В первом посте этой серии читатели спрашивали, чем же на самом деле отличается советский «Буран» от американского «Шаттла», и не является ли он просто копией. Давайте разберемся в этом вопросе подробно, а тему о том, почему до сих пор нет полноценной замены «Шаттлу», оставим для отдельного обсуждения.
Главный миф: Буран — не копия
Для начала важное уточнение: «Буран» — это не копия, не «деградированная» версия и не клон «Шаттла». Эти корабли были созданы для решения схожих задач — многоразовых полетов в космос и возвращения на Землю, — что и объясняет их внешнее сходство. Однако их внутреннее устройство, концепция и технические решения кардинально различаются. Общего у них не больше, чем у акулы и косатки — они оба плавают в океане, но устроены совершенно по-разному. К сожалению, транспортная система «Энергия-Буран» появилась в неудачное время.
Дисклеймер: фотографии и изображения взяты с сайта buran.ru
История создания: от идеи к уникальной конструкции
В Советском Союзе, конечно, следили за американской программой Space Shuttle. Существует множество теорий, почему было принято решение создать аналог: от желания «догнать и перегнать» до обоснованных опасений, что «Шаттл» может быть использован как орбитальный бомбардировщик. Изначально рассматривались разные варианты, некоторые из которых были очень похожи на американский челнок. В отличие от американцев, которые за два года проанализировали десятки компоновок, советские инженеры изначально склонялись к схеме, похожей на «Шаттл».
Например, один из ранних проектов, ОС-120, внешне очень напоминал американский корабль. Однако в процессе разработки выявилась масса проблем, особенно с аэродинамикой. Изначально проектом занималось НПО «Энергия», специализировавшееся на ракетах, но не на аэродинамике летательных аппаратов. Ситуация изменилась, когда к работе подключилось авиационное НПО «Молния». Ранний проект оказался слишком тяжелым: полная стартовая масса составляла 155 тонн, а посадочная — 89 тонн. Для сравнения, «Шаттл» весил 132 тонны на взлете и 93 на посадке. В итоге в 1975 году разработчикам было поручено кардинально переработать проект.
Этот проект, действительно похожий на «перегруженный Шаттл», в итоге был свернут. Одной из ключевых причин стала главная проблема американской системы: она не могла летать без орбитального самолета. Советские инженеры, помнящие неудачу с ракетой Н-1, хотели иметь возможность испытать ракету-носитель отдельно от корабля.
Ключевые отличия: двигатели, безопасность и универсальность
Было принято несколько принципиальных решений, которые сделали «Буран» уникальным:
- Отказ от твердотопливных ускорителей. СССР отставал в этой технологии, а для полетов на высокоширотные орбиты (например, полярные) они были неэффективны. Вместо них использовались жидкостные ракетные двигатели на керосине и кислороде, что давало больший контроль и эффективность.
- Вынос двигателей на центральный блок. Главные двигатели были размещены не на самом «Буране», а на ракете-носителе «Энергия». Это позволило значительно облегчить корабль, повысить его полезную нагрузку и, что важно, сделать носитель универсальным. «Энергия» могла летать как с «Бураном», так и с другими грузами.
- Более совершенная двигательная установка. Двигатели орбитального маневрирования «Бурана» работали на кислороде и керосине и имели удельный импульс 362 секунды, что было эффективнее, чем у «Шаттла» (316 секунд). Это давало «Бурану» большую гибкость при выборе орбит.
Кормовая часть «Бурана» с двигателями орбитального маневрирования.
В итоге общим у двух кораблей остались только аэродинамическая схема и примерные габариты.
Так выглядел «Буран».
А это — «Шаттл».
Технологический прорыв: ракета «Энергия»
Создание «Энергии» было отдельным подвигом. СССР не имел большого опыта работы с водородом в качестве топлива. Несмотря на это, водородные двигатели РД-0120 для второй ступени по многим параметрам превзошли американские RS-25 с «Шаттла». Они были более надежными и выдерживали многочисленные включения.
Двигатели первой ступени (РД-170) также стали инженерным шедевром. Это были мощнейшие в мире кислородно-керосиновые двигатели, выполненные по уникальной четырехкамерной схеме. Их удельный импульс у земли составлял почти 310 секунд, что было значительно выше, чем у американского F-1 (263 секунды).
Главное преимущество — безопасность
Комплекс «Энергия-Буран» проектировался с учетом безопасности. Две катастрофы «Шаттла» — «Челленджер» и «Колумбия» — были бы практически невозможны в советской системе.
- Авария «Челленджера» произошла из-за разрушения уплотнительного кольца твердотопливного ускорителя. На «Энергии» использовались жидкостные ускорители, оснащенные системой аварийного отключения и сброса топлива. В случае нештатной ситуации двигатель можно было бы заглушить, что, возможно, спасло бы экипаж.
- Гибель «Колумбии» случилась из-за повреждения теплозащиты куском отвалившейся пены с внешнего топливного бака. У «Энергии» центральный блок не имел такого пенопластового покрытия, поэтому подобная ситуация была исключена.
Несвоевременный гений и наследие
«Энергия-Буран» появился не вовремя. Если бы этот комплекс был создан на 10 лет раньше, он мог бы изменить ход лунной гонки. Если бы на 10 лет позже — стал бы незаменимым инструментом для строительства МКС, позволяя выводить на орбиту более крупные модули.
Можно ли возродить «Буран» сегодня? Нет, технологические цепочки утеряны. Современные тенденции, как показывает пример SpaceX, смещаются в сторону метановых и керосиновых двигателей. Однако опыт, полученный при создании «Бурана» и «Энергии», остается бесценным вкладом в мировую космонавтику.
Больше интересных статей здесь: Наука и техника.
Источник статьи: Буран и Шаттл.