Kui vaatate tiivuliste kosmoseaparaatide Burana ja Shuttle fotosid, võib jääda mulje, et need on üsna identsed. Vähemalt ei tohiks olla põhimõttelisi erinevusi. Vaatamata välisele sarnasusele on need kaks kosmosesüsteemi siiski põhimõtteliselt erinevad.
Shuttle ja Buran
Shuttle
Shuttle on korduvkasutatav transpordiruum (MTKK). Laeval on kolm vedelkütusega raketimootorit (LPRE), mis töötavad vesinikul. Oksüdeeriv aine - vedel hapnik. Madala mullaga orbiidile jõudmiseks on vaja tohutul hulgal kütust ja oksüdeerijat. Seetõttu on kütusepaak kosmosesüstiku süsteemi suurim element. Kosmoseaparaat asub sellel tohutul paagil ja on sellega ühendatud torujuhtmete süsteemiga, mille kaudu Shuttle'i mootoritesse kütust ja oksüdeerijat tarnitakse.
Ja samas, tiibadega laeva kolmest võimsast mootorist ei piisa kosmosesse minekuks. Süsteemi keskse paagi külge on kinnitatud kaks tahke raketikütuse võimendit - kõige võimsamad raketid inimkonna ajaloos. Suurimat jõudu on vaja täpselt stardis, et liigutada mitmetonnine laev ja tõsta see esimese nelja ja poole kümne kilomeetri kaugusele. Tahked raketivõimendid võtavad 83% koormusest.
Teine "süstik" tõuseb õhku
45 km kõrgusel on tahkekütuse süütevõimendid, mis on kogu kütuse ära kasutanud, laevast eraldatud ja langevarjuga pritsivad ookeani. Edasi tõuseb "süstik" kolme raketimootori abil 113 km kõrgusele. Pärast paagi eraldamist lendab laev inertsist veel 90 sekundit ja seejärel lülitatakse lühikeseks ajaks sisse kaks isesüttiva kütusega töötavat orbitaalmanöövermootorit. Ja "süstik" läheb tööorbiidile. Ja paak siseneb atmosfääri, kus see põleb. Osa sellest kukub ookeani.
Tahkekütuse võimendite osakond
Orbitaalmanöövermootorid on kavandatud, nagu nimigi ütleb, mitmesugusteks manöövriteks kosmoses: orbiidi parameetrite muutmiseks, ISS-i või muude kosmoselaevade dokkimiseks madala Maa orbiidil. Nii tegid "süstikud" hoolduseks mitmeid külastusi Hubble'i orbiiditeleskoobi juurde.
Ja lõpuks, need mootorid loovad pidurdusimpulsi Maale naastes.
Orbitaaletapp on valmistatud sabata monoplaani aerodünaamilise konfiguratsiooni järgi, millel on madalal asetsev delta tiib koos esiserva kahekordse pühkimisega ja tavapärase skeemi vertikaalse sabaga. Atmosfääri juhtimiseks kasutatakse kaheosalist rooli kiilil (siin on õhkpidur), elevoneid tiiva tagumisel serval ja tasakaalustusklappi tagumise kere all. Sissetõmmatav šassii, kolmerattaline, ninarattaga.
Pikkus 37, 24 m, tiivaulatus 23, 79 m, kõrgus 17, 27 m. Sõiduki "kuiv" kaal on umbes 68 t, stardimass - 85 kuni 114 t (sõltuvalt ülesandest ja kasulikust koormusest), maandumine tagasikoormus pardal - 84, 26 t.
Lennuki raami kõige olulisem disainifunktsioon on selle termiline kaitse.
Kõige kuumemates kohtades (projekteerimistemperatuur kuni 1430 ° C) kasutatakse mitmekihilist süsinik-süsinik komposiiti. Selliseid kohti on vähe, peamiselt on tegemist kere kerega ja tiiva esiservaga. Kogu aparaadi alumine pind (kuumutamine 650–1260 ° C) on kaetud plaatidega, mis on valmistatud kvartskiul põhinevast materjalist. Ülemine ja külgpind on osaliselt kaitstud madala temperatuuriga isolatsiooniplaatidega - kus temperatuur on 315–650 ° C; teistes kohtades, kus temperatuur ei ületa 370 ° С, kasutatakse silikoonkummiga kaetud viltmaterjali.
Kõigi nelja tüüpi termokaitse kogumass on 7164 kg.
Orbitaallaval on kahekorruseline kabiin seitsmele astronaudile.
Shuttle ülemine korrus
Pikendatud lennuprogrammi või päästetööde tegemisel võib süstiku pardal viibida kuni kümme inimest. Kabiinis on lennujuhtimisseadmed, töö- ja magamiskohad, köök, panipaik, sanitaarruum, õhulukk, toimingud ja kandevõime kontrollpostid ning muu varustus. Kabiini kogurõhumaht on 75 kuupmeetrit. m, säilitab elutoetussüsteem selles rõhu 760 mm Hg. Art. ja temperatuur on vahemikus 18, 3 - 26, 6 ° С.
See süsteem on valmistatud avatud versioonis, st ilma õhu ja vee regenereerimist kasutamata. See valik tuleneb asjaolust, et süstiklendude kestuseks määrati seitse päeva, lisavõimalusi kasutades on võimalik seda pikendada kuni 30 päevani. Sellise tähtsusetu autonoomia korral tähendaks regenereerimisseadmete paigaldamine põhjendamatult kaalu, energiatarbimise ja pardaseadmete keerukuse suurenemist.
Kokkusurutud gaaside tarnimine on piisav, et taastada salongi normaalne õhkkond ühe täieliku rõhu alandamise korral või hoida selles rõhku 42,5 mm Hg. Art. 165 minuti jooksul, kui vahetult pärast starti on kere sisse tekkinud väike auk.
Kaubaruumi mõõtmed on 18, 3 x 4, 6 m ja maht 339, 8 kuupmeetrit. m on varustatud "kolme põlvega" manipulaatoriga 15, pikkusega 3 m. Kui sektsiooni uksed avatakse, pöörduvad koos nendega jahutussüsteemi radiaatorid tööasendisse. Radiaatoripaneelide peegeldusvõime on selline, et need jäävad külmaks isegi siis, kui neile päike paistab.
Mida kosmosesüstik saab teha ja kuidas see lendab
Kui kujutame ette kokkupandud süsteemi, mis lendab horisontaalselt, näeme selle keskse elemendina välist kütusepaaki; orbiit on selle külge dokitud ülalt ja kiirendid on külgedel. Süsteemi kogupikkus on 56,1 m ja kõrgus 23,34 m. Üldlaiuse määrab orbiidi etapi tiivaulatus, see tähendab 23,79 m. Maksimaalne stardimass on umbes 2 041 000 kg.
Kasuliku koormuse suurusest on võimatu nii üheselt rääkida, kuna see sõltub sihtorbiidi parameetritest ja kosmoselaeva stardipunktist. Siin on kolm võimalust. Space Shuttle süsteem suudab kuvada:
- 29 500 kg Canaverali neemelt (Florida, idarannik) idasuunas orbiidile, mille kõrgus on 185 km ja kalle 28 °;
- 11 300 kg kosmoselennukeskusest startimisel. Kennedy orbiidile, mille kõrgus on 500 km ja kalle 55 °;
- 14 500 kg Vandenbergi õhujõudude baasist (California, läänerannik) lennutamisel 185 km kõrgusele tsirkulaarorbiidile.
Süstikute jaoks oli varustatud kaks maandumisriba. Kui süstik maandus stardikohast kaugel, naasis see koju Boeing 747 -ga
Boeing 747 viib bussi kosmodroomile
Kokku ehitati viis süstikut (kaks neist hukkus õnnetustes) ja üks prototüüp.
Arendamisel nähti ette, et süstikud teeksid aastas 24 lendu ja igaüks neist teeks kuni 100 lendu kosmosesse. Praktikas kasutati neid palju vähem - programmi lõpuks 2011. aasta suvel tehti 135 käivitamist, millest Discovery - 39, Atlantis - 33, Columbia - 28, Endeavour - 25, Challenger - 10 …
Süstiku meeskond koosneb kahest astronaudist - komandör ja piloot. Süstiku suurim meeskond on kaheksa astronauti (Challenger, 1985).
Nõukogude reaktsioon süstiku loomisele
"Süstiku" arendamine jättis NSV Liidu juhtidele suure mulje. Leiti, et ameeriklased töötavad välja orbiidipommitajat, mis on relvastatud kosmosest maa-tüüpi rakettidega. Süstiku tohutut suurust ja võimet kuni 14,5 tonni koormat Maale tagasi saata tõlgendati kui selget ohtu Nõukogude Liidu satelliitide ja isegi nõukogude sõjaväe kosmosejaamade, näiteks Almazi röövimisele, mis lendasid kosmoses nimega Salyut. Need hinnangud olid ekslikud, kuna USA loobus kosmopommitaja ideest 1962. aastal seoses tuumaallveelaeva ja maapealsete ballistiliste rakettide eduka väljatöötamisega.
Sojuz mahtus hõlpsasti süstiku kaubaruumi
Nõukogude eksperdid ei saanud aru, miks oli vaja aastas 60 süstikuheidet - üks start nädalas! Kust tulid paljud kosmosesatelliidid ja jaamad, mille jaoks süstik vajab? Teises majandussüsteemis elavad nõukogude inimesed ei osanud isegi ette kujutada, et valitsuses ja kongressis uut kosmoseprogrammi pingutavalt surunud NASA juhtkond lähtub hirmust jääda töötuks. Kuuprogramm oli lõpusirgel ja tuhanded kõrgelt kvalifitseeritud spetsialistid olid tööta. Ja mis kõige tähtsam, lugupeetud ja väga hästi tasustatud NASA juhid seisid silmitsi pettumust valmistava väljavaatega lahutada oma asustatud kontorid.
Seetõttu koostati majanduslik teostatavusuuring korduvkasutatavate kosmoseaparaatide suure rahalise kasu kohta ühekordselt kasutatavate rakettide hülgamise korral. Nõukogude rahva jaoks oli aga täiesti arusaamatu, et president ja kongress võisid üleriigilisi rahalisi vahendeid kulutada ainult suure tähelepanuga oma valijate arvamusele. Sellega seoses valitses NSV Liidus arvamus, et ameeriklased loovad uue kvaliteedikontrolli mõningate tulevaste arusaamatute ülesannete, tõenäoliselt sõjaväeliste jaoks.
Korduvkasutatav kosmoseaparaat "Buran"
Nõukogude Liidus oli algselt plaanis luua süstiku täiustatud koopia - orbitaallennuk OS -120, mis kaalub 120 tonni. (Ameerika süstik kaalus täiskoormusel 110 tonni). Erinevalt süstikust oli kavas varustada Buran koos kahe piloodi väljaheitekabiiniga ja turboreaktiivmootoritega lennujaamas maandumiseks.
NSV Liidu relvajõudude juhtkond nõudis "süstiku" peaaegu täielikku kopeerimist. Selleks ajaks oli Nõukogude luurel võimalik saada palju teavet Ameerika kosmoselaeva kohta. Kuid see osutus mitte nii lihtsaks. Kodumaised vesiniku-hapniku rakettmootorid osutusid suuremaks ja raskemaks kui Ameerika omad. Pealegi jäid nad võimu poolest ülemeremaadele alla. Seetõttu oli kolme raketimootori asemel vaja paigaldada neli. Orbitaaltasandil aga lihtsalt ei olnud ruumi neljale jõuallikale.
Süstikul kandis 83% stardist saadavast koormast kaks tahke raketikütuse võimendit. Nõukogude Liidus ei olnud võimalik selliseid võimsaid tahkeid raketikütuseid välja töötada. Seda tüüpi rakette kasutati mere- ja maismaa-tuumalaengute ballistiliste kandjatena. Kuid nad ei saavutanud nõutavat võimsust väga -väga palju. Seetõttu oli Nõukogude disaineritel ainus võimalus - kasutada kiirenditena vedelaid raketikütuseid. Programmi Energia-Buran raames loodi väga edukad petrooleumi-hapniku RD-170-d, mis toimisid alternatiivina tahkekütuse võimenditele.
Baikonuri kosmodroomi asukoht sundis disainereid oma kanderakettide võimsust suurendama. On teada, et mida lähemal on stardiplatvorm ekvaatorile, seda suuremat koormust saab üks ja sama rakett orbiidile panna. Ameerika kosmodroomil Canaverali neemel on Baikonuri ees 15% eelis! See tähendab, et kui Baikonurist välja lastud rakett suudab tõsta 100 tonni, siis laseb ta Canaverali neemelt startides orbiidile 115 tonni!
Geograafilised tingimused, erinevused tehnoloogias, loodud mootorite omadused ja erinev kujundusviis - kõik mõjutasid "Burani" välimust. Kõigile nendele tegelikkustele tuginedes töötati välja uus kontseptsioon ja uus orbitaalsõiduk OK-92, mis kaalub 92 tonni. Neli hapniku-vesiniku mootorit viidi tsentraalsesse kütusepaaki ja saadi kanderakett Energia teine etapp. Kahe tahke raketikütuse süütevõimendi asemel otsustati kasutada neljakambriliste RD-170 mootoritega vedelkütusel petrooleumi-hapniku peal nelja raketti. Neljakambriline tähendab nelja pihustit; suure läbimõõduga otsikut on äärmiselt raske valmistada. Seetõttu lähevad disainerid mootori keerukuse ja kaalumise juurde, kujundades selle mitme väiksema otsikuga. Düüse on sama palju kui põlemiskambreid, kus on hunnik kütuse ja oksüdeerija toitetorustikke ning kõik "sildumiskohad". See link loodi traditsioonilise, "kuningliku" skeemi järgi, sarnaselt "liitudele" ja "ida", sai "Energia" esimeseks etapiks.
"Buran" lennu ajal
Kruiisilaev Buran ise sai kanderaketi kolmandaks etapiks, sarnaselt Sojuziga. Ainus erinevus on see, et Buran asus teise etapi küljel, samas kui Sojuz oli kanderaketi ülaosas. Nii saadi kolmeastmelise ühekordselt kasutatava kosmosesüsteemi klassikaline skeem, ainsa erinevusega, et orbitaallaev oli korduvkasutatav.
Taaskasutus oli veel üks Energia-Burani süsteemi probleem. Ameeriklaste jaoks olid süstikud mõeldud 100 lennu jaoks. Näiteks orbitaalmanöövermootorid talusid kuni 1000 pööret. Pärast ennetavat hooldust olid kõik elemendid (välja arvatud kütusepaak) kosmosesse laskmiseks sobivad.
Tahke raketikütuse võimendi, mille võttis spetsiaalne laev
Tahkekütuse süütevõimendid langesid langevarjuga alla ookeani, võeti NASA spetsiaalsete laevade poolt vastu ja toimetati tootja tehasesse, kus neile tehti ennetav hooldus ja need täideti kütusega. Ka süstik ise kontrolliti, hoiti ära ja parandati.
Kaitseminister Ustinov nõudis ultimaatumis, et Energia-Burani süsteem oleks maksimaalselt taaskasutatav. Seetõttu olid disainerid sunnitud selle probleemiga tegelema. Formaalselt peeti külgvõimendeid korduvkasutatavateks, mis sobivad kümneks stardiks. Kuid tegelikult ei jõutud selleni mitmel põhjusel. Võtke vähemalt tõsiasi, et Ameerika kiirendid kukkusid ookeani ja nõukogude omad langesid Kasahstani steppi, kus maandumistingimused ei olnud nii healoomulised kui soojad ookeaniveed. Ja vedelkütusega rakett on õrnem looming. kui tahke raketikütus. "Buran" oli mõeldud ka 10 lennu jaoks.
Üldiselt korduvkasutatav süsteem ei töötanud, kuigi saavutused olid ilmsed. Suurtest tõukejõumootoritest vabanenud Nõukogude orbitaallaev sai orbiidil manööverdamiseks võimsamad mootorid. Mis selle "kosmosehävitaja-pommitajana" kasutamise korral andis talle suuri eeliseid. Lisaks turboreaktiivid atmosfääri lendamiseks ja maandumiseks. Lisaks loodi võimas rakett, mille esimene etapp oli petrooleumkütusel ja teine vesinik. See oli selline rakett, millest NSV Liidul puudus kuuvõistluse võitmiseks. Oma omaduste poolest oli Energia praktiliselt samaväärne Ameerika raketiga Saturn-5, mis saatis Apollo-11 Kuule.
"Buranil" on suurepärane väline juurdepääs Ameerika "Shuttle" -ile. Korabl poctroen Po cheme camoleta tipa "bechvoctka» c treugolnym krylom peremennoy ctrelovidnocti, imeet aerodinamicheckie organy upravleniya, rabotayuschie at pocadke pocle vozvrascheniya in plotnye cloi atmolefery - ratta napravony. Ta suutis atmosfääris teha kontrollitud laskumise kuni 2000 -kilomeetrise külgmanöövriga.
"Bureni" pikkus on 36,4 meetrit, tiivaulatus umbes 24 meetrit, laeva kõrgus šassiil üle 16 meetri. Laeva vana mass on üle 100 tonni, millest kütusena kasutatakse 14 tonni. 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. Salongi maht on üle 70 kuupmeetri.
Kui vozvraschenii in plotnye cloi atmocfery naibolee teplonapryazhennye uchactki poverhnocti koablya rackalyayutcya do graducov 1600, zhe teplo, dohodyaschee nepocredctvenno do metallicheckoy konctruktsii korableav, dol dolhh Seetõttu eristas "BURAN" oma võimsat termilist kaitset, pakkudes normaalseid temperatuuritingimusi laeva projekteerimisel õhusõidukis
Kuumuskindel kate, mis on valmistatud rohkem kui 38 tuhandest plaadist, valmistatud spetsiaalsetest materjalidest: kvartskiust, suure jõudlusega südamikust, ilma südamikuta Keraamilisel puidul on võime koguda soojust, kandmata seda laeva kerele. Selle soomuse kogumass oli umbes 9 tonni.
BURANA kaubaruumi pikkus on umbes 18 meetrit. Oma ulatuslikus kaubaruumis on võimalik mahutada kasulikku koormust kuni 30 tonni. Sinna oli võimalik paigutada suuri kosmosesõidukeid - suuri satelliite, orbitaaljaamade plokke. Laeva maandumismass on 82 tonni.
"BURAN" kasutati koos kõigi vajalike süsteemide ja seadmetega nii automaatseks kui ka piloteeritud lennuks. See ja navigeerimis- ja juhtimisvahendid ning radiotehnilised ja telesüsteemid ning soojuse ja võimsuse automaatjuhtimisseadmed
Burani kabiin
Põhimootori paigaldus, kaks manööverdamiseks mõeldud mootorirühma asuvad sabaosa lõpus ja raami esiosas.
Kokku oli plaanis ehitada 5 orbitaallaeva. Lisaks Buranile oli Tempest peaaegu valmis ja peaaegu pool Baikalist. Veel kaks laeva, mis olid tootmisjärgus, ei saanud nimesid. Energia -Burani süsteemil ei vedanud - see sündis selle jaoks õnnetul ajal. Nõukogude majandus ei suutnud enam kalleid kosmoseprogramme rahastada. Ja mingisugune saatus jälitas "Buranil" lendudeks valmistuvaid kosmonaute. Katselendurid V. Bukreev ja A. Lõssenko surid lennuõnnetustes 1977. aastal, isegi enne kosmonautigrupiga liitumist. 1980. aastal suri katselendur O. Kononenko. 1988 võttis A. Levtšenko ja A. Štšukini elu. Pärast "Burani" lendu hukkus lennuõnnetuses tiivulise kosmoselaeva mehitatud lennu kaaspiloot R. Stankevichus. Esimeseks lenduriks määrati I. Volk.
Ka "Buraanil" ei vedanud. Pärast esimest ja ainukest edukat lendu hoiti laeva Baikonuri kosmodroomi angaaris. 12. mail 2002 varises kokku töökoja, kus Buran ja Energia mudel asusid, kattumine. Sellel kurval akordil lõppes nii suuri lootusi näidanud tiibadega kosmoselaeva olemasolu.
Pärast põranda kokkuvarisemist
