БУРАН — муж., вост. пурга, степная вьюга, мятелица, при северном, сильном ветре. Буран снизу, когда вихорь вздымает и крутит снежинки с земли, буран сверху, когда в то же время идет снег. Буранный, о поре, времени, когда стоит буран. Буранный день. Ныне… … Толковый словарь Даля
БУРАН — (тюрк.). В степях Юго Восточной России, вьюга, пурга, непогодь с метелью. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. БУРАН сильный ветер в степях России и Сибири; зимою иногда заносит снегом целые обозы.… … Словарь иностранных слов русского языка
БУРАН — В древности у тюркских народов был обычай давать детям имена в зависимости от того, в какой день и при какой погоде они родились. Мальчиков, родившихся в буранный день, нарекали именем Буран. Сохранилось в фамилии Буранов. Антрополексема.… … Словарь личных имен
БУРАН — (тюрк.) местное (главным образом в Азиатской части Российской Федерации и в Сев. Казахстане) название метели при сильном ветре и низкой температуре воздуха … Большой Энциклопедический словарь
БУРАН — воздушно космический корабль многоразового использования. Выполнен по самолетной схеме типа бесхвостка с низкорасположенным крылом двойной стреловидности. Общая стартовая масса до 105 т, длина 36,4 м, высота на стоянке 16,5 м, размах крыла ок. 24 … Большой Энциклопедический словарь
Буран — советский крылатый орбитальный корабль многоразового использования. Предназначен для выведения на орбиту вокруг Земли различных космических объектов и их обслуживания; доставки элементов (модулей) и персонала для сборки на орбите крупногабаритных … Энциклопедия техники
буран — Сильный северо восточный ветер, дующий в Азии во все сезоны года, но особенно жестокий в зимнее время, когда он переносит большое количество снега (в северной России, главным образом в тундре, носит название пурга). Syn.: пурга … Словарь по географии
Из-за разных климатических условий в регионах случаются различные природные явления. Некоторые из них представляют опасность не только для имущества людей, но и для человеческой жизни. Важно понимать, что представляют собой различные атмосферные явления. Иногда эти знания могут спасти жизнь.
Описание явления
Буран – это атмосферное явление, представляющее собой сильную вьюгу или метель.
Слово буран произошло от тюркского языка. «Buran» означает «колющий, вертящий». Явление сопровождается сильным ветром, обильным снегопадом, низкой температурой. Хотя очень часто оно случается при отсутствии снегопада. Сильные потоки ветра поднимают хлопья снега с поверхности земли, и может показаться, что это обычный снегопад. При этом изначально можно видеть ясное небо. Именно поэтому на английском языке явление называется «snowstorm», то есть «снежный шторм».
Природное явление часто можно встретить в культуре и искусстве. Буран изображают на картинах, показывают в фильмах и мультфильмах. Его упоминают писатели в своих произведениях, например, А.С. Пушкин в произведении «Капитанская дочка»:
Пошел мелкий снег— и вдруг повалил хлопьями. Ветер завыл; сделалась метель. В одно мгновение темное небо смешалось со снежным морем. Все исчезло. — Ну, барин, — закричал ямщик, — беда: буран!
Где происходит
Обычно бураны случаются в степной местности, например, в Казахстане, Крыму, Оренбургской области, республике Башкортостан, на юге Украины.
Примечательно, что в некоторых областях явление может произойти не только зимой. Иногда бураны разыгрываются и весной, даже после начала потепления. Для таких поздних буранов местные жители даже придумали свое название — «бишкунак».
Чем опасен для человека
Разрушительное действие, которое несет погодное явление, настолько сильно, что его вполне можно назвать стихийным бедствием.
Опасность, которую буран представляет для людей:
Скорость ветра при буре иногда превышает отметку в 30 м/с. При этом снегопад дополнительно увеличивает силу ветра.
Как вести себя во время бурана
Снежная буря может застать где угодно. Важно знать, как найти выход при любом раскладе:
При нахождении в укрытии или машине важно не забыть о внешних сигналах, чтобы помощь пришла быстрее. Можно использовать звуковые или световые сигналы машины, яркую ткань, световые приборы.
Чем отличается от пурги, метели, вьюги
Понятие метель, пурга, вьюга, буран часто используются как синонимы. Этими понятиями обозначают похожие природные явления. Отличия могут быть, например, в названиях. Одно явление может называться по-разному в разных регионах. Также есть и другие различия. Чтобы понять, в чем разница между этими явлениями, нужно рассмотреть все понятия.
Метель – это перенос снега ветром. Переноситься может как падающий снег, так и ранее выпавший.
Пурга — это перенос уже выпавшего снега холодным ветром. Пурга возникает в равнинной местности. Пурга и буран — это одно и то же природное явление. Разница лишь в том, что разные регионы используют разные названия. Бураном явление называют жители степных регионов и азиатской части России. Слово пурга используют жители северных регионов страны.
Термин вьюга говорит сам за себя. Он происходит от слова «вьять» то есть «кружить». Вьюга – это снежная буря, во время которой снег кружится по воздуху.
По большому счету все вышеуказанные термины крайне близки друг к другу по своему значению и в большинстве случаев могут характеризовать одно и то же явление.
В холодное время года жители степных местностей часто сталкиваются не только с низкими температурами воздуха, но и метелями, снегопадами и буранами. Такие природные явления характерны для районов Казахстана, Башкортостана, южной территории Украины, степной части Крыма и похожих областей. В статье рассмотрим, что такое буран и опасен ли он для жизни человека.
Буран – природное явление
Бураном принято называть метель, которая сопровождается очень сильным ветром и снегопадом. Англичане называют такое явление «снежный шторм».
Характерной особенностью бурана является снежная поземка – явление, когда ветер поднимает снег с земли и создает вихри. Такая метель может проходить и без снегопада, а небо оставаться чистым. Обычно длится продолжительное время, присутствует сильный ветер.
Буран – зимнее явление, но его можно увидеть и в начале весны. Позднюю метель и снежные заносы на некоторых территориях, например, Северном Казахстане или Южном Урале, называют «бишкунак». А в Башкирии явление получило название «акман-тукман».
Где происходит
Снежный буран можно встретить не только в северных широтах, но и степных областях Украины и Крыма. Обычно в этот период прекращается работа аэропортов, автомагистралей, а жителям рекомендуют не покидать свои дома.
Экономике Казахстана снежные заносы наносят большой ущерб, поскольку в этот период затруднены перевозки.
Стихийное бедствие или нет
Что такое буран для жителей степных районов и можно ли считать его стихийным бедствием? Конечно, длительные заносы наносят ущерб не только инфраструктуре, но и останавливают работу пассажиро- и грузоперевозок.
Работники аварийных служб с трудом добираются к пострадавшим, ремонтируют линии электроснабжения. Можно сказать, что длительный буран – настоящее стихийное бедствие.
Поскольку при буране дует сильный ветер – порядка 30 метров в секунду, он наносит разрушения постройкам, а несущийся потоком снег только увеличивает ударную силу. В интернете можно найти множество видеозаписей, которые подтверждают, что буран способен сорвать крышу с дома, перевернуть машины и закрутить самолеты.
При буране случается:
В чем опасность для человека и природы
Степная метель – потрясение для экосистемы. Жизни птиц и зверей угрожает переохлаждение, отсутствие еды и гибель, поскольку в буран заметается глубоким снегом пища животных. Под тяжестью снега подвергаются опасности места их обитания, ломаются ветки деревьев.
Буран угрожает всему живому такими факторами:
Вместе эти факторы несут разрушающую силу и отнимают десятки жизней каждый год.
При длительном буране населенные пункты остаются отрезанными от внешнего мира. К ним невозможно совершить поставки продовольствия или оказать медицинскую помощь. Проведенные расчеты показывают, что на протяжении зимы в Северном Казахстане метр степной автодороги выдерживает 150 тонн снега.
Кроме дезорганизации жизни людей, бураны наносят вред природе. Так, при сильном ветре снег, который защищает озимые от холода, срывается, и посевы перемерзают. Также земля теряет запас влаги, который образуется при таянии снега, что негативно отражается на зерновых культурах.
Что делать, когда приближает буран
Особенно страдают те, кто оказался вне помещения, когда начался буран. Порывы ветра и сильная метель мешают нормальному дыханию, а отсутствие видимости лишает человека ориентации. Бессмысленно бороться с явлением, от него нужно прятаться.
Люди уже давно знают, что такое буран и как вести себя в период его приближения:
Для любителей туризма и рисковых походов создан специальный свод подробных инструкций и правил поведения во время бурана.
Что такое буран? Можно сказать, что это настоящее стихийное бедствие. Явление возникает не повсеместно, а характерно только для степных районов. Во время метели человек должен обезопасить себя и своих близких, укрыться в помещении и переждать непогоду.
Ныне бураном обычно называют метель с очень сильным ветром и обильным снегопадом; то, что англичане окрестили snowstorm («снежный шторм»).
Впрочем, нередки и бураны, когда снегопада нет, но вихри вздымают массу снега в ясное поначалу небо. В Казахстане бураном традиционно считают метель при очень сильном морозе (–30° и холоднее), ураганном ветре и ясном небе. При буранах обычны позёмки.
Буран может разыграться не только зимой, но и в начале–середине весны, после начавшегося потепления. Такую позднюю метель в Башкортостане, Севернем Казахстане и на Южном Урале с давних пор именуют «бишкунак».
Сильный и продолжительный буран становится настоящим потрясением для природных экосистем. Он засыпает глубоким снегом пищу для птиц и зверей, ведёт к их гибели от голода и переохлаждения. Под тяжестью снега и ветром ломаются ветви деревьев и кустарника. Выдувание снега ведёт к вымерзанию многих обитателей почвы на оголённых участках.
Можно ли считать буран стихийным бедствием?
Длительный масштабный буран, безусловно, становится настоящим стихийным бедствием. Он ведь приносит огромные материальные убытки, всерьёз и надолго дезорганизует деятельность людей.
Аварийным работникам не подобраться к заметённым подстанциям связи и энергоснабжения. Буран перерезает транспортные магистрали, мешая перевозить грузы и людей. Он заносит снегом железнодорожные пути, парализуя стрелки и угрожая сходом составов с рельсов. Видимость на автотрассах резко снижается, подчас до нескольких метров. Заносы плотного снега отрезают населённые пункты друг от друга. Расчёты показывают, что за зиму в Северном Казахстане на метр степной автодороги бураны наносят до 150 тонн снега.
Они несут разрушения ураганным ветром, скорость которого превышает 30 м/с. Ударную силу этого потока повышает несущийся снег. Интернет полон сообщениями о том, как бураны стаскивают крыши с многоэтажек, переворачивают грузовики, обрывают линии электропередач, вертят самолёты на аэродромах. Степные бураны выдувают снег с полей, лишают озимые защиты от холода и те вымерзают. Плюс к тому, земля лишается запаса влаги, который бы дал при таянии сметённый ветрами снег. А ведь степи – важнейшие кормильцы миллионов людей.
Чем опасен буран для человека?
У бурана три «поражающих фактора»: ветер, снег и мороз. Действуя заодно, они несут серьёзную угрозу здоровью и жизни. Четвёртым фактором можно добавить ещё и время – непогода может длиться несколько суток. Десятки, возможно, сотни жизней уносят бураны каждой зимой.
Особенно опасен буран для тех, кто оказался вне населённого пункта, «в чистом поле». Непрерывный ураганный ветер сбивает нормальное дыхание. Обломки снежинок секут лицо, проникают под одежду. Видимость падает чуть ли не до нуля, исчезают под снегом ориентиры движения. Непогода сбивает с ног, заметает горами снега, отбирает последнее тепло. Минус 30–50 градусов где-нибудь в заволжской степи – не редкость, а на ураганном ветру охлаждение идёт просто стремительно. Как обезопасить себя от этих бед?
Общее правило – с бураном бессмысленно бороться, от него надо укрыться. Поэтому при приближении бурана нужно:
– не выходить из дому, плотно закрыть окна, двери, люки чердака;
– занести в помещение вещи, которые может унести ветер;
– приготовить фонарь и свечи;
– если едете в машине – остановиться и переждать;
– если непогода застала на улице – бежать в ближайшее здание.
Детальный свод правил поведения есть и для «групп риска» – любителей зимнего туризма. …Буран – масштабное явление природы, неудивительно, что его приход активно обсуждают социальные сети: «Сижу, у окна, гляжу – а над дорогой пролетает мальчик, выгуливающий здоровенного пса». Это, конечно, шутка. Но наблюдать за бураном, и вправду, лучше всего сидя в комнате.
«Буран» — орбитальный корабль-космоплан советской многоразовой транспортной космической системы (МТКК), созданный в рамках программы «Энергия — Буран». Один из двух реализованных в мире орбитальных кораблей МТКК, «Буран» был ответом на аналогичный американский проект «Спейс шаттл». Свой первый и единственный космический полёт «Буран» совершил в беспилотном режиме 15 ноября 1988 года.
Содержание
История
«Буран» задумывался как военная система. [1] Тактико-техническое задание на разработку многоразовой космической системы выдано Главным управлением космических средств Министерства обороны СССР и утверждено Д. Ф. Устиновым 8 ноября 1976 года. «Буран» предназначался для:
Программа имеет свою предысторию: [3]
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.
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.
— Директор Центрального НИИ машиностроения Ю. А. Мозжорин
Чертежи и фотографии шаттла были впервые получены в СССР по линии ГРУ в начале 1975 года. Сразу же были проведены две экспертизы на военную составляющую: в военных НИИ и в Институте проблем механики под руководством Мстислава Келдыша. Выводы: «будущий корабль многоразового использования сможет нести ядерные боеприпасы и атаковать ими территорию СССР практически из любой точки околоземного космического пространства» и «Американский шаттл грузоподъемностью 30 тонн в случае его загрузки ядерными боеголовками способен совершать полеты вне зоны радиовидимости отечественной системы предупреждения о ракетном нападении. Совершив аэродинамический манёвр, например, над Гвинейским заливом, он может выпустить их по территории СССР» — подтолкнули руководство СССР к созданию ответа — «Бурана». [4]
И говорят, что мы будем туда летать раз в неделю, понимаете… А целей и грузов нет, и сразу возникает опасение, что они создают корабль под какие-то будущие задачи, про которые мы не знаем. Возможно применение военное? Безусловно.
— Вадим Лукашевич — историк космонавтики, кандидат технических наук [4]
И вот они это продемонстрировали на том, что над Кремлём они прошлись на «Шаттле», вот это был всплеск наших военных, политиков, и так было принято решение в одно время: отработка методики перехвата космических целей, высоких, с помощью самолётов.
— Магомед Толбоев, Герой России Заслуженный летчик-испытатель РФ [4]
К 1 декабря 1988 года был по крайней мере один секретный запуск шаттла по линии военных (номер полета по кодификации НАСА — STS-27). [5]
В Америке заявили, что система «Спейс шаттл» создавалась в рамках программы гражданской организации — НАСА. Целевая космическая группа под руководством вице-президента С. Агню в 1969—1970 годах разработала несколько вариантов перспективных программ мирного освоения космического пространства после окончания лунной программы. [6] В 1972 году Конгресс, основываясь на экономическом анализе? [7] поддержал проект создания многоразовых челноков взамен одноразовых ракет. Чтобы система «Спейс шаттл» была рентабельной, она по расчётам должна была выводить нагрузку не реже 1 раза в неделю, однако этого так и не произошло. В настоящее время [когда?] программа закрыта, в том числе и из-за нерентабельности.
В СССР многие космические программы имели либо военное назначение, либо строились на военных технологиях. Так, ракета-носитель Союз — это знаменитая королёвская «семёрка» — межконтинентальная баллистическая ракета (МБР) Р-7, а ракета-носитель Протон — это МБР УР-500.
По сложившимся в СССР порядкам принятия решений о ракетно-космической технике и по самим космическим программам, инициаторами разработок могли быть либо высшее партийное руководство («Лунная программа»), либо Министерство Обороны. Гражданской администрации освоения космического пространства, аналогичного НАСА в США, в СССР не существовало.
В апреле 1973 года в ВПК с привлечением головных институтов (ЦНИИМАШ, НИИТП, ЦАГИ, 50 ЦНИИ, 30 ЦНИИ) был разработан и разослан на рассмотрение и согласование в МОМ, МАП и МО СССР и ряд других смежных министерств проект Решения ВПК по проблемам, связанным с созданием многоразовой космической системы. В правительственном Постановлении № П137/VII от 17 мая 1973 года, помимо организационных вопросов, содержался пункт, обязывающий «министра С. А. Афанасьева и В. П. Глушко подготовить в четырёхмесячный срок предложения о плане дальнейших работ».
Многоразовые космические системы имели в СССР как сильных сторонников, так и авторитетных противников. Желая окончательно определиться с МКС, ГУКОС решил выбрать авторитетного арбитра в споре военных с промышленностью, поручив головному институту Минобороны по военному космосу (ЦНИИ 50) провести научно-исследовательскую работу (НИР) по обоснованию необходимости МКС для решения задач по обороноспособности страны. Но и это не внесло ясности, так как генерал Мельников, руководивший этим институтом, решив подстраховаться, выпустил два «отчёта»: один — в пользу создания МКС, другой — против. В конце концов оба этих отчёта, обросшие многочисленными авторитетными «Согласовано» и «Утверждаю», встретились в самом неподходящем месте — на столе Д. Ф. Устинова. Раздражённый результатами «арбитража», Устинов позвонил Глушко и попросил ввести его в курс дела, представив подробную информацию по вариантам МКС, но Глушко неожиданно отправил на встречу с секретарём ЦК КПСС, кандидатом в члены Политбюро, вместо себя Генерального конструктора — своего сотрудника, и. о. начальника 162 отдела Валерия Бурдакова.
В 1976 году головным разработчиком корабля стало специально созданное НПО «Молния». Новое объединение возглавил Глеб Евгеньевич Лозино-Лозинский, уже в 1960-е годы работавший над проектом многоразовой авиационно-космической системы «Спираль».
Производство орбитальных кораблей осуществлялось на Тушинском машиностроительном заводе с 1980 года; к 1984 году был готов первый полномасштабный экземпляр. С завода корабли доставлялись водным транспортом (на барже под тентом) в город Жуковский, а оттуда (с аэродрома Жуковский) — воздушным транспортом (на специальном самолёте-транспортировщике ВМ-Т) — на аэродром «Юбилейный» космодрома Байконур.
Для посадок космоплана «Буран» была специально оборудована усиленная взлётно-посадочная полоса (ВПП) на аэродроме «Юбилейный» на Байконуре. Кроме того, были серьёзно реконструированы и полностью дооснащены необходимой инфраструктурой ещё два основных резервных места приземления «Бурана» — военные аэродромы Багерово в Крыму и Восточный (Хороль) в Приморье, а также построены или усилены ВПП ещё в четырнадцати запасных местах посадки, в том числе вне территории СССР (на Кубе, в Ливии).
Полноразмерный аналог «Бурана», имевший обозначение БТС-002(ГЛИ), был изготовлен для лётных испытаний в атмосфере Земли. В его хвостовой части стояли четыре турбореактивных двигателя, позволявшие ему взлетать с обычного аэродрома. В 1985—1988 годах его использовали в ЛИИ им. М. М. Громова (город Жуковский, Московская область) для отработки системы управления и системы автоматической посадки, а также для подготовки лётчиков-испытателей перед полётами в космос.
10 ноября 1985 года в ЛИИ имени Громова Минавиапрома СССР совершил первый атмосферный полёт полноразмерный аналог «Бурана» (машина 002 ГЛИ — горизонтальные лётные испытания). Пилотировали машину лётчики-испытатели ЛИИ Игорь Петрович Волк и Р. А. А. Станкявичус.
Ранее приказом Минавиапрома СССР от 23 июня 1981 года № 263 был создан Отраслевой отряд космонавтов-испытателей Минавиапрома СССР в составе: Волк И. П., Левченко А. С., Станкявичус Р. А. А. и Щукин А. В. (первый набор).
Первый и единственный полёт
Свой первый и единственный космический полёт «Буран» совершил 15 ноября 1988 года. Космический корабль был запущен с космодрома Байконур при помощи ракеты-носителя «Энергия». Продолжительность полёта составила 205 минут, корабль совершил два витка вокруг Земли, после чего произвёл посадку на аэродроме «Юбилейный» на Байконуре. Полёт прошёл без экипажа в автоматическом режиме с использованием бортового компьютера и бортового программного обеспечения, в отличие от шаттла, который традиционно совершает последнюю стадию посадки на ручном управлении (вход в атмосферу и торможение до скорости звука в обоих случаях полностью компьютеризованы). Данный факт — полёт космического аппарата в космос и спуск его на Землю в автоматическом режиме под управлением бортового компьютера — вошёл в книгу рекордов Гиннесса. Над акваторией Тихого океана «Буран» сопровождал корабль измерительного комплекса ВМФ СССР «Маршал Неделин» и научно-исследовательское судно АН СССР «Космонавт Георгий Добровольский».
В 1990 году работы по программе «Энергия-Буран» были приостановлены, а в 1993 году программа окончательно закрыта. Единственный летавший в космос (1988) «Буран» был разрушен в 2002 году при обрушении крыши монтажно-испытательного корпуса на Байконуре, в котором он хранился вместе с готовыми экземплярами ракеты-носителя «Энергия».
В ходе работы над проектом «Буран» было изготовлено несколько макетных образцов для динамических, электрических, аэродромных и прочих испытаний. После закрытия программы эти изделия остались на балансе различных НИИ и производственных объединений. Известно, например, о наличии макетных образцов у ракетно-космической корпорации «Энергия» и у НПО «Молния».
При внешнем сходстве с американским шаттлом орбитальный корабль «Буран» имел отличие — он мог совершать посадку полностью в автоматическом режиме с использованием бортового компьютера.
Изначально система автоматической посадки не предусматривала перехода на ручной режим управления. Однако пилоты-испытатели и космонавты потребовали у конструкторов включить ручной режим в систему управления посадкой [11] :
…система управления корабля «Буран» должна была выполнять автоматически все действия вплоть до остановки корабля после посадки. Участие лётчика в управлении не предусматривалось. (Позже, по нашему настоянию предусмотрели всё-таки резервный ручной режим управления на атмосферном участке полёта при возврате корабля.)
Ряд технических решений, полученных при создании «Бурана», до сих пор используются в российской и зарубежной ракетно-космической технике. [12]
Значительная часть технической информации о ходе полёта недоступна сегодняшнему исследователю, так как была записана на магнитных лентах для компьютеров БЭСМ-6, исправных экземпляров которых не сохранилось. Частично воссоздать ход исторического полёта можно по сохранившимся бумажным рулонам распечаток на АЦПУ-128 с выборками из данных бортовой и наземной телеметрии. [13]
Технические характеристики
В носовой отсек вставлена герметичная цельносварная кабина для экипажа и людей для проведения работ на орбите (до 10 человек) и большей части аппаратуры для обеспечения полёта в составе ракетно-космического комплекса, автономного полёта на орбите, спуска и посадки. Объём кабины составляет свыше 70 м³.
Имеет треугольное крыло с двойной стреловидностью, а также аэродинамические органы управления, работающие при посадке после возвращения в плотные слои атмосферы — руль направления, элероны и аэродинамический щиток.
Две группы двигателей для маневрирования размещены в конце хвостового отсека и передней части корпуса. Выполняется манёвр возврата или выхода на одновитковую траекторию.
Впервые в практике двигателестроения была создана объединённая двигательная установка, включающая топливные баки окислителя и горючего со средствами заправки, термостатирования, наддува, забора жидкости в невесомости, аппаратурой системы управления и т. д. Бортовой комплекс управления состоит примерно из пятидесяти систем. При разработке программного обеспечения для космического корабля и наземных систем использовались технология структурного проектирования программ и язык универсальной ЭВМ, что позволило в короткие сроки разработать программные комплексы объёмом около 100 Мб. В случае отказов ракетных блоков первой и второй ступеней ракеты-носителя система управления орбитального корабля обеспечивает его аварийное возвращение на землю в автоматическом режиме.
Первостепенное значение для успешного преодоления гравитационно обусловленных термических и пневматических нагрузок, возникающих при прохождении корабля в плотных слоях атмосферы, имеет его защитная обшивка. [14] Ряд научно-исследовательских организаций страны получил задание по разработке огнеупорных материалов, соответствующих в характеристиках стойкости этим экстремальным техническим условиям. Институту химии силикатов (Санкт-Петербург), в числе других учреждений, выполнявшему эти работы, была доверена роль их координации, а общее руководство осуществлял выдающийся физико-химик М. М. Шульц. [15] [16]
Отличия от «Спейс шаттл»
При общей внешней схожести проектов, имеются и существенные отличия.
Комплекс «Спейс шаттл» состоит из топливного бака (сигарообразный объект красного цвета по центру), двух твердотопливных ускорителей и самого космического челнока. При старте запускаются оба ускорителя и три маршевых двигателя шаттла (первая ступень). Из-за необходимости использования двигателей шаттла, комплекс не может быть использован для вывода на орбиту иных аппаратов или грузов, даже меньшей в сравнении с шаттлом массы.
Шаттл садится с неработающими двигателями. Он не имеет возможности несколько раз заходить на посадку, поэтому предусмотрено несколько посадочных площадок на территории США.
«Буран»: название комплекса «Энергия — Буран». Комплекс состоял из первой ступени (четыре боковых блока с кислород-керосиновыми четырёхкамерными двигателями РД-170, многоразовые), второй ступени (сигарообразный объект белого цвета в центре; оснащена четырьмя кислород-водородными двигателями РД-0120) и возвращаемого космического аппарата «Буран». При старте запускались обе ступени. Отработав, отстыковывалась первая ступень (4 боковые ракеты) и довывод осуществлялся второй ступенью.
Данная схема универсальна, поскольку позволяла осуществлять вывод на орбиту не только МТКК «Буран», но и других полезных грузов массой до 100 тонн. «Буран» входил в атмосферу и начинал гасить скорость (угол входа примерно 30°, постепенно угол входа уменьшался). Первоначально для управляемого полёта в атмосфере «Буран» должен был быть оснащён двумя ТРД, находившимися в зоне аэродинамической тени, рядом с килем, однако к моменту первого (и единственного) старта данная система не была готова к полёту, поэтому корабль управлялся рулями, не используя тягу двигателей (в атмосфере). Перед приземлением «Буран» осуществил гасящий скорость корректирующий манёвр (полёт по нисходящей восьмёрке), после чего шёл на посадку. В этом единственном полёте у «Бурана» была лишь одна попытка для захода на посадку. При посадке скорость составляла 300 км/ч, во время входа в атмосферу доходила до 25 скоростей звука (почти 30 тыс. км/ч).
В отличие от шаттлов, в «Буране» была предусмотрена система экстренного спасения экипажа. На малых высотах работала катапульта для первых двух пилотов; на достаточной высоте, в случае нештатной ситуации, «Буран» мог отделяться от ракеты-носителя и совершать экстренную посадку.
Главные конструкторы «Бурана» никогда не отрицали, что «Буран» был частично скопирован с американского спейс шаттла. В частности, генеральный конструктор Лозино-Лозинский высказался на вопрос о копировании следующим образом: [17]
Генеральный конструктор Глушко посчитал, что к тому времени было мало материалов, которые бы подтверждали и гарантировали успех, в то время, когда полёты «Шаттла» доказали, что подобная «Шаттлу» конфигурация работает успешно, и здесь риск при выборе конфигурации меньше. Поэтому, несмотря на больший полезный объём конфигурации «Спирали», было принято решение выполнять «Буран» по конфигурации, подобной конфигурации «Шаттла».
…Копирование, как это указано в предыдущем ответе, было, безусловно, совершенно сознательным и обоснованным в процессе тех конструкторских разработок, которые проводились, и в процессе которых было внесено, как уже было указано выше, много изменений и в конфигурацию, и в конструкцию. Основным политическим требованием было обеспечение габаритов отсека полезного груза, одинакового с отсеком полезного груза «Шаттла».
…отсутствие маршевых двигателей на «Буране» заметно меняло центровку, положение крыльев, конфигурацию наплыва, ну, и целый ряд других отличий.
После катастрофы космического корабля «Колумбия», и в особенности с закрытием программы «Спейс шаттл», в западных СМИ неоднократно высказывалось мнение о том, что американское космическое агентство NASA заинтересовано в возрождении комплекса «Энергия-Буран» и предполагает сделать соответствующий заказ России в ближайшее время. Между тем, по сообщению агентства «Интерфакс», директор ЦНИИМаш Г. Г. Райкунов заявил, что Россия может вернуться после 2018 года к этой программе и созданию ракетоносителей, способных выводить на орбиту груз до 24 тонн; испытания её будут начаты в 2015 году. В дальнейшем предполагается создание ракет, которые будут доставлять на орбиту грузы весом более 100 тонн. На отдалённое будущее имеются планы по разработке нового пилотируемого космического корабля и многоразовых ракет-носителей. [18] [19] [20]
Причины и следствия различий систем «Энергия — Буран» и «Спейс шаттл»
Первоначальный вариант ОС-120, появившийся в 1975 году в томе 1Б «Технические предложения» «Комплексной ракетно-космической программы», был практически полной копией американского спейс шаттла — в хвостовой части корабля размещались три маршевых кислородно-водородных двигателя (11Д122 разработки КБЭМ тягой по 250 т. с. и удельным импульсом 353 сек на земле и 455 сек в вакууме) с двумя выступающими мотогондолами для двигателей орбитального маневрирования.
Ключевым вопросом оказались двигатели, которые должны были быть по всем основным параметрам равными или превосходить характеристики бортовых двигателей американского орбитального корабля SSME и боковые твердотопливные ускорители.
Двигатели, созданные в воронежском КБ химавтоматики, оказались по сравнению с американским аналогом:
Известно, что для вывода на орбиту одинаковой полезной нагрузки с космодрома Байконур, по географическим причинам, нужно иметь большую тягу, чем с космодрома на мысе Канаверал.
Для старта системы «Спейс шаттл» используются два твердотопливных ускорителя с тягой по 1280 т. с. каждый (самые мощные ракетные двигатели в истории), с суммарной тягой на уровне моря 2560 т. с., плюс общая тяга трёх двигателей SSME 570 т. с., что вместе создает тягу при отрыве от стартового стола 3130 т. с. Этого достаточно, чтобы с космодрома Канаверал вывести на орбиту полезную нагрузку до 110 тонн, включающую сам челнок (78 тонн), до 8 астронавтов (до 2 тонн) и до 29,5 тонн груза в грузовом отсеке. Соответственно, для вывода на орбиту 110 тонн полезной нагрузки с космодрома Байконур, при прочих равных условиях, требуется создать тягу при отрыве от стартового стола примерно на 15 % больше, то есть около 3600 т. с.
Советский орбитальный корабль ОС-120 (ОС означает «орбитальный самолёт») должен был иметь вес 120 тонн (добавить к весу американского челнока два турбореактивных двигателя для полётов в атмосфере и систему катапультирования двух пилотов в аварийной ситуации). [21] Простой расчёт показывает, что для вывода на орбиту полезной нагрузки в 120 тонн требуется тяга на стартовом столе более 4000 т. с.
В то же время получалось, что тяга маршевых двигателей орбитального корабля, если использовать аналогичную конфигурацию челнока с 3 двигателями, уступает американскому (465 т. с. против 570 т. с.), что совершенно недостаточно для второй ступени и довывода челнока на орбиту. Вместо трёх двигателей нужно было ставить 4 двигателя РД-0120, но в конструкции планера орбитального корабля запаса места и веса не было. Конструкторам пришлось резко снижать вес челнока.
Так родился проект орбитального корабля ОК-92, вес которого был снижен до 92 тонн за счёт отказа от размещения маршевых двигателей вместе с системой криогенных трубопроводов, их запирания при отделении внешнего бака и т. д.
В результате проработки проекта, четыре (вместо трёх) двигателя РД-0120 были перенесены из хвостовой части фюзеляжа орбитального корабля в нижнюю часть топливного бака.
9 января 1976 года генеральный конструктор НПО «Энергия» Валентин Глушко утвердил «Техническую справку», содержащую сравнительный анализ нового варианта корабля «ОК-92».
После выхода постановления № 132-51, разработку планера орбитера, средств воздушной транспортировки элементов МКС и системы автоматической посадки поручили специально организованному НПО «Молния», которое возглавил Глеб Евгеньевич Лозино-Лозинский.
Изменения коснулись и боковых ускорителей. В СССР не имелось опыта проектирования, необходимой технологии и оборудования для производства таких больших и мощных твердотопливных ускорителей, которые используются в системе спейс шаттл и обеспечивают 83 % тяги на старте. Конструкторы НПО «Энергия» приняли решение использовать самый мощный из имеющихся ЖРД — двигатель, созданный под руководством Глушко, четырёхкамерный РД-170, который мог развивать тягу (после доработки и модернизации) 740 т. с. Однако пришлось вместо двух боковых ускорителей по 1280 т. с. использовать четыре по 740. Суммарная тяга боковых ускорителей вместе с двигателями второй ступени РД-0120 при отрыве от стартового стола достигла 3425 т. с., что примерно равно стартовой тяге системы «Сатурн-5» с кораблями «Аполлон».
Возможность повторного использования боковых ускорителей была ультимативным требованием заказчика — ЦК КПСС и министерства обороны в лице Д. Ф. Устинова. Официально считалось, что боковые ускорители являются многоразовыми, однако в тех двух полётах «Энергии», которые имели место, задача сохранения боковых ускорителей даже не ставилась. Американские ускорители опускаются на парашютах в океан, что обеспечивает довольно «мягкую» посадку, щадящую двигатели и корпуса ускорителей. К сожалению, в условиях старта из казахстанской степи нет шансов провести «приводнение» ускорителей, а парашютная посадка в степи недостаточно мягкая для сохранения двигателей и корпусов ракет. Планирующая, либо парашютная с пороховыми двигателями посадка хоть и проектировались, но так никогда и не были реализованы на практике. Ракеты «Зенит», которые являются теми самыми боковыми ускорителями «Энергии» и активно используются по сей день, так и не стали многоразовыми носителями и утрачиваются в полёте.
Начальник 6-го испытательного управления космодрома Байконур (1982—1989), (управления военно-космических сил по системе «Буран») генерал-майор В. Е. Гудилин отмечал [22] :
Одной из проблем, которые пришлось учитывать при разработке конструктивно-компоновочной схемы ракеты-носителя, была возможность производственно-технологической базы. Так, диаметр ракетного блока 2 ступени был равен 7,7 м, так как больший диаметр (8,4 м как у шаттла, целесообразный по условиям оптимальности) реализовать было нельзя из-за отсутствия соответствующего оборудования для механической обработки, а диаметр ракетного блока 1 ступени 3,9 м диктовался возможностями железнодорожного транспорта, стартово-стыковочный блок сваривался, а не отливался (что было бы дешевле) из-за неосвоенности стального литья таких размеров и т. д.
Большое внимание уделялось выбору компонентов топлива: рассматривалась возможность использования твёрдого топлива на 1 ступени, кислородно-керосинового топлива на обеих ступенях и т. д., но отсутствие необходимой производственной базы для изготовления крупногабаритных твердотопливных двигателей и оборудования для транспортирования снаряженных двигателей исключили возможность их применения
Изменения, ставшие отличиями системы «Энергия — Буран» от системы «Спейс шаттл», имели следующие последствия:
По мнению генерал-лейтенанта авиации лётчика-испытателя Степана Анастасовича Микояна, руководившего испытательными полётами «Бурана», эти отличия, а также то, что американская система спейс шаттл уже успешно летала, послужили в условиях финансового кризиса причиной консервации, а потом и закрытия программы «Энергия — Буран»: [11]
Как ни обидно создателям этой исключительно сложной, необычной системы, вложившим душу в работу и решившим массу сложных научных и технических проблем, но, по моему мнению, решение о прекращении работ по теме «Буран» было правильным. Успешная работа над системой «Энергия — Буран» — большое достижение наших учёных и инженеров, но стоила она очень дорого и сильно затянулась. Предполагалось, что будет выполнено ещё два беспилотных пуска и только потом (когда?) — вывод корабля на орбиту с экипажем. И чего бы мы достигли? Лучше американцев сделать мы уже не могли, а сделать намного позже и, может быть, хуже не имело смысла. Система очень дорога и окупиться не смогла бы никогда, в основном из-за стоимости одноразовой ракеты «Энергия». А уж в наше теперешнее время работа была бы по денежным затратам совершенно непосильна для страны.
