Kun katsot Burana- ja Shuttle -siivekkäisten avaruusalusten valokuvia, saatat saada vaikutelman, että ne ovat täysin identtisiä. Ei ainakaan pitäisi olla mitään olennaisia eroja. Ulkoisesta samankaltaisuudesta huolimatta nämä kaksi avaruusjärjestelmää ovat edelleen pohjimmiltaan erilaisia.
Shuttle ja Buran
Shuttle
Shuttle on uudelleenkäytettävä kuljetusalusta (MTKK). Aluksessa on kolme vetyä käyttävää nestepolttoainetta käyttävää rakettimoottoria (LPRE). Hapettava aine - nestemäinen happi. Matalan maan kiertoradalle tulo vaatii valtavan määrän polttoainetta ja hapettimia. Siksi polttoainesäiliö on Space Shuttle -järjestelmän suurin osa. Avaruusalus sijaitsee tämän valtavan säiliön päällä ja on liitetty siihen putkijärjestelmällä, jonka kautta polttoainetta ja hapetinta syötetään sukkulan moottoreihin.
Siivekkään aluksen kolme tehokasta moottoria eivät kuitenkaan riitä avaruuteen. Järjestelmän keskisäiliöön on liitetty kaksi kiinteän polttoaineen tehostinta - ihmiskunnan historian tehokkaimmat raketit. Suurinta voimaa tarvitaan juuri alussa monitonnisen aluksen siirtämiseen ja sen nostamiseen ensimmäisten neljän ja puolen kymmenen kilometrin päähän. Kiinteät rakettivahvistimet ottavat 83% kuormasta.
Toinen "sukkula" lähtee liikkeelle
45 km: n korkeudessa kiinteän polttoaineen tehostimet, jotka ovat kuluttaneet kaiken polttoaineen, erotetaan aluksesta ja laskuvarjohyppyillä laskeutuvat mereen. Edelleen 113 km: n korkeuteen "sukkula" nousee kolmen rakettimoottorin avulla. Säiliön erottamisen jälkeen alus lentää hitaasti vielä 90 sekuntia ja sitten lyhyen aikaa kaksi itsesyttyvää polttoainetta käyttävää kiertorataa. Ja "sukkula" menee toimivaan kiertoradalle. Ja säiliö tulee ilmakehään, jossa se palaa. Osa siitä putoaa mereen.
Kiinteän polttoaineen tehostimien laitos
Kiertoradan ohjausmoottorit on nimensä mukaisesti suunniteltu erilaisiin avaruuden liikkeisiin: kiertorataparametrien muuttamiseen, ISS: ään tai muihin avaruusaluksiin telakoimiseksi matalan maan kiertoradalla. Niinpä "sukkulat" tekivät useita vierailuja Hubble -kiertoteleskoopille huoltoa varten.
Ja lopuksi nämä moottorit luovat jarrutusimpulssin palatessaan maan päälle.
Kiertoradan vaihe on tehty aerodynaamisen kokoonpanon mukaan hännätön yksitaso, jossa on matala delta-siipi, jossa on kaksinkertainen etureunan pyyhkäisy ja pystysuora pyrstö tavalliseen tapaan. Ilmakehän säätöön käytetään kaksiosaista peräsintä kölessä (tässä on ilmajarru), siipien takareunassa olevia elevoneja ja tasausläppää perärungon alla. Sisäänvedettävä alusta, kolmipyörä, nokkapyörällä.
Pituus 37, 24 m, siipien kärkiväli 23, 79 m, korkeus 17, 27 m. Ajoneuvon "kuiva" paino on noin 68 t, lentoonlähtöpaino - 85-114 t (tehtävästä ja hyötykuormasta riippuen), lasku paluukuorma aluksella - 84, 26 t.
Koneen rungon tärkein suunnitteluominaisuus on sen lämpösuoja.
Useimmissa kuormitetuissa paikoissa (suunnittelulämpötila jopa 1430 ° C) käytetään monikerroksista hiili-hiili-komposiittia. Tällaisia paikkoja on vähän, pääasiassa rungon nenä ja siiven etureuna. Koko laitteen alapinta (lämmitys 650 - 1260 ° C) on peitetty laattoilla, jotka on valmistettu kvartsikuituun perustuvasta materiaalista. Ylä- ja sivupinnat on suojattu osittain matalan lämpötilan eristyslaatoilla - joissa lämpötila on 315–650 ° C; muissa paikoissa, joissa lämpötila ei ylitä 370 ° C, käytetään silikonikumilla päällystettyä huopamateriaalia.
Kaikkien neljän lämpösuojaustyypin kokonaispaino on 7164 kg.
Kiertoradalla on kaksikerroksinen ohjaamo seitsemälle astronautille.
Shuttle -yläkerros
Jos lento -ohjelmaa pidennetään tai pelastustoimia suoritetaan, sukkulaan voi mahtua jopa kymmenen ihmistä. Ohjaamossa on lennonohjaimet, työ- ja nukkumapaikat, keittiö, varasto, saniteettitila, ilmalukko, toiminnot ja hyötykuormanhallintapisteet sekä muut laitteet. Ohjaamon paineistettu kokonaistilavuus on 75 kuutiometriä. m, life support -järjestelmä ylläpitää siinä 760 mm Hg: n paineen. Taide. ja lämpötila välillä 18, 3-26, 6 ° С.
Tämä järjestelmä on valmistettu avoimessa versiossa, eli ilman ja veden regenerointia käyttämättä. Tämä valinta johtuu siitä, että sukkulalentojen kestoksi on asetettu seitsemän päivää ja mahdollisuus nostaa se jopa 30 päivään lisävaroilla. Näin vähäisellä itsenäisyydellä regenerointilaitteiden asentaminen merkitsisi perusteetonta painon, virrankulutuksen ja laivavarusteiden monimutkaisuuden kasvua.
Puristettujen kaasujen syöttö riittää palauttamaan matkustamon normaalin ilmapiirin yhden täydellisen paineettomuuden sattuessa tai ylläpitämään 42,5 mmHg: n paineen. Taide. 165 minuutin kuluessa, kun runkoon muodostuu pieni reikä pian käynnistyksen jälkeen.
Tavaratilan mitat ovat 18, 3 x 4, 6 m ja tilavuus 339, 8 kuutiometriä. m on varustettu "kolmen polven" manipulaattorilla 15, 3 m. Kun lokeron ovet avataan, jäähdytysjärjestelmän patterit kääntyvät työasentoon yhdessä niiden kanssa. Jäähdytinpaneelien heijastuskyky on sellainen, että ne pysyvät kylminä myös silloin, kun aurinko paistaa niihin.
Mitä avaruusalus voi tehdä ja miten se lentää
Jos kuvittelemme kootun järjestelmän lentävän vaakasuunnassa, näemme ulkoisen polttoainesäiliön sen keskeisenä elementtinä; kiertäjä on telakoitu siihen ylhäältä ja kiihdyttimet ovat sivuilla. Järjestelmän kokonaispituus on 56,1 m ja korkeus 23,34 m. Kokonaisleveys määräytyy kiertoradan siipien välistä eli 23,79 m. Suurin laukaisupaino on noin 2 041 000 kg.
On mahdotonta puhua niin yksiselitteisesti hyötykuorman koosta, koska se riippuu kohderadan parametreista ja avaruusaluksen laukaisupisteestä. Tässä on kolme vaihtoehtoa. Avaruussukkulajärjestelmä pystyy näyttämään:
- 29 500 kg, kun se lasketaan itään Cape Canaveralista (Florida, itärannikko) kiertoradalle, jonka korkeus on 185 km ja kallistus 28º;
- 11 300 kg avattaessa avaruuslentokeskuksesta. Kennedyn kiertoradalle, jonka korkeus on 500 km ja kaltevuus 55º;
- 14 500 kg, kun se laskettiin Vandenbergin ilmavoimien tukikohdasta (Kalifornia, länsirannikko) ympyränmuotoiselle kiertoradalle, jonka korkeus on 185 km.
Kulkuliikennettä varten oli kaksi laskeutumisliuskaa. Jos sukkula laskeutui kauas laukaisupaikasta, se palaisi kotiin Boeing 747: llä
Boeing 747 ottaa kuljetuksen kosmodromille
Yhteensä rakennettiin viisi sukkulaa (kaksi heistä kuoli onnettomuuksissa) ja yksi prototyyppi.
Kehitettäessä suunniteltiin, että sukkulat suorittavat 24 laukaisua vuodessa ja kukin niistä jopa 100 lentoa avaruuteen. Käytännössä niitä käytettiin paljon vähemmän - ohjelman loppuun mennessä kesällä 2011 tehtiin 135 laukaisua, joista Discovery - 39, Atlantis - 33, Columbia - 28, Endeavour - 25, Challenger - 10 …
Sukkulan miehistö koostuu kahdesta astronautista - komentaja ja lentäjä. Sukkulan suurin miehistö on kahdeksan astronauttia (Challenger, 1985).
Neuvostoliiton reaktio sukkulan luomiseen
"Sukkulan" kehittäminen teki suuren vaikutuksen Neuvostoliiton johtajiin. Katsottiin, että amerikkalaiset kehittävät orbitaalipommittajan, joka on aseistettu avaruudesta maahan -ohjuksilla. Sukkulan valtava koko ja sen kyky palauttaa jopa 14,5 tonnin kuorma Maalle tulkittiin selväksi uhaksi Neuvostoliiton satelliittien sieppaamisesta ja jopa Neuvostoliiton sotilasavaruusasemista, kuten Almazista, jotka lentävät avaruudessa nimellä Salyut. Nämä arviot olivat virheellisiä, koska Yhdysvallat hylkäsi ajatuksen avaruuspommikoneesta vuonna 1962 ydinsukellusveneen ja maalla olevien ballististen ohjusten onnistuneen kehittämisen yhteydessä.
Sojuz mahtui helposti sukkulan tavaratilaan
Neuvostoliiton asiantuntijat eivät voineet ymmärtää, miksi tarvitaan 60 sukkulan laukaisua vuodessa - yksi laukaisu viikossa! Mistä ne avaruussatelliitit ja -asemat, joita sukkula tarvitsee, tulevat? Neuvostoliiton ihmiset, jotka asuivat eri talousjärjestelmässä, eivät edes voineet kuvitella, että NASA: n johto, joka ponnisti voimakkaasti uutta avaruusohjelmaa hallituksessa ja kongressissa, joutui pelkoon työttömäksi jäämisestä. Kuu -ohjelma oli lähestymässä loppuaan ja tuhannet korkeasti koulutetut asiantuntijat olivat työttömiä. Ja mikä tärkeintä, arvostetut ja erittäin hyvin palkatut NASA: n johtajat kohtasivat pettymyksen mahdollisuuden erota asutuista toimistoistaan.
Siksi laadittiin taloudellinen toteutettavuustutkimus uudelleenkäytettävien kuljetusalusten suurista taloudellisista eduista kertakäyttöisten rakettien hylkäämisen tapauksessa. Mutta Neuvostoliiton ihmisille oli täysin käsittämätöntä, että presidentti ja kongressi voivat käyttää valtakunnallisia varoja vain ottamalla huomioon äänestäjien mielipiteet. Tässä yhteydessä Neuvostoliitossa vallitsi mielipide, että amerikkalaiset loivat uuden laadunvalvontamenetelmän joillekin tuleville käsittämättömille tehtäville, todennäköisesti sotilaallisille.
Uudelleenkäytettävä avaruusalus "Buran"
Neuvostoliitossa oli alun perin tarkoitus luoda parannettu kopio sukkulastä - kiertokone OS -120, joka painaa 120 tonnia. (Amerikkalainen sukkula painoi 110 tonnia täydellä kuormalla). Buran, jossa on ohjaamo kahdelle lentäjälle ja turbojet -moottorit lentokentälle laskeutumista varten.
Neuvostoliiton asevoimien johto vaati "sukkulan" lähes täydellistä kopiointia. Tähän mennessä Neuvostoliiton tiedustelupalvelu pystyi saamaan paljon tietoa amerikkalaisesta avaruusaluksesta. Mutta se ei osoittautunut niin yksinkertaiseksi. Kotimaiset vety-happirakettimoottorit osoittautuivat kooltaan suuremmiksi ja raskaammiksi kuin amerikkalaiset. Lisäksi ne olivat teholtaan huonompia kuin ulkomailla. Siksi kolmen rakettimoottorin sijasta oli tarpeen asentaa neljä. Mutta kiertoradalla ei yksinkertaisesti ollut tilaa neljälle käyttövoimalle.
Sukkulalla 83% kuormasta alussa kannettiin kahdella kiinteän polttoaineen tehostimella. Neuvostoliitossa ei ollut mahdollista kehittää niin voimakkaita kiinteän polttoaineen ohjuksia. Tämän tyyppisiä ohjuksia käytettiin ballistisina kantajina meri- ja maalla sijaitseviin ydinpanoksiin. Mutta he eivät saavuttaneet vaadittua tehoa kovin, hyvin paljon. Siksi Neuvostoliiton suunnittelijoilla oli ainoa mahdollisuus - käyttää nestepolttoaineraketteja kiihdyttiminä. Energia-Buran-ohjelman puitteissa luotiin erittäin onnistuneita petroli-happi RD-170 -laitteita, jotka toimivat vaihtoehtona kiinteän polttoaineen tehostimille.
Jo Baikonurin kosmodromin sijainti pakotti suunnittelijat lisäämään kantorakettiensa tehoa. Tiedetään, että mitä lähempänä laukaisualusta on päiväntasaajaa, sitä suuremman kuorman yksi ja sama raketti voi antaa kiertoradalle. Cape Canaveralin amerikkalaisella kosmodromilla on 15% etu Baikonuriin verrattuna! Toisin sanoen, jos Baikonurista laukaistu raketti voi nostaa 100 tonnia, se laukaisee 115 tonnia kiertoradalle, kun se laukaistaan Canaveralin niemeltä!
Maantieteelliset olosuhteet, tekniikan erot, luotujen moottoreiden ominaisuudet ja erilainen suunnittelutapa - kaikki vaikuttivat "Buranin" ulkonäköön. Näiden tosiasioiden perusteella kehitettiin uusi konsepti ja uusi 92 tonnin painoinen OK-92-kiertorata-auto. Neljä happi-vetymoottoria siirrettiin polttoainesäiliöön ja saatiin Energia-kantoraketin toinen vaihe. Kahden kiinteän polttoaineen tehostimen sijasta päätettiin käyttää neljää rakettia nestemäisellä polttoaineen kerosiini-hapella nelikammioisilla RD-170-moottoreilla. Neljä kammiota tarkoittaa neljää suutinta; halkaisijaltaan suuri suutin on erittäin vaikea valmistaa. Siksi suunnittelijat menevät moottorin monimutkaisuuteen ja painotukseen suunnittelemalla sen useilla pienemmillä suuttimilla. Suuttimia on yhtä monta kuin polttokammioita, joissa on joukko polttoaineen ja hapettimen syöttöputkia ja kaikki "kiinnitykset". Tämä linkki luotiin perinteisen "kuninkaallisen" järjestelmän mukaisesti, samanlainen kuin "liittoutumat" ja "itä", josta tuli "Energian" ensimmäinen vaihe.
"Buran" lennossa
Itse Buran -risteilyaluksesta tuli kantoraketin kolmas vaihe, samanlainen kuin Sojuz. Ainoa ero on se, että Buran sijaitsi toisen vaiheen puolella, kun taas Sojuz oli kantorakettin yläosassa. Siten saatiin klassinen kolmivaiheisen kertakäyttöisen avaruusjärjestelmän malli sillä ainoalla erolla, että kiertorata oli uudelleenkäytettävä.
Uudelleenkäytettävyys oli toinen Energia-Buran-järjestelmän ongelma. Amerikkalaisille sukkulat oli suunniteltu 100 lennolle. Esimerkiksi kiertoradan ohjausmoottorit kestävät jopa 1000 kierrosta. Ennaltaehkäisevän huollon jälkeen kaikki elementit (paitsi polttoainesäiliö) soveltuivat avaruuteen laukaisemiseen.
Kiinteän ponnekaasun tehostin, joka on otettu erityisellä aluksella
Kiinteän polttoaineen tehostimet laskettiin laskuvarjoon valtamereen, NASAn erikoisalukset keräsivät ne ja toimittivat valmistajan tehtaalle, jossa ne huollettiin ennalta ja täytettiin polttoaineella. Myös itse sukkula tarkastettiin, estettiin ja korjattiin perusteellisesti.
Puolustusministeri Ustinov vaati ultimaatiossa, että Energia-Buran-järjestelmä olisi mahdollisimman kierrätettävä. Siksi suunnittelijat joutuivat ratkaisemaan tämän ongelman. Muodollisesti sivuvahvistimia pidettiin uudelleenkäytettävinä, ja ne sopivat kymmeneen laukaisuun. Mutta itse asiassa se ei tullut tähän monista syistä. Ota ainakin se tosiasia, että amerikkalaiset kiihdyttimet putosivat mereen ja neuvostoliittolaiset putosivat Kazakstanin aroille, missä laskeutumisolosuhteet eivät olleet yhtä hyväntahtoisia kuin lämpimät valtameren vedet. Ja nestemäistä polttoainetta käyttävä raketti on herkempi luomus. "Buran" on myös suunniteltu 10 lennolle.
Yleensä uudelleenkäytettävä järjestelmä ei toiminut, vaikka saavutukset olivat ilmeisiä. Neuvostoliiton kiertorata, joka oli vapautettu suurista käyttövoimamoottoreista, sai tehokkaampia moottoreita kiertämiseen. Se, jos sitä käytettiin avaruushävittäjänä, antoi sille suuria etuja. Plus turbojetit ilmakehän lentämiseen ja laskeutumiseen. Lisäksi luotiin tehokas raketti, jossa ensimmäinen vaihe oli kerosiinipolttoaineella ja toinen vedyllä. Se oli sellainen raketti, joka Neuvostoliitolta puuttui voittaakseen kuukilpailun. Ominaisuuksiltaan Energia vastasi käytännössä amerikkalaista Saturn-5-rakettia, joka lähetti Apollo-11: n kuuhun.
"Buranilla" on suuri ulkoinen saavutettavuus amerikkalaisen "Shuttle": n kanssa. 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 - wheel napravony. Hän pystyi laskeutumaan hallittuun ilmakehään jopa 2000 kilometrin sivuliikkeellä.
"Burenin" pituus on 36,4 metriä, siipien kärkiväli on noin 24 metriä, aluksen korkeus alustalla on yli 16 metriä. Aluksen vanha massa on yli 100 tonnia, josta polttoaineena käytetään 14 tonnia. 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. Mökin tilavuus on yli 70 kuutiometriä.
Kun vozvraschenii in plotnye cloi atmocfery naibolee teplonapryazhennye uchactki poverhnocti koablya rackalyayutcya do graducov 1600, zhe teplo, dohodyaschee nepocredctvenno do metallicheckoy konctruktsii koablya. Ne dolzhh Siksi "BURAN" erotti voimakkaan lämpösuojan, joka tarjosi normaalit lämpötilaolosuhteet aluksen suunnittelulle lentokoneessa
Lämmönkestävä kansi, joka on valmistettu yli 38 tuhannesta laatasta, valmistettu erikoismateriaaleista: kvartsikuidusta, korkean suorituskyvyn ytimestä, ei ydintä Keraamisella puulla on kyky kerätä lämpöä siirtämättä sitä aluksen runkoon. Tämän panssarin kokonaismassa oli noin 9 tonnia.
BURANA -tavaratilan pituus on noin 18 metriä. Laajaan tavaratilaan on mahdollista ottaa vastaan jopa 30 tonnin hyötykuorma. Siellä oli mahdollista sijoittaa suuria avaruusaluksia - suuria satelliitteja, kiertoradan lohkoja. Aluksen laskupaino on 82 tonnia.
"BURANia" käytettiin kaikkien tarvittavien järjestelmien ja laitteiden kanssa sekä automaattiseen että luotsauslentoon. Tämä ja navigointi- ja ohjausvälineet sekä radiotekniset ja televisiojärjestelmät sekä lämmön ja tehon automaattiset säätimet
Buranin mökki
Päämoottorin asennus, kaksi ohjattavaa moottoriryhmää sijaitsevat hännän osan lopussa ja rungon etuosassa.
Kaikkiaan suunniteltiin rakentaa 5 kiertorataa. Buranin lisäksi Tempest oli melkein valmis ja lähes puolet Baikalista. Kaksi muuta tuotannon alkuvaiheessa olevaa alusta ei saanut nimiä. Energia -Buran -järjestelmä ei ollut onnekas - se syntyi sille valitettavalla hetkellä. Neuvostoliiton talous ei enää kyennyt rahoittamaan kalliita avaruusohjelmia. Ja jonkinlainen kohtalo seurasi kosmonautteja, jotka valmistautuivat lentoihin "Buranilla". Testilentäjät V. Bukreev ja A. Lysenko kuolivat lento -onnettomuuksissa vuonna 1977, jo ennen liittymistä kosmonautiryhmään. Vuonna 1980 testilentäjä O. Kononenko kuoli. 1988 vei A. Levchenkon ja A. Shchukinin hengen. Buranin lennon jälkeen R. Stankevichus, siivekkään avaruusaluksen miehitetyn lennon perämies, kuoli lento-onnettomuudessa. I. Volk nimitettiin ensimmäiseksi lentäjäksi.
Myöskään "Buran" ei ollut onnekas. Ensimmäisen ja ainoan onnistuneen lennon jälkeen alus pidettiin Baikonurin kosmodromin hallissa. 12. toukokuuta 2002 Buranin ja Energia -mallin työpajan päällekkäisyys romahti. Tällä surullisella soinnulla päättyi siivekäs avaruusalus, joka oli osoittanut niin suuria toiveita.
Lattian romahtamisen jälkeen
