Pri pohľade na fotografie okrídlených vesmírnych lodí Burana a Shuttle môžete mať dojem, že sú úplne totožné. Minimálne by nemali existovať žiadne zásadné rozdiely. Napriek vonkajšej podobnosti sú tieto dva vesmírne systémy stále zásadne odlišné.
Kyvadlová doprava a Buran
"Kyvadlová doprava"
Shuttle je opakovane použiteľná dopravná vesmírna loď (MTKK). Loď má tri raketové motory na kvapalné palivo (LPRE) poháňané vodíkom. Oxidačné činidlo - tekutý kyslík. Dostať sa na obežnú dráhu Zeme si vyžaduje obrovské množstvo paliva a okysličovadla. Preto je palivová nádrž najväčším prvkom systému Space Shuttle. Kozmická loď sa nachádza na tejto obrovskej nádrži a je s ňou spojená sústavou potrubí, ktorými je do motorov raketoplánu dodávané palivo a okysličovadlo.
A napriek tomu tri silné motory okrídlenej lode nestačia na to, aby sa dostali do vesmíru. K centrálnej nádrži systému sú pripojené dva posilňovače tuhého paliva - doposiaľ najsilnejšie rakety v histórii ľudstva. Najväčšia sila je potrebná práve na štarte, aby sa viactonová loď mohla premiestniť a zdvihnúť na prvých štyri a pol desiatky kilometrov. Pevné raketové posilňovače preberajú 83% záťaže.
Vzlietne ďalší „Shuttle“
V nadmorskej výške 45 km sa posilňovače tuhých palív, ktoré spotrebovali všetko palivo, oddelili od lode a padákom sa spustili do oceánu. Ďalej, do výšky 113 km, „raketoplán“stúpa pomocou troch raketových motorov. Po oddelení nádrže loď zotrvačnosťou letí ďalších 90 sekúnd a potom na krátky čas zapnú dva orbitálne manévrovacie motory poháňané samozápalným palivom. A „raketoplán“prejde na pracovnú obežnú dráhu. A tank sa dostane do atmosféry, kde zhorí. Jeho časti spadajú do oceánu.
Oddelenie zosilňovačov tuhých palív
Orbitálne manévrovacie motory sú navrhnuté, ako naznačuje ich názov, na rôzne manévre vo vesmíre: na zmenu orbitálnych parametrov, na pristátie k ISS alebo k iným kozmickým lodiam na obežnej dráhe Zeme. „Raketoplány“preto niekoľkokrát navštívili servisný orbitálny teleskop Hubble.
A nakoniec tieto motory slúžia na vytvorenie brzdného impulzu pri návrate na Zem.
Orbitálny stupeň je vyrobený podľa aerodynamickej konfigurácie jednoplošníka bez ocasu s nízko položeným delta krídlom s dvojitým zákrutom nábežnej hrany a so zvislým chvostom obvyklej schémy. Na ovládanie atmosféry sa používa dvojdielne kormidlo na kýli (tu je vzduchová brzda), výškovky na odtokovej hrane krídla a vyvažovacia klapka pod zadným trupom. Zatiahnuteľný podvozok, trojkolka, s predným kolesom.
Dĺžka 37, 24 m, rozpätie krídel 23, 79 m, výška 17, 27 m. „Suchá“hmotnosť vozidla je asi 68 t, vzletová hmotnosť - od 85 do 114 t (v závislosti od úlohy a užitočného zaťaženia), pristátie s spätné zaťaženie na palube - 84, 26 t.
Najdôležitejšou konštrukčnou vlastnosťou draku je jeho tepelná ochrana.
Na najviac tepelne namáhaných miestach (konštrukčná teplota do 1430 ° C) sa používa viacvrstvový kompozit uhlík-uhlík. Takýchto miest je málo, je to predovšetkým nos trupu a nábežná hrana krídla. Spodný povrch celého zariadenia (zahrievanie od 650 do 1260 ° C) je pokrytý dlaždicami vyrobenými z materiálu na báze kremenného vlákna. Horný a bočný povrch sú čiastočne chránené nízkoteplotnými izolačnými dlaždicami - kde je teplota 315–650 ° C; na iných miestach, kde teplota nepresahuje 370 ° С, sa používa plstený materiál potiahnutý silikónovou gumou.
Celková hmotnosť všetkých štyroch typov tepelnej ochrany je 7164 kg.
Na orbitálnom stupni je dvojpodlažný kokpit pre sedem astronautov.
Kyvadlová doprava horná paluba
V prípade predĺženého letového programu alebo pri vykonávaní záchranných operácií môže byť na palube raketoplánu až desať ľudí. V kokpite sú letové ovládače, pracovné a spacie miesta, kuchyňa, sklad, hygienický priestor, vzduchová komora, stanovište prevádzky a riadenia užitočného zaťaženia a ďalšie vybavenie. Celkový natlakovaný objem kabíny je 75 kubických metrov. m, systém podpory života v ňom udržuje tlak 760 mm Hg. Čl. a teplota v rozmedzí 18, 3 - 26, 6 ° С.
Tento systém je vyrobený v otvorenej verzii, to znamená bez použitia regenerácie vzduchu a vody. Táto voľba je daná skutočnosťou, že trvanie letov raketoplánov bolo stanovené na sedem dní s možnosťou dodatočných 30 dní s využitím ďalších finančných prostriedkov. Pri takejto bezvýznamnej autonómii by inštalácia regeneračného zariadenia znamenala neodôvodnené zvýšenie hmotnosti, spotreby energie a zložitosti palubného zariadenia.
Zásoba stlačených plynov stačí na obnovenie normálnej atmosféry v kabíne v prípade jedného úplného odtlakovania alebo na udržanie tlaku 42,5 mm Hg v nej. Čl. do 165 minút, keď sa v trupe krátko po štarte vytvorí malá diera.
Nákladný priestor meria 18, 3 x 4, 6 m a objem 339,8 kubických metrov. m je vybavený „trojkolenným“manipulátorom dlhým 3, 3 m. Keď sú dvere oddelenia otvorené, radiátory chladiaceho systému sa spolu s nimi prepnú do pracovnej polohy. Odrazivosť panelov chladiča je taká, že zostanú chladné, aj keď na ne svieti slnko.
Čo dokáže raketoplán a ako letí
Ak si predstavíme zostavený systém, ktorý letí horizontálne, uvidíme ako centrálny prvok externú palivovú nádrž; k nemu je zhora pristavený orbiter a po stranách sú urýchľovače. Celková dĺžka systému je 56,1 m a výška je 23,34 m. Celková šírka je určená rozpätím krídel orbitálneho stupňa, to znamená 23,79 m. Maximálna hmotnosť štartu je asi 2 041 000 kg.
Nie je možné hovoriť tak jednoznačne o veľkosti užitočného zaťaženia, pretože závisí od parametrov cieľovej obežnej dráhy a bodu štartu kozmickej lode. Tu sú tri možnosti. Systém Space Shuttle je schopný zobrazovať:
- 29 500 kg pri štarte na východ z mysu Canaveral (Florida, východné pobrežie) na obežnú dráhu s nadmorskou výškou 185 km a sklonom 28 °;
- 11 300 kg pri štarte z vesmírneho letového strediska. Kennedyho na obežnú dráhu s nadmorskou výškou 500 km a sklonom 55 °;
- 14 500 kg pri štarte z leteckej základne Vandenberg (Kalifornia, západné pobrežie) na cirkumpolárnu dráhu s nadmorskou výškou 185 km.
Pre raketoplány boli vybavené dva pristávacie pásy. Ak by raketoplán pristál ďaleko od miesta štartu, vrátil by sa domov na lietadle Boeing 747
Boeing 747 premáva na kozmodróm
Celkovo bolo postavených päť raketoplánov (dva z nich zahynuli pri nehodách) a jeden prototyp.
Pri vývoji sa predpokladalo, že raketoplány uskutočnia 24 štartov za rok a každý z nich vykoná až 100 letov do vesmíru. V praxi sa používali oveľa menej - do konca programu v lete 2011 bolo vykonaných 135 štartov, z toho Discovery - 39, Atlantis - 33, Columbia - 28, Endeavour - 25, Challenger - 10 …
Posádku raketoplánu tvoria dvaja astronauti - veliteľ a pilot. Najväčšia posádka raketoplánu je osem astronautov (Challenger, 1985).
Sovietska reakcia na vytvorenie raketoplánu
Rozvoj „raketoplánu“urobil na vodcov ZSSR veľký dojem. Usúdilo sa, že Američania vyvíjajú orbitálny bombardér vyzbrojený raketami typu zem-zem. Obrovská veľkosť raketoplánu a jeho schopnosť vrátiť na Zem náklad až 14,5 tony boli interpretované ako jasná hrozba únosu sovietskych satelitov a dokonca aj sovietskych vojenských vesmírnych staníc ako Almaz, ktoré vo vesmíre lietali pod názvom Saljut.. Tieto odhady boli mylné, pretože Spojené štáty americké upustili od myšlienky vesmírneho bombardéra v roku 1962 v súvislosti s úspešným vývojom jadrovej ponorky a pozemných balistických rakiet.
Sojuz sa ľahko zmestí do nákladného priestoru raketoplánu
Sovietski experti nechápali, prečo je potrebných 60 štartov raketoplánov ročne - jeden štart za týždeň! Odkiaľ pochádza množstvo vesmírnych satelitov a staníc, pre ktoré by raketoplán potreboval? Sovietski ľudia žijúci v inom ekonomickom systéme si ani nedokázali predstaviť, že by sa vedenie NASA, ktorá vo vláde a Kongrese usilovne presadzovala nový vesmírny program, riadilo strachom z nezamestnanosti. Lunárny program sa blížil k záveru a tisíce vysokokvalifikovaných odborníkov boli bez práce. A čo je najdôležitejšie, vážení a veľmi dobre platení vedúci pracovníci NASA čelili sklamanej perspektíve rozlúčky so svojimi obývanými kanceláriami.
Preto bola vypracovaná štúdia ekonomickej uskutočniteľnosti o veľkom finančnom prínose opakovane použiteľných dopravných kozmických lodí v prípade opustenia jednorazových rakiet. Ale pre sovietsky ľud bolo úplne nepochopiteľné, že prezident a zjazd mohli vynakladať celonárodné prostriedky len s veľkým zreteľom na názor svojich voličov. V tejto súvislosti v ZSSR vládol názor, že Američania vytvárajú nové QC pre niektoré budúce nepochopiteľné úlohy, pravdepodobne vojenské.
Opätovne použiteľná kozmická loď „Buran“
V Sovietskom zväze sa pôvodne plánovalo vytvoriť vylepšenú kópiu raketoplánu - orbitálneho lietadla OS -120 s hmotnosťou 120 ton. (Americký raketoplán vážil 110 ton pri plnom zaťažení). Na rozdiel od raketoplánu sa plánovalo vybavenie Buran s katapultovacím kokpitom pre dvoch pilotov a prúdovými motormi na pristátie na letisku.
Vedenie ozbrojených síl ZSSR trvalo na takmer úplnom kopírovaní „raketoplánu“. Do tejto doby bola sovietska inteligencia schopná získať veľa informácií o americkej vesmírnej lodi. Ukázalo sa však, že to nie je také jednoduché. Domáce raketové motory na vodík-kyslík sa ukázali byť väčšie a ťažšie ako americké. Navyše, pokiaľ ide o moc, boli nižšie ako v zámorí. Preto namiesto troch raketových motorov bolo potrebné nainštalovať štyri. Ale na orbitálnom lietadle jednoducho nebol priestor pre štyri pohonné motory.
V raketopláne uniesli 83% nákladu na štarte dva boostery na tuhé palivo. V Sovietskom zväze nebolo možné vyvinúť také silné rakety na tuhé palivo. Rakety tohto typu sa používali ako balistické nosiče námorných a pozemných jadrových nábojov. Ale nedosahovali potrebnú silu veľmi, veľmi. Preto mali sovietski konštruktéri jedinú príležitosť - použiť ako urýchľovače rakety na kvapalné palivo. V rámci programu Energia-Buran vznikli veľmi úspešné petrolejovo-kyslíkové RD-170, ktoré slúžili ako alternatíva k posilňovačom na tuhé palivá.
Samotné umiestnenie kozmodrómu Bajkonur prinútilo konštruktérov zvýšiť silu ich nosných rakiet. Je známe, že čím bližšie je štartovacia rampa k rovníku, tým väčšie zaťaženie môže jedna a tá istá raketa vyvinúť na obežnú dráhu. Americký kozmodróm na myse Canaveral má oproti Bajkonuru 15% výhodu! To znamená, že ak raketa vypustená z Bajkonuru dokáže zdvihnúť 100 ton, potom pri štarte z mysu Canaveral vypustí na obežnú dráhu 115 ton!
Geografické podmienky, rozdiely v technológiách, charakteristiky vytvorených motorov a odlišný prístup k dizajnu - to všetko ovplyvnilo vzhľad „Burana“. Na základe všetkých týchto skutočností bol vyvinutý nový koncept a nové orbitálne vozidlo OK-92 s hmotnosťou 92 ton. Štyri kyslíkovo-vodíkové motory boli prevedené do centrálnej palivovej nádrže a bol získaný druhý stupeň nosnej rakety Energia. Namiesto dvoch zosilňovačov na tuhé palivo bolo rozhodnuté použiť štyri rakety na petrolej-kyslík na kvapalné palivo so štvorkomorovými motormi RD-170. Štvorkomorové znamenajú štyri dýzy; dýza s veľkým priemerom sa vyrába extrémne ťažko. Preto konštruktéri prechádzajú na komplikácie a váženie motora tým, že ho navrhli s niekoľkými menšími tryskami. Trysiek je toľko, koľko je spaľovacích komôr so zväzkom potrubí na zásobovanie palivom a okysličovadlom a všetkými „kotvami“. Toto prepojenie bolo vytvorené podľa tradičnej „kráľovskej“schémy, podobnej „alianciám“a „východu“, sa stalo prvou fázou „Energie“.
„Buran“v lete
Samotná výletná loď Buran sa stala tretím stupňom nosnej rakety, podobne ako Sojuz. Jediným rozdielom je, že Buran sa nachádzal na boku druhého stupňa, zatiaľ čo Sojuz bol na samom vrchu nosnej rakety. Získala sa teda klasická schéma trojstupňového jednorazového vesmírneho systému s jediným rozdielom, že orbitálna loď bola opakovane použiteľná.
Opätovné použitie bolo ďalším problémom systému Energia-Buran. Pre Američanov boli raketoplány navrhnuté na 100 letov. Napríklad orbitálne manévrovacie motory mohli vydržať až 1 000 otáčok. Po preventívnej údržbe boli všetky prvky (okrem palivovej nádrže) vhodné na štart do vesmíru.
Posilňovač tuhých palív zachytený špeciálnym plavidlom
Posilňovače tuhých palív boli zoskoky padákom do oceánu, zachytené špeciálnymi plavidlami NASA a dodané do závodu výrobcu, kde absolvovali preventívnu údržbu a boli naplnené palivom. Samotný raketoplán bol tiež dôkladne skontrolovaný, bolo mu zabránené a bol opravený.
Minister obrany Ustinov v ultimáte požadoval, aby bol systém Energia-Buran maximálne recyklovateľný. Dizajnéri boli preto nútení tento problém riešiť. Formálne boli bočné zosilňovače považované za opakovane použiteľné, vhodné na desať spustení. Ale v skutočnosti k tomu nedošlo z mnohých dôvodov. Vezmite si aspoň skutočnosť, že americké urýchľovače sa vznášali do oceánu a sovietske padali do kazašskej stepi, kde neboli podmienky na pristátie také priaznivé ako teplé vody oceánu. A raketa na kvapalné palivo je chúlostivejším výtvorom. než tuhý pohon. „Buran“bol tiež navrhnutý na 10 letov.
Znovu použiteľný systém vo všeobecnosti nefungoval, aj keď úspechy boli zrejmé. Sovietska orbitálna loď zbavená veľkých pohonných motorov dostala na manévrovanie na obežnej dráhe výkonnejšie motory. Čo mu v prípade použitia ako vesmírneho „stíhacieho bombardéra“prinieslo veľké výhody. Plus prúdové motory pre atmosférický let a pristátie. Okrem toho bola vytvorená silná raketa s prvým stupňom na petrolejové palivo a druhým na vodík. Bola to taká raketa, že ZSSR chýbala na víťazstvo v lunárnych pretekoch. Energia bola svojimi vlastnosťami prakticky ekvivalentná americkej rakete Saturn-5, ktorá vyslala Apollo-11 na Mesiac.
"Buran" má veľkú vonkajšiu dostupnosť s americkým "Shuttle". Korabl poctroen Po cheme camoleta tipa "bechvoctka» c treugolnym krylom peremennoy ctrelovidnocti, imeet aerodinamicheckie organy upravleniya, rabotayuschie at pocadke pocle vozvrascheniya in plotnye cloi atmocfery - wheel napravleniya and elevony. Dokázal zvládnuť kontrolovaný zostup do atmosféry s bočným manévrom až 2000 kilometrov.
Dĺžka „Burenu“je 36,4 metra, rozpätie krídel je asi 24 metrov, výška lode na podvozku je viac ako 16 metrov. Stará hmotnosť lode je viac ako 100 ton, z toho 14 ton sa používa na palivo. V nocovoy otcek vctavlena germetichnaya tselnocvarnaya kabina for ekipazha and bolshey chacti aparatury for obecpecheniya poleta in coctave raketno-kocmicheckogo komplekca, avtonomnogo poleta nA orbite, cpucka and pocadki. Objem kabíny je viac ako 70 metrov kubických.
Keď vozvraschenii in plotnye cloi atmocfery naibolee teplonapryazhennye uchactki poverhnocti korablya rackalyayutcya do graducov 1600, zhe teplo, dohodyaschee nepocredctvenno do metallicheckoy konctruktsii korablya, ne dolzhno prevyshat 150 graducov. Preto „BURAN“vynikol svojou silnou tepelnou ochranou, ktorá poskytuje normálne teplotné podmienky pre konštrukciu lode počas letu v lietadle
Tepelne odolný kryt vyrobený z viac ako 38 tisíc dlaždíc vyrobený zo špeciálnych materiálov: kremenné vlákno, výkonné jadro, žiadne jadro Keramické drevo má schopnosť akumulovať teplo bez toho, aby ho odovzdalo trupu lode. Celková hmotnosť tohto panciera bola asi 9 ton.
Dĺžka nákladného priestoru BURANA je asi 18 metrov. Do jeho rozsiahleho nákladného priestoru je možné uložiť užitočné zaťaženie s hmotnosťou až 30 ton. Tam bolo možné umiestniť veľké vesmírne vozidlá - veľké satelity, bloky orbitálnych staníc. Pristávacia hmotnosť lode je 82 ton.
„BURAN“bol použitý so všetkými potrebnými systémami a vybavením na automatický aj pilotovaný let. Toto a prostriedky navigácie a riadenia, rádiotechnické a televízne systémy a automatické ovládače tepla a sily
Buranova kabína
Hlavná inštalácia motora, dve skupiny motorov na manévrovanie, sú umiestnené na konci chvostovej časti a v prednej časti rámu.
Celkovo sa plánovalo postaviť 5 orbitálnych lodí. Okrem Burana bol Tempest takmer pripravený a takmer polovica Bajkalu. Ďalšie dve lode, ktoré boli v počiatočnom štádiu výroby, nedostali mená. Systém Energia -Buran nemal šťastie - zrodil sa preň v nešťastnom čase. Sovietska ekonomika už nebola schopná financovať drahé vesmírne programy. A nejaký druh osudu prenasledoval kozmonautov, ktorí sa pripravovali na lety na „Buran“. Testovací piloti V. Bukreev a A. Lysenko zahynuli pri leteckých nešťastiach v roku 1977, ešte pred vstupom do skupiny kozmonautov. V roku 1980 zomrel skúšobný pilot O. Kononenko. 1988 pripravil o život A. Levčenka a A. Ščukina. Po lete „Burana“R. Stankevichusa, druhého pilota pilotovaného letu okrídlenej kozmickej lode, zahynul pri leteckom nešťastí. Prvým pilotom bol vymenovaný I. Volk.
Šťastie nemal ani „Buran“. Po prvom a jedinom úspešnom lete bola loď držaná v hangári na kozmodróme Bajkonur. 12. mája 2002 sa zrútil presah dielne, v ktorej sa nachádzali model Buran a Energia. Na tomto smutnom akorde sa skončila existencia okrídlených vesmírnych lodí, ktoré prejavovali také veľké nádeje.
Po zrútení podlahy
