Lorsque vous regardez les photographies des engins spatiaux ailés Burana et Shuttle, vous pouvez avoir l'impression qu'elles sont assez identiques. Au moins, il ne devrait pas y avoir de différences fondamentales. Malgré la similitude externe, ces deux systèmes spatiaux sont encore fondamentalement différents.
Navette et Bourane
Navette
La navette est un vaisseau spatial de transport réutilisable (MTKK). Le navire est équipé de trois moteurs-fusées à propergol liquide (LPRE), fonctionnant à l'hydrogène. Agent oxydant - oxygène liquide. Entrer en orbite terrestre basse nécessite une énorme quantité de carburant et de comburant. Par conséquent, le réservoir de carburant est le plus grand élément du système de la navette spatiale. Le vaisseau spatial est situé sur cet immense réservoir et y est relié par un système de pipelines à travers lesquels le carburant et le comburant sont fournis aux moteurs de la navette.
Et tout de même, les trois puissants moteurs du vaisseau ailé ne suffisent pas pour aller dans l'espace. Attachés au réservoir central du système se trouvent deux propulseurs à propergol solide - les fusées les plus puissantes de l'histoire de l'humanité à ce jour. La plus grande puissance est nécessaire précisément au départ pour déplacer le navire de plusieurs tonnes et le porter aux quatre premières dizaines et demi de kilomètres. Les propulseurs de fusées solides prennent 83% de la charge.
Une autre "navette" décolle
A 45 km d'altitude, des propulseurs à propergol solide, ayant épuisé tout le carburant, sont séparés du navire et, en parachute, s'abattent dans l'océan. Plus loin, à une altitude de 113 km, la "navette" s'élève à l'aide de trois moteurs-fusées. Après avoir séparé le réservoir, le navire vole encore 90 secondes par inertie, puis, pendant une courte période, deux moteurs de manœuvres orbitaux alimentés par du carburant à allumage automatique sont allumés. Et la "navette" entre dans une orbite de travail. Et le réservoir pénètre dans l'atmosphère, où il brûle. Certaines parties tombent dans l'océan.
Département des propulseurs à propergol solide
Les moteurs de manœuvre orbitale sont conçus, comme leur nom l'indique, pour diverses manœuvres dans l'espace: pour modifier les paramètres orbitaux, pour s'arrimer à l'ISS ou à d'autres engins spatiaux en orbite terrestre basse. Ainsi, les « navettes » ont effectué plusieurs visites au télescope en orbite Hubble pour l'entretien.
Et enfin, ces moteurs servent à créer une impulsion de freinage lors du retour sur Terre.
L'étage orbital est réalisé selon la configuration aérodynamique d'un monoplan sans queue avec une aile delta basse avec un double balayage du bord d'attaque et une queue verticale du schéma habituel. Pour le contrôle atmosphérique, un safran en deux parties sur la quille (ici un aérofrein), des élevons sur le bord de fuite de l'aile et un volet d'équilibrage sous le fuselage arrière sont utilisés. Châssis rétractable, tricycle, avec roue avant.
Longueur 37, 24 m, envergure 23, 79 m, hauteur 17, 27 m. Le poids "à sec" du véhicule est d'environ 68 t, poids au décollage - de 85 à 114 t (selon la tâche et la charge utile), atterrissage avec un charge de retour à bord - 84, 26 t.
La caractéristique de conception la plus importante de la cellule est sa protection thermique.
Dans les endroits les plus sollicités thermiquement (température de conception jusqu'à 1430 ° C), un composite carbone-carbone multicouche est utilisé. Il existe peu de tels endroits, il s'agit principalement du nez du fuselage et du bord d'attaque de l'aile. La surface inférieure de l'ensemble de l'appareil (chauffage de 650 à 1260°C) est recouverte de tuiles constituées d'un matériau à base de fibre de quartz. Les surfaces supérieures et latérales sont partiellement protégées par des carreaux isolants à basse température - où la température est de 315 à 650 ° C; dans d'autres endroits, où la température ne dépasse pas 370 ° C, un feutre recouvert de caoutchouc de silicone est utilisé.
Le poids total des quatre types de protection thermique est de 7164 kg.
L'étage orbital dispose d'un cockpit à double pont pour sept astronautes.
Pont supérieur de la navette
En cas de programme de vol prolongé ou lors d'opérations de sauvetage, jusqu'à dix personnes peuvent être à bord de la navette. Dans le cockpit, on trouve des commandes de vol, des postes de travail et de couchage, une cuisine, un débarras, un compartiment sanitaire, un sas, des postes de contrôle des opérations et de la charge utile, et d'autres équipements. Le volume total pressurisé de la cabine est de 75 mètres cubes. m, le système de survie maintient une pression de 760 mm Hg à l'intérieur. De l'art. et la température dans la gamme de 18, 3 - 26, 6 °.
Ce système est réalisé dans une version ouverte, c'est-à-dire sans utilisation de régénération d'air et d'eau. Ce choix est dû au fait que la durée des vols des navettes a été fixée à sept jours, avec la possibilité de la porter à 30 jours grâce à des fonds supplémentaires. Avec une autonomie aussi insignifiante, l'installation d'équipements de régénération entraînerait une augmentation injustifiée de la masse, de la consommation électrique et de la complexité des équipements embarqués.
L'alimentation en gaz comprimés est suffisante pour rétablir l'atmosphère normale dans la cabine en cas de dépressurisation complète ou pour y maintenir une pression de 42,5 mm Hg. De l'art. dans les 165 minutes lorsqu'un petit trou se forme dans la coque peu après le départ.
Le compartiment à bagages mesure 18, 3 x 4, 6 m et un volume de 339, 8 mètres cubes. m est équipé d'un manipulateur "trois genoux" 15, 3 m de long. Lorsque les portes des compartiments sont ouvertes, les radiateurs du système de refroidissement se mettent en position de travail avec eux. La réflectivité des panneaux de radiateur est telle qu'ils restent froids même lorsque le soleil brille sur eux.
Ce que la navette spatiale peut faire et comment elle vole
Si nous imaginons un système assemblé volant horizontalement, nous verrons un réservoir de carburant externe comme son élément central; un orbiteur y est amarré par le haut et des accélérateurs sont sur les côtés. La longueur totale du système est de 56,1 m et la hauteur de 23,34 m. La largeur totale est déterminée par l'envergure de l'étage orbital, c'est-à-dire 23,79 m. La masse maximale au lancement est d'environ 2 041 000 kg.
Il est impossible de parler sans ambiguïté de la taille de la charge utile, car elle dépend des paramètres de l'orbite cible et du point de lancement de l'engin spatial. Voici trois options. Le système de la navette spatiale est capable d'afficher:
- 29 500 kg lorsqu'il est lancé vers l'est depuis Cap Canaveral (Floride, côte est) sur une orbite d'une altitude de 185 km et d'une inclinaison de 28º;
- 11 300 kg au lancement depuis le Space Flight Center. Kennedy sur une orbite d'une altitude de 500 km et d'une inclinaison de 55º;
- 14 500 kg lors du lancement depuis la base aérienne de Vandenberg (Californie, côte ouest) sur une orbite circumpolaire à 185 km d'altitude.
Pour les navettes, deux pistes d'atterrissage ont été équipées. Si la navette atterrissait loin du site de lancement, elle rentrerait chez elle sur un Boeing 747
Le Boeing 747 prend la navette pour le cosmodrome
Au total, cinq navettes ont été construites (deux d'entre elles sont mortes dans des accidents) et un prototype.
Lors du développement, il était prévu que les navettes effectueraient 24 lancements par an, et chacune d'entre elles effectuerait jusqu'à 100 vols dans l'espace. En pratique, ils ont été beaucoup moins utilisés - à la fin du programme à l'été 2011, 135 lancements ont été effectués, dont Discovery - 39, Atlantis - 33, Columbia - 28, Endeavour - 25, Challenger - 10 …
L'équipage de la navette se compose de deux astronautes - le commandant et le pilote. Le plus grand équipage de la navette est composé de huit astronautes (Challenger, 1985).
Réaction soviétique à la création de la navette
Le développement de la "navette" a fait une grande impression sur les dirigeants de l'URSS. On considérait que les Américains développaient un bombardier orbital armé de missiles espace-sol. La taille énorme de la navette et sa capacité à renvoyer une charge allant jusqu'à 14,5 tonnes sur Terre ont été interprétées comme une menace claire d'enlèvement de satellites soviétiques et même de stations spatiales militaires soviétiques telles qu'Almaz, qui ont volé dans l'espace sous le nom de Salyut.. Ces estimations étaient erronées, puisque les États-Unis ont abandonné l'idée d'un bombardier spatial en 1962 en lien avec le développement réussi d'un sous-marin nucléaire et de missiles balistiques au sol.
Soyouz pourrait facilement tenir dans la soute de la navette
Les experts soviétiques ne comprenaient pas pourquoi 60 lancements de navettes étaient nécessaires par an - un lancement par semaine ! D'où vient la multitude de satellites et de stations spatiales dont la Navette aurait besoin ? Les Soviétiques vivant dans un système économique différent ne pouvaient même pas imaginer que la direction de la NASA, qui poussait avec acharnement un nouveau programme spatial au sein du gouvernement et du Congrès, était guidée par la peur d'être au chômage. Le programme lunaire touchait à sa fin et des milliers de spécialistes hautement qualifiés étaient sans travail. Et, plus important encore, les cadres respectés et très bien payés de la NASA ont été confrontés à la perspective décevante de se séparer de leurs bureaux habités.
Par conséquent, une étude de faisabilité économique a été préparée sur le grand avantage financier des engins spatiaux de transport réutilisables en cas d'abandon des fusées jetables. Mais pour le peuple soviétique, il était absolument incompréhensible que le président et le congrès ne puissent dépenser des fonds nationaux qu'en tenant compte de l'opinion de leurs électeurs. A cet égard, l'opinion régnait en URSS que les Américains étaient en train de créer un nouveau QC pour certaines futures tâches incompréhensibles, très probablement militaires.
Vaisseau spatial réutilisable "Bourane"
En Union soviétique, il était initialement prévu de créer une copie améliorée de la navette - un avion orbital OS-120, pesant 120 tonnes (la navette américaine pesait 110 tonnes à pleine charge). Contrairement à la navette, il était prévu d'équiper le Bourane avec un cockpit d'éjection pour deux pilotes et des turboréacteurs pour l'atterrissage à l'aéroport.
La direction des forces armées de l'URSS a insisté sur la copie presque complète de la "navette". À cette époque, les services de renseignement soviétiques étaient en mesure d'obtenir de nombreuses informations sur le vaisseau spatial américain. Mais il s'est avéré que ce n'était pas si simple. Les moteurs de fusée hydrogène-oxygène domestiques se sont avérés plus gros et plus lourds que les moteurs américains. De plus, en termes de puissance, ils étaient inférieurs à l'outre-mer. Par conséquent, au lieu de trois moteurs-fusées, il a fallu en installer quatre. Mais sur le plan orbital, il n'y avait tout simplement pas de place pour quatre moteurs de propulsion.
Au niveau de la navette, 83 % de la charge au départ était portée par deux propulseurs à propergol solide. En Union soviétique, il n'était pas possible de développer des missiles à propergol solide aussi puissants. Des missiles de ce type ont été utilisés comme vecteurs balistiques de charges nucléaires terrestres et maritimes. Mais ils n'atteignaient pas vraiment la puissance requise. Par conséquent, les concepteurs soviétiques avaient la seule opportunité - d'utiliser des fusées à propergol liquide comme accélérateurs. Dans le cadre du programme Energia-Buran, des RD-170 à kérosène-oxygène très réussis ont été créés, qui ont servi d'alternative aux boosters à combustible solide.
L'emplacement même du cosmodrome de Baïkonour a contraint les concepteurs à augmenter la puissance de leurs lanceurs. On sait que plus le pas de tir est proche de l'équateur, plus la charge qu'une même fusée peut mettre en orbite est importante. Le cosmodrome américain de Cap Canaveral a 15 % d'avance sur Baïkonour ! Autrement dit, si une fusée lancée depuis Baïkonour peut soulever 100 tonnes, elle lancera 115 tonnes en orbite lorsqu'elle sera lancée depuis Cap Canaveral !
Les conditions géographiques, les différences technologiques, les caractéristiques des moteurs créés et une approche de conception différente - tous ont influencé l'apparition de "Bourane". Sur la base de toutes ces réalités, un nouveau concept et un nouveau véhicule orbital OK-92, pesant 92 tonnes, ont été développés. Quatre moteurs oxygène-hydrogène ont été transférés dans le réservoir de carburant central et le deuxième étage du lanceur Energia a été obtenu. Au lieu de deux propulseurs à propergol solide, il a été décidé d'utiliser quatre fusées à carburant liquide kérosène-oxygène avec des moteurs RD-170 à quatre chambres. Quatre chambres signifie quatre buses; une buse de grand diamètre est extrêmement difficile à fabriquer. Par conséquent, les concepteurs vont à la complication et à la pondération du moteur en le concevant avec plusieurs buses plus petites. Il y a autant de tuyères que de chambres de combustion avec un tas de canalisations d'alimentation en carburant et en comburant et toutes les "amarres". Ce lien s'est fait selon le schéma traditionnel, « royal », semblable aux « alliances » et « est », est devenu la première étape de « l'Énergie ».
"Bourane" en vol
Le bateau de croisière Bourane lui-même est devenu le troisième étage du lanceur, similaire au Soyouz. La seule différence est que le Bourane était situé sur le côté du deuxième étage, tandis que le Soyouz était tout en haut du lanceur. Ainsi, le schéma classique d'un système spatial jetable à trois étages a été obtenu, à la seule différence que le vaisseau orbital était réutilisable.
La réutilisabilité était un autre problème du système Energia-Buran. Pour les Américains, les navettes ont été conçues pour 100 vols. Par exemple, les moteurs de manœuvres orbitales pourraient supporter jusqu'à 1000 tours. Après maintenance préventive, tous les éléments (à l'exception du réservoir de carburant) étaient aptes au lancement dans l'espace.
Booster à propergol solide récupéré par un navire spécial
Des propulseurs à propergol solide ont été parachutés dans l'océan, récupérés par des navires spéciaux de la NASA et livrés à l'usine du fabricant, où ils ont subi une maintenance préventive et ont été remplis de carburant. La navette elle-même a également été soigneusement vérifiée, empêchée et réparée.
Le ministre de la Défense Ustinov dans un ultimatum a exigé que le système Energia-Buran soit au maximum recyclable. Par conséquent, les concepteurs ont été contraints de s'attaquer à ce problème. Formellement, les boosters latéraux étaient considérés comme réutilisables, adaptés à dix lancements. Mais en fait, il n'en est pas venu à cela pour de nombreuses raisons. Prenez au moins le fait que les accélérateurs américains se sont effondrés dans l'océan et que les accélérateurs soviétiques sont tombés dans la steppe kazakhe, où les conditions d'atterrissage n'étaient pas aussi bénignes que les eaux chaudes de l'océan. Et une fusée à propergol liquide est une création plus délicate. que le propergol solide. " Bourane " a également été conçu pour 10 vols.
En général, le système réutilisable n'a pas fonctionné, même si les réalisations étaient évidentes. Le navire orbital soviétique, libéré des gros moteurs de propulsion, a reçu des moteurs plus puissants pour manœuvrer en orbite. Ce qui, dans le cas de son utilisation en tant que "chasseur-bombardier" spatial, lui conférait de grands avantages. Plus des turboréacteurs pour le vol atmosphérique et l'atterrissage. De plus, une puissante fusée a été créée avec le premier étage au kérosène et le second à l'hydrogène. C'était une telle fusée qui manquait à l'URSS pour remporter la course lunaire. En termes de caractéristiques, Energia était pratiquement équivalente à la fusée américaine Saturn-5 qui a envoyé Apollo-11 sur la lune.
"Buran" a une grande accessibilité externe avec le "Shuttle" américain. Korabl poctroen Po cheme camoleta tipa "bechvoctka» c treugolnym krylom peremennoy ctrelovidnocti, imeet aerodinamicheckie organy upravleniya, rabotayuschie à pocadke pocle vozvrascheniya in plotnye cloi atmocfery. Il a pu effectuer une descente contrôlée dans l'atmosphère avec une manœuvre latérale allant jusqu'à 2000 kilomètres.
La longueur du "Buren" est de 36,4 mètres, l'envergure est d'environ 24 mètres, la hauteur du navire sur le châssis est de plus de 16 mètres. L'ancienne masse du navire est de plus de 100 tonnes, dont 14 tonnes sont utilisées pour le carburant. Dans nocovoy otcek vctavlena germetichnaya tselnocvarnaya kabina pour ekipazha et bolshey chacti apparatury pour obecpecheniya poleta dans coctave raketno-kocmicheckogo komplekca, avtonomnogo poleta nA orbite, cpucka et pocadki. Le volume de la cabine est de plus de 70 mètres cubes.
Lorsque vozvraschenii in plotnye cloi atmocfery naibolee teplonapryazhennye uchactki poverhnocti korablya rackalyayutcya do gradducov 1600, zhe teplo, dohodyaschee nepocredctvenno do metallicheckoy konctruktsii korablya, preduc gravovschee Par conséquent, "BURAN" a distingué sa puissante protection thermique, fournissant des conditions de température normales pour la conception d'un navire pendant le vol dans un avion
Couverture résistante à la chaleur composée de plus de 38 000 dalles, en matériaux spéciaux: fibre de quartz, âme haute performance, sans âme Le bois céramique a la capacité d'accumuler de la chaleur, sans la transmettre à la coque du navire. La masse totale de cette armure était d'environ 9 tonnes.
La longueur de la soute BURANA est d'environ 18 mètres. Dans son vaste compartiment cargo, il est possible d'accueillir une charge utile d'une masse allant jusqu'à 30 tonnes. Là, il était possible de placer de gros véhicules spatiaux - de gros satellites, des blocs de stations orbitales. La masse d'atterrissage du navire est de 82 tonnes.
"BURAN" a été utilisé avec tous les systèmes et équipements nécessaires pour le vol automatique et piloté. Ceci et les moyens de navigation et de contrôle, et les systèmes radiotechniques et de télévision, et les commandes automatiques pour la chaleur et la puissance
La cabane de Bourane
L'installation du moteur principal, deux groupes de moteurs de manœuvre sont situés à l'extrémité de la partie arrière et dans la partie avant du châssis.
Au total, il était prévu de construire 5 navires orbitaux. Outre Bourane, Tempest était presque prêt et près de la moitié du Baïkal. Deux autres navires qui étaient au stade initial de la production n'ont pas reçu de noms. Le système Energia-Buran n'a pas eu de chance - il est né à un moment malheureux pour lui. L'économie soviétique n'était plus en mesure de financer des programmes spatiaux coûteux. Et une sorte de destin a poursuivi les cosmonautes qui se préparaient à des vols sur le "Bourane". Les pilotes d'essai V. Bukreev et A. Lyssenko sont morts dans des accidents d'avion en 1977, avant même de rejoindre le groupe des cosmonautes. En 1980, le pilote d'essai O. Kononenko est décédé. 1988 a coûté la vie à A. Levchenko et A. Shchukin. Après le vol de « Bourane » R. Stankevichus, le copilote du vol habité du vaisseau spatial ailé, est décédé dans un accident d'avion. I. Volk a été nommé premier pilote.
Le « Bourane » n'a pas eu de chance non plus. Après le premier et unique vol réussi, le navire a été conservé dans un hangar du cosmodrome de Baïkonour. Le 12 mai 2002, le chevauchement de l'atelier dans lequel se trouvaient le modèle Bourane et Energia s'effondre. Sur ce triste accord, l'existence du vaisseau spatial ailé, qui avait montré de si grands espoirs, s'est terminée.
Après l'effondrement du sol
