Реферат: ОК Буран

А к главному недостатку малую дальность бокового маневра при спуске. Нужна же

была большая, что диктовалось элементарным соображением: в отличие от

американцев с их раскиданными по всему миру авиабазами (а аварийные полосы

для Шаттла сооружены по всему миру, от острова Пасхи до Марокко), у нас была

только территория СССР - много, но не­достаточно. И только три полосы (на

Байконуре, в Крыму и у озера Ханка на Дальнем Востоке)... Сесть же на них

нужно было с любого витка!

Проблему пытались решить: корпус корабля стал в сечении треугольным, однако

это были полумеры. В общем, схема однокилевой бесхвостки с переменной

стреловидностью передней кромки крыла напрашивалась, но решающим фактором

стала не аэродинамика. Как раз здесь сказалось по­ложение догоняющих: к этому

времени облик американской системы по­сле многократных изменений был,

наконец, утвержден. И сработало клас­сическое, увы, в нашей оборонке мнение:

американцы не глупее, делайте, как у них!

Промежуточный вариант ОК "Буран" предусматривал установку воздушно-реактивных

двигателей (ВРД). Это обуславливалось следую­щим: в связи с тем, что все

аэродромы для посадки "Бурана" расположены на территории бывшего СССР, в

течение суток возникало достаточно много витков, посадка с которых

невозможна. Из этой ситуации могло быть два принципиальных выхода: расширить

количество аэродромов (но "Буран" создавался как военный объект, а

стратегические союзники были расположены "компактно" к границам СССР, Куба же

была слишком близка к территории потенциального противника), либо повысить

энерго­вооруженность атмосферного участка за счет установки ВРД. Конструкторы

выбрали второй путь.

В дальнейшем (по техническим причинам) от использования на штатном ОК "Буран"

ТРД в конце концов, отказались (испытав воздушно-реактив­ную двигательную

установку в реальных атмосферных полетах самолета-аналога БТС-002), однако в

связи с тем, что изготовление и оборудование летных образцов (первой серии)

уже шло полным ходом, конструктивно-силовую схему планера менять было поздно

и ниши в ХЧФ под установку двигателей зашили панелями обшивки и закрыли

гибким теплозащитным покрытием.

После необходимых доработок, транспортировки на космодром, испыта­ний и

подготовки к старту, напряженный труд десятков тысяч людей завер­шился

триумфом 15 ноября 1988 года.

Основные характеристики МКС "Энергия-Буран"

Орбитальный корабль "Буран":			РН "Энергия" (МКС в целом):
Характеристики	Зна­чение		Характеристики	Зна­чение
Максимальная стартовая масса (в первом полете), т	105 (79,4)		Стартовая масса МКС, т	2375*
в т.ч.: запас окислителя (кислород), т	10,4		Масса ракеты-носителя, т	2270
запас горючего (циклин), т	4,1		первая ступень (блок "А", 4 шт.), т	1490,4
Масса полезного груза, выводи­мого в ОК на орбиту H=200 км:			в т.ч.: запас окислителя (кисло­род), т	886,8
с наклонением i=50.7 , т	30		запас горючего (керосин РГ-1), т	341,2
с наклонением i=97 , т	16		вторая ступень (блок "Ц", 1 шт.), т	776,2
Посадочная масса ОК:			в т.ч.: запас окислителя (кисло­род), т	602,3
номинальная, т	82		запас горючего (водород), т	100,7
максимальная, т	87		Двигатель блока "А" (РД-171, 11Д521):
Масса полезного груза, возвращае­мого с орбиты в ОК:			тяга на уровне моря, тс	740
максимальная, т	20		тяга в вакууме, тс	806
номинальная, т	15		удельный импульс на уровне моря, с	308,5
Экипаж, человек:			удельный импульс в вакууме, с	336,2
на этапе летных испытаний (при наличии катапультных кресел)	2		Двигатель блока "Ц" (4 шт.РД-0120,11Д122):
максимальный (без катапультных кресел)	до 10		тяга на уровне моря, тс	147,6
Продолжительность полета:			тяга в вакууме, тс	190
номинальная, сут	7		удельный импульс на уровне моря, с	353,2
максимальная (с дополнительными баками), сут	30		удельный импульс в вакууме, с	454,7
Диапазон возможных наклонений орбит,	50,7...110		Геометрические характеристики МКС:
Высота орбиты:			общая длина, м	58,765
рабочая круговая, км	250 ... 500		максимальная ширина, м	23,92
максимальная, км	1000		максимальная ширина на уста­новщике, м	24,50
Перегрузки, g:			Геометрические характеристики РН в целом:
при выведении на орбиту (макси­мальная)	3		длина, м	58,765
при спуске в атмосферу (по номи­нальной траектории)	1,6		максимальный поперечный раз­мер, м	17,65
Аэродинамическое качество:			Геометрические характеристики первой ступени:
на гиперзвуковых скоростях	1,5		длина, м	39,46
при посадке	5		диаметр баков, м	3,92
Максимальная величина бокового маневра при спуске, км	1700		Геометрические характеристики второй ступени:
Посадочная скорость:			длина, м	58,765
средняя (при посадочной массе 82т), км/ч	312		диаметр баков (без теплоизоля­ции), м	7,75
максимальная, км/ч	360		Кратность использования (ресурс):
в первом полете, км/ч	263		первая ступень, полетов	10
Маршевый двигатель орбитального маневрирования 17Д12:			вторая ступень, полетов	1
тяга в вакууме, тс	8,8
удельный импульс в вакууме, с	362
Геометрические характеристики:
общая длина, м	36,37
в том числе фюзеляжа, м	30,85
ширина фюзеляжа (максимальная), м	5,50
Размах крыла, м	23,92
высота на стоянке, м	16,35
шасси, база/колея, м	7,00/12,79
длина отсека полезного груза, м	18,55
диаметр отсека полезного груза, м	4,70?
Кратность использования (ресурс), полетов	100

Применение "Бурана".

А) Боевые космические комплексы.

В конце 60-х - начале 70-х годов в США были начаты работы по исследо­ванию

возможности использования космического пространства для веде­ния боевых

действий в космосе и из космоса. Правительство СССР рядом специальных

постановлений (первое вышло в 1976 г.) работы в стране в этой области

поручило кооперации организаций-разработчиков во главе с НПО "Энергия". В 70-

80-е годы был проведен комплекс исследований по определению возможных путей

создания космических средств, способ­ных решать задачи поражения космических

аппаратов военного назначе­ния, баллистических ракет в полете, а также особо

важных воздушных, морских и наземных целей. При этом ставилась задача

достижения необ­ходимых характеристик указанных средств на основе

использования имевшегося к тому времени научно-технического задела с

перспективой развития этих средств при ограничении по производственным

мощностям и финансированию. Для поражения военных космических объектов были

разработаны два боевых космических аппарата на единой конструктивной основе,

оснащенные различными типами бортовых комплексов вооруже­ния - лазерным и

ракетным. Основой обоих аппаратов явился унифициро­ванный служебный блок,

созданный на базе конструкции, служебных систем и агрегатов орбитальной

станции серии ДОС-7К.

В отличие от станции служебный блок должен был иметь существенно большие по

вместимости топливные баки двигательной установки для обеспечения

маневрирования на орбите.

Боевые космические комплексы - полезная нагрузка ОК "Бу­ран"

Обозначения: 1 - приборно-топ­ливный отсек; 2 - агрегатный от­сек; 3 -

бортовой комплекс специ­ального вооружения

Выведение космических аппаратов на орбиту предполагалось осуществ­лять в

грузовом отсеке орбитального ко­рабля МКС "Буран" (ракетой-носителем "Протон"

на экс­периментальном этапе). Предусматривалась дозаправка баков на орбите

при помощи средств, также доставляемых к аппаратам в ОК МКС "Бу­ран". Для

обес­печения длительного срока боевого дежурства на ор­бите и поддержания

высокой готовности космических комплексов преду­сматри­валась воз­можность

по­сещения объектов экипажем (два человека до 7 су­ток).

Боевая космическая самонаводящаяся ракета-перехватчик

Меньшая масса бортового комплекса вооружения с ракетным оружием, по сравнению

с комплексом с лазерным оружием, позволяла иметь на борту КА больший запас

топлива, поэтому представлялось целесообраз­ным создание системы с

орбитальной группировкой, состоящей из бое­вых космических аппаратов, одна

часть из которых оснащена лазерным, а другая - ракетным оружием. При этом

первый тип КА должен был при­меняться по низкоорбитальным объектам, а второй

- по объектам, распо­ложенным на средневысотных и геостационарных орбитах.

Для поражения стартующих баллистических ракет и их головных блоков на

пассивном участке полета в НПО "Энергия" был разработан проект ра­кеты-

перехватчика космического базирования. В практике НПО "Энер­гия" это была

самая маленькая, но самая энерговооруженная ракета. Дос­таточно сказать, что

при стартовой массе, измеряемой всего десятками килограммов, ракета-

перехватчик обладала запасом характеристической скорости, соизмеримой с

характеристической скоростью ракет, выводя­щих современные полезные нагрузки

на орбиту ИСЗ. Высокие характери­стики достигались за счет применения

технических решений, основанных на последних достижениях отечественной науки

и техники в области ми­ниатюризации приборостроения. Авторской разработкой

НПО "Энергия" явилась уникальная двигательная установка, использующая

нетрадицион­ные не криогенные топлива и сверхпрочные композиционные

материалы. В начале 90-х годов, в связи с изменением военно-политической

обста­новки, работы по боевым космическим комплексам в НПО "Энергия" были

прекращены. К работам по боевым космическим комплексам при­влекались все

тематические подразделения Головного конструкторского бюро и широкая

кооперация специализированных организаций-разработ­чиков военно-промышленного

комплекса страны, а также ведущие иссле­довательские организации Министерства

обороны и Академии наук.

Для поражения особо важных наземных целей разрабатывалась космиче­ская

станция, основу которой составляла станция серии ДОС-7К и на ко­торой должны

были базироваться автономные модули с боевыми блоками баллистического или

планирующего типа. По специальной команде мо­дули отделялись от станции,

посредством маневрирования они должны были занимать необходимое положение в

космическом пространстве с последующим отделением блоков по команде на боевое

применение. Конструкция и основные системы автономных модулей были

заимство­ваны с орбитального корабля "Буран". В качестве варианта боевого

блока рассматривался аппарат на базе экспериментальной модели ОК "Буран"

(аппараты семейства "Бор"). Военная целевая нагрузка для ОК "Буран"

разрабатывалась на основании специального секретного постановления ЦК КПСС и

Совета Министров. Об исследовании возможности созда­ния оружия для ведения

боевых действий в космосе и из космоса (1976г.)

Боевая космическая станция с ударными блоками на базе ОК

"Буран" 1 - базовый блок; 2 - центр управле­ния боевыми блоками; 3

- многоразовый транспорт­ный корабль "Заря"; 4 - модули боевой станции с

прицельными комплек­сами; 5 - боевые модули (на базе фюзеляжа ОК «Буран»)

Вот как описывает при­менение боевой космической станции С.Александров в своей

статье "Меч, ставший щитом" ("Техника-моло­дежи",4'98):"...Тот же базовый

мо­дуль, как на орбиталь­ной станции Мир, те же бо­ковые (уже не секрет, что на

Спектре, например, предполагались испы­тания оптической сис­темы обнаружения

ракетных пусков... А ста­били­зированная платформа с теле- и фотокамерами на

Кристалле чем не прицел?), но вместо аст­рофизического Кванта модуль с

комплексом бое­вого управ­ления. Под ша­риком переходного отсека еще один

переход­ник, на котором висят че­тыре модуля (на основе бурановского фюзе­ляжа)

с боевыми блоками. Это, так сказать, исходное положение. По тревоге они

отде­ляются и расходятся на рабочие орбиты, выбираемые из сле­дующего

со­ображе­ния: чтобы каждый блок вышел на свою цель в тот момент, ко­гда над

ней будет пролетать центр управления. Фюзеляж Бурана используется в этом

проекте по принципу не пропа­дать же добру: большие запасы топ­лива в

объединенной двигательной установке и очень хорошая система управления

позволяют активно ма­неврировать на орбите, при этом по­лезный груз боевые

блоки находятся в контейнере, скрытые от любо­пытных глаз, а так же

неблагоприятных факторов космического по­лета. Что существенно в контексте

страте­гического сдерживания эта сис­тема оружия нанесет прицельный,

хирур­гический удар даже в том слу­чае, если будет уничтожено все остальное.

Как атомные подводные лодки, она способна переждать первый залп!"

Бое­вой ударный модуль космического

1 - стыковочный узел;

2 - носовая часть фюзеляжа (НЧФ);

3 - переходный отсек;

4 - герметичный модуль кабины;

5 - носовой блок двигателей управления;

6 - средняя часть фюзеляжа (СЧФ);

7 - хвостовая часть фюзеляжа (ХЧФ);

8 - створки отсека полезного груза с панелями радиацион­ного теп­лооб­менника

Б) Проекты целевого использования орбитального корабля "Буран"

Согласно техническим заданиям Министерства обороны и отраслевым программам в

НПО "Энергия" были разработаны технические предложе­ния и эскизные проекты по

решению конкретных задач в реальных на­правлениях применения ОК "Буран".

Предусматривалось использовать ОК "Буран" для транспортно-технического

обслуживания (ТТО) и ре­монта орбитальных комплексов и космических аппаратов.

Так, например, транспортно-техническое обслуживание орбитальным кораблем

"Буран" комплекса "Мир" - его дооснащение (доставка модулей, энергоустановок

и др.), многоразовое использование модулей и оборудования (их возвра­щение

для профилактики и ремонта), доставка на Землю результатов ра­бот - позволяет

существенно повысить эффективность комплекса. Как разновидности задачи ТТО

были рассмотрены диагностирование неис­правных аппаратов, как на орбите, так

и после их возвращения с помо­щью ОК "Буран", а также оценка возможности их

ремонта и повторного использования. Применительно к аппаратам космической

разведки иссле­дована возможность возвращения двух неисправных аппаратов и

приня­тия решений по их дальнейшему использованию. Детально проработано

использование ОК "Буран" для развертывания и сборки больших конст­рукций. Это

направление имеет принципиальное значение для создания космических антенн,

солнечных энергоустановок и др. Обоснован экспе­римент по отработке антенны

космического радиотелескопа КРТ-30 и экспериментального космического

комплекса наблюдения в составе бор­тового модуля на ОК "Буран". Особую роль

ОК "Буран" может иметь для выведения и отработки на орбите особо

дорогостоящих КА.

Чтобы уменьшить технический риск и предотвратить значительный ущерб в случае

потери, например, уникального аппарата космической разведки или выхода из

строя его целевой аппаратуры, было предложено и проработано решение о

создании по принципу максимальной преемст­венности конструктивных,

компоновочных и технических решений экс­периментального образца (ЭКА),

выводимого и обслуживаемого по про­грамме отработки кораблем "Буран". Такое

решение позволяло обеспе­чить:

	контроль всех основных этапов функционирования ЭКА;
	контроль операций по раскрытию крупногабаритной антенны РАС и проведение оперативного ремонта при ее отказе;
	проверку работоспособности ЭКА перед самостоятельным функцио­нированием для гарантированного выполнения задач эксперимента;
	проведение ремонтно-восстановительных работ на борту ЭКА;
	возвращение на Землю особо ценных частей ЭКА для диагностики и повторного использования.

Аналогично исследовано использование ОК "Буран" для выведения на орбиту и

отработки тяжелой экспериментальной энергоемкой радиолока­ционной станции

91А6-П. Незаменима роль ОК "Буран" при проведении специальных исследований, а

также ряда научных и технологических экспериментов.

Страницы: 1, 2, 3