Aplūkojot Burana un Shuttle spārnoto kosmosa kuģu fotogrāfijas, var rasties iespaids, ka tās ir diezgan identiskas. Vismaz nevajadzētu būt būtiskām atšķirībām. Neskatoties uz ārējo līdzību, šīs divas kosmosa sistēmas joprojām ir būtiski atšķirīgas.
Shuttle un Buran
Shuttle
Shuttle ir daudzkārt lietojams transporta kosmosa kuģis (MTKK). Kuģim ir trīs šķidro propelentu raķešu dzinēji (LPRE), kas darbojas ar ūdeņradi. Oksidētājs - šķidrais skābeklis. Lai nonāktu zemas zemes orbītā, ir nepieciešams milzīgs daudzums degvielas un oksidētāja. Tāpēc degvielas tvertne ir lielākais Space Shuttle sistēmas elements. Kosmosa kuģis atrodas uz šīs milzīgās tvertnes un ir savienots ar to ar cauruļvadu sistēmu, caur kuru degviela un oksidētājs tiek piegādāti Shuttle dzinējiem.
Un tomēr ar spārnotā kuģa trim jaudīgajiem dzinējiem nepietiek, lai dotos kosmosā. Sistēmas centrālajai tvertnei ir pievienoti divi cietā propelenta pastiprinātāji - visspēcīgākās raķetes līdz šim cilvēces vēsturē. Vislielākā jauda nepieciešama tieši startā, lai pārvietotu vairāku tonnu kuģi un paceltu to pirmajos četrarpus desmitos kilometru. Cietie raķešu pastiprinātāji uzņem 83% slodzes.
Paceļas vēl viens "autobuss"
45 km augstumā cietā propelenta pastiprinātāji, iztērējuši visu degvielu, tiek atdalīti no kuģa un ar izpletni izšļakstās okeānā. Tālāk līdz 113 km augstumam "atspole" paceļas ar trīs raķešu dzinēju palīdzību. Pēc tvertnes atdalīšanas kuģis ar inerci lido vēl 90 sekundes un pēc tam uz īsu brīdi tiek ieslēgti divi orbitālie manevrēšanas dzinēji, kurus darbina pašaizdegšanās degviela. Un "shuttle" nonāk darba orbītā. Un tvertne nonāk atmosfērā, kur tā deg. Daļa no tā iekrīt okeānā.
Cietā propelenta pastiprinātāju nodaļa
Orbitālie manevrēšanas dzinēji, kā norāda to nosaukums, ir paredzēti dažādiem manevriem kosmosā: orbitālo parametru maiņai, pieslēgšanai ISS vai citiem kosmosa kuģiem zemas Zemes orbītā. Tātad "autobusi" veica vairākus apmeklējumus Habla orbītā esošajā teleskopā, lai veiktu apkopi.
Visbeidzot, šie motori kalpo, lai radītu bremzēšanas impulsu, atgriežoties uz Zemes.
Orbitālais posms ir izgatavots saskaņā ar bezapgaļa monoplāna aerodinamisko konfigurāciju ar zemu deltas spārnu ar dubultu priekšējās malas slīpumu un ar parastās shēmas vertikālo asti. Atmosfēras kontrolei tiek izmantots divdaļīgs stūre uz ķīļa (šeit ir gaisa bremze), pacēlumi uz spārna aizmugurējās malas un balansēšanas atloks zem pakaļgala fizelāžas. Izvelkama šasija, trīsritenis, ar deguna riteni.
Garums 37, 24 m, spārnu platums 23, 79 m, augstums 17, 27 m. Transportlīdzekļa "sausais" svars ir aptuveni 68 t, pacelšanās svars - no 85 līdz 114 t (atkarībā no uzdevuma un lietderīgās slodzes), nosēšanās ar atgriezeniskā slodze uz kuģa - 84, 26 t.
Gaisa korpusa vissvarīgākā dizaina iezīme ir tā termiskā aizsardzība.
Vietās, kur karstums ir visvairāk pakļauts (projektētā temperatūra līdz 1430 ° C), tiek izmantots daudzslāņu oglekļa-oglekļa kompozīts. Šādu vietu ir maz, tas galvenokārt ir fizelāžas deguns un spārna priekšējā mala. Visa aparāta apakšējā virsma (apkure no 650 līdz 1260 ° C) ir pārklāta ar flīzēm, kas izgatavotas no materiāla, kura pamatā ir kvarca šķiedra. Augšējā un sānu virsmas ir daļēji aizsargātas ar zemas temperatūras izolācijas flīzēm - kur temperatūra ir 315–650 ° C; citās vietās, kur temperatūra nepārsniedz 370 ° С, tiek izmantots filca materiāls, kas pārklāts ar silikona gumiju.
Visu četru termiskās aizsardzības veidu kopējais svars ir 7164 kg.
Orbitālajā stadijā ir divstāvu kabīne septiņiem astronautiem.
Shuttle augšējais stāvs
Ja tiek pagarināta lidojumu programma vai veicot glābšanas darbus, šahtā var atrasties līdz desmit cilvēkiem. Pilotu kabīnē ir lidojuma vadības ierīces, darba un guļvietas, virtuve, noliktavas telpa, sanitārais nodalījums, gaisa bloķētājs, darbības un kravas kontroles posteņi un cits aprīkojums. Kopējais kabīnes spiediens ir 75 kubikmetri. m, dzīvības atbalsta sistēma tajā uztur 760 mm Hg spiedienu. Art. un temperatūra diapazonā no 18, 3 - 26, 6 ° С.
Šī sistēma ir izgatavota atvērtā versijā, tas ir, neizmantojot gaisa un ūdens reģenerāciju. Šī izvēle ir saistīta ar faktu, ka maršruta autobusu ilgums tika noteikts septiņas dienas, ar iespēju to izmantot līdz 30 dienām, izmantojot papildu līdzekļus. Pie šādas nenozīmīgas autonomijas reģenerācijas iekārtu uzstādīšana nozīmētu nepamatotu svara, enerģijas patēriņa un borta aprīkojuma sarežģītības palielināšanos.
Ar saspiestu gāzu padevi pietiek, lai vienas pilnīgas spiediena samazināšanas gadījumā atjaunotu normālu atmosfēru salonā vai uzturētu tajā 42,5 mm Hg spiedienu. Art. 165 minūšu laikā, kad neilgi pēc starta korpusā izveidojas neliels caurums.
Kravas nodalījuma izmēri ir 18, 3 x 4, 6 m un tilpums 339, 8 kubikmetri. m ir aprīkots ar "trīs ceļgalu" manipulatoru 15, 3 m garš. Atverot nodalījuma durvis, dzesēšanas sistēmas radiatori kopā ar tiem pārvēršas darba stāvoklī. Radiatoru paneļu atstarošanas spēja ir tāda, ka tie paliek auksti pat tad, kad uz tiem spīd saule.
Ko kosmosa kuģis var darīt un kā tas lido
Ja mēs iedomājamies samontētu sistēmu, kas lido horizontāli, mēs redzēsim ārēju degvielas tvertni kā tās centrālo elementu; orbiters ir piestiprināts pie tā no augšas, un paātrinātāji atrodas sānos. Sistēmas kopējais garums ir 56,1 m, bet augstums - 23,34 m. Kopējo platumu nosaka orbītas stadijas spārnu platums, tas ir, tas ir 23,79 m. Maksimālais palaišanas svars ir aptuveni 2 041 000 kg.
Nav iespējams tik viennozīmīgi runāt par lietderīgās kravas lielumu, jo tas ir atkarīgs no mērķorbītas parametriem un kosmosa kuģa palaišanas punkta. Šeit ir trīs iespējas. Space Shuttle sistēma spēj parādīt:
- 29 500 kg, palaižot uz austrumiem no Kanaveralas raga (Florida, austrumu piekraste) orbītā, kuras augstums ir 185 km un slīpums 28º;
- 11 300 kg, palaižot no Kosmosa lidojumu centra. Kenedijs orbītā 500 km augstumā un 55º slīpumā;
- 14 500 kg, palaižot no Vandenbergas gaisa spēku bāzes (Kalifornija, rietumu piekraste) apkārtpolārajā orbītā ar 185 km augstumu.
Transportam bija aprīkotas divas nosēšanās joslas. Ja autobuss nolaidās tālu no starta vietas, tas atgrieztos mājās ar Boeing 747
Ar lidmašīnu Boeing 747 var nokļūt līdz kosmodromam
Kopumā tika uzbūvēti pieci transporta pakalpojumi (divi no tiem gāja bojā negadījumos) un viens prototips.
Izstrādājot, tika paredzēts, ka maršruta pārvadājumi veiks 24 palaišanas gadījumus gadā, un katrs no tiem veiks līdz 100 lidojumiem kosmosā. Praksē tie tika izmantoti daudz mazāk - līdz programmas beigām 2011. gada vasarā tika veikti 135 palaišanas gadījumi, no kuriem Discovery - 39, Atlantis - 33, Kolumbija - 28, Endeavour - 25, Challenger - 10 …
Šatla apkalpe sastāv no diviem astronautiem - komandiera un pilota. Šatlaka lielākā apkalpe ir astoņi astronauti (Challenger, 1985).
Padomju reakcija uz Shuttle izveidi
"Šatla" attīstība atstāja lielu iespaidu uz PSRS vadītājiem. Tika uzskatīts, ka amerikāņi izstrādā orbitālo bumbvedēju, kas bruņots ar kosmosa-zemes raķetēm. Šatla milzīgie izmēri un spēja atgriezt uz Zemes līdz 14,5 tonnu kravu tika interpretēti kā nepārprotami draudi nolaupīt padomju satelītus un pat tādas padomju militārās kosmosa stacijas kā Almaz, kas kosmosā lidoja ar nosaukumu Salyut.. Šie aprēķini bija kļūdaini, jo ASV 1962. gadā atteicās no kosmosa bumbvedēja idejas saistībā ar veiksmīgu kodolzemūdenes un sauszemes ballistisko raķešu izstrādi.
Sojuz varētu viegli iekļauties transporta līdzekļa kravas nodalījumā
Padomju eksperti nevarēja saprast, kāpēc gadā bija nepieciešami 60 palaišanas automāti - viena palaišana nedēļā! No kurienes radās daudzie kosmosa satelīti un stacijas, kas būtu nepieciešamas Shuttle? Padomju cilvēki, kas dzīvoja citā ekonomikas sistēmā, pat nevarēja iedomāties, ka NASA vadība, kas valdībā un Kongresā cītīgi virzīja jaunu kosmosa programmu, vadījās no bailēm palikt bez darba. Mēness programma tuvojās noslēgumam, un tūkstošiem augsti kvalificētu speciālistu bija bez darba. Un, pats galvenais, cienījamie un ļoti labi apmaksātie NASA vadītāji saskārās ar vilšanos, ka viņi šķirsies no apdzīvotajiem birojiem.
Tāpēc tika sagatavots ekonomiskās iespējamības pētījums par daudzkārt lietojamo transporta kosmosa kuģu lielo finansiālo ieguvumu gadījumā, ja tiek atmestas vienreizējās raķetes. Bet padomju tautai bija absolūti nesaprotami, ka prezidents un kongress varēja tērēt valsts mēroga līdzekļus tikai ļoti ievērojot savu vēlētāju viedokli. Šajā sakarā PSRS valdīja uzskats, ka amerikāņi veido jaunu KK dažiem nesaprotamiem nākotnes uzdevumiem, visticamāk, militāriem.
Atkārtoti izmantojams kosmosa kuģis "Buran"
Padomju Savienībā sākotnēji bija plānots izveidot pilnveidotu Shuttle eksemplāru - orbitālo lidmašīnu OS -120, kas sver 120 tonnas. (Amerikāņu kuģis ar pilnu slodzi svēra 110 tonnas). Atšķirībā no Shuttle tika plānots aprīkot Buran ar izmešanas kabīni diviem pilotiem un turboreaktīvo dzinēju nosēšanās lidostā.
PSRS bruņoto spēku vadība uzstāja uz gandrīz pilnīgu "šatla" kopēšanu. Līdz tam laikam padomju izlūkdienesti varēja iegūt daudz informācijas par amerikāņu kosmosa kuģi. Bet izrādījās, ka tas nav tik vienkārši. Iekšzemes ūdeņraža-skābekļa raķešu dzinēji izrādījās lielāki un smagāki nekā amerikāņu. Turklāt jaudas ziņā viņi bija zemāki par ārzemēm. Tāpēc trīs raķešu dzinēju vietā bija jāuzstāda četri. Bet orbitālajā plaknē četriem vilces dzinējiem vienkārši nebija vietas.
Transportlīdzeklī 83% no slodzes sākumā nesa divi cietās degvielas pastiprinātāji. Padomju Savienībā nebija iespējams izstrādāt tik spēcīgas cietā propelenta raķetes. Šāda veida raķetes tika izmantotas kā jūras un sauszemes kodolieroču ballistiskie nesēji. Bet vajadzīgo jaudu viņi nesasniedza ļoti, ļoti daudz. Tāpēc padomju dizaineriem bija vienīgā iespēja - izmantot paātrinātājus ar šķidro propelentu. Programmas Energia-Buran ietvaros tika izveidoti ļoti veiksmīgi petrolejas-skābekļa RD-170, kas kalpoja kā alternatīva cietā kurināmā pastiprinātājiem.
Pati Baikonuras kosmodroma atrašanās vieta piespieda dizainerus palielināt nesējraķešu jaudu. Ir zināms, ka jo tuvāk palaišanas paliktnis atrodas ekvatoram, jo lielāku slodzi viena un tā pati raķete var novietot orbītā. Amerikāņu kosmodromam Kanaveralas ragā ir 15% pārsvars pār Baikonūru! Tas ir, ja no Baikonuras palaistā raķete var pacelt 100 tonnas, tad, to palaižot no Kanaverala raga, tā orbītā palaidīs 115 tonnas!
Ģeogrāfiskie apstākļi, atšķirības tehnoloģijā, radīto dzinēju īpašības un atšķirīga dizaina pieeja - tas viss ietekmēja "Buran" izskatu. Pamatojoties uz visām šīm realitātēm, tika izstrādāta jauna koncepcija un jauns orbitālais transportlīdzeklis OK-92, kas sver 92 tonnas. Četri skābekļa-ūdeņraža dzinēji tika pārvietoti uz centrālo degvielas tvertni un tika iegūts nesējraķetes Energia otrais posms. Divu cietās degvielas pastiprinātāju vietā tika nolemts izmantot četras raķetes uz šķidrā kurināmā petrolejas-skābekļa ar četru kameru RD-170 dzinējiem. Četru kameru nozīmē četras sprauslas; sprauslu ar lielu diametru ir ārkārtīgi grūti izgatavot. Tāpēc dizaineri dodas uz dzinēja sarežģījumiem un svēršanu, projektējot to ar vairākām mazākām sprauslām. Sprauslu ir tikpat daudz, cik degšanas kameru ar ķekars degvielas un oksidētāju padeves cauruļvadu un visu "pietauvošanās vietu". Šī saite tika izveidota saskaņā ar tradicionālo, "karalisko" shēmu, līdzīgi kā "alianses" un "austrumi", kļuva par "Enerģijas" pirmo posmu.
"Buran" lidojumā
Pats kruīza kuģis Buran kļuva par nesējraķetes trešo posmu, līdzīgi kā Sojuz. Vienīgā atšķirība ir tā, ka Buran atradās otrā posma malā, bet Sojuz atradās nesējraķetes pašā augšgalā. Tādējādi tika iegūta trīspakāpju vienreizējās lietošanas kosmosa sistēmas klasiskā shēma ar vienīgo atšķirību, ka orbitālais kuģis bija atkārtoti lietojams.
Atkārtota izmantošana bija vēl viena Energia-Buran sistēmas problēma. Amerikāņiem maršruta autobusi bija paredzēti 100 lidojumiem. Piemēram, orbitālie manevrēšanas dzinēji varētu izturēt līdz 1000 pagriezieniem. Pēc profilaktiskās apkopes visi elementi (izņemot degvielas tvertni) bija piemēroti palaišanai kosmosā.
Cietā propelenta pastiprinātājs, ko paņēmis īpašs kuģis
Cietās degvielas pastiprinātāji tika izpletni ar izpletni okeānā, tos paņēma speciāli NASA kuģi un nogādāja ražotāja rūpnīcā, kur tiem tika veikta profilaktiskā apkope un tie tika piepildīti ar degvielu. Arī pats autobuss tika rūpīgi pārbaudīts, novērsts un salabots.
Aizsardzības ministrs Ustinovs ultimātā pieprasīja, lai Energia-Buran sistēma būtu maksimāli pārstrādājama. Tāpēc dizaineri bija spiesti risināt šo problēmu. Formāli sānu pastiprinātāji tika uzskatīti par atkārtoti lietojamiem, piemēroti desmit palaišanai. Bet patiesībā tas nenotika daudzu iemeslu dēļ. Ņemiet vērā vismaz faktu, ka amerikāņu paātrinātāji iekrita okeānā, bet padomju ātrums nokrita Kazahstānas stepē, kur nosēšanās apstākļi nebija tik labvēlīgi kā siltie okeāna ūdeņi. Un šķidro propelentu raķete ir smalkāka radīšana. nekā cietais propelents. "Buran" bija paredzēts arī 10 lidojumiem.
Kopumā atkārtoti lietojamā sistēma nedarbojās, lai gan sasniegumi bija acīmredzami. Padomju orbitālais kuģis, atbrīvots no lieliem dzinējiem, saņēma jaudīgākus dzinējus manevrēšanai orbītā. Kas tās izmantošanas gadījumā kā kosmosa "iznīcinātājs-bumbvedējs" deva tai lielas priekšrocības. Plus turboreaktori atmosfēras lidojumam un nosēšanās. Turklāt tika izveidota jaudīga raķete, kuras pirmais posms bija petrolejas degviela, bet otrais - ūdeņradis. Tā bija tāda raķete, kuras PSRS pietrūka, lai uzvarētu Mēness skrējienā. Savu īpašību ziņā Energia praktiski bija līdzvērtīga amerikāņu raķetei Saturn-5, kas nosūtīja Apollo-11 uz Mēnesi.
"Buran" ir lieliska ārēja pieejamība ar amerikāņu "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 napravony. Viņš spēja kontrolēti nolaisties atmosfērā ar sānu manevru līdz 2000 kilometriem.
"Buren" garums ir 36,4 metri, spārnu platums ir aptuveni 24 metri, kuģa augstums uz šasijas ir vairāk nekā 16 metri. Kuģa vecā masa ir vairāk nekā 100 tonnas, no kurām 14 tonnas tiek izmantotas degvielai. In nocovoy otcek vctavlena germetichnaya tselnocvarnaya kabina for ekipazha and bolshey chacti apparatury for obecpecheniya poleta in coctave raketno-kocmicheckogo komplekca, avtonomnogo poleta nA orbite, cpucka and pocadki. Salona tilpums pārsniedz 70 kubikmetrus.
Kad vozvraschenii in plotnye cloi atmocfery naibolee teplonapryazhennye uchactki poverhnocti korablea rackalyayutcya do graducov 1600, zhe teplo, dohodyaschee nepocredctvenno do metallicheckoy konctruktsii koablya, ne dolzh Tāpēc "BURAN" izcēla savu spēcīgo termisko aizsardzību, nodrošinot normālus temperatūras apstākļus kuģa konstrukcijai lidojuma laikā lidmašīnā
Karstumizturīgs pārsegs, kas izgatavots no vairāk nekā 38 tūkstošiem flīžu, izgatavots no īpašiem materiāliem: kvarca šķiedras, augstas veiktspējas serdes, bez kodola Keramikas kokmateriāliem ir iespēja uzkrāt siltumu, nepārnesot to uz kuģa korpusa. Šo bruņu kopējā masa bija aptuveni 9 tonnas.
BURANA kravas nodalījuma garums ir aptuveni 18 metri. Plašajā kravas nodalījumā ir iespējams izvietot kravu ar masu līdz 30 tonnām. Tur bija iespējams izvietot lielus kosmosa transportlīdzekļus - lielus satelītus, orbītas staciju blokus. Kuģa nosēšanās masa ir 82 tonnas.
"BURAN" tika izmantots ar visām nepieciešamajām sistēmām un aprīkojumu gan automātiskajam, gan pilotējamam lidojumam. Tas un navigācijas un vadības līdzekļi, radiotehniskās un televīzijas sistēmas, kā arī automātiskā siltuma un jaudas kontrole
Burāna kajīte
Galvenā dzinēja uzstādīšana, divas manevrēšanas dzinēju grupas atrodas astes daļas beigās un rāmja priekšējā daļā.
Kopumā bija paredzēts uzbūvēt 5 orbītas kuģus. Bez Burana Tempest bija gandrīz gatavs un gandrīz puse no Baikāla. Vēl divi kuģi, kas bija ražošanas sākumposmā, nesaņēma vārdus. Energia -Buran sistēmai nepaveicās - tā piedzima nelabvēlīgā laikā. Padomju ekonomika vairs nespēja finansēt dārgas kosmosa programmas. Un kaut kāds liktenis vajāja kosmonautus, kuri gatavojās lidojumiem uz "Buran". Testa piloti V. Bukreevs un A. Lisenko gāja bojā aviokatastrofās 1977. gadā, vēl pirms pievienošanās kosmonautu grupai. 1980. gadā nomira izmēģinājuma pilots O. Konoņenko. 1988. gads atņēma dzīvības A. Levčenko un A. Ščukinam. Pēc "Buran" lidojuma R. Stankevičs lidmašīnas avārijā gāja bojā spārnoto kosmosa kuģu pilotētais otrais pilots. I. Volks tika iecelts par pirmo pilotu.
Arī "Buranam" nepaveicās. Pēc pirmā un vienīgā veiksmīgā lidojuma kuģis tika turēts angārā Baikonuras kosmodromā. 2002. gada 12. maijā sabruka darbnīca, kurā atradās Buran un Energia modelis. Ar šo bēdīgo akordu beidzās spārnoto kosmosa kuģu eksistence, kas bija parādījusi tik lielas cerības.
Pēc grīdas sabrukšanas
