Трагедия выдающегося советского космического проекта «Энергия – Буран»
Часть 9. Ракета-носитель «Энергия»

Продолжаем. Сегодня поговорим о ракете «Энергия»

Выводить «Буран» на орбиту должна была двухступенчатая ракета-носитель «Энергия», которая могла применяться для запуска и других космических аппаратов. Спуск корабля осуществлялся с помощью газодинамического и аэродинамического управления, в конце использовался тормозной парашют. Для посадки была доработана отдельная полоса на Байконуре и на двух запасных аэродромах в Приморье и в Крыму. Кроме того, в резерве имелись еще 14 аэродромов, в том числе в Ливии и на Кубе. Всего по программе было построено три корабля, последний из которых не был закончен. Также была заложена основа для второй серии.

Двухступенчатая ракета-носитель (РН) «Энергия» выполнена по пакетной схеме с параллельным расположением ступеней и боковым расположением полезного груза, в которой четыре боковых ракетных блока I ступени (блоки А) располагаются вокруг центрального ракетного блока II ступени (блока Ц). РН устанавливается на стартово-стыковочный блок (блок Я), предназначенный для ее стыковки с пусковой установкой (ПУ) стартового комплекса и обеспечения силовых, пневмогидравлических и электрических связей РН с ПУ и комплексом наземного оборудования при подготовке к пуску. Стартово-стыковочный блок служит опорным силовым элементом при сборке и транспортировке РН. После пуска ракеты стартово-стыковочный блок остается на пусковом устройстве и может использоваться повторно.

Двигательная установка РН «Энергия» состоит из четырех четырехкамерных кислородно-керосиновых двигателей РД-170 (по одному на каждом из четырех блоков I ступени ракеты) и четырех однокамерных кислородно-водородных двигателей РД-0120 на центральном блоке II ступени, а также пневмогидросхемы, обеспечивающей их функционирование. Двигатели РД-170, специально разработанные для РН «Энергия», обладают рекордными параметрами и не имеют аналогов за рубежом.

Все двигатели начинают работать со старта, причем запуск двигателей второй ступени происходит с некоторым опережением (8 с) запуска двигателей первой ступени. За это время система диагностики проводит заключительные проверки и дает «разрешение» на запуск двигателей первой ступени, таким образом исключается старт РН с неисправным двигателем. Широкие диапазоны регулирования тяги двигателей и массового соотношения компонентов топлива, поступающего в камеры, обеспечивают реализацию наиболее оптимальных параметров движения РН и синхронизацию опорожнения топливных баков. РН на активном участке полета управляется и стабилизируется путем отклонения вектора тяги двигателей I и II ступеней в двух плоскостях. Для этого двигатели имеют узлы качания и систему высокоточных рулевых приводов, обеспечивающих качание каждого двигателя II ступени и четырех камер двигателя I ступени. Рулевые приводы развивают тяговые усилия около 50 тс на I ступени и около 33 тс на II ступени и действуют с точностью 1 % от диапазона перемещения приводов.

Подписаться

#технилище #космос #Буран #Энергия #СССР #ракетаноситель

Трагедия выдающегося советского космического проекта «Энергия – Буран»
Часть 10. Особенности РН «Энергия» и первые испытания

Система автономного управления РН «Энергия» на базе бортового цифрового вычислительного комплекса обеспечивала высокую точность выведения полезного груза в заданную область и широкие возможности РН по выходу из нештатных ситуаций, в том числе и при отказе одного из двигателей РН. Высокая степень автоматизации позволила учесть возможность многих нештатных ситуаций — выход из них заранее заложен в программы. Иными словами, пятьсот нештатных ситуаций превратились в штатно-заложенные. В самых сложных нештатных ситуациях автоматика приводит ракету в безопасное состояние, и она останется в нем, пока не будет принято необходимое решение.

Особое место среди проектно-конструкторских решений занимает ракетный блок I ступени. В соответствии с тактико-техническим заданием МКС «Энергия — Буран» должна быть многоразовой и использоваться в полете не менее 10 раз. В результате всесторонних исследований была выбрана парашютно-реактивная схема возвращения блока после его отделения от РН. Возвращение и повторное использование блоков — это сложная научно-техническая задача, которую предполагалось решать последовательно, по мере проведения экспериментальной отработки. При первых летных испытаниях блоки А в составе РН не оснащались средствами возвращения, а использовались лишь отдельные системы для их отработки.

В декабре 1982 года в монтажно-испытательном корпусе была проведена первая сборка «пакета» РН — экспериментальной технологической ракеты, на которой были проведены динамические испытания и примерочные работы с системами наземного оборудования. С марта по октябрь 1985 года были проведены «холодные» стендовые испытания центрального блока, при которых была отработана технология заправки компонентами топлива, включая заправку переохлажденным жидким водородом. Затем были проведены два огневых испытания блока. При первом огневом испытании (по программе 20 секунд) через 2,58 секунды после начала запуска ДУ прошла команда «Автоматическое прекращение подготовки» из-за медленного набора оборотов турбонасосным агрегатом одного из двигателей, одновременно было зафиксировано падение управляющего давления гелия в нескольких магистралях пневматической сети. При последующем осмотре ракеты было выявлено разрушение одной пневмомагистрали (трубки диаметром 20 мм), что потребовало проведения ряда мероприятий по повышению надежности. Второй огневой запуск ракеты длительностью 390 с прошел без замечаний.

Залогом успеха создания РН «Энергия» стал большой объем наземной экспериментальной отработки конструкции, проверка функционирования всех ее систем и агрегатов. Летными испытаниями только подтверждались заданные характеристики. Всего по РН «Энергия» были проведены испытания на 232 экспериментальных установках и 30 прочностных сборках, что соответствовало изготовлению четырех полных комплектов штатной РН.

К 15 мая 1987 года первый образец ракеты-носителя «Энергия» был уже готов, но «Буран» ещё только строился, поэтому для первого испытательного запуска было решено использовать динамический макет боевой лазерной платформы «Скиф», получившей обозначение «Полюс». Пуск произвели в 21 ч 30 мин по московскому времени. Ракета отработала без всяких замечаний, но «Полюс» не вышел на орбиту из-за программной ошибки, в результате которой он затормозил вместо разгона до орбитальной скорости и упал в Тихий океан. Однако для основной цели проекта это был однозначный успех: «Энергия» показала свою готовность к выводу космического корабля на орбиту.

Подписаться

#технилище #космос #Буран #Энергия #СССР #ракетаноситель

«Энергия-Буран» перед запуском, Байконур

Подписаться

#технилище #космос #Буран #Энергия #СССР #ракетаноситель

Трагедия выдающегося советского космического проекта «Энергия – Буран»
Часть 11. Подготовка к первому полету

Сегодня расскажу о главном событии в истории системы «Энергия-Буран»: о первом и, увы, единственном ее полете.

В Центре подготовки космонавтов планировалась подготовка по программе «Буран». Для выполнения полетов были сформированы две группы летчиков-испытателей. Первая, гражданская, группа была сформирована на базе летного отряда летного-испытательного института. На базе ГКНИИ ВВС имени В.П. Чкалова была сформирована вторая, военная, группа летчиков, также готовившаяся к полету на «Буране». На базе этих групп позже были сформированы отряды космонавтов. Испытания и отладка оборудования системы автоматической посадки проводились в три этапа. Сначала над смонтированным на аэродроме оборудованием пролетали самолеты-лаборатории МиГ-25 и Ту-134 по заданным траекториям. На следующем этапе полеты выполнялись на летающих лабораториях Ту-154, несущих часть аппаратуры «Бурана». И только после этого приступили к отработке автоматической посадки на специально созданном самолете-аналоге орбитального корабля БТС-02. С 1984 по 1988 год проводились летно-конструкторские испытания аналога «Бурана» — БТС-02, оснащенного 4 турбореактивными двигателями для самостоятельного взлета с взлетно-посадочной полосы. Испытания проводились с целью определения летных характеристик корабля «Буран», работоспособности его систем и приобретения навыков пилотирования будущими пилотами.

Задачей первого полета МРКК «Энергия-Буран» были продолжение летной отработки ракеты-носителя «Энергия» и проверка функционирования конструкции и бортовых систем орбитального корабля «Буран» на наиболее напряженных участках полета (выведение и спуск с орбиты) с минимальной длительностью орбитального участка. Из соображений безопасности первый испытательный полет «Бурана» был определен как беспилотный, что традиционно для отечественной космонавтики, с полной автоматизацией всех динамических операций вплоть до рулежки по ВПП.

Стоит отметить, что участвующие в испытаниях и готовившиеся к полёту на «Буране» Игорь Волк и Алексей Леонов отправляли письмо к руководству страны, чтобы им разрешили участвовать в этом полёте, но им было в этом отказано.

Первый полет «Бурана» должен был состояться 29 октября 1988 года, но на последней минуте старт был отменен из-за неполадки. Автоматика отменила запуск «Энергии» за 51 секунду до старта, обнаружив неполадку в одной из систем. Еще 17 дней ушло на поиск и исправление недочета. Несмотря на надвигающиеся на космодром дождь с ветром старт 15 ноября прошел успешно. В похожих холодных условиях погиб шаттл «Челленджер» менее 3 лет назад, но «Буран» не имел твердотопливных ускорителей (приведших тогда к катастрофе) и запуск рискованно было откладывать, так как существовал риск что руководство страны может его и вовсе отменить, поэтому было принято решение корабль всё-таки запустить. С помощью ракеты-носителя в штатном режиме космоплан вышел на орбиту, совершил два витка вокруг Земли и с высокой точностью приземлился на посадочную полосу. Полет и посадка проходили полностью в автоматическом режиме, весь полет занял 205 минут. Перед самым приземлением «Буран» заставил наблюдателей поволноваться, резко сменив направление и на время пропав из поля зрения антенн. Кто-то в центре управления полетами уже начал составлять сообщения о неудавшемся полете, кто-то готовился взорвать «Буран» − такое распоряжение было на случай полного отказа оборудования. Но корабль лишь развернулся и зашел на посадку с другой стороны аэродрома. Такой маневр был заложен в бортовой компьютер «Бурана». Далее системы с ювелирной точностью посадили корабль, отклонившись от плана всего на несколько метров.

Подробнее о полете будет рассказано далее.

Подписаться

#технилище #космос #Буран #Энергия #СССР #Байконур

Трагедия выдающегося советского космического проекта «Энергия – Буран»
Часть 12. Триумфальный полет: первый и единственный…

Орбитальная часть полёта была наиболее предсказуемой для конструкторов. К 1988 году благодаря запускам «Союзов» в этой сфере было накоплено достаточно опыта. «Буран» пробыл на орбите всего 94 минуты, хотя был способен находиться в космосе до 30 суток.

Пуск произошёл в 06:00 по московскому времени и прошёл идеально. Спустя 467 секунд после старта двигатели «Энергии» отключились, а ещё через 15 секунд «Буран» отделился от неё и отправился в свободный полёт. Спустя несколько минут корабль повернулся к Солнцу днищем и за 1,5 витка произвёл 4 сеанса связи с землёй, входе которых на борт передавались данные, необходимые для полёта и посадки, а обратно — телеметрия и телевизионный сигнал с установленной на месте пилота камеры. Далее он стал готовиться к посадке: центровка корабля была изменена посредством перекачки топлива из носовых баков в кормовые. В 08:20 над Тихим океаном Буран развернулся задом-наперёд и выдал тормозной импульс включением маневровых двигателей на 158 секунд, после чего развернулся обратно, приготовившись ко входу в атмосферу.

Возвращение с орбиты любого космического корабля — это процесс падения. «Буран» начинал снижаться на скорости, почти в 30 раз превышающей скорость звука. Сектором, в котором он сойдёт с орбиты, определялась и точка его приземления: основная — Байконур или одна из запасных — в Крыму или в Приморье. Изменить место посадки после входа в атмосферу было уже невозможно — у «Бурана» (как и у Space Shuttle) отсутствовали авиадвигатели. После начала снижения ракетоплан взял курс на космодром Байконур.

Не обошлось и без ЧП (или не ЧП?). На высоте 11 км космолёт получил с Земли информацию об изменившихся погодных условиях и неожиданно для всех совершил резкий манёвр. «Буран» описал петлю с разворотом на 180 градусов и зашёл на взлётно-посадочную полосу «Юбилейного» не с северо-запада, а с юга. В момент разворота корабль пропал из поля зрения и в центре управления полётами началась паника. Ответственные лица предлагали немедленно взорвать «Буран», чтобы такая сверхсекретная разработка в случае крушения не досталась другому государству (на корабле были установлены тротиловые заряды). Но заместитель главного конструктора «Молнии» Степан Микоян настоял на том, что нужно подождать, и благодаря этому ситуация разрешилась благополучно.

На протяжении всего финального этапа полёта «Буран» сопровождал МиГ-25 под управлением лётчика-испытателя Магомеда Толбоева. Посадка прошла гораздо мягче, чем ожидалось, из-за этого тормозные парашюты, которые должны были раскрыться от продавливания стоек шасси при первом же касании полосы, сработали только спустя 9 секунд после приземления, когда челнок уже начал терять скорость. Так «Буран» стал первым в истории орбитальным кораблём, успешно выполнившим приземление в автоматическом режиме.

Первый полет выполнил поставленные цели — система оказалась жизнеспособной. Более того, нештатная ситуация показала совершенство автоматики «Бурана», которая сменила направление захода на посадочную полосу, что позволило использовать встречный ветер для снижения скорости. Позже конструкторы проанализируют все произошедшее: «Буран» выполнил свою задачу на 100% — он постоянно считывал данные за бортом и с учетом этого корректировал план посадки. То есть, никакого ЧП не было, автоматика сработала штатно и с высочайшей точностью.

Советский космический челнок совершил то, что казалось фантастическим в то время: он приземлился на автопилоте. Впечатляющие достижения заставляли ученых потирать руки, предвкушая последующие открытия, ведь по состоянию на 1988 год проект был далек от завершения. Большинство вещей требовалось переосмыслить, внести корректировки. Это и послужило причиной столь короткого пребывания корабля на орбите нашей планет. Полностью автоматическая посадка «Бурана» заслуженно считается выдающимся достижением советской науки.

Завтра я расскажу о трагической судьбе проекта.

Подписаться

#технилище #космос #Буран #Энергия #СССР #Байконур

Старт системы «Энергия-Буран»

Подписаться

#технилище #космос #Буран #Энергия #СССР

«Энергия-Буран» взлетает

Подписаться

#технилище #космос #Буран #Энергия #СССР