Крыло орбитального корабля "Буран" (11Ф35)

Две консоли, центроплан и два наплыва образуют крыло орбитального корабля, теоретическая площадь которого (основной трапеции) составляет 250 м², а размах - 24 м. Функцию центроплана выполняет нижняя часть фюзеляжа, наплывы конструктивно отнесены к СЧФ.

Конструкция консоли делится на носок крыла, носовую, переднюю, среднюю и хвостовую части, нишу основной опоры шасси, ее створку, элевонные щитки и элевон. Каркас каждой консоли состоит из панелей обшивки, лонжеронов и нервюр.

Конструктивно-компоновочная схема левой консоли крыла самолета-аналога БТС-02 ОК-ГЛИ

Носок крыла (рисунок справа) состоит из 22 секций, представляющих собой незамкнутую оболочку арочного типа и изготовленных из жаропрочного композиционного углерод-углеродного материала. Секции к носовой части крыла крепятся последовательно на кронштейнах из специального сплава, выполняющих роль теплового моста (в местах установки стыковочных болтов имеются теплоизолирующие втулки), и стыкуются между собой внахлест с уплотнением зазоров кварцевым жгутом. Сборочный чертеж носка крыла 5.00.2100.2000.0СБ

В носовую часть крыла входят лобовая и передняя стенки, лобовая панель обшивки, 68 поперечных диафрагм и фитинги. В передней части лобовой стенки располагается круглый люк для подхода к местам крепления первой секции носка крыла, крышка которого прижимается болтами через резиновую прокладку. Поверхность лобовой стенки имеет теплозащитное покрытие для предотвращения нагрева от лучеиспускания углерод-углеродных секций, имеющих температуру до 1600 °С при спуске.

Передняя часть крыла - от наплыва до передней стенки ниши шасси - состоит из семи лонжеронов и верхних и нижних панелей со стрингерами открытого профиля, согнутыми из алюминиевого листа. Первый и седьмой лонжероны представляют собой балку, пояса которой соединены между собой стенкой, другие пять имеют форменную конструкцию, в которой пояса соединены болтами со стойками и раскосами, изготовленными из труб титанового сплава.

Средняя часть крыла - от передней стенки ниши шасси до последнего лонжерона крыла - имеет б лонжеронов и 14 нервюр, объединенных верхними и нижними панелями обшивки. Нервюры являются поперечным силовым набором и состоят из секций сборной конструкции, расположенных между соседними лонжеронами; между последними двумя лонжеронами на верхней и нижней панелях имеются люки антенн с радиопрозрачными вставками.

Хвостовая часть крыла расположена за последним лонжероном и включает нижнюю зашивку, нервюры, пилоны, узлы установки элевонов и элевонные щитки с механизмом отклонения.

Нижняя зашивка типовая стрингерная. Нервюры выполнены в виде ферм. Пилоны с установленными теплоизоляторами с аблирующим покрытием закрывают торцы элевонов и состоят из обшивки и внутренних диафрагм, соединенных между собой заклепками.

Узлы установки элевонов состоят из кронштейнов, стоек, подкосов и компенсаторов для крепления к обшивке; кронштейны имеют проушины, в которых смонтированы сферические подшипники осей вращения элевонов, стойки и подкосы сварены из титановых труб.

Элевонные щитки состоят из 16 секций паяной сотовой конструкции из титана, с внутренней стороны которых установлен специальный профиль ("рельс"), по которому двигается каретка с направляющими роликами, соединенная через систему кинематических тяг с элевоном. Этот механизм при отклонениях элевона обеспечивает синхронную прокачку элевонных щитков, исключая возможность образования щели по обводу крыла и протока плазмы в случае нарушения целостности уплотнений хвостовой части крыла.

На участке атмосферного спуска максимальная температура на поверхности орбитального корабля достигается в зоне щелей и стыков различных элементов планера за счет интенсивной турбулизации набегающего потока. Поэтому задача максимального сокращения щелей в различных подвижных сопряжениях конструкции при разработке “Бурана” являлась особенно актуальной и трудоемкой. Конструкторам удалось решить эту проблему, исключив (фактически спрятав!) два основных щелевых соединения, присутствующих в конструкции практически всех самолетов:

- ликвидирована щель между килем и рулем направления путем применения специального кожуха;

- специальным конструктивным решением с использованием подвижных пластин (на верхней поверхности) и организацией корытообразной защиты узлов навески элевонов (на нижней поверхности) удалось предотвратить попадание раскаленного воздуха (плазмы) в зону стыка крыла и элевонов.

Представленная анимация стыка крыла с элевоном разработана на основе сборочного чертежа хвостовой части крыла 5.00.2500.0000.0СБ и наглядно показывает работу кинематики стыковой зоны в рабочем диапазоне отклонения элевонов. Для удобства понимания анимации необходимо понимать, что:

- направление полета - справа налево;

- толщина теплозащитного покрытия на верхней поверхности элевона, к которой прилегает подпружиненная пластина, определяется как разница между теоретическими контурами элевона и каркаса элевона;

- в крайних положениях показаны максимальные углы отклонения элевона.

Для упрощения на анимации не показаны:

- теплозащитное покрытие крыла и вся нижняя поверхность элевона;

- привод элевона.

Ниша основной опоры шасси представляет собой прямоугольный отсек, ограниченный двумя силовыми лонжеронами, стенкой нервюры и бортом фюзеляжа. В районе ниши элементы конструкции консоли крыла усилены балками и окантовкой. Створка в закрытом положении опирается на окантовку ниши и по периметру крепится восемью замками, а герметичность ниши с закрытой створкой обеспечивается двойным уплотнением.

Консоль крыла стыкуется с фюзеляжем по лонжеронам, в которых имеются проушины, а на шпангоутах фюзеляжа - ответные узлы в виде вилки. Проушины и вилки соединяются высокопрочными болтами, а стык фюзеляжа с консолью крыла закрывается полосой из алюминиевого сплава. Конструкция крыла относительно герметична за счет нанесения на стыковочные швы герметика.

Элевон крыла состоит из двух секций (внешней и внутреннней), подвешенных на трех узлах к хвостовой части крыла. Каждая секция имеет автономный привод, размещенный в крыле, обеспечивающий отклонение элевона на 35° вверх и на 20° вниз. В зазоре между элевоном и хвостовой частью крыла во избежание проникновения плазмы установлен эластичный жгут.

Общий вид крыла и внутреннюю конструкцию можно увидеть на примере крыльев изделий БТС-02 и 2.01

Крыло Теоретический чертеж 5.00.2000.0000.0ТЧ, лист 1 ch07.jpg, 1600x5143, 1.18Mb

Крыло Сборочный чертеж 5.00.2000.0000.0СБ, лист 1 ch08.jpg, 1600x5220, 2.9Mb

Крыло Сборочный чертеж 5.00.2000.0000.0СБ, лист 5 scan41.jpg, 1600x6842, 3.7Mb

Носок крыла Сборочный чертеж 5.00.2100.2000.0СБ, лист 1 ch047.jpg, 1600x6093, 3.88Mb

Хвостовая часть крыла Сборочный чертеж 5.00.2500.0000.0СБ, лист 1 scan35.jpg, 1600x5606, 3.3Mb

Хвостовая часть крыла (лонжерон N8) Сборочный чертеж 5.00.2500.0000.0СБ, лист 3 scan34.jpg, 1600x5243, 3.3Mb

Панель верхняя Сборочный чертеж 5.00.3700.0150.0СБ, лист 1 scan38.jpg, 1600x4017, 930kb

Лонжерон N6 Сборочный чертеж 5.00.2400.0400.0СБ, лист 1 scan37.jpg, 1600x5901, 2.4Mb

Лонжерон N8 Сборочный чертеж 5.00.2400.0600.0СБ, лист 1 scan42.jpg, 1600x7026, 2.3Mb

Нервюра Сборочный чертеж 5.00.3700.0210.0СБ scan40.jpg, 1600x5196, 1.3Mb

Нервюра N1 Сборочный чертеж 5.00.2400.0800.0СБ scan36.jpg, 1600x5789, 2.5Mb

Нервюра N2 Сборочный чертеж 5.00.2400.0900.0СБ, лист 1 scan46.jpg, 1600x5891, 1.3Mb

Нервюра N2 Сборочный чертеж 5.00.2400.0900.0СБ, лист 1 scan47.jpg, 1600x4578, 1.1Mb

Нервюра N3 Сборочный чертеж 5.00.2400.1000.0СБ, лист 1 scan45.jpg, 1600x5855, 2.2Mb

Нервюра N3 Сборочный чертеж 5.00.2400.1000.0СБ, лист 1 scan43.jpg, 1600x3415, 660kb

- История создания "Бурана";

- Полет "Бурана";

- Описание "Бурана" в книге "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П.Королева: 1946-1996";

- Описание "Бурана" в книге Б.И.Губанова "Триумф и трагедия "Энергии". Размышления Главного конструктора";

- Глава "Многоразовая космическая система "Энергия-Буран" из книги В.Е.Гудилина, Л.И.Слабкого "Ракетно-космические системы: история, развитие, перспективы"