Když se podíváte na fotografie okřídlených kosmických lodí Burana a Shuttle, můžete mít dojem, že jsou zcela totožné. Přinejmenším by neměly existovat žádné zásadní rozdíly. Navzdory vnější podobnosti jsou tyto dva vesmírné systémy stále zásadně odlišné.
Shuttle a Buran
Kyvadlová doprava
Shuttle je opakovaně použitelná dopravní kosmická loď (MTKK). Loď má tři raketové motory na kapalná paliva (LPRE) poháněné vodíkem. Oxidační činidlo - kapalný kyslík. Vstup na oběžnou dráhu Země vyžaduje obrovské množství paliva a okysličovadla. Palivová nádrž je proto největším prvkem systému Space Shuttle. Kosmická loď se nachází na této obrovské nádrži a je s ní spojena soustavou potrubí, kterými je do motorů raketoplánu dodáváno palivo a okysličovadlo.
A stejně tři silné motory okřídlené lodi nestačí na to, aby se dostaly do vesmíru. K centrální nádrži systému jsou připojeny dva boostery na tuhá paliva - dosud nejsilnější rakety v historii lidstva. Největší síla je potřeba právě na začátku, aby se mnohonunová loď přesunula a zvedla na prvních čtyři a půl desítky kilometrů. Solidní raketové posilovače přebírají 83% zátěže.
Vzlétá další „Shuttle“
Ve výšce 45 km jsou posilovače tuhých pohonných hmot, které spotřebovaly veškeré palivo, odděleny od lodi a padákem spadly dolů do oceánu. Dále do výšky 113 km „raketoplán“stoupá pomocí tří raketových motorů. Po oddělení nádrže loď létá dalších 90 sekund setrvačností a poté se na krátkou dobu zapnou dva orbitální manévrovací motory poháněné samozápalným palivem. A „raketoplán“jde na fungující oběžnou dráhu. A tank se dostává do atmosféry, kde hoří. Jeho části spadají do oceánu.
Oddělení posilovačů tuhých pohonných hmot
Orbitální manévrovací motory jsou navrženy, jak naznačuje jejich název, pro různé manévry ve vesmíru: pro změnu orbitálních parametrů, pro dokování k ISS nebo pro jiné kosmické lodě na oběžné dráze Země. „Raketoplány“tedy provedly několik návštěv na oběžném dalekohledu Hubble za účelem servisu.
A nakonec tyto motory slouží k vytvoření brzdného impulsu při návratu na Zemi.
Orbitální stupeň je vyroben podle aerodynamické konfigurace jednoplošníku bez ocasu s nízko položeným delta křídlem s dvojitým zatáčením náběžné hrany a se svislým ocasem obvyklého schématu. Pro ovládání atmosféry se používá dvoudílné kormidlo na kýlu (zde je vzduchová brzda), elevány na odtokové hraně křídla a vyvažovací klapka pod zadním trupem. Zatahovací podvozek, tříkolka, s příďovým kolem.
Délka 37, 24 m, rozpětí křídel 23, 79 m, výška 17, 27 m. „Suchá“hmotnost vozidla je asi 68 t, vzletová hmotnost - od 85 do 114 t (v závislosti na úkolu a užitečném zatížení), přistání s zpětné zatížení na palubu - 84, 26 t.
Nejdůležitější konstrukční vlastností draku je jeho tepelná ochrana.
Na nejvíce tepelně namáhaná místa (návrhová teplota až 1430 ° C) se používá vícevrstvý kompozit uhlík-uhlík. Takových míst je málo, jde především o nos trupu a náběžnou hranu křídla. Spodní povrch celého zařízení (ohřev od 650 do 1260 ° C) je pokryt dlaždicemi z materiálu na bázi křemenného vlákna. Horní a boční povrchy jsou částečně chráněny nízkoteplotními izolačními dlaždicemi - kde je teplota 315–650 ° C; na jiných místech, kde teplota nepřesahuje 370 ° С, se používá plstěný materiál pokrytý silikonovým kaučukem.
Celková hmotnost všech čtyř typů tepelné ochrany je 7164 kg.
Na orbitální scéně je dvoupatrový kokpit pro sedm astronautů.
Kyvadlová doprava horní paluba
V případě prodlouženého letového programu nebo při provádění záchranných operací může být na palubě raketoplánu až deset lidí. V kokpitu jsou ovládací prvky letu, pracovní a spací místa, kuchyň, sklad, sanitární prostor, přechodová komora, kontrolní stanoviště provozu a užitečného zatížení a další vybavení. Celkový natlakovaný objem kabiny je 75 metrů krychlových. m, systém podpory života v něm udržuje tlak 760 mm Hg. Umění. a teplota v rozmezí 18, 3 - 26, 6 ° С.
Tento systém je vyroben v otevřené verzi, to znamená bez použití regenerace vzduchu a vody. Tato volba je dána skutečností, že doba trvání letů raketoplánů byla stanovena na sedm dní s možností prodloužení až na 30 dní s využitím dalších finančních prostředků. Při tak nevýznamné autonomii by instalace regeneračního zařízení znamenala neodůvodněné zvýšení hmotnosti, spotřeby energie a složitosti palubního zařízení.
Zásoba stlačených plynů stačí k obnovení normální atmosféry v kabině v případě jednoho úplného odtlakování nebo k udržení tlaku 42,5 mm Hg v ní. Umění. do 165 minut, když se v trupu krátce po startu vytvoří malá díra.
Nákladní prostor měří 18, 3 x 4, 6 m a objem 339,8 metrů krychlových. m je vybaven manipulátorem „tří kolen“dlouhým 15, 3 m. Když se otevřou dveře oddílu, radiátory chladicího systému se spolu s nimi přemění do pracovní polohy. Odrazivost panelů chladiče je taková, že zůstávají chladné, i když na ně svítí slunce.
Co dokáže raketoplán a jak létá
Pokud si představíme sestavený systém létající horizontálně, uvidíme jako jeho centrální prvek externí palivovou nádrž; orbiter je k němu přistaven shora a urychlovače jsou po stranách. Celková délka systému je 56,1 m a výška je 23,34 m. Celková šířka je určena rozpětím křídel orbitálního stupně, to znamená 23,79 m. Maximální startovací hmotnost je asi 2 041 000 kg.
Nelze tak jednoznačně hovořit o velikosti užitečného zatížení, protože závisí na parametrech cílové oběžné dráhy a na bodu startu kosmické lodi. Zde jsou tři možnosti. Systém Space Shuttle je schopen zobrazovat:
- 29 500 kg při vypuštění na východ z mysu Canaveral (Florida, východní pobřeží) na oběžnou dráhu s nadmořskou výškou 185 km a sklonem 28 °;
- 11 300 kg při startu z Space Flight Center. Kennedy na oběžnou dráhu s nadmořskou výškou 500 km a sklonem 55º;
- 14 500 kg při startu z letecké základny Vandenberg (Kalifornie, západní pobřeží) na cirkumpolární dráhu s výškou 185 km.
Pro raketoplány byly vybaveny dva přistávací pásy. Pokud by raketoplán přistál daleko od místa startu, vrátil by se domů na Boeingu 747
Boeing 747 vyráží na kosmodrom raketoplánem
Celkem bylo postaveno pět raketoplánů (dva z nich zahynuli při nehodách) a jeden prototyp.
Při vývoji se počítalo s tím, že raketoplány uskuteční 24 startů ročně a každý z nich uskuteční až 100 letů do vesmíru. V praxi jich bylo využíváno mnohem méně - do konce programu v létě 2011 bylo provedeno 135 startů, z toho Discovery - 39, Atlantis - 33, Columbia - 28, Endeavour - 25, Challenger - 10 …
Posádku raketoplánu tvoří dva astronauti - velitel a pilot. Největší posádkou raketoplánu je osm astronautů (Challenger, 1985).
Sovětská reakce na vytvoření raketoplánu
Rozvoj „raketoplánu“udělal na vůdce SSSR velký dojem. Uvažovalo se, že Američané vyvíjejí orbitální bombardér vyzbrojený raketami typu země-země. Obrovská velikost raketoplánu a jeho schopnost vrátit na Zemi náklad až 14,5 tuny byly interpretovány jako jasná hrozba únosu sovětských satelitů a dokonce i sovětských vojenských vesmírných stanic jako Almaz, které letěly ve vesmíru pod jménem Saljut. Tyto odhady byly chybné, protože Spojené státy upustily od myšlenky vesmírného bombardéru v roce 1962 v souvislosti s úspěšným vývojem jaderné ponorky a pozemních balistických raket.
Sojuz se snadno vejde do nákladního prostoru raketoplánu
Sovětští experti nedokázali pochopit, proč bylo zapotřebí 60 odpalovacích letů ročně - jeden start týdně! Kde se vzalo množství vesmírných satelitů a stanic, pro které by raketoplán potřeboval? Sovětští lidé žijící v jiném ekonomickém systému si ani nedokázali představit, že by se vedení NASA, která ve vládě a Kongresu usilovně prosazovala nový vesmírný program, řídilo strachem z nezaměstnanosti. Lunární program se chýlil ke konci a tisíce vysoce kvalifikovaných odborníků byly bez práce. A co je nejdůležitější, respektovaní a velmi dobře placení vedoucí pracovníci NASA čelili neuspokojivé perspektivě rozloučení se svými obydlenými kancelářemi.
Proto byla vypracována studie ekonomické proveditelnosti o velkém finančním přínosu opakovaně použitelných dopravních kosmických lodí v případě opuštění jednorázových raket. Ale pro sovětský lid bylo naprosto nepochopitelné, že prezident a sjezd mohli vynakládat celonárodní prostředky pouze s velkým ohledem na názor jejich voličů. V této souvislosti v SSSR vládl názor, že Američané vytvářejí nové QC pro některé budoucí nesrozumitelné úkoly, nejspíše vojenské.
Opakovaně použitelná kosmická loď „Buran“
V Sovětském svazu se původně plánovalo vytvořit vylepšenou kopii raketoplánu - orbitální letadlo OS -120 o hmotnosti 120 tun. (Americký raketoplán vážil při plném zatížení 110 tun). Na rozdíl od raketoplánu bylo plánováno vybavení Buran s katapultovacím kokpitem pro dva piloty a proudovými motory pro přistání na letišti.
Vedení ozbrojených sil SSSR trvalo na téměř úplném kopírování „raketoplánu“. Do této doby byla sovětská rozvědka schopna získat mnoho informací o americké kosmické lodi. Ukázalo se ale, že to není tak jednoduché. Domácí raketové motory na vodík a kyslík se ukázaly být větší a těžší než americké. Navíc, pokud jde o moc, byli horší než v zámoří. Proto místo tří raketových motorů bylo nutné nainstalovat čtyři. Ale na orbitálním letadle prostě nebyl prostor pro čtyři pohonné motory.
V raketoplánu nesly 83% nákladu na startu dva boostery na tuhá paliva. V Sovětském svazu nebylo možné vyvinout tak silné rakety na tuhá paliva. Střely tohoto typu byly použity jako balistické nosiče námořních a pozemních jaderných nábojů. Ale požadované síly nedosáhli moc, moc. Proto měli sovětští konstruktéři jedinou příležitost - použít rakety na kapalný pohon jako urychlovače. V rámci programu Energia-Buran vznikly velmi úspěšné petrolejovo-kyslíkové RD-170, které sloužily jako alternativa posilovačů na tuhá paliva.
Samotné umístění kosmodromu Bajkonur donutilo konstruktéry zvýšit sílu jejich nosných raket. Je známo, že čím blíže je odpalovací rampa k rovníku, tím větší zatížení může jedna a tatáž raketa vynést na oběžnou dráhu. Americký kosmodrom na mysu Canaveral má oproti Bajkonuru 15% výhodu! To znamená, že pokud raketa vypuštěná z Bajkonuru unese 100 tun, pak při startu z mysu Canaveral vypustí na oběžnou dráhu 115 tun!
Geografické podmínky, rozdíly v technologii, charakteristika vytvořených motorů a odlišný přístup k designu - to vše ovlivnilo vzhled „Burana“. Na základě všech těchto skutečností byl vyvinut nový koncept a nové orbitální vozidlo OK-92 o hmotnosti 92 tun. Čtyři kyslíkovo-vodíkové motory byly převedeny do centrální palivové nádrže a byl získán druhý stupeň nosné rakety Energia. Místo dvou posilovačů na tuhá paliva bylo rozhodnuto použít čtyři rakety na kapalné palivo petrolej-kyslík se čtyřkomorovými motory RD-170. Čtyřkomorová znamená čtyři trysky; tryska s velkým průměrem je extrémně obtížná na výrobu. Konstruktéři proto přistupují ke komplikacím a vážení motoru tím, že jej navrhují s několika menšími tryskami. Trysek je tolik, kolik je spalovacích komor se spoustou přívodních potrubí paliva a okysličovadla a všechna „kotviště“. Toto spojení bylo vytvořeno podle tradičního „královského“schématu, podobného „spojenectví“a „východu“, se stalo první fází „Energie“.
„Buran“v letu
Samotná výletní loď Buran se stala třetím stupněm nosné rakety, podobně jako Sojuz. Jediným rozdílem je, že Buran byl umístěn na straně druhého stupně, zatímco Sojuz byl na samém vrcholu nosné rakety. Bylo tedy získáno klasické schéma třístupňového jednorázového vesmírného systému s jediným rozdílem, že orbitální loď byla opakovaně použitelná.
Opětovná použitelnost byla dalším problémem systému Energia-Buran. Pro Američany byly raketoplány navrženy na 100 letů. Například orbitální manévrovací motory mohly vydržet až 1000 otáček. Po preventivní údržbě byly všechny prvky (kromě palivové nádrže) vhodné pro start do vesmíru.
Zesilovač na tuhá paliva zachycený speciální nádobou
Boostery na tuhá paliva byly sesazeny padákem do oceánu, vyzvednuty speciálními plavidly NASA a dodány do závodu výrobce, kde prošly preventivní údržbou a byly naplněny palivem. Shuttle sám byl také důkladně zkontrolován, zabráněno a opraven.
Ministr obrany Ustinov v ultimátu požadoval, aby byl systém Energia-Buran maximálně recyklovatelný. Proto byli konstruktéři nuceni tento problém řešit. Formálně byly boční posilovače považovány za opakovaně použitelné, vhodné pro deset startů. Ale ve skutečnosti k tomu nedošlo z mnoha důvodů. Vezměte si alespoň fakt, že americké urychlovače se vznášely do oceánu a sovětské padaly v kazašské stepi, kde podmínky pro přistání nebyly tak příznivé jako teplé vody oceánu. A raketa na kapalné palivo je choulostivějším výtvorem. než na tuhá paliva. „Buran“byl také navržen pro 10 letů.
Znovu použitelný systém obecně nefungoval, i když úspěchy byly zřejmé. Sovětská orbitální loď zbavená velkých pohonných motorů dostala k manévrování na oběžné dráze výkonnější motory. Což mu v případě jeho využití jako vesmírného „stíhacího bombardéru“přineslo velké výhody. Plus proudové motory pro atmosférický let a přistání. Kromě toho byla vytvořena silná raketa s prvním stupněm na petrolejové palivo a druhým na vodík. Byla to taková raketa, které SSSR chybělo k vítězství v lunárním závodě. Energia byla svými vlastnostmi prakticky ekvivalentní americké raketě Saturn-5, která vyslala Apollo-11 na Měsíc.
„Buran“má skvělou vnější přístupnost díky americkému „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 řízeně sestoupit do atmosféry s vedlejším manévrem až 2000 kilometrů.
Délka „Burenu“je 36,4 metru, rozpětí křídel je asi 24 metrů, výška lodi na podvozku je více než 16 metrů. Stará hmotnost lodi je více než 100 tun, z čehož 14 tun se používá 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 kabiny je přes 70 metrů krychlových.
Když vozvraschenii v 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. Proto „BURAN“vyznamenal svou silnou tepelnou ochranou, poskytující normální teplotní podmínky pro konstrukci lodi během letu v letadle
Tepelně odolný kryt vyrobený z více než 38 tisíc dlaždic, vyrobený ze speciálních materiálů: křemenné vlákno, vysoce výkonné jádro, žádné jádro Keramické dřevo má schopnost akumulovat teplo, aniž by ho předávalo do trupu lodi. Celková hmotnost tohoto pancíře byla asi 9 tun.
Délka nákladního prostoru BURANA je asi 18 metrů. Do jeho rozsáhlého nákladového prostoru je možné umístit užitečné zatížení o hmotnosti až 30 tun. Tam bylo možné umístit velká vesmírná vozidla - velké satelity, bloky orbitálních stanic. Přistávací hmotnost lodi je 82 tun.
„BURAN“byl použit se všemi potřebnými systémy a vybavením pro automatický i pilotovaný let. Toto a prostředky navigace a ovládání a radiotechnické a televizní systémy a automatické ovladače pro teplo a sílu
Buranova kabina
Hlavní instalace motoru, dvě skupiny motorů pro manévrování, jsou umístěny na konci ocasní části a v přední části rámu.
Celkem bylo plánováno postavit 5 orbitálních lodí. Kromě Burana byl Tempest téměř připraven a téměř polovina Bajkalu. Další dvě lodě, které byly v počáteční fázi výroby, nedostaly jména. Systém Energia -Buran neměl štěstí - zrodil se pro něj v nešťastné době. Sovětská ekonomika už nebyla schopná financovat drahé vesmírné programy. A jakýsi osud pronásledoval kosmonauty, kteří se připravovali na lety na „Buran“. Testovací piloti V. Bukreev a A. Lysenko zemřeli při leteckých nehodách v roce 1977, ještě před vstupem do skupiny kosmonautů. V roce 1980 zemřel zkušební pilot O. Kononenko. 1988 vzal život A. Levchenko a A. Shchukin. Po letu „Burana“R. Stankevicha, druhého pilota pilotovaného letu okřídlené kosmické lodi, zahynul při leteckém neštěstí. Prvním pilotem byl jmenován I. Volk.
„Buran“také neměl štěstí. Po prvním a jediném úspěšném letu byla loď držena v hangáru na kosmodromu Bajkonur. 12. května 2002 se zhroutil přesah dílny, ve které byl umístěn model Buran a Energia. Na tomto smutném akordu skončila existence okřídlené kosmické lodi, která projevovala takové velké naděje.
Po zhroucení podlahy
