Ракета-носитель «Энергия» для выведения на орбиту ОК «Буран» и для межпланетных полетов

В 1976 году в НПО «Энергия» и у его смежников началась разработка многоразовой космической системы «Энергия-Буран».

И опять мы догоняли американцев, которые уже вовсю создавали мно­горазовую транспортную космическую систему (МТКС) «Спейс-Шаттл» (космический челнок).

Прошло 10 лет со дня смерти С.П. Королева, но так же, как и при его руководстве, заказанная Министерством обороны военная баллистиче­ская ракета Р-7 проектировалась и как ракета-носитель для выведения КЛА в космос, так и теперь PH «Энергия», предназначенная для выве­дения ОК «Буран», проектировалась и как мощный носитель межпла­нетных кораблей! Здесь мы превзошли американцев, которые PH для «Шаттла» сделали недостаточно мощной для выведения тяжелых меж­планетных систем на опорную орбиту.

Двухступенчатая PH «Энергия» выполнена по классической пакетной схеме с продольным делением ступеней.

Энергия

Центральный блок «Ц» диаметром 7,75 м и высотой 59 м является ускорителем 2-й ступени, состоящей из этого ускорителя и полезной на­грузки — орбитального корабля (ОК) «Буран», подвешенного сбоку блока «Ц» на 3-х узлах.

Одноразовый блок «Ц» состоит из носового обтекателя, верхнего бака «О» (жидкий кислород), нижнего бака «Г» (жидкий водород) и хвостово­го отсека с 4-мя автономными ЖРД РД-0120 со стартовой тягой 200 тонн силы каждый (см здесь). РД-0120 разработки КБХА является однокамерным двигателем, выполненным по схеме с до­жиганием в камере сгорания (КС) отработавшего в турбине ТНА восста­новительного (с избытком горючего) генераторного газа.

С боков к блоку «Ц» прикрепляются 4 блока «А», составляющие уско­ритель 1-й ступени PH «Энергия», которая (1-я ступень) состоит из этих 4-х блоков «А», блока «Ц» и ОК «Буран».

Каждый боковой блок «А» разработки КБ «Южное» является уни­фицированным с PH «Энергия» ускорителем 1-й ступени PH «Зенит». Блоки «А» многоразовые, допускают до 10 применений. После выработ­ки топлива и отделения от 2-й ступени PH «Энергия» они спасаются на парашютах и с помощью системы мягкой посадки, а после восстанови­тельных работ вновь применяются в составе PH «Энергия».

На рис. ниже приведены компоновка, основные характеристики блока «А» и он же в положении после посадки.

Блок «А» состоит из головного обтекателя, в котором размещается система управления спасением и парашютная система, верхнего бака «О» (жидкий кислород), нижнего бака «Г» (керосин) и хвостового отсека, на котором смон­тирован 4-х камерный двигатель РД-170 с тягой на старте 740 тонн силы.

Блок А

Это самый мощный в мире ЖРД. Мощность турбины его ТНА равна 250 000 л. с. Она сопоставима с мощностью Днепрогэса и больше суммарной мощно­сти силовых установок трех крупнейших атомный ледоколов!

ЖРД РД-170 многоразовый, кратность его применения — 10 раз, а сум­марная наработка, подтвержденная экспериментальной отработкой, рав­на 20000 секунд!

На боковой поверхности блока «А» расположены носовой контейнер (с выдвижной опорой для приземления) и хвостовой контейнер, в котором размещены хвостовой парашют, выдвижные опоры для приземления и пороховые двигатели мягкой посадки.

Кроме того, в обоих контейнерах размещены двигатели ориентации и стабилизации блока «А» при его спасении.

Длина блока «А» — 39,46 метров, диаметр — 3,92 метра.

По команде «Старт» начинают работать все двигатели 1-й и 2-й ступе­ней PH «Энергия».

После выработки топлива все 4 блока «А» отделяются, уводятся поро­ховиками от блока «Ц» 2-й ступени и спасаются, а двигатели 2-й ступени продолжают работать и выводят блок «Ц» с ОК «Буран» на переходную орбиту, после чего ОК «Буран» отделяется от блока «Ц» и с помощью сво­их маршевых двигателей выводится на более высокую рабочую орбиту.

PH «Энергия» доставлялась на Байконур в разобранном виде. На са­молете ЗМ-Т «Атлант» — доработанном бомбардировщике ЗМ транспортировались отдельно водородный бак блока «Ц» и отдельно кислородный бак с пристыкованными к нему каркасными от­секами блока «Ц» . На этом же самолете транспортировались на Байконур все ОК «Буран» (без киля, шасси, орбитальных[1] систем, с до­бавленным в ОПГ центровочным грузом и с пристыкованным сзади к «об­рубленной» корме ОК «Буран» хвостовым стекателем)* .

Позднее, в 1989 году была отработана транспортировка ОК «Буран» в близкой к штатной комплектации на тяжелом самолете АН-225 «Мрия»* (рис. 4.10) для обеспечения его возврата на Байконур после нештатной посадки на запасные аэродромы.

Остальные комплектующие (блоки «А» и др.) доставлялись по желез­ной дороге.

Первый пуск PH «Энергия» с огромным спутником «Полюс» (пер­вое летное изделие «Буран» еще не было изготовлено) состоялся 15 мая 1987 года. «Полюс» был выведен на расчетную орбиту, но из-за отказа его системы управления полет был прекращен.

А 15 ноября 1988 года состоялся запуск PH «Энергия» с беспилотным ОК «Буран» (рис. 2.21, 2.22, 2.23 и рис. на лицевой обложке книги).

После двух витков полета ОК «Буран» осуществил автоматические спуск и посадку на ВПП посадочного комплекса космодрома Байконур.

[1] Монтаж на ОК «Буран» «орбитальных» (в основном работающих в космосе) систем (СУ, ОДУ, СЭС, СБИ, РТК, ТК, манипуляторы, ПГ и т.п.) в соответствии с разде­лением работ производился на «Байконуре» Куйбышевским заводом «Прогресс», ЗЭМом и НПО «Энергия».

[1] Монтаж на ОК «Буран» «орбитальных» (в основном работающих в космосе) систем (СУ, ОДУ, СЭС, СБИ, РТК, ТК, манипуляторы, ПГ и т.п.) в соответствии с разде­лением работ производился на «Байконуре» Куйбышевским заводом «Прогресс», ЗЭМом и НПО «Энергия».

 

Скриншот 2018-11-22 09-03-44

Транспортировка составных частей блока Ц (диаметр 7,75 метра) самоле­том ЗМ-Т на космодром Байконур. Бак горючего — верхний снимок. Бак окислителя и каркасные отсеки[1] — нижний снимок.

Скриншот 2018-11-22 09-05-20

[1] Состыкованные воедино для транспортировки части блока «Ц» (справа налево): бак «О», проставка между баками «О» и «Г», хвостовой отсек, носовой обтекатель (играет роль стекателя при транспортировке на самолете ЗМ-Т).

Скриншот 2018-11-22 09-07-09

В 1994 году тема «Энергия-Буран» была закрыта в связи с отсутствием финансирования. Кроме развала в стране, закрытие темы было обуслов­лено еще и неготовностью нашей науки и техники к использованию это­го комплекса, т. е. он оказался бы невостребованным ни одной отраслью даже, если бы не случилась «перестройка». В том числе оказались бы никому не нужны и марсианские возможности PH «Энергия»!

Скриншот 2018-11-22 09-09-14

Старт РКК «Энергия — Буран»

Скриншот 2018-11-22 09-16-52

 

В заключение приводятся основные характеристики PH «Энергия»:

п/п

Характеристика Значение Размерность
1 Габариты:    
1 — высота 59 метров
1 — наибольший размер по оси Z (ширина) 18 метров
2 Масса:    
2 — стартовая масса 2375 тонн
2 — масса выводимого PH на орбиту полезного груза 105 тонн
2 — масса полезного груза, выводимого в ОК    
2 выводимая на орбиту высотой 200 км    
2 с наклонением 51,6° 30 тонн
2 с наклонением 97° 16 тонн
2 — масса полезного груза, возвращаемого с орбиты в ОК 20 тонн
       
3 Суммарная тяга двигателей 1-й и 2-й ступеней 3760 тонн силы
4 Кратность использования:    
4 блоков 1-й ступени 10 раз
4 блоков 2-й ступени 1 раз

 

Источник: главы из книги В.И. Сидоренко «Введение в авиационную, ракетную и космическую технику»

 

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>