background image
Рис. 2.
Конструк
тивно
подобная
модель
МКС
Энергия
Буран
(масштаб
1:10) в
испыта
тельном
зале
отдела
динамики.
суббота
k
144, 21 декабря 2013 г.
Выпуск 94
СДЕЛАНО В КОРОЛВЕ
(Продолжение. Начало на с. 7)
Так что сегодня особенно важен вопрос о
возможности длительного выживания микро
организмов на внешних оболочках космиче
ских аппаратов, о вероятных изменениях их
биологических свойств и, конечно, о переносе
их на другие планеты и с других планет на
Землю.
Что вы имеете в виду?
Известна гипотеза Сванте Аррениуса о панс
пермии. Она предполагает, что микробы путеше
ственники могут быть занесены на Землю метео
ритами и осколками комет из за пределов Солнеч
ной системы. Но если микробы оседают непосред
ственно на поверхности Земли, то обнаружить их
даже на снежно ледяных покровах Арктики и Ан
тарктики весьма проблематично. А ведь есть такой
сборник космической пыли, как поверхность ор
битальной станции. Она представляет широкие
возможности и преимущества: полт по геоцент
рической орбите, полт по гелиоцентрической ор
бите вместе с Землей, собственные развороты ОС,
позволяющие воспринимать космические потоки
с различных направлений, включая выбросы с Зем
ли, если таковые происходят.
А ещ есть гипотеза направленной панспер
мии. Она базируется на предположении, что вне
земные цивилизации (ВЦ) могут закладывать ин
формацию в генетическую структуру организмов,
формируя, так сказать, биологический канал
транскоммуникации. В этом случае обнаружение
нуклеиновых кислот или следов их разложения,
биологических или предбиологических объектов,
иденти фицируемых как живая материя, может
рассматриваться в качестве сигнала или посла
ния внеземной цивилизации.
В целом же результаты, полученные в экспери
менте Тест, говорят о необходимости тотально
го мониторинга внешней поверхности МКС для
получения новых данных о составе обитающих
там микроорганизмов, об их устойчивости в кос
мическом пространстве и о влиянии на материа
лы оболочки МКС.
Беседовал Николай ДОРОЖКИН
Живые микроорганизмы на поверхности МКС
ЦНИИмаш стал фактически штабом
работы комиссии. Учные и специали
сты института обеспечивали работу
МЭК и научно техническое сопровож
дение опытно конструкторских работ.
Как головная организация по иссле
дованиям МКС в части прочности, ди
намики, аэрогазодинамики, тепломас
сообмена и теплозащиты, ЦНИИмаш
отвечал также за: наджность элемен
тов системы, достаточность их назем
ной отработки; тепловые режимы и га
зодинамические процессы на орбиталь
ном участке полта; теплообмен и га
зодинамику старта; подготовку ЦУПа;
оперативную обработку телеметриче
ской информации штатных систем;
подготовку сообщений ТАСС и инфор
мационное обеспечение работы кор
респондентов, аккредитованных в ЦУПе
и на космодроме.
Межведомственной экспертной ко
миссией совместно с ЦНИИ машиностро
ения была разработана комплексная про
грамма использования МКС Энергия
Буран в интересах обороны страны,
народного хозяйства и науки.
За организацию работы, выпуск зак
лючения МЭК и проведение непосред
ственной экспертизы проектных мате
риалов по задачам и областям приме
нения, общей компоновке и конструк
ции МКС отвечало отделение систем
ного проектирования ЦНИИмаша.
Основные результаты исследований:
выполнена независимая экспертиза
проектных материалов путм проведе
ния имитационного моделирования
управляемого движения ОК на участке
спуска и посадки с использованием
разработанных в ЦНИИмаше алгорит
мов с целью подтверждения требова
ний технического задания (ТЗ); разра
ботано управление траекторией спуска
орбитального корабля (ОК) при реали
зации малого манвра возврата с
целью посадки на основной аэродром
вблизи места старта при возникнове
нии аварийных ситуаций на начальном
участке траектории выведения; иссле
дованы возможности безопасного
Система Энергия Буран
Система Энергия Буран
в лабораториях ЦНИИмаша
спуска ОК при экстренном отделении
от ракеты носителя (РН) на средней
части траектории выведения; прорабо
таны вопросы навигации и наведения
Бурана после экстренного отделе
ния от РН и приземления на аэродро
мы вынужденной посадки (АВП), рас
положенные вдоль трассы выведения;
была показана возможность приведе
ния и посадки ОК на ряд дополнитель
ных аэродромов; впервые была пока
зана возможность использования бор
товой аппаратуры спутниковой нави
гации для Бурана после экстренного
отделения при спуске и посадке на АВП;
разработаны варианты контроля эки
пажем траекторных ограничений и руч
ного управления спуском ОК.
Эти результаты были изложены в
материалах ЦНИИмаша, вошедших в
эскизный проект НПО Молния.
Работа проводилась в соответствии
с Комплексной программой экспери
ментальной отработки, принятой НПО
Энергия совместно с разработчика
ми составных частей системы.
Для осуществления этой программы
в 19821984 годах на территории
ЦНИИмаша был построен корпус комп
лексных температурно прочностных
испытаний. Наряду с этим при участии
специалистов института сооружены
стенды статических и криогенно ста
тических испытаний на заводе Про
гресс в Самаре. Для изготовления от
делом динамики конструктивно подоб
ных моделей, в том числе модели РН
Энергия в масштабе 1:5, с помощью
которых предполагалось проводить от
работку динамики системы Энергия
Буран, в 1982 году был построен
производственно технологический
корпус.
В прочностных лабораториях ЦНИИ
маша было испытано 160 натурных
сборок системы Энергия Буран
это более 70% общего объма испы
таний в обеспечение прочностной от
работки МКС. Большую часть состави
ли статические испытания топливных
магистралей центрального блока и уз
лов его связи с ОК Буран, блока Я и
отсеков блока А; криогенно статиче
ские испытания межбакового и хвос
тового отсеков блока Ц. Проведены ви
бропрочностные испытания топливных
магистралей, двигателей РД 170 и
РД 0120, вибропрочностные и удар
ные испытания панелей отсеков
блока Ц с навесным оборудованием.
Большой объм работ выполнен спе
циалистами ЦНИИмаша в части иссле
дования нагрузок и расчтных случаев
нагружения конструкции системы, ис
следования и уточнения механических
свойств новых конструкционных, теп
лозащитных и теплоизоляционных ма
териалов. Был разработан комплекс
норм прочности РН, ОК и двигательных
установок, проведены расчты прочно
сти с учтом особенностей конструкции
и технологии их изготовления.
Для отработки прочности уникаль
ных двигателей системы (жидкий во
дород, существенные пластические
деформации, многоразовость включе
ния и др.) была создана межведом
ственная бригада специалистов под
руководством А.В. Кармишина. В не
вошли представители ЦНИИмаша,
КБХА, НИИТП, ЦИАМ и ИМАШ АН СССР.
В результате были решены задачи обес
печения прочности соплового блока
кислородно водородного двигателя
РД 0120 и высокой наджности двига
тельных установок МКС Энергия
Буран в целом.
Для определения динамических ха
рактеристик МКС институтом была пред
ложена и реализована программа со
здания и испытаний конструктивно по
добных моделей системы в масштабах
1:10 и 1:5 как альтернатива плану
дорогостоящего и долговременного
строительства натурного динамическо
го стенда на Байконуре. По результатам
испытаний модели были своевременно
выданы рекомендации, позволившие
оперативно доработать конструкцию и
исключить принципиальные трудности
при работе уже спроектированной раз
работчиками системы управления.
В итоге решены проблемы прочнос
ти и динамики, связанные с конструк
тивными особенностями и новой тех
нологией изготовления, отработана
прочность и динамика системы. Обес
печены стендовые и лтные испытания
РН Энергия в 1987 году и МКС Энер
гия Буран в 1988 году.
Аэрогазодинамическая отработка
МКС Энергия Буран проводи
лась на аэродинамических установках
института в диапазоне чисел Маха 0,3
14,0. На 80 моделях масштаба от 1:200
до 1:50 исследовано более 200 вариан
тов системы и е элементов, проведе
но около 11000 экспериментов.
Отработка газодинамики стартовых
сооружений проводилась в три этапа.
1. На основе экспериментальных
данных, полученных при использова
нии маломасштабных моделей, обес
печивались проектирование и конст
руирование стартовых систем, а также
оценка нагрузок, действующих на ра
кету при старте.
2. С применением крупномасштаб
ных моделей стартовых систем (1:10)
под научно методическим руковод
ством института совместно с НИИХСМ
и КБСМ уточнялись все газодинами
ческие, тепловые, ударно волновые,
акустические характеристики, а также
исследовались возможность появле
ния дискретных колебательных про
цессов и их параметры.
3. Институтом разрабатывались про
екты систем измерений для натурных
стартовых комплексов. Системы обес
печивали контроль газодинамических,
ударно волновых, тепловых, акусти
ческих и дискретных колебательных
процессов при старте.
В обеспечение требуемых точности
и полноты наземной отработки МКС
Энергия Буран были введены в
действие новые и основательно дора
ботаны существующие аэрогазодина
мические установки и стенды, разра
ботаны методики испытаний, приспо
собления, средства измерения, мето
дики и программы расчтного опреде
ления аэрогазодинамических характе
ристик системы и е элементов.
Исследования по теплообмену и от
работка тепловой защиты МКС прово
дились комплексно в гиперзвуковых
установках и тепловых трубах нового
поколения.
Разработаны новые расчтные и эк
спериментальные методы исследова
ния тепловых процессов для МКС на
атмосферном участке полта. Иссле
дования теплообмена ОК Буран в ги
перзвуковых трубах позволили суще
ственно уточнить температурную схе
му орбитального корабля. Проведена
экспериментальная отработка комби
Дополнительную информацию по данной проблеме можно получить из статьи Бактерии
Мирового океана и суши Земли в космической пыли на МКС: панспермия или ионосферный
лифт? авторов А.В. Сыроешкина, Т.В.Гребенниковой, В.Б. Лапшина, А.Г. Южакова, Г.В. Садыко
ва, О.С. Цыганкова, Е.В. Шубраловой, В.А. Шувалова, М.А. Морозова, М.А. Чичаева, А.В. Головко,
опубликованной в электронном журнале Гелиогеофизические исследования (5 за 2013 год,
http://vestnik.geospace.ru/index.php?id=190).
нированной теплоизоляции водород
ного бака РН и теплозащиты ОК. Ис
следовано влияние факторов косми
ческого пространства на характерис
тики терморегулирующих покрытий и
узлы трения на орбитальном участке
полта ОК. Изучено поведение конст
рукционных материалов в среде жид
кого водорода.
Научным руководителем всех работ,
проведнных в ЦНИИмаше по теплооб
мену МКС Энергия Буран, был
Н.А. Анфимов.
В 1979 году вышло постановление ЦК
КПСС и СМ СССР, в соответствии с кото
рым на ЦНИИмаш возлагалось созда
ние на базе ЦУП М нового центра управ
ления полтом (ЦУП Б) системы Энер
гия Буран на этапе ЛКИ, а также
разработка всего необходимого про
граммно математического обеспечения.
Создание уникального ОК Буран
потребовало качественно нового под
хода к организации управления его
полтом. Требовалось строгое распре
деление функций между управлением
автоматическим, ручным и осуществ
ляемым из ЦУП Б. В соответствии с
тактико техническими требованиями к
кораблю Буран, все режимы управ
ления должны были выполняться ав
томатически. С другой стороны, ЦУП Б
должен был полностью контролиро
вать все этапы полта, дублировать все
основные операции по работе систем
корабля в случае возникновения не
штатных ситуаций.
Потребовалось объединение этапов
разработки и создания бортового и
наземного комплексов управления
(НКУ) Бурана в рамках единой авто
матизированной системы управления
полтом.
За полтом Бурана следили служ
бы ЦУПа в составе: телеметрического,
командно программного, баллистико
навигационного и информационного
обеспечения, коллективного и индиви
дуального отображения информации,
связного и энергетического обеспече
ния. Планировал и координировал ра
боту всех служб командный пункт ЦУПа.
В состав НКУ входили ЦУП Б ЦНИИ
маша, сеть станций слежения, система
обмена информацией между станция
ми слежения и ЦУП Б, включая спутни
ковую систему контроля и управления
ОК Буран спутник ретранслятор
(Альтаир) наземный пункт ре
трансляции ЦУП Б.
За успешные работы по системе
Энергия Буран большая группа
сотрудников института была отмечена
государственными наградами.
В.Н. ДУБРОВСКИЙ,
кандидат военных наук, начальник
управления ЦНИИмаша
М.Н. КОВБИЧ,
начальник отдела ЦНИИмаша
Межведомственная экспертная комиссия (МЭК) по созданию и испытаниям многоразовой
космической системы (МКС) была образована при ЦНИИмаше в январе 1977 года. Предсе
дателем комиссии был назначен директор ЦНИИмаша Ю.А. Мозжорин, а его заместителями
начальник ЦАГИ П.П. Свищев и заместитель начальника Главного управления космических
средств Минобороны СССР Г.С. Титов.
Отработка прочности
и динамики
Системное
проектирование
Аэрогазодинамические
исследования
Управление полтом
Рис. 1. База статической
прочности.
Рис. 2.
Конструк
тивно
подобная
модель
МКС
Энергия
Буран
(масштаб
1:10) в
испыта
тельном
зале
отдела
динамики.
Рис. 3.
Сборная
модель МКС
Энергия
Буран
(масштаб
1:200) для
испытаний в
установках
У 3, У ЗМ,
У 4М.
Рис.4. Зал управления полтом корабля Буран.
Рис. 3.
Сборная
модель МКС
Энергия
Буран
(масштаб
1:200) для
испытаний в
установках
У 3, У ЗМ,
У 4М.