История создания

История создания многоразового орбитального корабля "Буран"

Работы по созданию многоразовых космических кораблей в Советском Союзе имеют свою историю.

Идея  использовать крылья на возвращаемом космическом аппарате возникла сразу же с началом полетов в космос. Это объяснялось желанием использовать потенциальные возможности земной атмосферы (в первую очередь, управляемое торможение и точное маневрирование) и тем авиационным заделом, с которым первые ракетчики пришли в космонавтику. Поэтому наличие крыльев на спускаемом аппарате, движущимся в атмосфере, выглядело простым и логичным.

Первые проекты крылатых космических кораблей
Во второй половине 50-х годов в ЦАГИ приступили к исследованию гиперзвуковых пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов. Первые официальные упоминания о "космолетах" ("космопланах") - аппаратах типа самолетов, способных летать на чрезвычайно больших высотах и в околоземном космосе - появились в 1958 году в планах Министерства обороны СССР, очерчивающих основные направления деятельности советских ВВС на ближайшие 25 лет. Предполагалось, что разрабатываемые аппараты смогут достичь скоростей свыше М=10 и высот полета более 60 км.
Вскоре в ОКБ-23 и ОКБ-256 Госкомитета по авиационной технике началась разработка проектов пилотируемых "космопланов", запускаемых на орбиту трехступенчатой модификацией МБР Р-7.

Первый советский челнок
словные обозначения: 1 - кабина космонавтов; 2 - иллюминаторы; 3 - входной люк; 4 - приборный отсек; 5 - консоли крыла при входе в плотные слои атмосферы; 6 - хвостовое оперение

В ОКБ-256 Павла Цыбина по заказу ОКБ-1 Сергея Королева, параллельно с "гагаринским" "Востоком", проектировался крылатый космический корабль (КК) "классической" аэродинамической схемы, эскизный проект которого был утвержден 17 мая 1957 года. Планирующий космический аппарат (ПКА) имел трапециевидное крыло и нормальное хвостовое оперение при стартовой массе 4,7 т, посадочной - 2,6 т и экипаже 1 человек. Расчетная продолжительность полета достигала 27 часов. КК имел длину 9,4 м, размах крыла 5,5 м, высоту по оперению 4 м и ширину фюзеляжа 3 м. Особенностью проекта было складывание крыла в аэродинамическую "тень" фюзеляжа на участке интенсивного торможения в атмосфере. Схема спуска предполагала интенсивное торможение в атмосфере с использованием подъемной силы несущего корпуса до скорости 500-600 км/ч на высоте около 20 км, затем обеспечивалось планирование с помощью раскладывающего крыла. Космонавт должен был катапультироваться перед посадкой на взлетно-посадочную полосу (ВПП). После подключения к работам ЦАГИ выяснилось, что проблемы, встающие перед разработчиками крылатых космических аппаратов, гораздо серьезнее, чем было принято считать. Так, после продувок в аэродинамических трубах выяснилось, что тепловые нагрузки на теплозащитный экран значительно превосходят расчетные, а узел шарнира поворота консолей крыла на самом теплонапряженном участке спуска находится в "застойной" зоне с практически полным отсутствием теплоотвода. Технические проблемы, связанные с точной ориентацией при спуске, сложности с теплозащитой и успешные испытания КК "Восток" определили прекращение работ по ПКА.

ВКА-23
ВКА-23 В.М.Мясищева, третий вариант (1960 г.): стартовая масса - 4,5 т при запуске на орбиту высотой 400 км, полезный груз 700 кг; экипаж 1 человек; длина 9,0 м, размах крыла 6,5 м, высота 2 м.

В 1957-60 годах воздушно-космические аппараты (ВКА) М-40, М-46 и другие разрабатывались в ОКБ-23 Владимира Мясищева в рамках "Темы-48". Последний вариант ВКА-23 впервые предусматривал применение плиточной керамической теплозащиты, предназначался для одного космонавта и при запуске на орбиту высотой 400 км имел массу 4,5 т, длину 9 м, размах крыла 6,5 м, высоту по килям 2 м и был способен нести полезный груз 700 кг.

ВКС конструкции В.Н.Челомея Р-2
 Ракетоплан Р-2 разработки Владимира Челомея

В 1960 г. ОКБ-23 и ОКБ-256 стали филиалами ОКБ-52 Владимира Челомея, продолжившим работу над ракетопланами. Результатом стал эскизный проект беспилотного ракетоплана Р-1 массой 6,3 т, оснащенного М-образным складным крылом переменной стреловидности, и его пилотируемого варианта Р-2.
Беспилотный вариант Р-1 предназначался для проверки и отработки всех агрегатов и систем ракетоплана на орбите, в том числе систем ориентации и стабилизации, теплозащиты, срабатывания средств разделения с изучением динамики процесса расцепки, уточнения баллистических и аэродинамических параметров ракетоплана с оценкой надежности работы всех бортовых систем.

На ракетоплане Р-2 предполагалась отработка космонавтом контрольно-проверочных, связных и Первая советская маневрирующая боеголовка МП-1наблюдательных функций из космоса. Полная масса ракетопланов Р-1 и Р-2 - по 6300 кг, штатная траектория полета должна была включать эллиптическую орбиту с перигеем 160 км и апогеем 290 км, полное время полета составляло 24 часа. Перегрузка на спуске должна была составить всего 3,5-4 g, в отличие от 9-11 g на спускаемом аппарате КК "Восток". Для запуска ракетопланов велась проработка собственной двухступенчатой РН А-150 со стартовым весом около 200 т.
По программе разработки ракетоплана и маневрирующих боеголовок в 1961-63 годах было выполнено 12 суборбитальных запусков масштабных моделей МП-1 и М-12 на РН Р-12 разработки Михаила Янгеля (первый пуск 21.02.1963), но после снятия с руководящих постов благоволившего к Челомею Никиты Хрущева (его сын Сергей работал в ОКБ-52) 19 октября 1964 года все работы были прекращены с передачей материалов по ракетопланам в ОКБ-155 Артема Микояна.
МП-1 представляла собой прообраз маневрирующей боеголовки в виде 1,8-метрового конуса массой 1,75 т, управляемого на гиперзвуковых скоростях восемью аэродинамическими щитками. Баллистическая ракета поднимала образец на 405 км, в атмосферу он входил в 1760 км от места старта со скоростью 3,8 км/с. М-12 - такой же конус, но с четырьмя стабилизаторами.

Если работа над ракетопланами не спасла самостоятельность ОКБ-23 Мясищева, то патриарх отечественной авиации Андрей Туполев поступил мудрее, создав еще в 1956-57 годах внутри своего ОКБ-156 отдел "К" под руководством своего сына Алексея, поручив ему работы в области беспилотных авиационных и ракетных систем. В 1958 г. отдел "К" начал работы над ударным беспилотным комплексом "ДП" (дальний планирующий), состоящим из РН (предполагалось использовать модификации боевых Р-5, -12, -14 или Р-16) и последней ступени в виде планирующего ракетоплана с термоядерной боевой частью. Предусматривалась также разработка в ОКБ-156 собственного носителя. РН должна была забрасывать планирующий аппарат на высоту 50-100 км и придавать ему горизонтальную скорость до 20000 км/ч. После разделения ракетоплан выполнял коррекцию и летел к цели по планирующей траектории со снижением скорости и высоты полета. Аппарат должен был выйти на цель на удалении до 4000 км от точки старта, развивая скорость до М=10 (~7000 км/ч) над целью на высоте 30 км.
Модель самолета "130"В 1959 г. "туполевцы" приступили к рабочему проектированию экспериментального прототипа боевого комплекса "ДП" - самолета "130" (Ту-130). В окончательном виде он стал "бесхвосткой" массой 2050 кг и сравнительно небольших размеров: длина - 8,8 м, размах крыла - 2,8 м и высота - 2,2 м.
В опытном производстве заложили серию из пяти экспериментальных "130", и в 1960 г. первый планер был готов к оснащению оборудованием и к стыковке с РН - модифицированной Р-12. Однако по постановлению от 5 февраля 1960 работы по "130" прекратили - его судьбу решили успехи в создании советских МБР. К этому моменту окончательный вариант комплекса "ДП" состоял из трехступенчатой РН собственной разработки со стартовым весом 240 т, и крылатого аппарата, способного доставить термоядерную боеголовку весом 3-5 т на дальность 9000-12000 км.
Задел по темам "ДП" и "130" был использован в проектах ракетоплана "136" (Ту-136, "Звезда", "Красная звезда") и его орбитального варианта "Спутник". Пилотируемый "136" предназначался для
одновиткового полета вокруг Земли с последующей посадкой, а "Спутник" ("137", Ту-137) для нескольких витков с последующей планирующей посадкой на ВПП аэродрома. Работы по темам "Звезда" и "Спутник" продолжались до 1963 г., не выходя за рамки эскизного проектирования. Интересно другое - в рамках "Звезды" прорабатывался вариант вывода ракетоплана на орбиту с помощью авиационно-космической системы, первая ступень которой представляла стратегический сверхзвуковой самолет ("135" или "139"), а вторая ступень - баллистическую ракету воздушного базирования с ракетопланом вместо головной боевой части. Именно этот вариант можно считать предтечей воздушно-орбитального самолета (ВОС) "Спираль", блестящий проект которого предложило ОКБ-155 Микояна 29 июня 1966 года.

Мы не будем здесь подробно останавливаться на проекте "Спираль" - ему, включая и его продолжения в виде беспилотных орбитальных ракетопланов ("БОРов") -  посвящен отдельный раздел сайта.

Путь к "Бурану"
Многоразовая космическая система "Энергия-Буран"Следующей этапной работой для советской космонавтики явилась разработка многоразовой космической системы (МКС) "Энергия-Буран", завершившаяся триумфальным беспилотным полетом и автоматической посадкой "Бурана" на ВПП космодрома Байконур 15 ноября 1988 года.
Создание МКС "Энергия-Буран" (рис. справа) было самой масштабной и трудоемкой программой в истории советской космонавтики. Достаточно сказать, что в течение 18 лет над МКС непосредственно работало более миллиона человек
в 1286 предприятиях и организациях 86 министерств и ведомств, были задействованы крупнейшие научные и производственные центры страны. Общие затраты на программу по состоянию на начало 1992 года составили 16,4 млрд. советских рублей.

"Буран" задумывался как военная система. Вот как вспоминал об этом в 1994-м году директор головного в ракетно-космической промышленности Центрального НИИ машиностроения Ю.А.Мозжорин:
"Программа имеет свою предысторию. В 1972 г. Никсон объявил, что в США начинает разрабатываться программа "Space Shuttle". Она была объявлена как национальная, рассчитанная на 60 пусков челнока в год, предполагалось создать 4 таких корабля; затраты на программу планировались в 5 миллиардов 150 миллионов долларов в ценах 1971 г. В дальнейшем они конечно подросли, как и у всех бывает, достигли 13 миллиардов 400 миллионов долларов. Программа была серьезная, поскольку создавались 4 стартовых комплекса, на базе Ванденберг и на мысе Кеннеди, создавались специальные производства.
Челнок выводил на околоземную орбиту 29,5 т, и мог спускать с орбиты груз до 14,5 т. Это очень серьезно, и мы начали изучать, для каких целей он создается? Ведь все было очень необычно: вес, выводимый на орбиту при помощи одноразовых носителей в Америке, даже не достигал 150 т/год, а тут задумывалось в 12 раз больше; ничего с орбиты не спускалось, а тут предполагалось возвращать 820 т/год... Это была не просто программа создания какой-то космической системы под девизом снижения затрат на транспортные расходы (наши, нашего института проработки показали, что никакого снижения фактически не будет наблюдаться), она имела явное целевое военное назначение.
И действительно, в это время начали говорить о создании мощных лазеров, лучевого оружия, оружия на новых физических принципах, которое - теоретически - позволяет уничтожать ракеты противника на расстоянии в несколько тысяч километров. Как раз вот создание такой системы и предполагалось для отработки этого нового оружия в космических условиях".

Слова Юрия Александровича подтверждает заместитель Главного конструктора МКС "Буран" В.М.Филин:
"Необходимость создания отечественной многоразовой космической системы как средства сдерживания потенциального противника была выявлена в ходе аналитических исследований, проведенных Институтом прикладной математики АН СССР и НПО "Энергия" в период 1971-75 гг. Было показано, что США, введя в эксплуатацию свою многоразовую систему "Space Shuttle", смогут получить решающее военное преимущество в плане нанесения превентивного ракетно-ядерного удара по жизненно-важным объектам на территории нашей страны".Общий вид многоразовой космической системой с орбитальным самолетом ОС-120

В решениях НТС Министерства общего машиностроения и Министерства обороны ставилась задача: "исключить возможную техническую и военную внезапность, связанную с появлением у потенциального противника многоразовой транспортной космической системы "Space Shuttle" - принципиально нового технического средства доставки на околоземные орбиты и возвращения на Землю значительных масс полезных грузов".

Сравнение двух первоначальных вариантов "Бурана"Но окончательный облик "Бурана" появился не сразу. Первоначальный вариант "ОС-120" (рисунок справа), появившийся в 1975 году в томе 1Б "Технические предложения" "Комплексной ракетно-космической программы", был практически полной копией американского шаттла - в хвостовой части корабля размещались три маршевых кислородно-водородных двигателя (11Д122 разработки КБЭМ тягой по 250 тс и удельным импульсом 353 сек на земле и 455 сек в вакууме) с двумя выступающими мотогондолами с двигателями орбитального маневрирования.
МКС с орбитальным кораблем ОС-120 имела стартовую массу 2380 т и состояла из четырех модульных блоков I ступени, расположенных вокруг подвесного топливного отсека и орбитального самолета, образующих II ступень системы. Советский аналог воздушно-космического самолета "Шаттла" - "ОС-120" получался тяжелее (стартовая масса 120 т, посадочная - 89 т) за счет размещения на пилонах в хвостовой части двух РДТТ системы аварийного спасения для экстренного отделения корабля от топливного отсека.

Параллельно в НПО "Энергия" рождается другой вариант, названный МТК-ВП (Многоразовый транспортный корабль вертикальной посадки), массой ~90 т, конструктивно состоящий из передней носовой части конической формы с кабиной экипажа и блоком двигателей ориентации, цилиндрического грузового отсека большого объема в центральной части, и хвостового отсека с двигательной установкой и запасами топлива. МТК-ВП должен был выводиться на орбиту РН стартовой массой 2380 т, состоящей из шести боковых модульных блоков (с уменьшенным до 250 т запасом топлива) в качестве I ступени и центрального блока с рабочим запасом топлива 455 т и кислородно-водородными ЖРД в качестве II ступени. На каждом боковом блоке устанавливался кислородно-керосиновый ЖРД РД-123 тягой по 600 тс, на центральном блоке устанавливалось два ЖРД 11Д122.

Бескрылый Буран
Многразовый орбитальный корабль МТК-ВП:
1 - стабилизаторы; 2 - парашютный отсек; 3 - отсек полезного груза;, 4 - кабина экипажа; 5 - двигатели системы ориентации; 6 - выдвижные посадочные опоры; 7 - двигатели довыведения и орбитального маневрирования; 8 - балансировочный щиток

Предполагалось, что после запуска (МТК-ВП располагался сверху РН) и работы на орбите корабль входит в плотные слои атмосферы с некоторым углом атаки и, используя небольшое аэродинамическое качество, совершает "скользящий" управляемый спуск, используя для балансировки и управления воздушные и газодинамические рули. Максимальное значение бокового маневра при спуске плюс/минус 800 км. Вертикальная скорость посадки гасится парашютной системой, вводимой в действие на высоте 12 км при скорости 250 м/с. Остаточная вертикальная скорость гасится двигателями мягкой посадки, горизонтальная скорость - выдвигаемыми опорами-амортизаторами. Проблему малого гиперзвукового аэродинамического качества, и соответственно, малой боковой дальности конструкторы к маю 1976 года решили размещением треугольных наплывов на корпусе, увеличивающихся к хвосту. Расчетная боковая дальность корабля с таким треугольным в сечении корпусом возрастала до 1800 км. Предлагалось два способа посадки МТК-ВП - вертикально на выдвигающиеся перед посадкой опоры с гашением боковой скорости или без гашения боковой скорости с посадкой на опоры-лыжи с небольшим скользящим пробегом после посадки. Именно похожую схему парашютной посадки с гашением двигателями РДТТ боковой скорости предложено использовать в бескрылом варианте нового шестиместного многоразового космического корабля "Клипер".

МТК-ВП имел серьезное преимущество - отсутствовали крылья, большую часть времени бывшие паразитной массой. К достоинствам предложенной схемы можно также отнести следующее:

Но МТК-ВП имел и серьезные недостатки. В первую очередь высокую температуру нагрева поверхности при спуске (до +19000С), что делало проблематичным его многоразовость, и длительный цикл послеполетного восстановления. Недаром впоследствии Лозино-Лозинский отзывался о МТК-ВП как о "полумногоразовом"."Буран" образца января 1976 года - изделие ОК-92

9 января 1976 года Генеральный конструктор НПО "Энергия" Валентин Глушко утверждает "Техническую справку", содержащую сравнительный анализ нового варианта корабля - "ОК-92", который стал дальнейшим продолжением ОС-120, но имел два главных принципиальных отличия - у него отсутствовали маршевые кислородно-водородные двигатели (они были перенесены на центральный блок РН), но появились Гипотетический проект "Ураган" - РН "Энергия" и КК "305-1"два воздушно-реактивных двигателя (ВРД) для обеспечения возможности самостоятельных полетов в атмосфере. Это обуславливалось тем, что все аэродромы для посадки "Бурана" расположены на территории бывшего СССР, поэтому в течении суток имелись витки, посадка с которых невозможна. Из этой ситуации могло быть два принципиальных выхода: расширить количество аэродромов (но "Буран" создавался как военный объект, а стратегические союзники были расположены "компактно" к границам СССР, Куба же была слишком близка к территории потенциального противника), либо повысить энерговооруженность атмосферного участка за счет установки ВРД. Конструкторы выбрали второй путь. И хотя новый вариант имел "родимые пятна" ОС-120 в виде раздельной двигательной установки и токсичных компонентов топлива, это был шаг вперед.

После выхода Постановления N132-51 разработку планера корабля, средств воздушной транспортировки элементов МКС и системы автоматической посадки поручили специально организованному НПО "Молния", которое возглавил Глеб Лозино-Лозинский. НПО "Молния" (совместно с ЦАГИ) сразу же предложила свои варианты: корабль "305-1" со схемой "несущий корпус" на основе увеличенного в четыре раза орбитального самолета "Спираль" и крылатый вариант "305-2", близкий к варианту ОК-92. В конечном итоге ОК-92 и был принят для дальнейшей проработки, в ходе которой он сначала поменял один мощный РДТТ экстренного отделения от РН на два небольших по бокам хвостовой части, а затем "лишился" и их. ВРД (двухконтурные турбовентиляторные Д-30КП - модифицированные двигатели, широко используемые на дальнемагистральном пассажирском самолете Ил-62М) на боковых пилонах были перенесены наверх, по разные стороны от киля с заменой их на ТРД АЛ-31, и размещены в полуутопленных мотогондолах, но впоследствии были сняты и в полете "Бурана" не участвовали. Двигатели корабля были переведены на кислородно-керосиновое топливо и скомпонованы в объединенную двигательную установку. В ходе дальнейших проработок ракеты-носителя с целью повышения надежности за счет "горячего" резервирования (возможность выключения аварийного двигателя и дросселирования оставшихся) количество кислородно-водородных двигателей на центральном блоке было увеличено с трех до четырех, что позволило снизить тягу каждого с 250 до 190 тс. В то же время общая тяговооруженность всего комплекса была повышена за счет увеличения тяги кислородно-керосиновых двигателей боковых блоков с первоначальных 600 тс до 740 тс.
Параметры всех конкурирующих вариантов МКС, рассматривавшихся в НПО "Энергия" в период 1975-1976 гг., наряду с "тогдашними" известными нашим проектантам параметрами шаттла, приведены в сводной таблице:

Характеристики

МКС с ОС-120

на 29.07.1975

МКС с ОК-92

МТК-ВП

на 01.05.1976

Спейс Шаттл
 
на 20.12.1975

на 09.01.1976

на 01.05.1976[1]

М н о г о р а з о в а я   к о с м и ч е с к а я   с и с т е м а   в   ц е л о м

Стартовая масса МКС, т

2380

2380

2410

2380

2000

Суммарная тяга двигателй при старте, тс

2985

2985

3720

4100

2910

Начальная тяговооруженность

1,25

1,25

1,54

1,27

1,46

Максимальная высота на старте, м

56,0

56,0

73,58

56,1

Максимальный поперечный размер, м

22,0

22,0

16,57

23,8

Время подготовки к очередному полету, сутки

14

14

н/д

14

Многократность применения:

- орбитальный корабль

 

- I ступень

- центральный блок

 

до 100 раз с заменой ДУ через 50 полетов

до 20 раз

1

 

до 100 раз

 

до 20 раз

1 (с потерей двигателей II ступени)

 

н/д

 

до 20 раз

1 (с ДУ II ступени)

 

100 раз с заменой ДУ через 50 п-тов

до 20 раз

1

Затраты на один полет (без амортизации орбитального корабля), млн. руб. (долл.)

9,8

15,45

н/д

н/д

$10,5

Начало ЛКИ:

  I ступени в составе РН 11К77 ("Зенит")

  кислородно-водородного блока II ступени в составе МКС с грузовым транспортным контейнером

 автономные испытания ОК в атмосфере

  МКС в целом

 

1978 год

 

 

1981 год

1981 год

1983-85 годы

 

1978 год

 

 

1981 год

1981 год

1983-84 годы

 

1978 год

 

 

1981 год

-

1983 год

 

 

 

 

 

4 кв. 1977 г.[2]

3 кв. 1979 г.

Стоимость разработки, млрд. руб. (долл.)

6,1[3]

5,7

н/д

н/д

$5,5

Р а к е т а  -  н о с и т е л ь

Обозначение

РЛА-130

РЛА-130

РЛА-130

РЛА-130В

 

Компоненты и масса топлива:

I ступень (жидкий О2 + керосин РГ-1), т

II ступень (жидкий О2 + жидкий H2), т

 

4×330

720

 

4×330

720

 

4×310

800

 

6×250

455

 

984 (масса ТТУ)

707

Размеры блоков ракеты-носителя:

I ступень, длина×диаметр, м

II ступень, длина×диаметр, м

 

40,75×3,9

н/д[4] × 8,37

 

40,75×3,9

н/д × 8,37

 

25,705×3,9

37,45×8,37

 

45,5×3,7

н/д × 8,50

Двигатели:

I ступень: ЖРД (КБЭМ НПО "Энергия")

 тяга: на уровне моря, тс

          в вакууме, тс

 удельный импульс, на уровне моря, сек

                                   в вакууме, сек

РДТТ (I ступень у "Шаттла"):

  тяга, на уровне моря, тс

 удельный импульс, на уровне моря, сек

                                   в вакууме, сек

II ступень: ЖРД разработки КБХА

  тяга, в вакууме, тс

 удельный импульс, на уровне моря, сек

                                   в вакууме, сек

 

РД-123

4×600

4×670

305

340

 

 

 

 

11Д122

3×250

353

450

 

РД-123

4×600

4×670

305

340

 

 

 

 

11Д122

3×250

353

450

 

РД-170

4×740

4×806

308,5

336,2

 

 

 

 

РД-0120

4×190

349,8

452

 

РД-123

6×600

6×670

305

340

 

 

 

 

11Д122

2×250

353

450

 

 

 

 

 

 

 

2×1200

240

270

SSME

3×213

365

455

Продолжительность активного участка выведения, сек

н/д

н/д

н/д

540

н/д

О р б и т а л ь н ы й   к о р а б л ь

Размеры орбитального корабля:

      общая длина, м

      максимальная ширина корпуса, м

      размах крыла, м

      высота по килю, м

      размеры отсека полезного груза, длина×ширина, м

      объем гермокабины экипажа, м3

      объем шлюзовой камеры, м3

 

37,5

5,5

22,0

17,4

 

18,5×4,6

70

н/д

 

34,5

5,5

22,0

15,8

 

18,5×4,6

70

н/д

 

34,0

8,0

 

н/д

 

н/д × 5,5

55

7

 

37,5

5,5

23,8

17,3

 

18,3×4,55

70

н/д

Стартовая масса корабля (с РДТТ САС), т

155,35

116,5

н/д

-

Масса корабля после отделения РДТТ САС, т

119,35

92

98

88

111

Масса полезного груза, выводимого ОК на орбиту высотой 200 км и наклонением:

      I=50,7   , т

      I=90,0   , т

      I=97,0   , т

 

 

30

20

16

 

 

30

20

16

 

 

30

н/д

н/д

 

 

26,5

18

14

Максимальная масса полезного груза, возвращаемая с орбиты, т

20

20

20

14,5

Посадочная масса корабля, т

89,4

67-72

66,4

84 (с грузом 14,5т)

Посадочная масса корабля при аварийной посадке, т

99,7

82

н/д

н/д

Сухая масса орбитального корабля, т

68

51

79,4

68,1

Запас топлива и газов, т

н/д

10,5

6,6

12,8

Запас характеристической скорости, м/с

450

320

500

320

Тяга корректирующе-тормозных двигателей, тс

н/д

2х14=28

2х8,5=17,0

н/д

Тяга двигателей ориентации, тс

40×0,4

16×0,08

в носовой части 16×0,4 и 8×0,08

в хвостовой части 24×0,4 и 8×0,08

впереди 18×0,45

сзади 16×0,45

н/д

Время пребывания на орбите, сутки

7-30

7-30

н/д

7-30

Боковой маневр при спуске с орбиты, км

2200

2200 (с учетов ВРД 5100)

800┘1800

2100

Тяга воздушно-реактивных двигателей

-

Д-30КП, 2×12 тс

АЛ-31Ф, 2×12,5 тс

-

-

Возможность посадки орбитального корабля на территорию своей страны с Нкр=200км (~ 16 витков в сутки):

              i  = 28,5╟

 

              i  = 50,7╟

 

              i  = 97╟

Посадка на ВПП старта

 

-

с семи витков, кроме 6-14

с пяти витков, кроме 2-6,10-15

Посадка на любые аэродромы гражданского воздушного флота 1 класса

 

-

 

со всех витков, кроме 8,9

 

со всех витков

Посадка на подготовленные грунтовые спецплощадки

Ø 5км

-

со всех витков, кроме 8,9

 

со всех витков

Посадка на базах Эдвардс, Канаверал, Ванденберг

с девяти витков, кроме 7-13

-

с десяти витков, кроме 2-4, 9-12

Потребная длина и класс посадочной полосы

4 км, специальная ВПП

2,5-3 км, все аэродромы 1 класса

Спец.площадка

 Ø 5км

4 км, специальная ВПП

Посадочная скорость орбитального корабля, км/ч

340

310

посадка на парашютах

325

Двигатели системы аварийного спасения (САС), тип и тяга, тс

  масса топлива, т

  масса снаряженного двигателя, т

  удельный импульс, на земле/в вакууме

 

РДТТ, 2×350

2×14

2×18-20

235/255 сек

 

РДТТ, 1×470

н/д

1×24,5

н/д

 

РДТТ, 1×470

н/д

1×24,5

н/дн/д

-

Экипаж, чел.

3-9

3-9

3-9

3-9

Средства для транспортировки орбитального корабля и летной отработки:

Ан-124 (проект)

Ан-22 или автономно

Ан-22, 3М или автономно

н/д

Боинг-747

[1] Приведенные в таблице значения уточнялись в ходе дальней разработки и поэтому отличаются от параметров МКС "Энергия-Буран".
[2] Горизонтальные полеты на внешней подвеске самолета-носителя "Боинг-747"
[3] без учета стоимости разработки тяжелого транспортного самолета типа Ан-124
[4] здесь и далее "н/д" обозначает "нет данных"
Внимание! В таблице приведены не реальные параметры системы "Space Shuttle", а параметры, которые были известны нашим проектантам в 1975 году.

Эволюция проектов советской многоразовой космической системы:

Переход к увеличенному рисункуZoom In to size 2178x795, 258Kb

Эти и другие доработки сделали "Буран" в конце концов таким, каким его узнал весь мир осенью 1988 года.
В итоге был создан корабль с уникальными характеристиками, способный доставить на орбиту груз массой 30 т и вернуть на Землю 20 т. Имея возможность взять на борт экипаж из 10 человек, он мог весь полет выполнять в автоматическом режиме.
Но мы не будем подробно останавливаться на описании "Бурана", ведь ему и посвящен весь наш сайт, для нас важнее другое - еще до его полета конструкторы уже думали о разработке многоразовых кораблей следующего поколения.

Но сначала упомянем о проекте одноступенчатого воздушно-космического самолета, прорабатывавшегося в НИИ-4 (затем ЦНИИ-50) Министерства обороны группой под руководством Олега Гурко. Первоначальный проект аппарата был оборудован силовой установкой, состоящих из нескольких комбинированных прямоточных жидкостных ракетных двигателей, использующих на этапах атмосферного полета (взлет и посадка) атмосферный воздух в качестве рабочего тела. Основное отличие прямоточных ЖРД от классических ПВРД (прямоточных воздушно-реактивных двигателей) заключалось в том, что если в ПВРД набегающий поток воздуха сначала сжимается за счет кинетической энергии набегающего потока, а затем разогревается при сжигании топлива и выполняет полезную работу, истекая через сопло, то в прямоточном ЖРД воздух разогревается струей ЖРД, помещенного в воздушный тракт прямоточного двигателя. Помимо многорежимности (и возможности работы в безвоздушном пространстве как обычный ЖРД) комбинированный ЖРД на атмосферном участке создает дополнительную тягу за счет возникновения инжекционного эффекта. В качестве топлива предусматривался жидкий водород.МГ-19
В 1974 году у Гурко возникла новая техническая идея, позволяющая существенно снизить расход топлива за счет размещения в воздушном тракте теплообменника, нагревающего воздух теплом от бортового ядерного реактора. Благодаря такому техническому решению появилась возможность в принципе исключить расход топлива при полете в атмосфере и соответствующие выбросы в атмосферу продуктов сгорания.
Окончательный вариант аппарата, получивший обозначение МГ-19 (Мясищев-Гурко, М-19, "гурколет"), был выполнен по схеме несущий корпус, обеспечивающей высокое весовое совершенство аппарата, и был оснащен комбинированной двигательной установкой в составе ядерного реактора и комбинированного прямоточного водородного ЖРД.
В первой половине 1970-х годов МГ-19 рассматривался как серьезный конкурент МКС "Энергия-Буран", однако ввиду меньшей степени проработки и большей степени технического риски при реализации, а также из-за отсутствия зарубежного аналога, МГ-19 реализован не был. Тем не менее этот проект до сих пор не рассекречен, и информация о нем и по сей день крайне скудна.

"После-бурановские" проекты. Многоцелевая авиационно-космическая система (МАКС)
МАКСВ 1981-82 гг. в НПО "Молния" был предложен проект авиационно-космической системы "49" в составе самолета-носителя Ан-124 "Руслан", выполнявшего роль I ступени - воздушного космодрома, и II ступени в составе двухступенчатого ракетного ускорителя и пилотируемого орбитального самолета, выполненного по схеме "несущий корпус". В 1982 году появляется новый проект - "Бизань" и его беспилотный аналог "Бизань-Т", отличающийся от "49" одноступенчатым ракетным ускорителем. Начало эксплуатации самого большого и грузоподъемного самолета в мире Ан-225 "Мрия" позволило "Молнии" разработать проект Многоцелевой авиационно-космической системы (МАКС), где роль I ступени выполняет дозвуковой самолет-носитель "Мрия", а вторая ступень образована орбитальным самолетом, "сидящим верхом" на сбрасываемом топливном баке. "Изюминкой" проекта является применение двух маршевых трехкомпонентных ЖРД РД-701 на орбитальном самолете и дифференциально отклоняемые консоли крыла, как у орбитального самолета "Спираль".Полностью многоразовый ракетоноситель "Энергия-2" (ГК-175)

НПО "Энергия", используя задел по МКС "Энергия-Буран", также предложило целый ряд частично или полностью многоразовых ракетно-космических систем с вертикальным стартом с использованием РН "Зенит-2", "Энергия-М" и многоразовой крылатой разгонной ступени вертикального старта на базе "Бурана". Наибольший интерес вызывает проект полностью многоразового носителя ГК-175 ("Энергия-2") на базе РН "Энергия" со спасаемыми крылатыми блоками обеих ступеней.

Также в НПО "Энергия" велись работы и над перспективным проектом одноступенчатого воздушно-космического самолета (ВКС).

Конечно, Авиакосмический самолет Ту-2000отечественные авиационные фирмы не могли отстать и предложили свои концепции многоразовых транспортных космических систем в рамках научно-исследовательской темы "Орел" под эгидой Росавиакосмоса по созданию РАКСа - Российского авиакосмического самолета. Одноступенчатая "туполевская" разработка получила индекс Ту-2000, двухступенчатая "микояновская" - МиГ АКС.Изделие 11Ф74 - возвращаемый аппарат транспортного корабля снабжения

Но в истории нашей космонавтики существовали и бескрылые многоразовые спускаемые аппараты с малым аэродинамическим качеством, использовавшиеся в составе Легкий космический самолет (ЛКС) Владимира Челомеяодноразовых космических кораблей и орбитальных станций. Наибольшего успеха в создании таких пилотируемых аппаратов достигло ОКБ-52 Владимира Челомея. Отказавшись участвовать в разработке "Бурана", Челомей начал в инициативном порядке разрабатывать собственный крылатый корабль ЛКС (Легкий космический самолет) "малой" размерности со стартовым весом до 20 т под свой носитель "Протон". Но программа ЛКС не получила поддержки, и в ОКБ-52 продолжили разработку трехместного возвращаемого аппарата (ВА) в многоразовом исполнении для использования в составе транспортного корабля снабжения (ТКС) 11Ф72 и военной орбитальной станции "Алмаз" (11Ф71).
ВА имел стартовую массу 7,3 т, максимальные длину 10,3 м и диаметр 2,79 м. Масса аппарата на орбите после сброса аварийной двигательной установки - более 4,8 т, при спуске с орбиты - около 3,8 м. Суммарный "обитаемый" объем ВА - 3,5 м3. Максимальная масса возвращаемого полезного груза при запуске ТКС с экипажем - до 50 кг, без экипажа - 500 кг. Время автономного полета ВА по орбите - 3 час; максимальное время нахождения экипажа в ВА - 31 час.
Оборудованный неотделяемым лобовым теплозащитным экраном и запущенный на орбиту второй раз 30 марта 1978 года под обозначением "Космос-997" (первый полет - 15 декабря 1976 года под именем "Космос-881"), именно ВА Челомея 009А/П2 стал первым в мире многоразовым космическим аппаратом. Однако по настоянию Д.Ф.Устинова программа "Алмаз" была закрыта, оставив обширный задел, использующийся и сегодня при изготовлении модулей российского сегмента МКС.Посадка корабля ЗАРЯ

С начала 1985 года подобный проект - многоразовый космический корабль "Заря" (14Ф70) - разрабатывался и в НПО "Энергия" под ракету "Зенит-2". Аппарат состоял из многоразового корабля, по форме напоминавшего увеличенный спускаемый аппарат корабля "Союз", и сбрасываемый перед сходом с орбиты одноразовый навесной отсек. Корабль "Заря" имел диаметр 4,1 м, длину 5 м, максимальную массу около 15 т при выведении на опорную орбиту высотой до 190 км и наклонением 51,60, в том числе массу доставляемых и возвращаемых грузов соответственно 2,5 т и 1,5-2 т при экипаже из двух космонавтов; 3 т и 2-2,5 т при полете без экипажа, или экипажа до восьми космонавтов. Возвращаемый корабль мог эксплуатироваться в течение 30-50 полетов. Многоразовость достигалось за счет применения "бурановских" теплозащитных материалов и новой схемы вертикальной посадки на Землю с помощью многоразовых ЖРД для гашения вертикальной и горизонтальной скоростей посадки и сотового амортизатора корпуса корабля для исключения его повреждений. Отличительной Крылатый вариант "Клипера" (РКК "Энергия", 2005 г.) в полетеособенностью "Зари" было размещение посадочных двигателей (24 ЖРД тягой 1,5 тс каждый, работающих на компонентах перекись водорода - керосин, и 16 однокомпонентных ЖРД тягой 62 кгс каждый для управления спуском) внутри прочного корпуса корабля.
Проект "Зари" был доведен до стадии завершения выпуска рабочей документации, но в январе 1989 года был закрыт из-за отсутствия финансирования.

Логика развития пилотируемой космонавтики и экономические реалии России поставили задачу разработки нового пилотируемого корабля - вместительного, недорогого и эффективного транспортного средства для ближнего космоса. Таким и стал проект космического корабля "Клипер", вобравшего в себя опыт проектирования многоразовых кораблей. Будем надеяться, что у России хватит разума (а главное, средств!) реализовать новый проект и "Клипер" не разделит судьбу своих предшественников, а будет долго и надежно служить нашей космонавтике.


Описание разработки ОК "Буран" в книге "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П.Королева: 1946-1996".
Смотри также:
-
статью С.В.Андреева "Развитие многоразовых космических кораблей";
-
статью "Проект Спираль" В.Лебедева;
-
статью "Как родился проект "Энергия-Буран", автор -  В.Гладкий
- статью "Многоразовый корабль с вертикальной посадкой" И.Афанасьева

БТС-02 ГЛИ на МАКС-99 Самолет-аналог БТС-02 ГЛИ на авиасалоне МАКС-99 (фоторепортаж)
Смотри также "Летающие аналоги ОК "Буран" и рассказ о передаче в лизинг БТС-02 и репортаж об отправке
Летающие аналоги БТС-02 ГЛИ

При создании этой страницы были использованы материалы из статьи С.Александрова "Вершина" в журнале "Техника Молодежи", N2/1999 стр 17-19, 24-25


возврат на homepageпереход к ОК БУРАНк ракете ЭНЕРГИЯПОЛЕТ БУРАНАпереход к программе СПИРАЛЬпереход к МАКСупереход на Гостевую книгу (короче, в гости!)переход к карте сайтапереход к web-мастерупереход к Space Shuttle
Web-master: ╘Вадим Лукашевич 1998-2006
E-mail: buran@buran.ru