feljton
Orbitni avion'Buran'– labudova pesma sovjetske kosmonautike ili ... preko trnja do zvezda?
Tokom 70-ih i 80-ih godina Sovjetski Savez je razvio kosmoplan sa krilima poznat pod imenom 'Буран'('Mećava'), koji je zapravo bio odgovor na uočenu vojnu pretnju američkog programa spejs šatlova. Razvoj 'Бурана'je sproveden u okviru programa tzv. 'višekratnog kosmičkog transportnog sistema', ili MTКС-a, koji se sastojao od orbitera sa krilima i teške rakete-nosača 'Energija'.
Buran: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
MARŠEVSKI MOTOR 17Д12
Glavni, ili marševski (pogonski) motori, ili kako ih negde nazivaju motori za orbitna manevrisanja, korišćeni su za ulazak u orbitu i njena korigovanja, prelaska sa jedne na drugu orbitu i kočenje prilikom silaska sa nje.
Marševski motor je bila mašina na tečno gorivo koja je mogla da se uključuje i isključuje više puta, sa sistemom koji je pumpao komponente goriva pod pritiskom prema šemi predsagorevanjageneratorskog gasa i koji je normalno funkcionisao u vakuumu i bestežinskom stanju.
Njega, kao i ostale motore je proizvodio Tušinovski zavod za mašinogradnju iz Sverdlovske oblasti.
 |
Levo je gif koji prikazuje rad 17Д12na poligonu za testiranje motora na Bajkonuru. Desno je šema motora: 1– kružno hlađenje dela mlaznice; 2 –regenerativno hlađenje dela mlaznice; 3 – agregat termopumpe goriva; 4– odvod gasova iz smeše goriva; 5– komora za unutrašnje sagorevanja; 6– nosači sa kardanskim sistemom; 7– spoj motora za upravljanje (aktuatora); 8–generator za pretvaranje tečnih komponenti u gasove; 9– zaštitni prsten; 10– cevčica drenaže. Motor je bio težak 230 kg, imao je visinu 2,27 m i prečnik 1,17 m.
Motori su sagorevali 'синтин'i tečni kiseonik. Imali su visoke energetske parametre specifični impulsje u vakuumu bio 362 sec.) jer su isključili gubitke koje su pravile turbine (šema sa dodatnim sagorevanjem), imali su bolji odnos širina mlaznice (odnos površina = 189) i minimalne gubitke u komorama za sagorevanje i reaktivnim mlaznicama. Pritisak u komorama je bio umeren (7,94 MPa), mlaznica je pravljena od niobidijumske legure metodom valjanja (bez varenja), a centralna turbina je radila na generatorski gas pri umerenoj (oko 460°) temperaturi.
Komore motora su bile mehanički kačene o kardanski sistem koji je omogućavao njihovo pomeranje u dve ravni za ugao od ±6 stepeni i na taj način omogućavao grubo upravljanje orbiterom.
MOTORI ZA PRECIZNO UPRAVLJANJE 17Д15
Bili su to jednokomorni impulsni brzodejstvujući motori koji su sagorevali gasifikovani kiseonik i već pominjani ugljovodonik. Mogli su da rade impulsno i stacionarno, sa dužinom rada od 0,06 do 1200 sekundi, kako tokom boravka u orbiti tako i prilikom spuštanja u atmosferu do visine od 10 km, što im je omogućavalo da u slučaju potrebe mogu da dubliraju uloge marševskih motora ili onih za orijentaciju.
Za paljenje komponenti goriva korišćen je električni indukcioni sistem paljenja.
Ono 'brzodejstvujući' znači da su bili u stanju da proizvedu 90% potiska za samo 0,06 sekundi, te da su mogli da se isključe i ponovo uključe 8 puta u sekundi. Resursi su omogućavali 26.000 uključivanja i više od 3 sata rada! Ukupno je na orbiteru bilo 38 ovakvih motora!
 |
Pretpoletna testiranja motora za upravljanje i orijentaciju na Bajkonuru. Desno je motor za upravljanje 17Д15: 1 – mlaznica; 2 – ventil oksidatora; 3 – ventil goriva; 4 – agregat za paljenje; 5 – signalizator pritiska; 6 – komora za sagorevanje; 7 – blok za hlađenje.
MOTORI ZA ORIJENTACIJU 17Д16
Po principijelnoj šemi i sastavu, u osnovi je bio analogan sa motorima za upravljanje. Da bi se izbeglo stvaranje čađi, povećana je bila količina kiseonika u mešavini.
Kao osnovni režim rada ovih motora bili su impulsi u trajanju od 0,06 do 100 sekundi, sa specifičnim impulsom potiska od 227 sec, odn. 257 sec.
Motori su pravljeni u fabrici grada Nižnaja Salda u Sverdlovskoj oblasti
Dvokomponentni motori malog potiska17Д16(РДМТ-200К) za preciznu orijentaciju. Bili su dužine 360 mm i prečnika 94 mm.
Priprema osnovnog motornog bloka kombinovanog sistema ODU za spajanje sa trupom 'Буранa'.
Levo: postavljanje prednjeg bloka ODU. Desno: montaža levog bloka na repnom delu trupa orbitera.
Međutim, pored nabrojanih raketnih motora, 'Буран'je jednom prilikom koristio pomoć i dva para mlaznih! Bilo je to tokom testiranja budućeg orbitera. O kakvim motorima se radilo?
MLAZNI MOTORI ZA 'БУРАН'
Samo da podsetim na kontekst: konstruisanje šatlova započeto je početkom osamdesetih, a već 1984. prvi prototip 'Буранa'je ugledao svetlost dana. Prvi suborbitni probni let osam puta manjeg modela ('БОР-5'; rus. Беспилотный Орбитальный Ракетоплан 5) izveden je početkom jula 1984. Projekat je napredovao, pa je izvršeno još 5 probnih letova. Tokom 1984. projektovana je nova probna letilica koja je imala četiri mlazna motora u repu; ta atmosferska letilica je obično nazivana 'OК-ГЛИ', (rus. Орбитальный Корабль для Горизонтальных Лётных Испытаний) ili 'БСТ-0.02', koja je izvela čak 24 leta! Mlazni motori su korišćeni za uzletanje sa normalnih aerodroma, a onda su isključivani a planer je leteo kao jedrilica i tako sletao...
Dakle, odmah je planirano da ta međuvarijanta 'Буранa'koristi mlazne motore. To je bilo uslovljeno time što su se svi aerodromi za sletanje 'Буранa'nalazili na teritoriji bivšeg SSSR-a, a tokom dana je bilo mnogo 'gluvih' orbita oko Zemlje sa kojih je bilo nemoguće sleteti na njih. Iz takve situacije se moglo izaći samo na dva načina: povećati broj aerodroma (ali 'Буран'je spadao u vojne objekte, a strateški saveznici su bili 'kompaktno' raspoređeni oko granica SSSR-a, dok je Kuba bila malo previše blizu potencijalnog protivnika), ili pojačati mogućnosti leta kroz atmosferu korišćenjem mlaznih motora... Konstruktori Gleba Lozinskog iz preduzeća НПО 'Moлния'odabrali su drugi put.
Za dva motora koja će biti montirana na orbiteru 'Буран'odabrani su tada već svima poznati turbomlazni motori АЛ-31Фproizvedeni u Ljuljkovim konstruktorskim biroima u Moskvi, koji su pokretali slavne visokomanevarske lovce Suhoje 'Су-27'.Motori su razvijali potisak od 12.500 kg u režimu 'полный форсаж' i 7770 kg u režimu 'максимал'. Pri maksimalnom režimu radu, specifična potrošnja gorivaje iznosila 0,75 kg/(kgf·h), u 'forsažu' 1,92 kg/(kgf·h), a minimalno prilikom krstarenja oko 0,67 kg/(kgf·h). Dvokaskadni kompresor je obezbeđivao 23-kratno sabijanje vazduha pri njegovoj brzini od 110 kg/sec. Temperatura gasova ispred turbine je iznosima 1665°C. Suva težina motora je bila 1520(+2%) kg, gabaritna dužina 4945 mm, maksimalni prečnik 1180 mm, a prečnik ulaza 905 mm.
Uzletanje pri forsažu palubnog lovca 'Су-27K'. Motor АЛ-31Ф– 'АЛ'je od imena konstruktora Arhipa Ljuljka, '31'je bio model motora, a'Ф' je od 'forsažna komora'. Čak 35% motora je bilo napravljeno od titanijuma. Rotor motora se okreće 13.300 ob/min.
Pošto za potrebe 'Буранa'nisu bile potrebne, sa motora su skinute forsažne komore, a oni postavljeni bočno na trup u aerodinamičkoj (tokom nadzvučnog leta) senci. Dve gondole motora su znatno uvećale bočni raspon prilikom spuštanja sa orbite i pojednostavilo kontrolisano spuštnje.
Instaliranje dva 'regularna' mlazna motora na orbiteru (ali ne i njihovo pokretanje prilikom povratka iz kosmosa) bilo je testirano u stvarnim atmosferskim letovima uz pomoć aviona-analoga БТС-002 ГЛИ(rus. Большое Транспортное Судно второе для Горизонтальных Летных Испытаний). Motori su bili smešteni u posebne gondole, utopljene donekle u trup, prekrivene standardnim pločicama termozaštite.
Gondole 'običnih' mlaznih motora АЛ-31. Levo je obloga a desno kostur. Ovi brojevi su uglavnom tehnički i nebitni. Dužina gondole – 5023 mm; širina – 1384 mm; težina – ~400 kg.
Budući da je program testiranja aviona-analoga БТС-002 ГЛИpodrazumevao obično avionsko uzletanje sa ojačanih aerodroma, a snaga dva neisforsirana АЛ-32 (2×7770 kg) nije bila dovoljna, konstruktori su ugradili još dva forsirana АЛ-31Ф(2×12.500 kg) u običnim gondolama na bokovima trupa.
Repni deo trupa aviona-analoga БТС-002 ГЛИ.(Levo – priprema za uzletanje; u sredini – pogled s boka; desno – pogled iz zadnje polusfere.)
1– poklopac usisnika regularnog motora u otvorenom položaju; 2– gondola regularnog motora АЛ-31sa imitacijom spoljnje termozaštite; 3– gondola dopunskog motora АЛ-31Ф; 4, 9– imitacije motora za orbitno manevrisanje; 5– otvorena repna vazdušna kočnica; 6– konopci kočionihpadobrana; 7– mlaznik regularnog motora АЛ-31; 8– regulišuća mlaznica motora АЛ-31Ф; 10– balansirajući trimer; 11– zemaljski personal; 12– regularni motor АЛ-31u gondoli, pogled od pozadi; 13– otsek kočionih padobrana; 14– repni blok ODU sa imitacijom motora za upravljanje.
Do prvog leta orbitnog kosmoplana 'Буран', motori АЛ-31još uvek nisu bili spremni (inženjeri nisu uspeli da testiraju sisteme za ulazne i izlazne otvore na turbinama tokom nadzvučnog spuštanja kroz atmosferu i uključivanje posle boravka u vakuumu).
Varijanta sa mlaznim motorima (u sredini sa otvorenim poklopcima na turbinama) i konačna varijanta orbitera bez Ljuljkovih mlaznih motora.
Sa druge strane, nosivost rakete 'Энергия'pred drugo lansiranje, zakazano za kasnu jesen 1988, još uvek nije ispunjavala zahteve ('Буран'je trebalo da bude težak preko 100 tona!). Zato je, uzimajući u obrzit sve faktore tehničkog rizika, odlučeno da na prvom letu 15. novembra 1988. ne budu korišćeni mlazni motori.
Buran: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
, 
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
