Владимир Молодцов - Пилотируемые космические полеты

Для входа в кабину и для аварийного покидания ее экипажем с левой стороны расположен входной люк, открываемый внутрь кабины, который обеспечивает доступ в бытовой отсек. На его крышке установлен быстродействующий механизм запирания с десятью замками, срабатывающими от одной ручки, что обусловлено требованиями экстренной эвакуации экипажа в случае возникновении нештатных ситуаций в процессе предстартовой подготовки. В крышке входного люка также имеется иллюминатор для визуального наблюдения и кинофотосъемок.

В верхней части кабины имеется два люка аварийного катапультирования, которые должны были использоваться при первых пилотируемых полетах «Бурана», когда его экипаж состоял бы из двух человек. На этапе летно-конструкторских испытаний в кабине орбитального корабля устанавливались катапультируемые кресла К36, разработанные в НПО «Звезда». А в задней части кабины в бытовом отсеке расположен люк шлюзовой камеры для выхода членов экипажа в открытый космос.

Среднюю часть занимает грузовой отсек длиной 18 метров и диаметром 4,6 метра с открывающимися вверх четырехсекционными створками, в котором размещаются манипуляторы для выполнения погрузочно-разгрузочных и монтажно-сборочных работ и различных операций по обслуживанию космических объектов. Общий объем грузового отсека около 350 м3. В таком отсеке мог быть размещен, например, базовый блок станции «Мир» или модуль «Квант», при этом отсек позволяет не только размещать полезные грузы и аппараты, но и обслуживать их перед выгрузкой и контролировать работу бортовых систем вплоть до момента отделения от «Бурана». Под грузовым отсеком расположены агрегаты систем энергоснабжения и обеспечения температурного режима. В хвостовом отсеке установлены агрегаты двигательной установки, топливные баки, агрегаты гидросистемы.

Теплота, выделяемая бортовым оборудованием, с помощью теплоносителя подводится к радиационным теплообменникам, установленным на внутренней стороне створок грузового отсека, и излучается в окружающее пространство (в полете на орбите створки открыты).

Чтобы противостоять аэродинамическому нагреву при спуске с орбиты, внешняя поверхность ОК имеет теплозащитное покрытие, рассчитанное на многоразовое использование. Максимальная температура на носке фюзеляжа и передней кромке крыла достигает 1500-1600С. На наветренной поверхности фюзеляжа – до 1300 С, на подветренной – до 700С. Максимально допустимая для конструкции планера температура не может превышать 160С. На менее подверженную нагреву верхнюю поверхность устанавливается гибкая теплозащита, а другие поверхности покрыты теплозащитными плитками, изготовленными на основе волокон кварца и выдерживающими температуру до 1300С. В особо теплонапряженных зонах (в носках фюзеляжа и крыла, где температура достигает 1500 – 1600С) применен композиционный материал «Гравимол» типа углерод-углерод. В менее нагреваемых зонах для температур до 350...370С используется гибкая теплозащита из волокнистых органических материалов АТМ-19ПКП. Этап наиболее интенсивного нагревания ОК сопровождается образованием вокруг него слоя воздушной плазмы, однако, конструкция ОК не прогревается к концу полета более чем до 160С. Каждая из 38800 плиток имеет конкретное место установки, обусловленное теоретическими обводами корпуса ОК. Для крепления слоев теплозащитного покрытия между собой и всего элемента теплозащитного покрытия к обшивке использовался разработанный клей-герметик холодного отвердения «Эластосил 137-175М» на основе модифицированного кремнийорганического каучука. Он обеспечил надежное соединение слоев теплозащитного покрытия между собой и с обшивкой изделия в диапазоне температур от минус –130 до +300С. Общая масса теплозащиты «Бурана» составляет около 9 тонн. Если бы была применена теплозащита как на корабле «Союз», то ее масса составила бы 45 тонн.

Созданная в нашей стране многоразовая теплозащита, которая в отличие от американской не боялась дождя и снега, по многим параметрам превосходит теплозащиту шаттла. В реальном полете теплозащита с честью выдержала все испытания: было потеряно только 6 плиток.

На обрезе кормовой части фюзеляжа расположен балансировочный щиток, который в исходном положении представляет собой продолжение нижней поверхности фюзеляжа. Он предназначен для корректировки балансировочного положения элевонов и их разгрузки при изменении центровки в пределах заданного эксплуатационного диапазона. Руль направления выполнен расщепляющимся на две створки и при раскрытии работает как воздушный тормоз, что при бездвигательном планировании дает возможность управления траекторией и скоростью полета путем изменения аэродинамического сопротивления и, тем самым, аэродинамического качества. Максимальное значение аэродинамического качества на дозвуковом режиме полета орбитального корабля равно 5,6, а на гиперзвуковом режиме – 1,3. Несмотря на то, что аэродинамические формы «Бурана» и шаттла очень похожи, в нашей стране усилиями ЦАГИ, ЦНИИМАШа, НПО «Молния» и других организаций был проделан колоссальный объем расчетно-теоретических и экспериментальных работ по исследованию аэродинамики орбитального корабля. Любая величина или параметр, заложенные в конструкцию «Бурана» или алгоритмы системы управления, обязательно подтверждались теоретически или с помощью лабораторных и натурных экспериментов, в том числе при продувках в аэродинамических трубах и при запусках летающих моделей. Работа систем и динамика полета ОК многократно моделировалась на полноразмерном стенде оборудования и на пилотажных стендах, а также при горизонтальных летных испытаниях в атмосфере пилотируемого самолета-аналога БТС-02.

Объединенная двигательная установка (ОДУ) обеспечивает довыведение ОК на опорную орбиту, выполнение межорбитальных переходов, точное маневрирование вблизи обслуживаемых орбитальных комплексов, ориентацию и стабилизацию ОК, его торможение для схода с орбиты, то есть служит для выполнения всех динамических операций в полете. В нештатных ситуациях, т.е. при авариях на активном участке, двигатели ОДУ используются в первую очередь для ускоренной выработки топлива перед отделением от ракеты-носителя (скорость до 70 кг/с) с целью восстановления необходимой центровки ОК (топливо может вырабатываться и после отделения от ракеты-носителя). Ее особенностью является то, что впервые в мировой практике для двигательной установки КА используется криогенный окислитель – жидкий кислород и горючее – некриогенный синтетический углеводород синтин с повышенной эффективностью. Применение этого экологически чистого топлива повысило удельный импульс двигателей, но потребовало внедрения на ОК элементов криогенной техники, поскольку кислород хранится и заправляется в жидком состоянии (температура кипения –183С). Особенностью является и то, что в управляющие двигатели кислород подается в газообразном состоянии в отличие от двигателей ориентации, работающих на жидком кислороде. Кроме тог, появилась возможность объединить ОДУ с другими бортовыми системами орбитального корабля, использующими кислород, например, электропитания и жизнеобеспечения.