Курсовая работа: Буран

- механическую и электрическую стыковки ОК с РН и совместные проверки на ТП РН;

- заправку высококипящими компонентами топлива и газами, установку химических источников тока на ТП многоразового ракетно-космического комплекса (МРРК) с обеспечением технической готовности ОК к вывозу в составе МРКК на стартовый комплекс (СК):

- все необходимые технологические операции по предварительной подготовке ОК в составе МРКК к запуску на СК и его запуск.

Транспортировка ОК "Буран"

Сначала собранный на Тушинском машиностроительном заводе (ТМЗ) планер ОК "Буран" готовится к отправке на космодром: ему предстоит транспортировка по земле, по воде и воздуху. Для этого с корабля снимается вертикальное оперение, часть бортового оборудования, устанавливается хвостовой обтекатель. Фюзеляж орбитального корабля длиной около 40 метров, с крыльями размахом 24 метра и массой около 50 тонн на специальной транспортной тележке подвозят к специально возведенному причалу на берегу Москва-реки. Именно для транспортировки "Бурана" по суше вдоль всего маршрута в Тушинском районе Москвы целый ряд улиц подвергся серьезной реконструкции: они были расширены, перекрестки спрямлены, изменены маршруты трамвайных и троллейбусных линий.

Далее груз закатывают на специально приспособленную баржу, оборудованную балластными цистернами для изменения осадки (для беспрепятственного прохождения под мостами), и по Москва-реке доставляют на подмосковный аэродром. На весь период перевозки от ТМЗ до аэродрома планер "Бурана" закрыт специальным чехлом, изменяющим (в целях секретности) форму и конфигурацию груза.

На аэродроме при помощи мостового крана "Буран" устанавливают на самолете-носителе ВМ-Т "Атлант". В качестве самолета-носителя использован доработанный дальний бомбардировщик 3М, обладающий великолепными летно-техническими и взлетно-посадочными характеристиками, обусловленными высоким аэродинамическим качеством. Для новой роли ему удлинили и усилили фюзеляж, существенно изменили хвостовое оперение, так как крупногабаритный груз затенял киль, установили три опоры и стыковочные узлы.

После пробных полетов с макетами орбитального корабля самолет-носитель доставил на Байконур уникальный крупногабаритный груз - космический корабль "Буран". Самолет-носитель производил посадку на ВПП аэродрома "Юбилейный", куда впоследствии садился и сам "Буран" после своего первого космического полета

Впоследствии, после введения в эксплуатацию самого большого в мире транспортного самолета Ан-225 "Мрия", все воздушные транспортные операции выполнялись на нем.

Разгрузо-погрузочные, монтажно-установочные работы и транспортировка на космодроме.

Транспортирование ОК между монтажно-испытательным корпусом (МИК) ОК, площадкой огневых контрольных испытаний, технической позицией РН, технической позицией многоразового ракетно-космического комплекса (МРКК) и посадочным комплексом ОК выполняется по специальным автомобильным дорогам на транспортном агрегате (ТА) с помощью тягачей. Транспортный агрегат представляет собой самоходный колесный автопоезд, состоящий из двух тягачей и прицепа, общей грузоподъемностью 100т. Несмотря на большую длину, автопоезд обладает хорошей маневренностью за счет поворота всех осей прицепа.

Для перегрузки ОК на ТА используется подъемно-установочный агрегат ПУА-100, который представляет собой уникальный комплекс электрогидромеханических систем с широким диапазоном технических возможностей, имеющий легкую конструкцию, несмотря на свои внушительные размеры. ПУА-100 обеспечивает на посадочном комплексе все перегрузочные операции с различными крупногабаритными технологическими грузами, доставляемыми на космодром самолетами транспортировщиками 3М-Т "Атлант" и Ан-225 "Мрия".

Орбитальный корабль внутри МИКа ОК с одного рабочего места на другое перемещается на специальном самоходном транспортно-технологическом агрегате (ТТА) или с помощью специальных мостовых кранов.

Транспортирование МРКК с технической позиции РН на техническую позицию МРКК и на стартовый комплекс выполняется на специальном транспортном установочном агрегате с помощью тепловозов. (До доработки ТУА использовался для транспортировки лунной РН "Н-1" на рубеже 60-70-х годов)

Выведение на орбиту

Запуск "Бурана" осуществляется с помощью универсальной двухступенчатой РН «Энергия», к центральному блоку которой крепится пирозамками ОК. Двигатели 1-й и 2-й ступеней РН запускаются практически одновременно и развивают суммарную тягу 34840 кН при стартовой массе РН с "Бураном" около 2400 т (из них около 90% составляет топливо). В первом испытательном пуске беспилотного варианта ОК, состоявшемся на космодроме Байконур 15 ноября 1988 года, РН "Энергия" вывела ОК за 476 сек. на высоту около 150 км (блоки 1-й ступени РН отделились на 146-й сек. на высоте 52 км). После отделения ОК от 2-й ступени РН был осуществлен двукратный запуск его двигателей, что обеспечило необходимый прирост скорости до достижения первой космической и выход на опорную круговую орбиту. Расчетная высота опорной орбиты "Бурана" составляет 250 км (при грузе 30 т и заправке топливом 8 т). В первом полете "Буран" был выведен на орбиту высоту 250,7/260,2 км (наклон орбиты 51,6) с периодом обращения 89,5 мин. При заправке топливом в количестве 14 т возможен переход на орбиту высотой 450 км с грузом 27 т. При отказе на этапе выведения одного из маршевых ЖРД 1-й или 2-й ступени РН ее ЭВМ "выбирает" в зависимости от набранной высоты либо варианты выведения ОК на низкую орбиту или на одновитковую траекторию полета с последующей посадкой на одном из запасных аэродромов, либо вариант выведения РН с ОК на траекторию возврата в район старта с последующим отделением ОК и посадкой его на основной аэродром. При нормальном запуске ОК 2-я ступень РН, конечная скорость которой меньше первой космической, продолжает полет по баллистической траектории до падения в Тихий океан.

Полёт

К этому полету готовились более 12 лет. И еще 17 дней из-за отмены старта 29 октября 1988г., когда за 51 с. до него не прошло нормальное отведение площадки с приборами прицеливания и была выдана команда на отмену старта. А затем слив компонентов топлива, профилактика, выявление причин отказа и их устранение. "Не торопиться! - предупреждал председатель Государственной комиссии В.Х.Догужиев. - Прежде всего, безопасность!» Все происходило на глазах миллионов телезрителей... Очень высоко напряжение ожидания...

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

Первый беспилотный полет ОК "Буран" был запланирован непродолжительным: два витка, или 206 минут полета. В соответствии с его задачами и программой были задействованы состав и режимы работы бортовых и наземных систем. Наземный комплекс управления, мозговым центром которого является ЦУП, в первом полете ОК "Буран" задействовал шесть наземных станций слежения, четыре плавучие станции и систему связи и передачи данных, состоящую из сети наземных и спутниковых широкополосных и телефонных каналов связи.

Космодром Байконур 15 ноября 1988 г. На старте МРКК "Энергия-Буран". Циклограмма предстартовой подготовки проходит без замечаний. Но погодные условия ухудшаются. Председатель Государственной комиссии получает очередной доклад метеорологической службы с прогнозом: "Штормовое предупреждение". Учитывая важность момента, синоптики потребовали письменно подтвердить получение тревожного прогноза. В авиации посадка - самый ответственный этап полета, особенно в сложных метеорологических условиях. ОК "Буран" не имеет двигателей для полета в атмосфере, в первом полете на его борту не было экипажа, а посадка предусматривалась с первого и единственного захода. Специалисты, создавшие ОК "Буран", заверили членов Государственной комиссии, что они уверены в успехе: для системы автоматической посадки этот случай не предельный. Решение на пуск было принято.

В 6 часов 00 минут по московскому времени МРКК "Энергия-Буран" отрывается от стартового стола и почти сразу же уходит в низкую облачность. Проходит 8 минут участка выведения. В 6 ч 08 минут 03 секунды завершается работа РН, и ОК "Буран" начинает первый самостоятельный полет. Высота над поверхностью Земли составляет около 150 км, и, как это предусмотрено баллистической схемой полета, выполняется довыведение ОК на орбиту собственными средствами. В течение последующих 40 минут проводятся два маневра довыведения ОК на рабочую орбиту наклонением 51,6 и высотой 250...260 км. Параметры этих маневров (величину, направление и момент отработки импульса ОДУ) автоматически рассчитывает БЦВК в соответствии с заложенными полетным заданием и реальными параметрами движения на момент отделения от РН.

Первый маневр происходит в зоне связи наземных станций слежения, второй - над Тихим океаном. Передача телеметрической информации о втором маневре проходит по трассе "ОК - плавучая станция слежения в Тихом океане - стационарный спутник связи - ретрансляционная станция "Орбита" в Петропавловске-Камчатском - высокоэллиптический спутник связи - подмосковный ретрансляционный пункт - ЦУП" протяженностью более 120000 км.

Вне участков маневров для соблюдения теплового режима ОК движется в орбитальной ориентации левым крылом к Земле. Правильность заданной ориентации подтверждается как принимаемой телеметрической информацией, так и "картинкой" с бортовой телекамеры, размещенной по продольной оси ОК за остеклением кабины. Четко работает командная радиолиния, исполняются передаваемые из ЦУП команды на управление телеметрической и телевизионной системами ОК.

Наступает одна из завершающих операций - перезагрузка оперативной памяти БЦВК для работы на участке спуска и перекачка топлива из носовых баков в кормовые для обеспечения посадочной центровки.

Проходит полтора часа полета, БЦВК рассчитывает и сообщает в ЦУП параметры тормозного маневра для схода с орбиты.

Уточненные данные о скорости и направлении ветра передаются на борт и закладываются в банк данных системы. ОК стабилизируется кормой вперед и вверх. В 8 часов 20 минут в последний раз включается маршевый двигатель и отрабатывает заданную величину скорости. ОК начинает снижаться и через 30 мин "цепляет" атмосферу. За время снижения до высоты 100 км реактивная система управления развернула ОК носом вперед, и, "протиснувшись" в узкую щель ограничений, он входит в атмосферу. В 8 часов 53 минут на высоте 90 км с ним прекращается связь из-за плазменных образований. Движение ОК в плазме более чем в три раза продолжительнее, чем при спуске одноразовых космических кораблей типа "Союз", и по расчету составляет 16...19 минут.

В 9 часов 11 минут, когда ОК находился на высоте 50 км, стали поступать доклады: "Есть прием телеметрии!", "Есть обнаружение корабля средствами посадочных локаторов!", "Системы корабля работают нормально!". В этот момент он находился в 550 км от ВПП, и, хотя его скорость уменьшилась, она все же в 10 раз превышала скорость звука. До посадки оставалось чуть больше 10 минут...

Схема полета ОК "Буран":

1 - старт;

2 - отделение разгонных блоков первой ступени;