Владимир Молодцов - Пилотируемые космические полеты

ОДУ состоит из двух двигателей орбитального маневрирования 17Д12 тягой по 8,8 тонны, удельным импульсом 362 секунды и с числом включений до 5000 за полет; 38 управляющих двигателей с тягой по 380 кг, удельным импульсом тяги 275...295секунд (в зависимости от назначения) и числом включений до 2000 за полет; восьми двигателей точной ориентации с тягой по 20 кг, удельным импульсом 265секунд и с числом включений до 5000 за полет и четырех твердотопливных двигателей экстренного отделения с тягой по 3 тонны. Двигатели ОДУ на ОК размещаются с учетом решаемых ими задач. Так, двигатели управления, расположенные в носовой (один блок) и хвостовой (два блока) частях фюзеляжа, обеспечивают координатные перемещения ОК по всем осям и управление его положением в простанстве. Крепление камеры маршевого двигателя в кардановом подвесе обеспечивает ее качание в двух плоскостях на 6 от номинального положения.

В связи с тем, что орбитальный корабль после схода с орбиты совершает «безмоторный» планирующий полет, для работы органов аэродинамического управления требуется самостоятельный источник энергии, функции которого в обычных самолетах выполняет коробка отбора мощностей в составе турбореактивного двигателя. Для ОК таким источником первичной энергии стала вспомогательная силовая установка, осуществляющая привод насосов гидравлической системы ОК, обеспечивающих заданное давление рабочей жидкости в рулевых системах аэродинамических органов управления, в тормозной системе и системе выпуска шасси. Топливом для ВСУ служит гидразин, подлежащий разложению в газогенераторе. Для обеспечения надежности на ОК установлены три автономные ВСУ в каждом из трех каналов гидросистемы, гарантирующие работу органов управления ОК даже в случае отказа двух каналов ВСУ-ГС.

В отличие от американского шаттла система управления советского многоразового ракетно-космического комплекса «Энергия» – «Буран» состоит из двух вполне самостоятельных частей. Поначалу за НПО АП было записано создание системы управления всей многоразовой системой «Буран», включая наземные операции по подготовке к пуску. Однако вскоре Н. А. Пилюгин, возглавлявший НПО АП, осознав громадность задач, оставил себе только создание СУ орбитального корабля, включая управление наземными операциями при испытаниях и по подготовке к пуску только ОК. В 1978 году система управления ракеты-носителя «Энергия» была передана в харьковское НПО «Электроприбор» (В. Г. Сергеев). Система управления орбитального корабля обеспечивает функционирование и тесные связи с другими системами ОК, планером, ОДУ, агрегатами и элементами, включающими в свой состав электроприводы, пиротехнические устройства, элементы пневмо- и гидроавтоматики, требующие дистанционного управления и контроля. Основными задачами ее являются управление движением ОК с реализацией программных изменений траектории его движения для переходов с одной орбиты на другую, а также изменение и поддержание необходимой ориентации в процессе полета; управление бортовыми системами ОК, т.е. реализация программы включения-выключения систем и их элементов, а также изменения режимов их работы в соответствии с требованиями, диктуемыми программой полета; контроль и диагностика функционирования всего комплекса бортовых систем в целях подтверждения правильности выполнения программы их работы и выявления отклонений для принятия мер по обеспечению безопасности экипажа и выполнению программы полета. Эти три классические задачи управления КА решаются при выведении на орбиту, в полете по орбите, при спуске и посадке на ВПП посадочного комплекса.

Система управления в качестве функциональных узлов включает в себя двухмашинный вычислительный комплекс (центральный и периферийный) с базовой БЦВМ «Бисер-4» в четырехканальном исполнении, также разработанной в НПО АП, и комплекс командных приборов, основой которого является четырехрамочная гиростабилизированная платформа. Основные блоки СУ размещаются в кабине, других отсеках и крупных агрегатах ОК. Самым главным достижением системы управления орбитального корабля, созданной под руководством Н. А. Пилюгинаи В. Л. Лапыгина, возглавившего НПО АП после смерти Пилюгина, является возможность работы ее полностью в автоматическом режиме от старта до момента посадки без участия человека, что прекрасно показал первый и единственный полет «Бурана». По этому показателю она существенно превосходит систему управления американского шаттла.

Самым ощутимым результатом работы системы управления явилась посадка 15 ноября 1988 года орбитального корабля «Буран» в беспилотном режиме с боковым отклонением в момент касания посадочной полосы менее 3 метров и в момент остановки – 80 см. Эта сложнейшая задача была решена с использованием радиотехнической системы навигации, посадки, контроля траектории и управления воздушным движением орбитального корабля «Вымпел» разработки Всесоюзного научно-исследовательского института радиоаппаратуры (Г. Н. Громов). Она включает в себя бортовые и наземные средства, которыми оборудованы основная посадочная полоса на космодроме, а также запасные аэродромы в Хороле и Симферополе. Комплекс радиотехнических средств аэродрома создает радионавигационное и радиолокационное поля (радиус последнего около 500 км), обеспечивающие дальнее обнаружение ОК, его выведение к аэродрому и всепогодную высокоточную (в том числе автоматическую) посадку на ВПП. Сложность задачи заключалась еще и в том, что орбитальный корабль совершал безмоторную посадку и был лишен возможности ухода на запасной круг. Тем не менее, задача была решена.

Для отработки радиотехнических средств посадочного комплекса орбитального корабля использовалась летающая лаборатория на базе самолета Ту-154Б. 28 декабря 1987 года на ПК космодрома Байконур летчиками-испытателями ЛИИ А. В. Щукиным и В. В. Заболоцким на летающей лаборатории Ту-154Б впервые выполнена автоматическая посадка по штатной траектории ОК «Буран». В дальнейшем комплексной испытательной бригадой под руководством Б. Л. Ляшко летчиками-испытателями Р.А.-А. Станкявичюсом, А. В. Щукиным, Ю. П. Шеффером, С. Н. Тресвятским, М. О. Толбоевым и У. Н. Султановым было выполнено более 200 автоматических заходов и 50 автоматических посадок.

Между прочим, промежуточный вариант орбитального корабля «Буран» предусматривал установку воздушно-реактивных двигателей. Это обусловливалось тем, что все аэродромы для посадки «Бурана» расположены на территории бывшего СССР, и в течение суток возникало достаточно много «глухих» витков, посадка с которых невозможна. Из этой ситуации могло быть два принципиальных выхода: расширить количество аэродромов (но «Буран» создавался как военный объект, а стратегические союзники были расположены «компактно» к границам СССР, Куба же была слишком близка к территории потенциального противника), либо повысить энерговооруженность атмосферного участка за счет установки ВРД. Конструкторы выбрали второй путь.