Новости космонавтики
июнь 2004 года, N 6

Многоразовый корабль с вертикальной посадкой.

1974-й стал переломным годом для отечественной космонавтики. Из множества значимых, и не очень, событий, случившихся в этом году, можно назвать смещение В.П.Мишина с поста руководителя королевского Центрального конструкторского бюро экспериментального машиностроения (ЦКБЭМ) и назначение на это место В.П.Глушко.

Валентин Петрович решительно отмежевался от Н-1, предложив взамен несколько собственных модульных вариантов тяжелого носителя. В этом ему удалось заручиться поддержкой руководства отрасли, чему во многом способствовали два обстоятельства.

С одной стороны, по мнению В.П.Глушко, ряд специально разработанных универсальных РН*, образованных путем параллельного соединения различного числа стандартных блоков, должен был покрывать все нужды отечественной космонавтики - от выведения на околоземную орбиту легких автоматических спутников до запуска тяжелых межпланетных, в т.ч. пилотируемых, кораблей. На каждом блоке предполагалось установить вновь разрабатываемый кислородно-керосиновый ЖРД тягой более 600 тс, в котором должны были найти воплощение все передовые решения в области двигателестроения и большой опыт КБ "Энергомаш", которое до 1974 г. возглавлял Валентин Петрович.

С другой стороны, закрытие работ по Н-1 пришлось на период окончательного формирования облика американской многоразовой транспортной космической системы (МТКС) Space Shuttle. Министерство обороны США, которое было вторым после NASA заказчиком системы, не скрывало желания использовать шаттл в военных целях. Советские военные, стремясь обеспечить стратегический паритет, заказали авиационным и ракетно-космическим предприятиям разработку орбитального корабля (ОК) многоразового использования с аналогичными задачами, возможностями и, как следствие, тактико-техническими характеристиками.

Из-за некоторого запаздывания по времени первоначально предполагалось создать систему по типу американской: многоразовый крылатый ОК крепился сбоку к большому одноразовому внешнему баку. Последний содержал топливо для мощных кислородно-водородных ЖРД корабля, а также служил центром связки из нескольких многоразовых ускорителей, играющих роль первой ступени. Масса и габариты предполагаемых полезных грузов (ПГ) диктовали размеры будущего ОК и, естественно, характеристики всей системы в целом. "Ряд" носителей, предложенных академиком В.П.Глушко, в общих чертах коррелировался с такой концепцией.

Специалисты ЦКБЭМ, ранее разрабатывавшие космические корабли (КК) типа "Союз", видели, что, помимо очевидных и широко известных преимуществ, крупные крылатые ОК имеют и существенные недостатки, главными из которых являются большая масса крыла и фюзеляжа, покрытых мощной теплозащитой, и необходимость постройки очень длинных высококачественных и дорогостоящих полос для горизонтальной посадки подобных систем. В то же время широко используемые в десантных войсках парашютно-ракетные системы мягкой посадки (ПРСП) показали не только высокую надежность при малой стоимости, но и приемлемые характеристики по точности приземления.

Преемник "Союза" виделся разработчикам как бескрылый летательный аппарат (ЛА) типа "несущий корпус", состоящий из кабины экипажа в передней конической части, цилиндрического грузового отсека в центральной части и конического хвостового отсека с ДУ для маневрирования на орбите.

Предполагалось, что после запуска с помощью мощной РН (сначала это была одна из ракет семейства Н-1, затем - после прихода В.П.Глушко - РЛА-130В, которую "привез с собой" новый руководитель предприятия) корабль выходит на орбиту, неся в своем грузовом отсеке блоки-модули для строительства большой станции. После работы на орбите аппарат входит в атмосферу и совершает маневр с заданной боковой дальностью 800-1800 км: его корпус в виде удлиненного сплюснутого с боков конуса с закругленной носовой частью имеет небольшое (около 1.0-1.25) аэродинамическое качество на гиперзвуковых скоростях. Для балансировки и управления при спуске используются воздушные и газодинамические рули. Планирует он, конечно, не так хорошо, как крылатый ОК, но вертикальную скорость посадки гасит парашютная система** с "холодным" резервированием (основной и запасной парашюты). Под куполами аппарат снижается в горизонтальном положении. Остаточная вертикальная скорость гасится двигателями мягкой посадки (ДМП), имеющими две ступени, остаточная горизонтальная скорость - выпускаемым лыжным шасси.

Наиболее важным отличием такой схемы многоразового транспортного корабля вертикальной посадки (МТК ВП) от крылатого ОК типа Space Shuttle явилась возможность крепления аппарата не сбоку РН, а сверху, по ее оси. Таким образом упрощалась конструктивно-компоновочная схема ракетно-космического комплекса, а маршевые двигатели можно было убрать из хвостовой части ОК и поставить в нижнюю часть кислородно-водородного бака; это позволяло убить сразу двух зайцев: улучшить устойчивость и управляемость корабля, изменив его центровку, и превратить всю транспортную систему в "классическую" РН с параллельным расположением ступеней и ПГ сверху.

Справа представлены эскизы различных вариантов МТК ВП в процессе проработки в НПО "Энергия".

В.П.Глушко быстро разглядел в этой идее рациональное зерно. Уже будучи в должности генерального конструктора нового Научно-производственного объединения (НПО) "Энергия", он поручил разработку маршевого кислородно-водородного ЖРД новой транспортной системы воронежскому КБ химической автоматики (КБХА). Он понимал, что, не имея такого богатого опыта создания двигателей целиком на криогенных компонентах, какой был у американцев, в скором времени сделать многоразовый ЖРД с нужными параметрами не удастся. А предлагаемая концепция носителя позволяла ограничиться созданием одноразового кислородно-водородного ЖРД, что было значительно легче. Кроме того, под носовым обтекателем РН можно было выводить на орбиту ПГ гораздо большей массы, чем у того, который вмещался в грузовой отсек многоразового ОК типа шаттла: для этого (в первом приближении) достаточно было варьировать количество ускорителей, монтируемых вокруг центрального кислородно-водородного блока, с двух до восьми (боковое расположение ОК ограничивало это число максимум четырьмя).

По замыслу создателей системы, в случае немедленного развертывания разработки, ее летно-конструкторские испытания могли начаться в 1980 г.!

С восемью стартовыми ускорителями и увеличенной второй ступенью носитель, получивший название "Вулкан", мог вывести на низкую околоземную орбиту ПГ массой 200 т, что позволяло реализовать идею, которую В.П.Глушко давно вынашивал, - создать КК для прямой посадки человека на Луну.

Однако время было уже упущено. Советская "лунная программа" Н-1-Л-3 провалилась. Американцы первыми высадились на Луну. Политическое руководство СССР не выделило денег на лунную программу, даже в новом ее варианте. Основным и приоритетным стало создание МТКС.

При более детальном анализе схемы МТК ВП к маю 1976 г. выяснилась необходимость повышения его гиперзвукового аэродинамического качества для увеличения боковой дальности. ЛА приобрел специальные треугольные "наплывы", увеличивающиеся к хвосту, в которых разместились удлиненные цилиндрические ДМП, лыжные посадочные опоры и приводы воздушных рулей.

Впоследствии схема крылатого корабля возобладала и от концепции МТК ВП отказались в пользу ОК, получившего название "Буран". Идеи, заложенные при проектировании МТК ВП, были использованы в разработке системы спасения боковых ускорителей новой РН, названной "Энергия".

При подготовке статьи использованы воспоминания В.Н.Бобкова, ведущего конструктора КК "Союз", принимавшего участие в разработке МТК ВП.

Игорь АФАНАСЬЕВ

Переход на:

Web-master: ©Вадим Лукашевич 1998-2006
E-mail: buran@buran.ru