Главная » Хабрахабр » Триумф и трагедия «Бурана»

Триумф и трагедия «Бурана»

В полностью автоматическом режиме он совершил 2 витка вокруг Земли и успешно приземлился спустя 205 минут. Ровно 30 лет назад с космодрома Байконур на ракете-носителе «Энергия» в свой единственный полёт отправился корабль «Буран». Это стало несомненным триумфом советской космонавтики, впервые в мире сумевшей посадить многоразовый космоплан в автоматическом режиме на землю.

В 2002 году единственный летавший в космос «Буран» был навсегда погребён под обломками цеха в котором хранился. Но спустя всего год работы по проекту были приостановлены, а в 1993 году — и вовсе прекращены. Об предпосылках к появлению проекта «Энергия-Буран», его ходе и печальном завершении, пойдёт сегодня речь.

Руководству космического агентства стало понятно, что им нужен намного более дешёвый транспорт для запусков людей и грузов в космос, чем ракета-носитель «Сатурн-5». Ещё до того, как первые «Аполлоны» высадились на Луну, бюджет NASA начал сокращаться. Выход для этого виделся в реализации одного из оригинальных этапов достижения Луны в плане Вернера фон Брауна, а именно в создании многоразового корабля.

Договор в тот момент казался выгодным для обеих сторон, хотя это и сыграет с проектом злую шутку в ближайшем будущем. Профинансировать весь проект NASA было сложно, а ВВС США в тот момент также требовался новый тяжёлый носитель, поэтому агентство согласилось увеличить грузоподъёмность и размеры грузового отсека «Спейс Шаттла» под характеристики перспективного спутника KH-11, а ВВС в свою очередь обеспечивали часть финансирования разработки и обеспечивали «Шаттл» дополнительными заказами. Но сейчас не об этом.

Ко времени строительства в 1976 году аналога шаттла для испытательных полётов «Энтерпрайз», оно окончательно пришло к выводу, что оставлять этот проект без ответа нельзя, и надо создавать собственный аналог космического челнока. Глядя на представленные в открытом доступе характеристики американского челнока и факт участие в этом проекте военных, а также сопоставив эти данные с характеристиками своих спутников и посещаемых станций серии «Алмаз», советское руководство пришло к выводу что «Спейс Шаттл» может использоваться для инспекции и снятия их с орбиты.


«Спейс Шаттл» и станция «Мир».

Вокруг этой версии ходит несколько легенд: что посещающие США с визитом космонавты увидели схему такого «нырка» на одном из плакатов (который оказался на их пути случайно или был «подброшен» американской стороной намеренно), а также что один из Шаттлов действительно делал нырок в 1985 году — незадолго до катастрофы «Челленджера». Надо отметить что для создания «Бурана» называют и другую, совсем уж экзотическую причину: возможность «нырка» Шаттла в верхние слои атмосферы со сбросом ядерной бомбы на Москву. Так или иначе, но «Спейс Шаттлу» выполнить такой манёвр было бы невероятно трудно при определённых доработках, а в носителя ядерного оружия проще и дешевле можно было оборудовать обычный спутник, поэтому эта версия выглядит весьма сомнительной.

Специально для создания системы «Энергия-Буран» было образовано научно-производственное объединение «Молния», а его генеральным директором был назначен Г.Е. Точный спектр военных задач «Шаттлов» был неизвестен, поэтому, как и ранее в случаях с ракетой «Фау-2» и бомбардировщиком «B-29» аналог было приказано делать максимально приближенным к оригиналу. К разработке было подключено 70 министерств и ведомств, 1286 предприятий и около 1 миллиона человек, а тем или иным косвенным образом над проектом трудилось до 3,6 миллиона человек! Лозино-Лозинский, занимавшийся до этого разработкой аэрокосмической системы «Спираль».

Но руководство страны осталось непреклонно и в следующей серии кораблей «БОР-5» пришлось вернуться к конструктивной схеме «Бурана». Лозино-Лозинский было хотел предложить свой проект «Ураган», доработанный из «Спирали» под габаритные и весовые требования полезного груза, и создал для испытания теплоизоляционной плитки в условиях входа в атмосферу серию кораблей «БОР-4» повторяющие «Спираль», которые в уменьшенном виде имели точно такое носовое скругление, как и предполагаемого «Бурана».

Водородные двигатели РД-0120 также оказались больше двигателей «Шаттла» RS-25, в связи с чем их пришлось перенести с космического корабля на вторую ступень. Полностью повторить конструкцию «Спейс Шаттла» в условиях наклонения Байконура было невозможно, да и опыта создания твердотопливных ускорителей у советской промышленности не было, поэтому их было решено заменить на керосин-кислородную первую ступень. В качестве бонуса при таком раскладе Советский Союз получал ракету-носитель «Энергия», способную выводить на орбиту до 100 тонн. В итоге они оказались одноразовыми, но в условиях почти исключительного назначения системы «Энергия-Буран» это было не столь важно.


Итоговый вид «Шаттла» и «Бурана».

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. 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». Однако для основной цели проекта это был однозначный успех — «Энергия» показала свою готовность к выводу космического корабля на орбиту.

К 29 октября 1988 года оказались готовы уже и корабль, и ракета-носитель. 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. Игорь Волк не только участвовал в «обучении» самолёта-аналога автоматической посадке на аэродром, но к тому моменту и произвёл космических полёт на корабле «Союз Т-12», после чего доказал возможность пилотирования корабля сразу после космического полёта сев за штурвал вертолёта, а также самолётов Ту-154 и МиГ-25 (при этом кабина МиГа была оклеена таким образом, чтобы имитировать видимость из кабины «Бурана»).

Оказывается, что блок приборов платформы прицеливания не отошёл от ракеты, что и вызвало остановку пуска. Итак, в 06:24 по московскому времени предстартовый отсчёт показывает уже меньше минуты до запуска, но вдруг он прерывается автоматикой. Запуск отложили на 17 дней.

На этот раз весь отсчёт прошёл по плану, за исключением погоды — руководству запуском под роспись было передано штормовое предупреждение: туман с видимостью 600-1000 м и низкая облачность, юго-западный ветер 9-12 м/с с порывами до 20 м/с, а на корабле кроме всего прочего было обнаружено обледенение с толщиною льда 1-1,7 мм. 15 ноября 1988 года «Энергия» с «Бураном» на борту снова была готовы к запуску. 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.

Посадку корабля снимали с борта АН-26 и МиГ-25.
В ходе полёта использовались шесть наземных станций слежения, 4 научно-исследовательских суда и 5 спутников.

Спустя 467 секунд после старта двигатели «Энергии» отключились, а ещё через 15 секунд «Буран» отделился от неё и отправился в свободный полёт. Пуск произошёл в 06:00 по московскому времени и прошёл идеально. 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. Спустя ещё 3 минуты он достиг апогея траектории и 67-секундным импульсом перешёл на орбиту в 251-263 км с наклонением 51,64°.

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. Далее он стал готовиться к посадке: центровка корабля была изменена посредством перекачки топлива из носовых баков в кормовые.

Это делалось для снижения подъёмной силы крыльев, что требовалось для быстрого прохождения верхних слоёв атмосферы, в которых корабль оказывался в окружении высокотемпературной плазмы и мог попросту «перегреться». Как и у «Спейс Шаттла», вход «Бурана» в атмосферу происходил с большим креном по зигзагообразной траектории. В таких условиях бортовой компьютер принял решение о заходе на полосу с противоположной стороны. Посадка также прошла успешно, хотя и не обошлось без курьёза: после прохождения участка плазмообразования на высоте в 50 км «Буран» снова установил связь с землёй и получил данные о погоде над аэродромом (сильный ветер в 15 м/с с порывами до 20 м/с). Прошло несколько томительных секунд, за которые кто-то уже успел предложить воспользоваться аварийной системой подрыва «Бурана», но заместитель главного конструктора Степан Микоян предложил немного подождать, и вскоре корабль был снова обнаружен Толбоевым на высоте в 8 км заходящим на посадку. Выполнив для этого резкий манёвр, незадолго до посадки, корабль оказался над приёмными станциями и был ими потерян, пилот МиГа-25 Магомед Толбоев также потерял корабль в облаках.

Несмотря на сильный ветер, пролетев почти 100 тыс. Посадка «Бурана» была столь плавной, что завязанная на степень сжатия амортизаторов автоматика выпуска тормозного парашюта сработала лишь тогда, когда корабль начал опускать нос и шасси сжалось под весом корабля. км, корабль коснулся взлётно-посадочной полосы аэродрома Байконура с отклонением всего в 9,4 м вправо и с недолётом в 190 м от расчётной точки касания.

Всего к началу 1992 года на проект «Энергия-Буран» за 16 лет было потрачено 16,4 миллиардов советских рублей (порядка 2 триллионов рублей в ценах 2016 года), а созданная в ходе разработок инфраструктура позволяла запускать по кораблю раз в 2 недели! Следующий запуск мог состояться уже в 1990 или 1991 году, но увы этому уже не суждено было случиться: в 1991 году работы по проекту были приостановлены, а 25 мая 1993 года — и вовсе полностью остановлены. В «Буране» также было применено 400 новых изобретений.

Полученные с продажи ракетных двигателей средства позволили сохранить коллективы и производственные мощности в безденежье 90-х. Часть из этих разработок по программе были использованы с пользой: «половинка» РД-170 — двигателя использовавшейся на второй ступени Энергии — под наименованием РД-180 создавалась и применяется до сих пор на американской ракете-носителе «Атлас-5». В данный момент временно возродить производство «Зенитов» планирует уже коммерческая фирма «S7 Space», для того чтобы скорее выйти на уровень безубыточности, и чтобы создать себе клиентскую базу для разрабатываемой сейчас ракеты-носителя «Союз-7SL». Также боковые блоки первой ступени Энергии под наименованием «Зенит-2» использовались для запусков с Байконура и «Морского старта».


Летавший «Буран» в 1991 году.

Хруничева, но вразумительных планов по созданию многоразовой системы у нас до сих пор нет. Однако сохранить и применить на пользу удалось далеко не всё: так НПО «Молния» находится сейчас в упадке, а хоть департамент по многоразовым средствам выведения и решено было возродить на базе Центра им. Со времён сворачивания работ по программе «Энергия-Буран» было много попыток создания нечто подобного: боковые блоки ракеты-носителя «Ангара» собирались сажать на аэродром на крыльях (такое планировали сделать для боковых блоков Энергии), предлагалась также многоразовая система с воздушным стартом «МАКС» и многоразовый космический корабль «Клипер», но ничего из этого так и не удалось реализовать.

Не удалось пока и возродить технологии использования водород-кислородного топлива: хотя в те же 90-е нами была разработана водородная верхняя ступень для индийской ракеты-носителя «GSLV», но водородный разгонный блок «КВТК» для себя мы собираемся построить не раньше 2024 года, а попыток восстановить водородный двигатель РД-0120 уже и вовсе не предпринимается.

Складированные в одном месте 10 тонн рубероида, вкупе с отяжелённым керамзитом, впитавшим влагу от прошедших недавно дождей, вызвал обрушение одного из пролётов крыши. Весной 2002 года протекающую кровлю монтажно-испытательного корпуса площадки №112 Байконура, где хранился летавший в космос Буран в сборе с макетом ракеты Энергия, обвалился из-за нарушений в ходе ремонта. Под крышей МИКа, некогда служившим местом сборки всех трёх орбитальных кораблей серии «Буран», оказались погребены сам корабль, различные лётные компоненты ракеты-носителя «Энергия» и все 8 членов бригады, выполнявшей ремонт. Из-за вызванного при этом разрушения бака ракеты-носителя Энергия и конструкционных недостатков самой конструкции крыши, за ними последовали и ещё два пролёта из пяти. Сам МИК хотели было восстановить, но смогли отремонтировать только 3-й пролёт его крыши. От крыши падения с 70-метровой высоты «Буран» был практически полностью разрушен — восстанавливать его уже не стали.


Атмосферный самолёт-аналог Бурана БТС-002 также оказался для нас потерян: после нескольких операций, в ходе которых он в частности посетил олимпиаду в Сиднее, самолёт-аналог оказался в собственности музея техники в Шпайере (Германия), где и находится с 2008 года по сей день.

В последствии в 2011 году его перевезли в ЛИИ им. 3-й лётный образец — «Байкал» — долгое время простоял цехах Тушинского машиностроительного завода, откуда был продан фармацевтической компании и оказался в итоге на берегу Химкинского водохранилища в 2004 году. Громова, где собирались отреставрировать к выставке «МАКС-2013», но даже этим планам не суждено было сбыться.

А частота запусков была ключевым фактором в обеспечении экономической выгоды этого проекта. Назвать полностью успешной программу «Спейс Шаттл» тоже неполучается — созданный под требования военных переразмеренный корабль оказался дорог в обслуживании и так и не смог выйти на планируемую частоту запусков, в чём опять же «помогли» военные, отказавшись от использования корабля после катастрофы «Челленджера». Также необходимость укладываться в рамки существующего бюджета для разработки «Спейс Шаттла» вынудила его создателей использовать боковые твердотопливные ускорители, которые не только оказались весьма дороги в обслуживании (сопоставимого с созданием нового ускорителя), но и оказались причиной одной из 2 его катастроф.

А в случае самого Хаббла — и без самого челнока, способного осуществлять ремонт на орбите. Однако и полностью провальным его тоже нельзя назвать, так как многие научные проекты вроде знаменитого телескопа «Хаббл» были бы невозможно реализовать без столь грузоподъёмного носителя. Также все 4 из сохранившихся «Шаттлов» попали в американские музеи, где напоминают своим посетителям об этом прекрасном, но не до конца удавшемся проекте.

В данный момент под угрозой оказался Центральный музей ВВС в Монино, на территории которого находится лётный аналог орбитального самолёта «Спирали» — МиГ-105. Что-то для нас уже безвозвратно утеряно, но что-то всё ещё можно сохранить! Экспонаты этого музея намереваются перевезти в военно-патриотический парк культуры и отдыха «Патриот», расположенным в 90 км от него. 11. Таким «малюткам», как аналог «Спирали», возможно транспортировка и не угрожает, но вот крупные машины для этого явно придётся разрезать на части, что угрожает обернуться серьёзными последствиями для их состояния.

Потеря каждого из этих экспонатов может стать невосполнимой утратой для истории нашей авиации. Среди уникальных экспонатов Монино есть самолёт серии Ту-144, впервые приступивший к перевозке пассажиров, единственный поднимавшийся в небо сверхзвуковой бомбардировщик Т-4, произведённый в 5 экземплярах высотный дозвуковой разведчик М-55 и существующий в 2 экземплярах экспериментальный самолёт-амфибия ВВА-14, а также множество других машин с уникальной историей.

Ссылки:

Более подробная история создания «Бурана» и его исторического полёта на сайте «Буран.Ру».

Описание процесса посадки космического корабля на примере «Спейс Шаттла».

Лукашевича и И.Б. И конечно же книга «Космические крылья» В.П. Афанасьева, которая является источником бесчисленного числа подробностей проектов «Спираль» и «Буран», а также многих других проектов создания многоразовых систем космического назначения.


Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показан
Обязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Ещё Hi-Tech Интересное!

Разработка buck-преобразователя на STM32F334: принцип работы, расчеты, макетирование

В двух своих последних статьях я рассказал о силовом модуле и плате управления на базе микроконтроллера STM32F334R8T6, которые созданы специально для реализации систем управления силовыми преобразователями и электроприводом. Так же был рассмотрен пример DC/AC преобразователя, который являлся демонстрацией, а не ...

Simulation theory: взаимосвязь квантово-химических расчётов и Реальности

Введение О чём этот текст Если человек услышит о «симуляции реальности», то в наиболее вероятно ему в голову придут или разные научно-фантастические произведения (типа Матрицы, Темного города, или Теоремы Зеро), или компьютерные игры. В случае людей, чьи головы засорены инженерным ...