Буран.ру . Архивировано из оригинала 16 апреля 2022 года . Проверено 15 июля 2022 г.
  22. ^ Батурин, Ю М.; Батурин, Юрий М., ред. (2005). Мировая пилотируемая космонавтика: история, техника, люди . Москва: Издат. РТСофт. ISBN 978-5-9900271-2-1.
  23. ^ "Орбитальные аппараты и ракета-носитель". Buran.su . Получено 28 июня 2019 .
  24. ^ ab "Экипажи "Бурана" Несбывшиеся планы". Буран.ру (на русском языке) . Проверено 5 августа 2006 г.
  25. ^ "В Ракетно-космической корпорации "Энергия" имени С.П. Королева состоялась церемония..." Energia.ru . 14 ноября 2008 г. Получено 3 сентября 2016 г.
  26. ^ Брайан Хандверк (12 апреля 2016 г.). «Забытый советский космический челнок мог летать сам по себе». National Geographic Society . Архивировано из оригинала 15 апреля 2016 г. Получено 12 апреля 2016 г.
  27. ^ "Буран-Энергия: 1-й полет". www.buran-energia.com . Получено 20 марта 2017 г. .
  28. ^ аб Борис Черток (2005). Асиф А. Сиддики (ред.). Ракеты и люди . Исторический сериал. НАСА . п. 179.
  29. ^ ab "Россия начинает амбициозный проект сверхтяжелой космической ракеты". Space Daily . 19 ноября 2013 г. Получено 13 декабря 2013 г.
  30. ^ "Крупнейший космический корабль, выведенный на орбиту и приземлившийся без участия человека". www.guinnessworldrecords.com . Книга рекордов Гиннесса . 15 ноября 1988 г. Получено 10 марта 2017 г.
  31. ^ Марк Уэйд. «Буран». Энциклопедия астронавтики . Получено 2 июля 2006 г.

Дальнейшее чтение