När du tittar på fotografierna av rymdfarkosten Burana och Shuttle kan du få intrycket att de är ganska identiska. Det borde åtminstone inte finnas några grundläggande skillnader. Trots den yttre likheten är dessa två rymdsystem fortfarande fundamentalt olika.
Shuttle och Buran
Shuttle
The Shuttle är ett återanvändbart transportfartyg (MTKK). Fartyget har tre raketmotorer med flytande drivmedel (LPRE), som körs på väte. Oxidationsmedel - flytande syre. Att komma in i en jordbana kräver en enorm mängd bränsle och oxidationsmedel. Därför är bränsletanken det största elementet i rymdfärjesystemet. Rymdfarkosten är placerad på denna enorma tank och är ansluten till den med ett system av rörledningar genom vilka bränsle och oxidationsmedel tillförs Shuttle -motorerna.
Och de tre kraftfulla motorerna på det bevingade skeppet är inte tillräckligt för att gå ut i rymden. På systemets centrala tank finns två fasta drivkraftsförstärkare - de mest kraftfulla raketerna i mänsklighetens historia hittills. Den största kraften behövs just i början för att flytta multitonsfartyget och lyfta det till de första fyra och ett halvt tiotal kilometer. Massiva raketförstärkare tar på sig 83% av lasten.
Ytterligare en "Shuttle" tar fart
På en höjd av 45 km separeras drivkraftsförstärkare, efter att ha använt allt bränsle, från skeppet och, genom fallskärm, plaskar de ner i havet. Vidare, till en höjd av 113 km, stiger "skytteln" med hjälp av tre raketmotorer. Efter att ha separerat tanken flyger fartyget i ytterligare 90 sekunder med tröghet och sedan, för en kort stund, slås två orbitalmanövreringsmotorer som drivs av självantändligt bränsle på. Och "skytteln" går in i en fungerande bana. Och tanken kommer in i atmosfären, där den brinner. Delar av det faller i havet.
Institutionen för fasta drivmedelsförstärkare
Orbitalmanövreringsmotorer är, som namnet antyder, utformade för olika manövrer i rymden: för att ändra orbitalparametrar, för dockning till ISS eller till andra rymdfarkoster i jordbana med låg jord. Så "skyttlarna" gjorde flera besök i Hubbles kretsande teleskop för service.
Och slutligen tjänar dessa motorer till att skapa en bromsimpuls när de återvänder till jorden.
Orbitalsteget görs enligt den aerodynamiska konfigurationen av ett svanslöst monoplan med en lågt liggande deltavinge med en dubbel svepning av framkanten och med en vertikal svans av det vanliga schemat. För atmosfärisk styrning används ett tvådelat roder på kölen (här är en luftbroms), elevons på vingens bakkant och en balanseringsflik under akterkroppen. Infällbart chassi, trehjuling, med näshjul.
Längd 37, 24 m, vingspann 23, 79 m, höjd 17, 27 m. Fordonets "torra" vikt är cirka 68 t, startvikt - från 85 till 114 t (beroende på uppgift och nyttolast), landning med en returlast ombord - 84, 26 t.
Flygkroppens viktigaste konstruktionsegenskap är dess termiska skydd.
På de mest värmestressade platserna (konstruktionstemperatur upp till 1430 ° C) används en flerskikts kol-kolkomposit. Det finns få sådana platser, det är främst flygkroppsnosen och vingens framkant. Hela apparatens nedre yta (uppvärmning från 650 till 1260 ° C) är täckt med plattor av ett material baserat på kvartsfiber. Topp- och sidoytorna skyddas delvis av lågtemperaturisoleringsplattor - där temperaturen är 315–650 ° C; på andra ställen, där temperaturen inte överstiger 370 ° C, används filtmaterial täckt med silikongummi.
Totalvikten för alla fyra typer av värmeskydd är 7164 kg.
Orbitalstadiet har en dubbeldäck cockpit för sju astronauter.
Shuttle övre däck
Vid ett förlängt flygprogram eller vid räddningsinsatser kan upp till tio personer vara ombord på skytteln. I cockpiten finns flygkontroller, arbets- och sovplatser, ett kök, ett förråd, ett sanitetsfack, en luftsluss, drift- och nyttolastkontrollstolpar och annan utrustning. Hyttens totala tryckvolym är 75 kubikmeter. m, upprätthåller livsstödssystemet ett tryck på 760 mm Hg i den. Konst. och temperatur i intervallet 18, 3 - 26, 6 ° С.
Detta system är tillverkat i en öppen version, det vill säga utan användning av luft och vattenregenerering. Detta val beror på det faktum att pendeltrafikens varaktighet var sju dagar, med möjlighet att ta upp det till 30 dagar med ytterligare medel. Med en sådan obetydlig autonomi skulle installationen av regenereringsutrustning innebära en oberättigad ökning av vikt, strömförbrukning och komplexiteten hos utrustningen ombord.
Tillförseln av komprimerade gaser räcker för att återställa den normala atmosfären i kabinen vid en fullständig tryckavlastning eller för att upprätthålla ett tryck på 42,5 mm Hg i den. Konst. inom 165 minuter när ett litet hål bildas i skrovet kort efter starten.
Lastutrymmet mäter 18, 3 x 4, 6 m och en volym på 339, 8 kubikmeter. m är utrustad med en "treknä" manipulator 15, 3 m lång. När kupéluckorna öppnas, förvandlas kylsystemets radiatorer till arbetsläge tillsammans med dem. Radiatorpanelernas reflektivitet är sådan att de förblir kalla även när solen skiner på dem.
Vad rymdfärjan kan göra och hur den flyger
Om vi föreställer oss ett monterat system som flyger horisontellt, kommer vi att se en extern bränsletank som dess centrala element; en orbiter är dockad till den uppifrån, och acceleratorer finns på sidorna. Den totala längden på systemet är 56,1 m, och höjden är 23,34 m. Den totala bredden bestäms av vingspannan på orbitalstadiet, det vill säga det är 23,79 m. Den maximala lanseringsvikten är cirka 2 041 000 kg.
Det är omöjligt att säga så otvetydigt om nyttolastens storlek, eftersom det beror på parametrarna för målbanan och av rymdfarkostens startpunkt. Här är tre alternativ. Space Shuttle -systemet kan visa:
- 29 500 kg vid sjösättning österut från Cape Canaveral (Florida, östkusten) till en bana med en höjd av 185 km och en lutning på 28º;
- 11 300 kg vid sjösättning från rymdflygcentret. Kennedy in i en bana med en höjd av 500 km och en lutning på 55º;
- 14 500 kg vid sjösättning från Vandenberg Air Force Base (Kalifornien, västkusten) in i en cirkumpolär bana med en höjd av 185 km.
För skyttlar utrustades två landningsremsor. Om skytteln landade långt från lanseringsplatsen skulle den återvända hem på en Boeing 747
Boeing 747 tar transfer till kosmodromen
Totalt byggdes fem skyttlar (två av dem dog i olyckor) och en prototyp.
Vid utvecklingen var det tänkt att skyttlarna skulle göra 24 sjösättningar om året, och var och en av dem skulle göra upp till 100 flygningar i rymden. I praktiken användes de mycket mindre - i slutet av programmet sommaren 2011 gjordes 135 lanseringar, varav Discovery - 39, Atlantis - 33, Columbia - 28, Endeavour - 25, Challenger - 10 …
Shuttles besättning består av två astronauter - befälhavaren och piloten. Shuttles största besättning är åtta astronauter (Challenger, 1985).
Sovjetisk reaktion på skapandet av pendeln
Utvecklingen av "skytteln" gjorde ett stort intryck på Sovjetunionens ledare. Man ansåg att amerikanerna utvecklade ett banbombplan beväpnat med rymd-till-mark-missiler. Skyttelns enorma storlek och dess förmåga att returnera en last på upp till 14,5 ton till jorden tolkades som ett tydligt hot om bortförandet av sovjetiska satelliter och till och med sovjetiska militära rymdstationer som Almaz, som flög i rymden under namnet Salyut. Dessa uppskattningar var felaktiga, eftersom USA övergav tanken på ett rymdbombare 1962 i samband med den framgångsrika utvecklingen av en atomubåt och markbaserade ballistiska missiler.
Soyuz kunde enkelt passa in i skyttelens lastrum
Sovjetiska experter kunde inte förstå varför det behövdes 60 pendellanseringar om året - en lansering i veckan! Var kom mängden rymdsatelliter och stationer som pendeln skulle behöva? Sovjetmänniskor som lever i ett annat ekonomiskt system kunde inte ens föreställa sig att ledningen för NASA, som ansträngde kraftigt ett nytt rymdprogram i regeringen och kongressen, styrdes av rädslan för att vara arbetslös. Månprogrammet var nästan färdigt och tusentals högkvalificerade specialister var arbetslösa. Och, viktigast av allt, de respekterade och mycket välbetalda NASA-cheferna stod inför den nedslående utsikten att skilja sig från sina bebodda kontor.
Därför utarbetades en ekonomisk genomförbarhetsstudie av den stora ekonomiska nyttan med återanvändbara rymdfarkoster vid övergivande av engångsraketer. Men för det sovjetiska folket var det helt obegripligt att presidenten och kongressen endast kunde spendera rikstäckande medel med stor hänsyn till deras väljares åsikt. I detta sammanhang rådde åsikten i Sovjetunionen att amerikanerna skapade en ny QC för några framtida obegripliga uppgifter, troligen militära.
Återanvändbara rymdfarkoster "Buran"
I Sovjetunionen var det ursprungligen planerat att skapa en förbättrad kopia av Shuttle - ett orbitalplan OS -120, som väger 120 ton. (Den amerikanska skytteln vägde 110 ton vid full last). Till skillnad från Shuttle var den planerad att utrusta Buran med en utstötningscockpit för två piloter och turbojetmotorer för landning på flygplatsen.
Ledningen för Sovjetunionens väpnade styrkor insisterade på nästan fullständig kopiering av "skytteln". Vid den här tiden kunde sovjetisk intelligens få mycket information om det amerikanska rymdfarkosten. Men det visade sig inte vara så enkelt. Inhemska raketmotorer med väte-syre visade sig vara större i storlek och tyngre än amerikanska. När det gäller makt var de dessutom sämre än utomlands. Därför var det nödvändigt att installera fyra istället för tre raketmotorer. Men på orbitalplanet fanns det helt enkelt inte plats för fyra framdrivningsmotorer.
Vid skytteln transporterades 83% av lasten vid starten av två fasta drivmedelsförstärkare. I Sovjetunionen var det inte möjligt att utveckla så kraftfulla fasta drivande missiler. Missiler av denna typ användes som ballistiska bärare av sjö- och landbaserade kärnkraftsavgifter. Men de nådde inte den nödvändiga kraften särskilt mycket. Därför hade de sovjetiska formgivarna den enda möjligheten - att använda flytande drivande raketer som acceleratorer. Under Energia-Buran-programmet skapades mycket framgångsrika fotogen-syre RD-170, som fungerade som ett alternativ till fastbränsleförstärkare.
Själva placeringen av Baikonur -kosmodromen tvingade konstruktörerna att öka kraften i deras skjutbilar. Det är känt att ju närmare uppskjutningsplattan är för ekvatorn, desto större belastning kan en och samma raket sätta i omloppsbana. Den amerikanska cosmodrome vid Cape Canaveral har en 15% fördel över Baikonur! Det vill säga, om en raket som skjuts upp från Baikonur kan lyfta 100 ton, kommer den att skjuta 115 ton i omloppsbana när den skjuts upp från Cape Canaveral!
Geografiska förhållanden, skillnader i teknik, egenskaper hos de skapade motorerna och en annan designmetod - allt påverkade utseendet på "Buran". Baserat på alla dessa verkligheter utvecklades ett nytt koncept och ett nytt orbitalfordon OK-92, som väger 92 ton. Fyra syre-väte-motorer överfördes till den centrala bränsletanken och den andra etappen i Energia lanseringsfordon erhölls. I stället för två fasta drivmedelsförstärkare beslutades det att använda fyra raketer på fotogen-syre med flytande bränsle med fyrkammare RD-170-motorer. Fyrkammare betyder fyra munstycken; ett munstycke med stor diameter är extremt svårt att tillverka. Därför går konstruktörerna till motorens komplikation och vikt genom att designa den med flera mindre munstycken. Det finns lika många munstycken som det finns förbränningskammare med ett gäng bränsle- och oxidationsrörledningar och alla "förtöjningar". Denna länk gjordes enligt det traditionella, "kungliga" schemat, liknande "allianserna" och "öst", blev den första etappen av "Energi".
"Buran" under flygning
Själva Buran -kryssningsfartyget blev det tredje steget i lanseringsfordonet, liknande Soyuz. Den enda skillnaden är att Buran var belägen på sidan av den andra etappen, medan Soyuz var högst upp i startbilen. Således erhölls det klassiska schemat för ett trestegs engångssystem, med den enda skillnaden att orbitalfartyget var återanvändbart.
Återanvändbarhet var ett annat problem med Energia-Buran-systemet. För amerikanerna var bussarna utformade för 100 flygningar. Exempelvis tål orbitalmanövreringsmotorer upp till 1000 varv. Efter förebyggande underhåll var alla element (förutom bränsletanken) lämpliga för att skjuta ut i rymden.
Fast drivmedelsförstärkare som tas upp av ett speciellt fartyg
Fastdrivande boosters hoppades i havet, plockades upp av speciella NASA-fartyg och levererades till tillverkarens fabrik, där de genomgick förebyggande underhåll och fylldes med bränsle. Själva pendeln kontrollerades också noggrant, förebyggdes och reparerades.
Försvarsminister Ustinov krävde i ett ultimatum att Energia-Buran-systemet var maximalt återvinningsbart. Därför tvingades konstruktörerna att ta itu med detta problem. Formellt ansågs sido boosters återanvändbara, lämpliga för tio lanseringar. Men faktiskt kom det inte till detta av många skäl. Ta åtminstone det faktum att amerikanska acceleratorer floppade i havet, och sovjetiska föll i den kasakiska stäppen, där landningsförhållandena inte var lika godartade som det varma havsvattnet. Och en vätskedrivande raket är en mer känslig skapelse. än fast drivmedel. "Buran" var också konstruerad för 10 flygningar.
I allmänhet fungerade det återanvändbara systemet inte, även om prestationerna var uppenbara. Det sovjetiska orbitalfartyget, befriat från stora framdrivningsmotorer, fick kraftfullare motorer för manövrering i omloppsbana. Vilket, när det användes som rymd "jaktbombare", gav det stora fördelar. Plus turbojets för atmosfärisk flygning och landning. Dessutom skapades en kraftfull raket med den första etappen på fotogenbränsle och den andra på väte. Det var en sådan raket som Sovjetunionen saknade för att vinna månloppet. När det gäller dess egenskaper var Energia praktiskt taget likvärdig med den amerikanska Saturn-5-raketen som skickade Apollo-11 till månen.
"Buran" har en stor extern tillgänglighet med den amerikanska "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 - hjul. Han kunde göra en kontrollerad nedstigning i atmosfären med en sidomanöver på upp till 2000 kilometer.
Längden på "Buren" är 36,4 meter, vingspannan är cirka 24 meter, fartygets höjd på chassit är mer än 16 meter. Fartygets gamla massa är mer än 100 ton, varav 14 ton används till bränsle. I nocovoy otcek vctavlena germetichnaya tselnocvarnaya kabina för ekipazha och bolshey chacti apparatury för obecpecheniya poleta i coctave raketno-kocmicheckogo komplekca, avtonomnogo poleta nA orbite, cpucka och pocadki. Hyttens volym är över 70 kubikmeter.
När vozvraschenii i plotnye cloi atmocfery naibolee teplonapryazhennye uchactki poverhnocti korablya rackalyayutcya do graducov 1600, zhe teplo, dohodyaschee nepocredctvenno do metallicheckoy konctruktsii korablya, ne dolzhno prevhat. Därför utmärkte "BURAN" sitt kraftfulla termiska skydd, vilket ger normala temperaturförhållanden för konstruktion av ett fartyg under flygning i flygplan
Värmebeständigt lock av mer än 38 tusen plattor, tillverkat av specialmaterial: kvartsfiber, högpresterande kärna, ingen kärna Keramiskt virke har förmågan att ackumulera värme utan att överföra det till fartygets skrov. Den totala massan av denna rustning var cirka 9 ton.
BURANAs lastutrymme är cirka 18 meter långt. I sitt omfattande lastutrymme är det möjligt att rymma en nyttolast med en massa på upp till 30 ton. Där var det möjligt att placera stora rymdfarkoster - stora satelliter, block av banestationer. Fartygets landningsmassa är 82 ton.
"BURAN" användes med alla nödvändiga system och utrustning för både automatisk och pilotflygning. Detta och navigations- och kontrollmedlen, och radiotekniska system och tv -system, och automatiska kontroller för värme och kraft
Burans stuga
Huvudmotorinstallationen, två grupper av motorer för manövrering är placerade i slutet av svansdelen och i den främre delen av ramen.
Totalt var det planerat att bygga 5 orbitalfartyg. Förutom Buran var Tempest nästan klar och nästan hälften av Baikal. Ytterligare två fartyg som var i det inledande produktionsskedet fick inga namn. Energia -Buran -systemet hade ingen tur - det föddes vid en olycklig tid för det. Den sovjetiska ekonomin kunde inte längre finansiera dyra rymdprogram. Och något slags öde förföljde kosmonauterna som förberedde sig för flygningar på "Buran". Testpiloter V. Bukreev och A. Lysenko dog i flygolyckor 1977, redan innan de gick med i kosmonautgruppen. 1980 dog testpiloten O. Kononenko. 1988 tog livet av A. Levchenko och A. Shchukin. Efter flygningen av "Buran" dog R. Stankevichus, styrmannen för bemannad flygning av det bevingade rymdfarkosten, i en flygolycka. I. Volk utsågs till den första piloten.
"Buran" hade inte heller tur. Efter den första och enda framgångsrika flygningen förvarades fartyget i en hangar vid Baikonur -kosmodromen. Den 12 maj 2002 kollapsade överlappningen av verkstaden där Buran och Energia -modellen befann sig. På detta sorgliga ackord slutade förekomsten av det bevingade rymdfarkosten, som visat så stora förhoppningar.
Efter golvets kollaps
