Посадка бурана в автоматическом режиме история
Добавил пользователь Валентин П. Обновлено: 18.09.2024
СССР был страной, которая в 1917 году перечеркнула прошлое и решила доказать всему миру, что особый, советский путь развития гораздо лучше всех остальных вариантов. Фактически всё существование СССР было подчинено демонстрации этой уникальности. Партия хотела доказать, что мы не хуже западных капиталистов, а наоборот. В этой гонке различных систем стороны тщательно следили за успехами друг друга и тратили огромные ресурсы, чтобы сохранять лидирующие позиции в передовых сферах – в вооружении, разнообразных научных исследованиях, освоении космоса. Обеим сторонам надо было продемонстрировать свои преимущества или как минимум отсутствие отставания.
Это научное соперничество вынуждало тратить колоссальные средства. И далеко не всегда эти траты были разумны. Увидев у соперника перспективные разработки, стороны бросались копировать игрушку, не думая о её объективной необходимости для страны. И одним из таких спорных достижений советской науки и техники стал "Буран". Торжество инженерной мысли, которое оказалось бесполезным и вытянуло из страны колоссальные средства, вбив свой гвоздь в гроб СССР.
"Атлантис" (STS-125) и "Индевор" (STS-400) на стартовой площадке Космического центра Кеннеди
12 апреля 1981 года впервые в истории человечества с мыса Канаверал стартовал многоразовый транспортный космический корабль "Спейс Шаттл". В гонке многоразовых космических кораблей победили США, первыми запустив своё изделие. К этому моменту аналогичная программа СССР уже развивалась полным ходом. Создание "советского Шаттла" началось ещё в середине 70-х годов.
Надо отметить, что исследования по созданию космических кораблей многоразового использования велись ещё до запуска первого спутника Земли. Изначально казалось, что многоразовые космические корабли будут гораздо дешевле, чем одноразовые. Что при всей сложности создания затраты себя окупят. Свою роль вносила и гонка вооружений. Все подобные проекты многоразовых космических кораблей 50-60-х годов имели военный характер. Американский X-20 Dyna Soar, "ВКА-23" Мясищева, "Проект 136" Туполева, "Лапоток" Цыбина задумывались как военные разведчики, перехватчики спутников, орбитальные бомбардировщики. Однако технический уровень тех лет был слишком низок, чтобы реализовать амбициозные проекты многоразовых космических кораблей.
В то же время разработки проектов многоразовых систем 50-х годов позволили накопить опыт для создания первых многоразовых космических кораблей, воплощаемых уже "в железе". В СССР это была программа "Спираль". Авиационно-космическая система "Спираль" начала разрабатываться в 1966 году. Она должна была состоять из гиперзвукового самолёта-разгонщика, который поднимал бы на скорости 6 Махов десятитонный орбитальный космический корабль многоразового использования на высоту 30 км. Разработка велась, были созданы аппараты-аналоги космического самолёта, отрабатывались технологии. Программа была технически очень сложная и амбициозная. Однако, в 1972 году Ричард Никсон объявил о начале работ над "Спейс Шаттлом". И СССР не смог устоять перед соблазном скопировать американские идеи. Создание "советского Шаттла" оказалось задачей более простой технически, чем "Спираль", но более дорогой из-за масштабов. Но партия сказало "надо!", а советский народ не имел возможности спросить "а зачем?".
Так должен был выглядеть воздушный старт с гиперзвукового самолета-разгонщика авиационно-космической системы "Спираль"
Официальной датой старта советской многоразовой транспортной космической системы "Энергия-Буран" считается 1976 год. В ходе программы "Буран" эволюционировал и менялся. Изначальный проект ОС-120 был практически идентичен "Спейс Шаттлу". На орбитальном самолёте так же, как и у американцев, были размещены три маршевых двигателя и два двигателя для орбитального маневрирования. При этом советский корабль получался тяжелее американского и весил 120 тонн.
Вторым этапом развития стал орбитальный самолёт ОК-92. Он лишался маршевых двигателей, зато получал воздушно-реактивные двигатели. Воздушно-реактивные двигатели должны были дать более высокую гибкость применения в военных целях. С ними космический корабль меньше зависел от взлётно-посадочной полосы и мог приземляться на многих аэродромах СССР.
И только в марте 1978 года проектирование остановилось на привычном нам "Буране". "Буран" лишился маршевых двигателей как у американцев, зато получил гораздо более мощные орбитальные двигатели, которые давали большие возможности для манёвров на орбите. При использовании корабля в качестве "орбитального бомбардировщика" у него были более широкие возможности чем у "Спейс Шаттла".
Вообще, версия, что американцы делают орбитальный самолёт для того, чтобы иметь возможность наносить быстрые ядерные удары из космоса, была очень популярна среди руководства СССР. Другой популярной версией было предположение, что "Спейс Шаттлы" с их возможностью возвращать с орбиты грузы весом до 15 тонн будут воровать советские спутники. И в СССР не понимали, для чего американцы хотят осуществлять до 60 пусков "Шаттлов" в год. Все выводы советских экспертов сводились к военной составляющей американской программы.
Space Shuttle Atlantis
В СССР в принципе не понимали особенности капиталистической экономики США. На тот момент заканчивалась американская лунная программа, и руководство NASA не хотело остаться без работы. NASA, цепляясь за места и бюджеты, изо всех сил проталкивало программу "Шаттлов", обосновывая её рентабельность при большом количестве запусков. По расчётам выходило, что если делать больше 30 пусков в год, это будет выгоднее, чем столько же раз запускать одноразовые носители.
И вообще никогда не планировалось использовать "Спейс Шаттлы" в качестве космических бомбардировщиков. Ещё в 60-х во время работы над X-20 Dyna Soar американцы поняли, что "орбитальный бомбардировщик" – это дорогая и медлительная платформа. На подготовку старта уходили сутки. Оперативное применение было исключено. Все усилия были направлены на создание межконтинентальных ядерных ракет и подводных ракетоносцев с принципиально другой степенью готовности к пуску.
Сборка "Бурана" на Тушинском машиностроительном заводе
Но в СССР была своя атмосфера, и советская научная мысль в принципе не понимала, как "мирный комбайн" может не иметь скрытых военных режимов. 14 лет работ, 1 млн 200 тыс. сотрудников, 1100 предприятий, фабрик, заводов, ведомств и НИИ. На программу "Энергия-Буран" в общей сложности было потрачено 16 млрд советских рублей. В пересчёте на курс 2016 года затраты на программу оценивались в 2 трлн российских рублей.
Основным отличием "Бурана" от "Спейс Шаттлов" является способ выведения на орбиту. На "Шаттлах" установлены маршевые ракетные двигатели, которые получают топливо из гигантского оранжевого топливного бака. По бокам топливного бака находятся твердотопливные ускорители, которые дают 83% тяги на старте. На высоте около 45 километров ускорители отстреливаются и на парашютах спускаются в океан. В итоге теряется только топливный бак. Остальные элементы системы сохранялись и использовались повторно. СССР не имел таких компактных и мощных маршевых двигателей для орбитального корабля, какие были у США. И твердотопливные ускорители такой мощности СССР тоже не умел делать. Более того, из-за относительной близости мыса Канаверал к экватору США имели преимущество по соотношению мощности двигателей к выводимой массе. При одинаковой мощности ракетных двигателей ракета-носитель, запущенная с мыса Канаверал, выводит на 15% большую массу, чем ракета, запущенная с Байконура. И из-за недостатка необходимой мощности для выведения орбитального корабля была создана система "Энергия-Буран".
Space Shuttle Atlantis
"Буран" доставлялся на орбиту ракетой-носителем "Энергия". Сверхтяжёлая "Энергия" имела стартовую массу 2400 тонн и могла выводить на орбиту самые разнообразные грузы с массой до 100 тонн. Всего было осуществлено два пуска "Энергии". Оба – с полной потерей носителя. В перспективе планировалось сохранять боковые разгонные блоки с двигателями. Однако до реализации планов так и не дошло.
Отделение твердотопливных ускорителей
С самого начала работ над программой "Бурана" использовался задел по "Спирали". Так, в 1982-84 годах четыре раза слетал в космос беспилотный орбитальный ракетоплан БОР-4.
Для испытаний было построено два полноразмерных аналога "Бурана". Аналог БТС-001 использовался для наземных статических испытаний. После их завершения на его основе в 1993 году был создан аттракцион в Парке Горького. В 2014 году в ночь с 5 на 6 июля пятидесятитонная конструкция была перемещена на ВДНХ.
Второй аналог БТС-02 использовался для отработки посадки "Бурана" и подготовки экипажей космонавтов. Это была аэродинамически максимально точная копия космического корабля с установленными на неё четырьмя двигателями АЛ-31. БТС-02 выполнил 24 испытательных полёта с общим налётом 8 часов. Посадки выполнялись в том числе в полностью автоматическом режиме. В настоящее время находится в Музее техники города Шпайер в Германии в качестве выставочного экспоната.
БТС-002 и летающая лаборатория над аэродромом ЛИИ
Первый и последний полёт "Бурана" в космос состоялся 15 ноября 1988 года. Ракета-носитель "Энергия" стартовала с Байконура и вывела космический корабль на орбиту без экипажа. Полёт проходил полностью в автоматическом режиме. За 205 минут "Буран" сделал два витка вокруг Земли и выполнил посадку на аэродроме Байконура "Юбилейный". Американские "Спейс Шаттлы" все свои полёты выполняли только с экипажами. Полностью автоматическая посадка "Бурана" заслуженно считается выдающимся достижением советской науки.
При посадке возникла нештатная ситуация, которая продемонстрировала успех замысла создателей. На высоте 11 км "Буран" в автоматическом режиме получил информацию об изменении погодных условий на аэродроме. И совершенно неожиданно для всех он совершил манёвр с разворотом на 180 градусов. "Буран" зашёл на полосу с другой стороны от изначально планируемой траектории: такое решение приняли бортовые компьютеры. На земле это стало неожиданностью. Рассматривался даже подрыв корабля. Однако было принято решение посмотреть на его действия. И "Буран" не разочаровал создателей. Посадка была выполнена с выдающейся точностью.
Кстати, бортовые компьютеры "Бурана" были сделаны на базе американского компьютера IBM System/370. Это не была точная копия американского компьютера. Использовалось значительно переработанное программное обеспечение. На борту находилось два комплекта БЦВМ, каждый из которых состоял из четырёх компьютеров. Система допускала одновременный выход из строя двух компьютеров. Американские "Спейс Шаттлы" не имели такого запаса по резервированию.
Ещё одним впечатляющим достижением стала теплозащита "Бурана". При входе "Бурана" в атмосферу температура отдельных участков корабля достигала 1600 градусов. От уничтожения корабль защищали 37 500 специальных керамических плиток общей массой 9 тонн. "Буран" в своём полёте потерял всего 6 плиток. Американские корабли теряли по несколько десятков.
Транспортировка третьего лётного экземпляра 2.01 "Байкал" в Жуковский в июне 2011 года
В общей сложности планировалось создание пяти лётных экземпляров корабля. Помимо слетавшего в космос изделия 1.01 "Буран" было полностью построено изделие 1.02 "Буря". В 1992 году "Буря" должна была полететь к станции "Мир" в беспилотном режиме. Планировалась автоматическая стыковка, посещение экипажем "Мира" и беспилотная посадка на Байконуре. Однако полёт так и не состоялся. "Буря" сегодня находится в помещении монтажно-заправочного корпуса (площадка 112А) вместе с технологическим макетом ОК-МТ, который предназначался для отработки предстартовых операций.
"Буря" и ОК-МТ в МЗК (площадка 112А), 2015 год
Сам "Буран" погиб 12 мая 2002 года в монтажно-испытательном корпусе (МИК) на площадке № 112. Из-за ошибок при строительстве комплекса рухнула крыша. При этом погибли восемь рабочих, которые занимались ремонтом крыши. Рабочие погрузили 10 тонн рубероида кучей на одну точку крыши. Перегруженный элемент не выдержал и рухнул на один из баков находящейся внизу ракеты-носителя "Энергия". Бак находился под давлением воздуха и произошёл воздушный взрыв, который привёл к полному обрушению крыши. Останки "Бурана" были распилены работниками космодрома и отправлены на металлолом.
МИК после обрушения
Надо отметить, что до отправки на своё кладбище "Буран" успел совершить ещё несколько полётов. Не в космос. В 1989 году "Буран" полетал на Ан-225 "Мрия" – самом большом в мире самолёте. Кульминацией стал показ в июне 1989 года на авиасалоне в Ле-Бурже.
Программа многоразовых орбитальных самолётов опередила время. Разработка стоила огромных денег. Пуски так и не смогли продемонстрировать преимущество в цене перед одноразовыми космическими кораблями. 30-летняя программа "Спейс Шаттла" обошлась в 200 млрд долларов за 135 пусков. В 2010 году один запуск стоил 775 млн долларов. История показала, что гораздо выгоднее запускать дешёвые "Союзы", а многоразовые космические корабли и ракеты-носители должны выглядеть совершенно иначе.
Считается, что в результате работ над "Бураном" было создано много технологий, которые были внедрены в различных отраслях промышленности. Однако через три года после полёта "Бурана" страны не стало, а промышленность пришла в упадок. "Буран" стал вершиной советского прогресса. Его создание продемонстрировало одновременно достижения науки и бессмысленность этих достижений. Глядя на фото "Бурана", невозможно остаться равнодушным. Это, бесспорно, одно из величайших творений человека, которое было создано из милитаристских побуждений, а в итоге оказалось достижением ради достижения. Многоразовый космический корабль, создававшийся ради удешевления полётов, оказался одноразовым и чудовищно дорогим. Но, несмотря на все эти противоречия, "Буран" всё равно вызывает гордость и восхищение.
Разработка шаттла не осталась незамеченной в СССР. В умах советских военных корабль предстал чем-то вроде сверхоружия, способного нанести ядерный удар из космических глубин. На самом деле, многоразовый корабль создавался лишь для доставки на орбиту элементов системы ПРО. Идея использовать шаттл как орбитальный ракетоносец действительно звучала, но американцы отказались от нее еще до первого полета корабля.
Первый полет
Особенности
Большим плюсом было то, что советская концепция позволяла вывести на орбиту не только корабль, но и дополнительные грузы массой до 100 т. Отечественный челнок имел некоторые преимущества перед шаттлами. Например, он мог брать на борт до десяти человек (против семи членов экипажа у шаттла) и был способен провести на орбите больше времени – около 30 суток, в то время как самый продолжительный полет шаттла составил только 17.
Что в итоге?
Наш эксперт: Павел Булат, специалист в аэрокосмической области, кандидат физических наук.
Рассматривались варианты создания огромной орбитальной станции, станций на Луне и — уже тогда — полет на Марс. И все эти проекты предлагалось реализовывать с помощью новой системы полета в космос — многоразовых кораблей. Но урезание бюджета в итоге привело к сокращению планов, от которых остались лишь сами корабли — шаттлы. Они должны были существенно снизить стоимость выведения грузов на орбиту при условии частых запусков каждые две недели. Забегая вперед, скажем, что эти ожидания не оправдались.
Не гонка, а защита
В СССР предположили, что американский космический корабль создан прежде всего для военных целей. Это укладывалось в логику холодной войны, когда большинство передовых разработок были направлены на гонку вооружений. Считалось, что шаттл предназначен для орбитальной бомбардировки территории СССР. А после раскрытия американскими разработчиками характеристик космического аппарата, — включая габариты грузового отсека, — советские специалисты предположили, что корабль может использоваться для похищения советских спутников и станций.
В 1975 году советским спецслужбам удалось получить первые чертежи и фотографии американской системы. Полученные материалы проанализировали специалисты Института прикладной математики АН СССР и нескольких военных НИИ.
Экспертиза показала, что шаттл мог нести 30 тонн бомбовой нагрузки и атаковать территорию СССР практически из любой точки околоземного пространства
При этом корабль мог оставаться невидимым для советских средств предупреждения о ракетном нападении.
Задание предполагало постройку пяти кораблей, которые обеспечат частоту до 30 полетов в год. Помимо противодействия потенциальному противнику корабль предназначался для транспортировки грузов, космонавтов и спутников, а также для проведения научных экспериментов.
Фото: Альберт Пушкарев / ТАСС
Первый и последний
Военные, проанализировав результаты полета, сделали вывод о неэффективности использования космического корабля в военных целях. Теперь армия обеспечивала только охрану объектов и подготовки пусков
15 ноября 1988 года был успешно осуществлён первый космический полёт орбитального корабля "Буран".
Корабль "Буран" совершил свой первый полёт без экипажа на борту. Этим полётом была подтверждена возможность корабля совершать полёты вплоть до посадки в автоматическом режиме. Продолжительность первого полёта орбитального корабля "Буран" составила всего 205 минут, то есть он совершил около двух витков вокруг Земли, хотя расчётная максимальная продолжительность его автономного полёта составляла на первом этапе до семи суток, а на втором до 30 суток. Совершив аэродинамическое торможение при входе в атмосферу и планирующий (бездвигательный) спуск, "Буран" совершил полностью автоматическую посадку на взлётно-посадочную полосу (ВПП) Байконура с отклонением от осевой линии ВПП не более полутора метров.
Подготовка к первому космическому полёту корабля "Буран" потребовала огромного объёма наземных и лётных испытаний, в том числе на летающих лабораториях и атмосферном аналоге корабля.
Особое внимание уделялось отработке режимов автоматической посадки. С этой целью в 1985-1988 гг. были проведены 24 полёта специально созданного полноразмерного аналога корабля "Буран" - БТС-002.
Странное название БТС - большой транспортный самолёт появилось в 1984 году, когда в целях обеспечения режима секретности, для "легендирования" горизонтальных лётных испытаний (ГЛИ), было решено так назвать изделие 11Ф35 ОК-МЛ002 ГЛИ (орбитальный корабль, макетно-лётный 002 для горизонтальных лётных испытаний).
Работы по программе ГЛИ шли на многочисленных моделирующих стендах, а также на специально созданных для этих целей летающих лабораториях на базе самолётов Ту-154 и Ту-134.
Что же представлял собой БТС-002?
Это был полноразмерный аналог корабля "Буран", с той разницей, что на нём установили четыре газотурбинных двигателя. Корпус БТС-002 был выполнен негерметичным, он условно может быть разделён на три отсека: носовой, средний (отсек полезного груза) и хвостовой.
В носовом отсеке размещена герметичная цельносварная кабина экипажа (разработанная под руководством главного конструктора ЭМЗ им.Мясищева - В.К.Новикова) общим объёмом более 70 куб.метров.
Центральное место в кабине занимали два рабочих места:
- рабочее место командира корабля;
- рабочее место второго лётчика.
Кабина экипажа БТС-002 была оборудована средствами аварийного покидания
с двумя катапультными креслами К-36Л (разработки Г.И.Северина).
10 ноября 1985 года был выполнен первый полёт БТС-002,
его пилотировали лётчики-испытатели ЛИИ Минавиапрома СССР Игорь Волк и
Римантас Станкявичюс.
Этим полётом было положено начало горизонтальным лётным испытаниям изделия 11Ф35,
которые проводились с целью отработки посадки по штатной траектории спуска корабля "Буран"
с высоты 4000 метров, при скорости полёта до 600 км/час в ручном, директорном и
автоматическом режимах.
При этом заходы на посадку выполнялись по бездвигательной схеме.
В отличие от обычного самолёта корабль "Буран" садится по значительно более крутой
траектории снижения.
Горизонтальные лётные испытания БТС-002 выполняли лётчики-испытатели И.П.Волк, Р.А.А.Станкявичюс, А.С.Левченко, А.В.Щукин из отряда космонавтов-испытателей Минавиапрома СССР (приказ МАП СССР от 23.06.81 № 263с) и И.И.Бачурин, А.С.Бородай из группы лётчиков-испытателей Минобороны СССР.
Читайте также: