Игнатьев Н.И.

Схема приземления спускаемого аппарата с катапультированием космонавта и спуском его на парашюте

Белка и Стрелка готовятся к старту

Таким был скафандр для первого полета в космос

Запуски искусственных спутников Земли ПС-1 и ПС-2 придали уверенность С. Королеву, и зимой 1957/58 года в отделе М.К. Тихонравова приступили к проектированию аппарата для суборбитального полета человека. Но из опасения, что Соединенные Штаты окажутся первыми, разработку этого варианта прекратили. Перед проек-тантами была поставлена другая задача: «Создать пилотируемый спутник, который после выведения на около-земную орбиту мог бы совершить полет от одного витка до нескольких суток и возвратиться на Землю. На борту должен находиться человек с тем, чтобы провести исследование его самочувствия и работоспособности в условиях космического полета, а ему выполнить некоторые научные наблюдения».

Расчеты показали, что ракета Р-7А с дополнительной ступенью обеспечит выведение на околоземную орбиту пилотируемого спутника массой 5-5,5 тонн. Приступая к его созданию, знали, что при возвращении перед ап-паратом в плотных слоях атмосферы возникнет плазма с температурой 6-10 тысяч градусов.

При первых пусках МБР Р-7 ее головная часть входила в атмосферу почти с первой космической скоростью и разрушалась. В ОКБ-1 нашли материал для теплозащитного покрытия (ТЗП) на основе асбестовой ткани, пропитанной бакелитовой смолой. В потоке раскаленного газа он не плавится, а испаряется, унося огромную часть тепла. Но материал этот не из легких.

Анализ вариантов компоновки показал – если приземлять спутник целиком, масса ТЗП превысит все разумные пределы. Возникла идея разделить его на спускаемый аппарат (СА), где должен находиться космонавт и все необходимое для спуска с орбиты, и на приборно-агрегатный отсек (ПАО), в котором должно быть все необходимое для жизни космонавту на орбите, но без чего он может обойтись при возвращении на Землю. В этом случае ТЗП нужно только спускаемому аппарату.

О форме СА спорили долго. «Примеряли» конус, обратный конус, цилиндр с закругленными торцами, зонт. Выбрали шар.

«Дело не только в том, что сфера имеет минимальную поверхность, …а значит, и близкий к минимальному вес тепловой защиты при выбранном объеме. Любая другая форма спускаемого аппарата потребовала бы серьезных … исследований. Сфера же была экспериментально и теоретически обследована, что называется, вдоль и поперек. Существовали практически все необходимые аэродинамические характеристики и данные для тепло-вых расчетов. Можно было лишь опасаться, что точность баллистического спуска окажется невысокой. Однако расчеты показали, что рассеивание точек посадки можно получить порядка плюс-минус 100 км, что мы сочли приемлемым» – вспоминает Константин Феоктистов.

Американцы при создании своих аппаратов знали о «чудесных свойствах» шара, но и мечтать не могли о такой форме СА при ограниченных возможностях ракетоносителей Atlas D и Titan II. Их характеристики (как и ракеты Р-7) определялись весом боезаряда, заказанного физиками. «Заказ» у американцев по весу был легче. Сфера снимала многие проблемы, но баллистический спуск предъявлял свои – большие перегрузки при торможении в атмосфере. Возник вопрос: «Выдержит ли человек?» Расчеты обнадежили: при входе в атмосферу под углом 1...3 градуса они не превысят 9...10 единиц и будут действовать не более минуты. Здоровые люди такие выдерживают.

Много споров вызвал конечный этап полета. В идеале хорошо приземлять космонавтов в аппарате. Но для отработки такой системы посадки требовалось время. Существовал и «весомый» аргумент – вес парашютной системы. Решили космонавта и «шарик» приземлять раздельно. Каждого на своем парашюте.

Остановились на этом варианте еще из опасения, что после приземления, находясь в раскаленном «шарике», космонавт может погибнуть в случае «запаздывания» группы поиска. В объявленном (естественно, «закрытом») конкурсе победил проект, предложенный Гаем Севериным. Космонавт в положении удобном для перенесения перегрузок, располагался в катапультируемом кресле, которое могло служить средством спасения в случае аварийной ситуации на старте. Оно оснащалось пороховыми двигателями с целью увода кресла из опасной зоны на высоту, достаточную для надежного срабатывания парашютной системы космонавта.

К осени 1959 года была закончена рабочая документация. И в конце года бывший пушечный завод имени М.И. Калинина (в подмосковном Калининграде) изготовил первый реальный корабль. Термин «космический корабль» родился именно тогда. Кто-то предложил так назвать пилотируемый спутник. Название понравилось, и сейчас просто невозможно представить себе иное.

16 апреля 1960 года при запуске очередной межпланетной станции «Луна» до команды «Зажигание!» все было нормально.

Первый отряд космонавтов. Слева направо: сидят П.Попович, В.Горбатко, Е.Хрунов, Ю.Гагарин, С.Королев, Н.Королева с дочерью Попович Наташей, 1-й нач. ЦПК Е.Карпов, Н.Никитин, нач. отдела ЦНИИАК Е.Федоров.
Средний ряд: А.Леонов, А.Николаев, М.Рафиков, Д.Заикин, Б.Вольнов, Г.Титов, Г.Нелюбов, В.Быковский, Г.Шонин. Верхний ряд: В. Филатьев, И.Аникеев, П. Беляев

В.В. Бондаренко

Тренировки космонавта на центрифуге

После сообщения «Подъем!» «семерка» ринулась вверх, но одна из «боковушек» отстала, упала в лоток газоотвода и взорвалась, выведя из строя стартовое сооружение. «Некомплектная ракета» ушла в сторону, теряя остальные боковые блоки, упала и тоже взорвалась. В МИКе и административном корпусе выбило окна, обрушило штукатурку, перекосило дверные проемы и т.п. Было повреждено стартовое сооружение и смонтированное на нем оборудование. Все произошло без жертв, но это было одно из первых предупреждений.

Накануне 1 мая старт был восстановлен, МИК отремонтирован. Тогда же на космодром прибыл новый космический аппарат. Старт модифицированной «семерки» 15 мая 1960 года завершился выведением его на околоземную орбиту под названием «Первый корабль-спутник». На борту живых существ не было. Поэтому не было и систем жизнеобеспечения (СЖО). Отсюда и обозначение корабля – 1КП («Первый конструкторский, пустой»). Вместо установки системы аварийного подрыва (АПО) сняли ТЗП в надежде, что СА сгорит в плотных слоях атмосферы. Так что возвращение его не предусматривалось, намечалась проверка систем, обеспечивающих полет корабля и его сход с орбиты. Для имитации веса человека, компенсации массы теплозащиты и сохранения момента инерции корабля внутри СА разместилили железные бруски.

После четырех суток полета с Земли была выдана команда на включение ТДУ. Но подвела система ориентации из-за отказа инфракрасного построителя вертикали, и спутник ушел на более высокую орбиту. Прекратил свое существование 1КП за счет естественного торможения. 5 сентября 1962 года он вошел в атмосферу Земли и сгорел. Кое-какие железные бруски долетели до поверхности. Один из них разрезали, провели исследование состава. Оказалось, что это был чугун. По болту с метрической резьбой, попавшему на срез, определили происхождение «метеорита». Американцы были в недоумении – зачем русские запускали в космос «железные кирпичи».

Второй пуск корабля серии 1К, но уже с обитателями, состоялся 28 июля 1960 года. Предусмотрели все, чтобы не допустить ошибки при выдаче команды на спуск с орбиты. Но собачкам Чайке и Лисичке не суждено было побывать в космосе и вернуться. Взрыв двигателя одной из «боковушек» носителя через 28 секунд полета привел к их гибели. Никаких сообщений в прессе не появилось.

А к полету готовили третий корабль-спутник (в сообщениях ТАСС он стал «Вторым КС»). Был он из серии 2КА (для запуска с живыми существами). СА имел теплозащиту и «пассажиров», которым перед полетом дали имена – Белка и Стрелка. Кроме них в кабине находились две белые крысы, 28 белых и черных мышей, семена различных растений. Основной задачей запуска была проверка систем обеспечения жизнедеятельности человека, безопасности его полета и приземления.

Все закончилось благополучно, хотя были моменты, которые заставили поволноваться: отказала инфракрасная вертикаль. Но на Земле уже знали, как действовать, и посадку произвели, используя резервную систему ориентации на Солнце.

Московские дворняги стали первыми землянами, вернувшимися из космоса в целости и сохранности.

Потом у Стрелки появились щенки. Одного из них подарили жене Президента США.

Из записки в адрес ЦК КПСС «О подготовке к запуску космического корабля «Восток» с человеком на борту» (по результатам полетов кораблей-спутников 15 мая и 19 августа):

Сов.секретно. Особой важности.

Анализ данных телеметрических измерений, полученных в процессе полета «Восток-1», показывает возможность создания нормальных жизненных условий для существования человека при космическом полете.

… нами вносятся следующие предложения по плану работ в области освоения космического пространства на ближайший период:

2. После пуска одного-двух объектов «Восток-1» в октябре-ноябре и двух объектов «Восток-3А» в ноябре-декабре осуществить полет человека в космическое пространство на объекте «Восток-3А» в декабре 1960 г.

Просим одобрить наши предложения по осуществлению первого полета человека в космическое пространство на корабле-спутнике как задачу особого значения...»

Документ подписали 10.09.1960 г. председатели Государственных комитетов и главные конструкторы (Д. Ус-тинов, В. Рябиков, Р. Малиновский, К. Руднев, С. Руденко, В. Калмыков, П. Дементьев, Б. Бутома, М. Неделин, М. Келдыш, С. Королев, В. Глушко, М. Рязанский, Н. Пилюгин, В. Бармин, В. Кузнецов).

Монтаж космического корабля “Восток” на последнюю ступень ракеты-носителя

Сборка спускаемых аппаратов кораблей серии “Восток”

C «космической скоростью» последовала ответная реакция.

Сов. секретно. Особой важности.

Центральный Комитет КПСС и Совет Министров Союза ССР ПОСТАНОВЛЯЮТ:

1. Принять предложение … о запуске космического корабля (объекта «Восток-3А») с человеком в декабре 1960 г., считая его задачей особого значения.

Следующий полет планировался на ноябрь. Но стартовали в космос собаки Пчелка и Мушка 1 декабря. Через сутки полета по команде с Земли ТДУ заработала, но выключилась преждевременно. Корабль начал снижение по нерасчетной траектории. Дабы во враждебные руки не попали «государственные тайны», штатно сработала система АПО, и СА превратился в тучу обломков. Собаки погибли.

Через три недели при очередной попытке запуска другого корабля-спутника на участке выведения двигатель третьей ступени носителя не сработал по норме, и корабль на орбиту не вышел. «Шарик» упал в глухой тайге, за Енисеем. Поисковая группа нашла его в районе Туры, что на берегу Нижней Тунгуски. Собаки Шутка и Комета вернулись на Землю, совершив суборбитальный полет. Вероятно, эти неудачи стали причиной отмены полета человека в космос в декабре 1960 года.

Не могла не повлиять и катастрофа 24 октября того же года на 41-й площадке НИИП-5 МО СССР при подго-товке к пуску новой ракеты 8К64 (SS-7 Saddler – по американско-NATOвской классификации). В результате 54 гроба опущены в песок на аллее города Ленинска. Три гроба – на городском кладбище №2 города Харькова: на одинаковых обелисках, расположенных рядом, одна и та же дата смерти усопших. Такие же даты на шести обелисках в Днепропетровске, на двух в Киеве, пяти в Москве, одном в Загорске (ныне Сергиев Посад).

Наряду с решением о разработке космического корабля, 5 января 1959 года вышло Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР №22-10сс «О медико-биологической подготовке человека для полета в космос». Встал вопрос: «Людей какой профессии отбирать в группу космонавтов?» По мнению одних, отряд космонавтов следовало бы формировать из моряков подводного флота, они способны переносить неудобства ограничен-ного пространства. Предлагали искать кандидатуры среди альпинистов или полярников. Королев убедительно разъяснил, это – летчики-истребители. Они универсалы: и пилоты, и штурманы, и бортинженеры.

Мнение С. Королева оказалось решающим. В августе главком ВВС К.А. Вершинин поручил Центральному военному научно-исследовательскому авиационному госпиталю (ЦВНИАГ) отобрать в частях ВВС кандидатов для космического полета. С конца 1959 по март 1960 года искали летчиков «для работы на новой технике». Наряду с критериями, заданными проектантами ОКБ-1 (возраст – до 30 лет, вес – до 70 кг, рост – до 170 см) и идеальным здоровьем, в учет принималось и рабоче-крестьянское происхождение. Кандидату медицинских наук П. Буянову и подполковнику медицинской службы А. Пчелкину поручено было провести отбор на Черноморском, Балтийском и Северном флотах. Начали они с Северного. В числе тех, кто откликнулся на заманчивое предложение, был Юрий Гагарин.

Начальнику испытательного отдела Е.А. Карпову достался Борисполь-Кременчуг-Одесса-Киев. Из его нахо-док «в дело пошел» лишь один Алексей Леонов.

А вообще по «Теме №6» – так официально именовался отбор кандидатов для полетов в космос – «были рассмотрены личные дела, летные и медицинские книжки 3461 летчика; для первичной беседы отобрано 347 человек; к медицинской проверке в ЦВНИАГ допущено 206 человек. Но 52 человека отказались, и в ЦВНИАГ прибыли 154 кандидата». Отбраковывали безжалостно. Лишь 29 человек благополучно прошли «медицинское сито». Центральная врачебная комиссия 27 февраля отобрала двадцать – таков был приказ! Их наставником и руководителем назначили генерал-лейтенанта авиации Каманина Н.П.

На основании того же Постановления началось формирование Центра подготовки космонавтов (ЦПК) ВВС. На должность начальника ЦПК никто не рвался: дело новое, хлопотливое. Выбор пал на 38-летнего полковника, специалиста в области авиационной медицины. И Евгения Анатольевича КАРПОВА назначили начальником всего того, что стало потом Центром.

7 марта 1960 года первых 12 кандидатов (И. Аникеев, В. Быковский, Б. Волынов, Ю. Гагарин, В. Горбатко, В. Комаров, А. Леонов, Г. Нелюбов, А. Николаев, П. Попович, Г. Титов, Г. Шонин) принял главком ВВС. Каждому из них было предписано рассчитаться в частях и прибыть в Москву 14 марта. Место обитания и проведения первых занятий было определено – небольшое двухэтажное здание спортбазы ЦСКА, на Ходынском поле.

Монтаж двигательного отсека

Испытание узлов и систем

РН “Восток” в монтажно-испытательном корпусе (МИК) Байконура

Установка РН “Восток” на стартовый стол

На организацию быта дали всего один день – день приезда. Время торопило.

Е.А. Карпов провел первые вводные часы, детально ознакомил с программой подготовки, с расписанием занятий, обозначил основные курсы лекций. Затем их читали ученые и инженеры: К.Д. Бушуев, Б.В. Раушенбах, К.П. Феоктистов, О.Р. Макаров, В.И. Севастьянов. Занятия по космической медицине проводил В.И. Яздовский. Курс «Механики космического полета» и основы конструкции космического корабля и его систем вел М.К. Тихонравов.

Обитали на Ходынке будущие космонавты до тех пор, пока не подыскали место для ЦПК, в 40 километрах от Москвы, рядом с поселком Чкаловский. Сюда в июле 1960 года переселились те 20, которых позже стали назы-вать «Гагаринским набором».

Из них потом выросли генералы, летчики-испытатели, просто пенсионеры.

И только один остался старшим лейтенантом, навсегда самым молодым из них. Ходили слухи, что Валентин Бондаренко был первым, побывавшим в космосе. Но он стал первым погибшим из «двадцатки». Не в космосе погибшим, на Земле из-за трагической случайности 23 марта 1961 года. Похоронили Валентина на родине, в Харькове, на городском кладбище №10, на Филипповке. До очерка Ярослава Голованова, опубликованного в номерах газеты «Известия» от 3 по 6 апреля 1986 года, ни в одной советской книге, газете, ни в одном журнале даже не упоминали его имя.

Подготовка «двадцатки» шла трудно, медленно. Тогда инструктор-методист Марк Галлай предложил отобрать самых «малогабаритных», готовить их ускоренно. Выделили группу: Валентин ВАРЛАМОВ, Юрий ГАГАРИН, Анатолий КАРТАШОВ, Андриян НИКОЛАЕВ, Павел ПОПОВИЧ и Герман ТИТОВ. Им в первую очередь шили скафандры, первыми отправляли на различные испытания и тренировки.

Но скоро состав группы изменился. После центрифуги с восьмикратной перегрузкой на спине Карташова врачи обнаружили точечные кровоизлияния. На последующих тренировках они появились вновь. Приговор медиков был неумолим. Нелепая случайность выбила из группы и другого кандидата в космонавты – Варламова. Однажды он неосторожно прыгнул в воду с берега и ударился головой. Пошел в госпиталь. Диагноз: смещение шейного позвонка.

В передовую «шестерку» вместо Карташова был введен Григорий НЕЛЮБОВ, вместо Варламова – Валерий БЫКОВСКИЙ. После экзаменов по устройству, эксплуатации и навыкам управления объектом «Восток-ЗА», по специальным теоретическим курсам каждому из «ударной шестерки» было присвоено звание «КОСМОНАВТ».

А космическая техника готовилась принять на борт кого-то из них.

Первые запуски кораблей серии «Восток» подтвердили принципиальную возможность полета человека в космос, но решение этой задачи зависело от надежности систем ракеты-носителя и корабля. Ведь участие человека в управлении полетом было как РЕЗЕРВНОЕ. Все штатные операции по ориентации, торможению, спуску и приземлению проводились автоматикой корабля и по командам с Земли.

12 февраля 1961 года из Калининграда (ныне город Королев) на полигон выехала бригада, сопровождая «Объ-екты 3К», уже приспособленные для полета человека – космические корабли 3КА №1 и №2.

Первый из них был выведен на орбиту 9 марта 1961 года. В катапультируемом кресле СА восседал антропо-метрический*) манекен. Шутники его быстро окрестили «Иваном Ивановичем». На нем – ярко-оранжевый костюм, белый гермошлем, перчатки, высокие ботинки на шнуровке. Все его тело было покрыто синтетическим материалом, обладающим прочностью и эластичностью человеческой кожи, его вес и положение центра тяжести были «человеческие». В «грудной клетке», полости «живота» разместили черных, серых и белых мышей, крыс, морских свинок, пресмыкающихся, растения, семена, микробы, образцы кожи человека. «Лицо» закрыли куском поролона с надписью – «Макет». В контейнер, предназначенный для продуктов питания и воды, поместили станок для подопытной собаки. Это место занимала Чернушка. Бортовая аппаратура во время полета передавала запись биений человеческого сердца, а «Иван Иванович» пел песню в исполнении хора имени Пятницкого.

Через 1 час 55 минут СА корабля вернул на Землю Чернушку и прочую живность. «Иван Иванович» после катапультирования из «шарика» опустился на парашюте. Команда спасателей быстро обнаружила «закоченевшего» космического путешественника. Специалисты скрупулезно проанализировали информацию о результатах полета 3КА №1. Ракетно-космический комплекс сработал безотказно, но Государственная комиссия по испытаниям приняла решение провести запуск еще одного беспилотного корабля-спутника.

Для ознакомления с процессом испытаний корабля и ракеты-носителя, со стартовым комплексом и службами обеспечения полета 16 марта на полигон прибыла «ударная шестерка». Гагарин, Титов и Нелюбов тренировались в надевании скафандра, усаживались в кабину корабля. Когда ракету вывезли на стартовый комплекс, Гагарин и Титов (в скафандрах) провели тренировку по подъему на лифте к люку корабля. Общение испытателей с ними было сведено до минимума: все о космонавтах держалось в секрете.

25 марта в компании с мелкими животными в космос отправили дворняжку светло-рыжеватой масти. До этого существовала она с именем Удача. Когда приблизился момент лететь ей в космос, «кто-то высказал мысль, что слово «удача» в превратном свете отражает корни наших успехов в области космических исследований». И Удача стала именоваться Звездочкой. После одновиткового полета Звездочка вернулась в «шарике». «Иван Иванович» был катапультирован.

О том, что этот пуск – генеральная репетиция, мало кто знал. Но все, кто имел какое-то отношение ко всем этим делам, понимали: на очереди – ЧЕЛОВЕК!

29 марта на заседании Государственной комиссии Королев доложил об итогах пуска кораблей. Сделал вывод, что ракета-носитель, корабль, средства связи и поиска готовы. К этому времени из семи кораблей 1К и 3КА два не вышли на орбиту из-за аварии РН на участке выведения и два не полностью выполнили программу полета. Надежность пусков желала быть лучшей. Но все были за полет человека. На заседании было решено снять с корабля систему АПО. Возражал один – заместитель Председателя КГБ П. Ивашутин: соблюдение секретности для него было главным делом.

Это может показаться бесчеловечным, если не знать, что ОКБ-1 на основании совершенно секретного Постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР №569-264 от мая 1959 года начинало разработку автоматического спутника-разведчика. В документе указано, что создание ИСЗ для разведывательных целей и навигации считается неотложной оборонной задачей. Королеву не без помощи Келдыша и Руднева удалось в него вписать: «… а также спутника, предназначенного и для полета человека».

Проектирование спутника-разведчика началось раньше, но работы по второму проекту продвигались успешнее. Объединение двух различных задач привело к унификации основных конструктивных элементов будущих кораблей «Восток» и фоторазведчиков «Зенит». И всего через три с половиной года после первого пуска МБР Р-7 космический корабль был спроектирован, построен и подготовлен к полету человека в космос. Это была спешка. Она может сейчас вызвать (и вызывает) недоумение, но в то время воспринималась вполне естественно. Главной причиной было желание быть ПЕРВЫМИ. Всюду хотелось успеть немедленно.

Из докладной в адрес ЦК КПСС:

CОВ. СЕКРЕТНО

В соответствии с Постановлением … от 11 октября 1960 года о подготовке и запуске космического корабля с человеком к настоящему времени закончены все необходимые работы по обеспечению полета человека в космическое пространство.

Результаты проведенных работ … позволяют … осуществить первый полет человека в космическое пространство.

Для этого подготовлены два корабля-спутника «Восток-3А». Первый корабль находится на полигоне, а второй подготавливается к отправке.

К полету подготовлены шесть космонавтов.

Запуск корабля-спутника с человеком будет произведен на один оборот вокруг Земли с посадкой на террито-рии Советского Союза на линии Ростов-Куйбышев-Пермь.

При выбранной орбите корабля-спутника, в случае отказа системы посадки корабля на Землю, обеспечива-ется пуск корабля за счет естественного торможения в атмосфере в течение 2-7 суток, с приземлением между северной и южной широтами 650.

Кроме десятисуточного запаса пищи и воды в кабине космонавт снабжен носимым аварийным запасом пищи и воды, рассчитанных на 3 суток, а также средствами радиосвязи и передатчиком…, по сигналам которого будет определяться место приземления космонавта.

Запуск первого советского корабля-спутника с человеком намечается осуществить между 10 и 20 апреля сего года.

В сообщениях ТАСС коpаблю-спутнику предлагается присвоить название «Восток».

Просим разрешить пуск первого советского корабля-спутника с человеком…

К документу были приложены три варианта Сообщения ТАСС.

Ответ последовал незамедлительно.

Строго секретно. Особая папка

1. Одобрить предложения т.т. Устинова, Руднева, Калмыкова, Дементьева, Бутомы, Москаленко, Вершинина, Келдыша, Ивашутина, Королева о запуске космического корабля-спутника «Восток-3А» с космонавтом на борту.

2. Одобрить проекты сообщения ТАСС о запуске космического корабля с космонавтом на борту спутника Земли…»

Претенденты на космический полет были готовы – 4 апреля Главком ВВС Вершинин подписал удостоверения пилотов-космонавтов Гагарину, Титову и Нелюбову.

На рассвете 5 апреля «с одного из подмосковных аэродромов» взлетели три Ил-14. Их встречали в аэропорту «Крайний» С.П. Королев, М.Л. Галлай, вылетевшие раньше из Внуково. Съезжались «виновники» и участники предстоящего пуска, члены Государственной комиссии, руководители ОКБ и НИИ, кинооператоры и журналисты. Приехал М.В. Келдыш, которого в газетных очерках того времени называли Теоретиком космонавтики. Приехал Главнокомандующий РВСН Маршал Советского Союза Москаленко К.С.

Космонавтов разместили в гостинице на «десятке», в 20 с лишним километрах от «единички». Технический руководитель программы осуществления ПЕРВОГО полета пилотируемого космического корабля, Главный конструктор устроился, как обычно, в домике сразу у въезда на «двойку», то есть в непосредственной близи от технического комплекса космодрома.

Ракета-носитель 8К72К находилась в МИКе. Заканчивались комплексные испытания корабля 3КА №3, заправка его тормозной двигательной установки топливом, баллонов системы ориентации газом, проверка герметичности отсеков и проводилась стыковка с последней ступенью pакеты-носителя.

Из событий 6 апреля основным было техническое совещание, на которое собрались главные констpуктоpы двигателей, систем связи, оборудования, управления. Прямо с аэpодpома прибыл председатель Государственной комиссии Константин Николаевич РУДНЕВ – многоопытный и высокообразованный человек. Обсуждался доклад о готовности СЖО космического корабля 3КА №3, сообщение о результатах испытаний скафандра, кресла космонавта, парашютной системы и автоматики приземления спускаемого аппарата.

Через два дня было рассмотрено и утверждено полетное задание будущему летчику-космонавту: «Одновитковый полет вокруг Земли на высоте 180...230 километров продолжительностью 1 час 30 минут с посадкой в заданном районе. Цель полета – проверить возможность пребывания человека в космосе на специально оборудованном корабле, проверить оборудование корабля в полете, проверить связь корабля с Землей, убедиться в надежности средств приземления корабля и космонавта». Под этим документом стоят подписи К.Н. Руднева, С.П. Королева, М.В. Келдыша, Н.П. Каманина. Оставил свою подпись и А.М. Исаев.

Тогда же приняли порядок аварийного катапультирования космонавта – «… до 40-й секунды полета команду на катапультирование выдают Королев или Каманин, после 40-й секунды космонавт катапультируется автоматически».

На закрытом заседании обсуждали: «КТО ПОЛЕТИТ?». Одинаково хорошо были подготовлены все шестеро космонавтов. Требовалось выбрать двух. Комиссия одобрила предложение Н.П. Каманина и решила объявить кандидата на полет и запасного космонавта в торжественной обстановке.

«Ритуально-торжественное» заседание Государственной комиссии состоялось 10 апреля в конференц-зале МИКа, операторы кино своей съемочной аппаратурой и осветительными приборами придали некоторую праздничность.

За столом разместились: председатель Государственной комиссии К.Н. Руднев, С.П. Королев, М.В. Келдыш и кто-то из руководителей. Вдоль стола справа сели Н.А. Каманин с космонавтами, Е.А. Карпов, В.И. Яздовский, О.Г. Газенко, слева – В.П. Глушко, Н.А. Пилюгин, А.М. Исаев, М.С. Рязанский, К.Д. Бушуев, заместители и помощники Королева.

Открыл заседание Руднев и предоставил слово Королеву. Впервые все увидели его при галстуке. Главный конструктор подвел итог работы десятков коллективов, тысяч людей: «В соответствии с намеченной программой закончена подготовка многоступенчатой ракеты-носителя и корабля-спутника «Восток»…… Прошу Государственную комиссию разрешить вывоз ракеты-носителя с кораблем на стартовую позицию для продолжения подготовки и пуска 12 апреля в 9 часов 07 минут по московскому времени».

После доклада генерала Каманина о готовности космонавтов фиксируется решение: «Утвердить предложение товарища Королева о производстве первого в мире полета космического корабля «Восток» с космонавтом на борту 12 апреля 1961 года. ...Утвердить первым пилотом-космонавтом Гагарина Юрия Алексеевича, запасным – Титова Германа Степановича».

Вечером на открытой веранде у Сыр-Дарьи члены Государственной комиссии, руководство космодрома, космонавты пригубили «на посошок» шампанского и пошли прогуляться по берегу реки. Впереди Королев и Гагарин, остальные за ними.

Работы по стыковке 3КА №3 с ракетой-носителем 8К72К закончились к утру 11 апреля. На стартовой пло-щадке все было готово к их приему.

5 часов утра. Распахнулись ворота МИКа. Сверкнули золотом на солнце сопла двигателей ракеты, постепенно появляющейся из ворот. 3КА №3 уходил на стартовую позицию, чтобы через некоторое время стать всемирно известным космическим кораблем «Восток».

Писали, что ракету сопровождал Королев до самой стартовой площадки. Провожал он ее недолго. Метрах в двухстах от ворот МИКа рельсы поворачивают на «единичку». Там, на шоссе, Главного поджидала машина.

Вот транспортно-пусковой агрегат медленно подплыл к пусковой системе, нависшей над котлованом-лотком, и остановился. Передав ракету опорным фермам, установщик опустил свою стрелу и отъехал.

Все произошло точно по расписанию.

Н.П. Каманин представил стартовой команде старшего лейтенанта Гагарина. Он и Титов после этой встречи в гостиницу уже не вернулись: на оставшееся до старта время их поместили в одном из двух деревянных домиков, при въезде на «двойку». Допуск к ним был строго ограничен. Навещать их могли только С.П. Королев, Н.П. Каманин, Е.А. Карпов, В.И. Яздовский и А.Н. Бабийчук. В другой комнате этого домика расположился врач Андрей Викторович Никитин, прикрепленный к космонавтам.

Все обещало на завтра хорошую погоду…

Что собой представляет ракетно-космический комплекс «ВОСТОК»?

Главные его части – трехступенчатая РН 8К72К («Ракета 8К71+Блок Е») и под головным обтекателем космический корабль 3КА «Восток», предназначенный для полета человека по околоземной орбите.

Ракетно-космический комплекс получил наименование по названию корабля.

Стартовая масса РН с кораблем 3КА №3 - 287 тонн; общая длина РН (с обтекателем)- 38,36 м; масса корабля 3КА №3 - 4725 кг; длина корабля (без учета антенн) - 4,4 м; максимальный диаметр корабля - 2,43 м.

Корабль состоит из двух отсеков, соединеных между собой с помощью металлических лент и замка.

Спускаемый аппарат

Масса - 2460 кг; диаметр - 2,3 м.

Корпус сварной из листового алюминиевого сплава толщиной 3 мм.

Диаметр по наружным обводам достигает указанного значения за счет слоя ТЗП (толщиной максимум 110 мм в лобовой части и минимум 40 мм в тыльной части).

В верхней части СА – три люка диаметром «в свету» 1 м. Люк №3 – в ногах космонавта, служит для проведения различных сборочно-монтажных операций. Через люк №1, расположенный напротив, устанавливается кресло, производится посадка космонавта в корабль и катапультирование его на участке спуска с орбиты или при аварии РН на старте и участке выведения. Под крышкой люка №2 в контейнере находится система пара-шютов для СА: вытяжной, тормозной и основной.

СА имеет три иллюминатора, два из них расположены на крышках люков №1 и №3.

Центральное место в «шарике» занимает космонавт в катапультируемом кресле. На всех этапах полета он находится в скафандре с системами вентиляции и кислородного питания.

Внешняя оболочка скафандра служит для восприятия внутреннего избыточного давления. Внутри – герметичная и теплоизолирующая оболочки. Поверх всего – декоративный костюм-чехол оранжевого цвета с надувным воротом.

Основной парашют космонавта располагается в верхней части кресла в контейнере, а запасной – на спинке кресла, в нижней части которого размещены НАЗ и кислородный прибор.

Внутри кабина покрыта теплозвукоизоляцией (поролоном) в сочетании с декоративной обшивкой.

Приборно-агрегатный отсек

Масса - 2265 кг; максимальный диаметр - 2,43 м; длина - 2,25 м.

Он представляет собой два соединенных основаниями усеченных конуса. Их оболочки из листового алюминиевого сплава толщиной 2 мм.

Со стороны СА имеется сферическая вмятина, с противоположного торца – ниша для размещения ТДУ с запасом топлива на 45 секунд работы.

В районе стыка ПАО с СА укреплены 16 шаровых баллонов с азотом для системы ориентации и кислородом для СЖО.

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ и электропитания включает командно-логические и коммутационные приборы, аккумуляторные батареи и преобразователи тока. Выключение двигателя третьей ступени и подача команды на отделение космического корабля производится ею после достижения скорости, необходимой для выведения корабля на заданную орбиту. Циклограмму работы бортовой аппаратуры корабля задает ПРОГРАММНО-ВРЕМЕННОЕ УСТРОЙСТВО.

СИСТЕМА ОРИЕНТАЦИИ И СТАБИЛИЗАЦИИ обеспечивает в процессе полета автоматическую (на Солн-це) и ручную (на Землю) ориентацию корабля. Исполнительными органами являются газовые сопла, входящие в состав двух автономных систем (по 8 сопел в каждой), работают на азоте.

СИСТЕМА ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ поддерживает в СА атмосферу, близкую земной.

Запас пищи, воды и емкости для сбора отходов рассчитаны на 10 суток полета. Весь рацион космонавта хра-нился в алюминиевых тубах и пакетах из полимерных пленок.

Кондиционирование и температурный режим в кабине обеспечиваются блоком системы регенерации воздуха с поглотителем влаги и вредных примесей, холодильником-конденсатором, состоящим из теплообменника, вентилятора, регулятора температуры и др.

Надперекись калия при контакте с влажным воздухом, поглощая углекислый газ, выделяет кислород.

Осушка воздуха осуществляется осаждением влаги на поверхностях теплообменника холодильника-конденсатора и поглощением ее регенеративным веществом.

Радиотелефонную связь с наземными станциями обеспечивала УКВ и коротковолновая аппаратура. ТВ система с двумя передающими камерами позволяла вести наблюдение за состоянием космоната.

Данные о работе бортовых систем, контроль и регистрация параметров, характеризующих состояние человека, конструкции корабля во время полета, передавались на Землю.

Исходная концепция

Проведенный анализ мирового рынка услуг по запуску космических аппаратов показывает, что сейчас существуют большие потребности в выведении космических аппаратов на геостационарную орбиту (плоскость орбиты совпадает с плоскостью экватора, высота над поверхностью Земли — 35 800 км). Предполагается, что такое положение сохранится и в будущем. Однако, используемые средства выведения имеют ограниченные возможности, не удовлетворяют потенциальных заказчиков или из-за стоимости, или из-за качества предоставляемых услуг.

Одним из направлений повышения эффективности средств выведения, доставляющих спутники на геостационарную орбиту и, соответственно, уменьшения стоимости такой доставки, является проведение пусков из приэкваториальной зоны. Объясняется это тем, что при таких пусках, например с космодрома Байконур, расположенного на широте 46 град., необходимо проведение специальных орбитальных маневров с большими энергетическими затратами для разворота плоскости пуска в плоскость экватора. Кроме того, чем дальше от экватора расположен космодром, тем в меньшей степени используется эффект от вращения Земли. В итоге ракета-носитель «Зенит» при пуске из приэкваториального района может вывести на геостационарную орбиту космический аппарат массой в два раза большей, чем если бы она стартовала с Байконура.

Строительство космодрома на территории стран, расположенных в районе экватора, для России весьма проблематично.Причем его эксплуатация потребовала бы затрат на отчуждение земли как под сооружения стартовых и технических комплексов с необходимой зоной безопасности, так и под районы падения отделяемых ступеней ракет-носителей и створок обтекателей космических аппаратов. Надо также учесть, что количество трасс пусков существенно ограничивается размещением густонаселенных территорий. Содержание же космодромов, расположенных в безлюдных районах, требует создания и поддержания соответствующей разветвленной инфраструктуры. Вот почему возникла идея создать плавучий ракетно-космический комплекс.

Один из важнейших факторов, который учли при формировании концепции комплекса «Морской старт», — большой опыт предприятий России и Украины в разработке, производстве и эксплуатации современных относительно недорогих средств выведения и стартовых ракетных комплексов и то, что изготовление примерно 80% коммерческих космических аппаратов сосредоточено в США. Принятая концепция создания нового конкурентоспособного ракетно-космического комплекса, включает следующие основные положения:
— использование разработанных в России и на Украине современных средств выведения, технологий производства, составных частей ракетных комплексов и средств управления полетом;
— автономность стартового и технического комплексов, обеспечивающих подготовку и пуск РН с применением подвижных морских средств;
— проведение пусков из океанских акваторий, в том числе из приэкваториальных районов;
— подготовка космических аппаратов к пуску на территории США, расположенной недалеко от основных изготовителей коммерческих космических аппаратов, создание комфортабельных условий для работы заказчиков;
— гарантия кратчайших сроков создания комплекса, окупаемости проекта за счет предоставления услуг по запуску космических аппаратов не более 5 — 7 лет.

Основные характеристики

Масса выводимых космических аппаратов (включая массу переходных элементов конструкции между разгонным блоком или ракетой-носителем и космическими аппаратами) составляет:
— на геостационарную орбиту — до 2,9 т;
— на геопереходную орбиту — до 6,0 т;
— на низкие околоземные орбиты с наклонением 0-90град. — 11-15 т.
Количество пусков в год — до 8.

Время до проведения запуска от момента заключения контракта с заказчиком космических аппаратов — не более 18 мес.

Вероятность безотказной работы средств выведения — не менее 0,95.

Координаты основного района пуска — 0 град. ш., 152 град. з.д.

Составные части комплекса.

Ракетно-космический комплекс «Морской старт» условно можно представить состоящим из трех сегментов — ракетного, космических аппаратов и морского.

Ракетный сегмент включает в себя:
— ракету-носитель «Зенит-2S» и разгонный блок ДМ-SL;
— комплексы технологического оборудования и систем подготовки и пуска космической ракеты;
— комплекс автоматизированных систем управления подготовкой и пуском;
— автоматизированную систему управления полетом разгонного блока с привлекаемыми средствами;
— измерительный комплекс;
— береговой комплекс.

Сегмент космического аппарата состоит из блока полезного груза с космическими аппаратами и базовый порт. В морской сегмент входят стартовая платформа и сборочно-командное судно.

Ракета-носитель «Зенит-2S». Двухступенчатая ракета-носитель «Зенит» (головной разработчик — КБ «Южное» имени М.К.Янгеля, изготовитель — ПО «Южмашзавод», г. Днепропетровск) и ее наземный комплекс служат основой проекта «Морской старт». С 1985 г. с космодрома Байконур проведено 26 пусков этих РН. «Зенит» (рис. 1) — это современное средство выведения, которое отличается простотой эксплуатации, полной автоматизацией процесса подготовки и пуска. С учетом особенностей морского старта отдельные системы и отсеки РН модифицируются или дорабатываются, вследствие чего она получила обозначение «Зенит-2S».

Разгонный блок ДМ-SL. Разгонный блок ДМ (головной разработчик и изготовитель РКК «Энергия» им. С.П.Королева) широко используется совместно с ракетой-носителем «Протон» для выведения космических аппаратов на высокоэнергетические орбиты, в том числе на геостационарную. Блок (рис.2) для осуществления орбитальных маневров обладает способностью многократного включения маршевого двигателя, характеризуется высокой подтвержденной надежностью. С целью адаптации к ракете-носителю «Зенит», а также с учетом особенностей морского старта отдельные системы и отсеки разгонного блока модифицируются или дорабатываются. В связи с этим блок получил индекс ДМ-SL.

Блок полезного груза. Блок полезного груза разрабатывается фирмой «Боинг Коммершл Спейс Компани» и предназначен для установки в нем космических аппаратов. Блок будет изготавливаться с учетом применения новейших технологий и включает в себя углепластиковый обтекатель, переходные элементы конструкции между космическими аппаратами и разгонным блоком ДМ-SL, электрические системы, систему термостатирования. Его диаметр — 4,15 м, длина при выведении одного космического аппарата — 11,39 м, при выведении двух — 16 м.

Стартовая платформа. Для обеспечения пусков космической ракеты фирма «Кварнер» модифицирует морскую платформу, которая была создана ею для нефтедобычи. Платформа самодвижущаяся, полупогружаемая, типа катамарана (рис.3). Основные характеристики: водоизмещение (на ходу) — 27300 т, скорость движения — до 12 узлов, длина — 133 м; ширина — 75 м; высота (до главной палубы) — 42 м.

Платформа, представляющая собой плавучий стартовый ракетный комплекс, оснащается стартовым столом, установщиком ракеты-носителя, системами заправки компонентами топлива и другими системами, обеспечивающими подготовку и пуск космической ракеты. Оснащение платформы системами и оборудованием ракетного сегмента проводится на российской верфи.

Сборочно-командное судно. При создании сборочно-командного судна использована конструкция грузового судна типа Ро-Ро (ролл-он, ролл-офф). Головной разработчик и изготовитель — фирма «Кварнер». Основные характеристики: водоизмещение — 30800 т, скорость движения — до 16 узлов, длина — 200 м, ширина — 32 м.

Сборочно-командное судно выполняет функции: технического комплекса (комплексные испытания ракеты-носителя и разгонного блока, сборка космической ракеты); заправочной станции (заправка разгонного блока высококипящими компонентами топлива и газами); центра управления подготовкой и пуска космической ракеты, управления полетом разгонного блока; центра приема и обработки измерений. Оснащение судна системами и оборудованием ракетного сегмента проводится на российской верфи.

На сборочно-командном судне размещаются до 240 человек экипажа и персонала, участвующего в подготовке и проведении пуска, включая представителей заказчика, создаются условия проживания близкие к условиям на круизных судах (имеются одно — двухместные каюты, конференц-залы, театр, гостиные, кафетерии, комнаты для игр, тренажерный зал, бассейн).

Береговой комплекс. Береговой комплекс строится на базе Приморского филиала РКК «Энергия» и должен будет обеспечивать прием, хранение и погрузку (в порту отправки) на судно-транспортировщик ступеней ракеты-носителя «Зенит-2S» и разгонных блоков, а также компонентов топлива, производимых в России.

Базовый порт. Базовый порт располагается в г. Лонг-Бич (район Лос-Анжелеса, США). Его назначение — обеспечение подготовки космических аппаратов, швартовки стартовой платформы и сборочно-командного судна, заправки компонентов топлива и газов, погрузки ступеней ракеты-носителя, разгонного блока и блока полезного груза на сборочно-командное судно.

Основные операции.

Изготовленные ступени ракеты-носителя «Зенит-2S» и разгонные блоки (2-3 комплекта и производимое в России горючее для РН (керосин) доставляются в порт отправки, грузятся на фрахтуемое судно-транспортировщик и перевозятся в базовый порт. Время перехода около одного месяца.

В базовом порту космический аппарат в специальном сооружении проверяется, заправляется компонентами топлива и газами и устанавливается в блок полезного груза. Затем системы и оборудование, расположенные на стартовой платформе и сборочно-командном судне, готовятся к проведению подготовительных и предпусковых работ, емкости и баллоны заправляются соответствующими компонентами топлива и газами. Ступени ракеты-носителя, разгонный блок, блок полезного груза с космическим аппаратом доставляется на сборочно-командное судно. Там проводятся комплексные испытания ракеты-носителя и разгонного блока, заправка разгонного блока высококипящими компонентами топлива и газами, стыковка разгонного блока и блока полезного груза с ракетой-носителем. Собранная космическая ракета (имеет обозначение «Зенит-3SL») перегружается со сборочно-командного судна в ангар на стартовой платформе.

Стартовая платформа с РН «Зенит-3SL» и сборочно-командное судно переходят для проведения пуска в установленный район акватории океана.

Если старт назначен из основного района на экваторе (152 град. з. д.), время перехода до него составляет 11 сут.

В районе старта стартовая платформа приводится в полупогруженное состояние, РН на установщике вывозится из ангара и устанавливается на пусковой стол. Системы, расположенные на стартовой платформе и сборочно-командном судне готовятся к проведению предпусковых и пусковых операций, проводятся контрольные проверки РН, разгонного блока и космического аппарата. Весь персонал и экипаж со стартовой платформы эвакуируется на сборочно-командное судно, расположенное в пяти километрах от места пуска, и дальнейшие контроль и управление осуществляются по радиосвязи. Заправка ракеты-носителя и разгонного блока и пуск РН происходит в автоматическом режиме.

Для обеспечения на участке выведения передачи результатов измерений и управления полетом будут привлекаться российское судно (плавучий измерительный пункт) «Селена-М», подмосковный Центр управления полетами, наземные измерительные пункты на территории России и Казахстана.

Основные участники проекта.

Создание комплекса «Морской старт» и его эксплуатацию предусматривается проводить на коммерческой основе, без привлечения финансовых государственных средств, но безусловно под контролем и при поддержке государственных учреждений. Это, в первую очередь, Российское космическое агентство и Министерство оборонной промышленности, Национальное космическое агентство Украины, Департамент коммерческого космического транспорта США.

Над реализацией проекта уже работает совместное предприятие «Си Лонч» («Морской старт»), учредителями которого являются американская самолетостроительная и космическая компания «Боинг», российская Ракетно-космическая корпорация «Энергия» им. С.П.Королева, крупнейшая в Европе судостроительная компания — норвежская фирма «Кварнер», ведущие аэрокосмические предприятия Украины ПО «Южмашзавод» и КБ «Южное» им. М.К.Янгеля.

Фирма «Боинг» ответственна за создание блока полезного груза и базового порта, обеспечивает взаимодействие с заказчиками, разработчиками космических аппаратов. РКК «Энергия», КБ «Южное» и привлекаемые предприятия России и Украины обеспечивают изготовление ракетного сегмента, фирма «Кварнер» модифицирует стартовую платформу, строит сборочно-командное судно. Фирмы «Боинг» и «Кварнер» выступают не только как участники, но и как инвесторы проекта. Реализацию новаторского проекта будут поддерживать Мировой банк, Международный банк реконструкции и развития, ряд крупнейших коммерческих банков.

Первый пуск планируется провести в 1998г. Авторитет и опыт участников проекта «Морской старт», оригинальность концепции, а также широкое применение уже хорошо зарекомендовавших себя, отработанных конструкций ракетно-космической техники и судостроения — залог успеха.

26th Декабрь 1996 14:52. Категория , Просмотров: 1324

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

(государственный технический университет)

филиал «Восход»

Кафедра Б-11

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

на тему: «Ракетно-космические комплексы»

Филиала «Восход» МАИ

Протокол №___________

От «___»_________2013 г.

Байконур 2013 г.

Аннотация

Методические указания предназначены для помощи студентам специальности 070300 в выполнении лабораторной работы по курсу «Летательные аппараты ».

Лабораторная работа основана на изучении структуры космодрома и составляющей его части – РКК. В работе определен состав ракетно-космических комплексов, их структура, даны основополагающие понятия, формирующие облик РКК.

Лабораторная работа позволяет изучить как структуру РКК, так и их состав и функциональное назначение.

Аннотация

Основные обозначения 4

Введение 5

Цель лабораторной работы 6

1 Ракетно-космический комплекс: назначение, структура,

классификация, позиционный район РКК 7

2 Техническая позиция РКК 11

3 Стартовая позиция РКК 15

4 Характеристика нагрузок, действующих

На поднимаемую систему установщиков 25

4.1 Виды нагрузок 25

4.2 Грузовой момент 26

4.3 Практическая часть 30

5 Отчетность по лабораторной работе 31

Контрольные вопросы 32

Литература 33

Основные обозначения

КА – космический аппарат

КРТ – компонент ракетного топлива

РКК – ракетно-космический комплекс

РН – ракета-носитель

РБ – разгонный блок

СП – стартовая позиция

ТП – техническая позиция

Введение

Приступая к выполнению лабораторной работы, студент должен внимательно изучить теорию, изложенную в лекционном материале.

Рисунок 4 - Схема стартовой позиции РКК

Перед установкой РН на ПУ башня обслуживания по железнодорожному пути специальной колеи подводится к пусковому устройству. Полиспастная система башни обслуживания обеспечивает перевод РКН из горизонтального положения в вертикальное. РКН устанавливается опорными кронштейнами на ПУ. Вокруг РКН развертываются площадки обслуживания. К РН стыкуются наполнительные соединения системы заправки РН КРТ, электроразъемы НППЭО и трубопроводы системы газоснабжения.

Перед пуском РКН башня обслуживания отводится от ПУ. Стартовое сооружение с пусковым сооружение для РН «Союз» пред­ставляет собой многоэтажное железобетонное сооружение, верхняя часть ко­торого находится на уровне стартовой площадки, с широким проемом в цен­тре, который переходит в односкатный газоход. На верхней части стартового сооружения расположено ПУ. На подвижной круговой части шарнирно закре­плены четыре откидывающиеся опорные фермы. После перевода установщи­ком РКН из горизонтального положения в вертикальное, фермы ПУ подводят­ся к силовому узлу ракеты-носителя. Верхние части ферм замыкаются в сило­вое кольцо и сила тяжести РКН передается через силовое кольцо на ПУ. С на­чалом подъема РН при пуске нагрузка на силовое кольцо снимается и опорные фермы под действием противовесов раскрываются, давая проход РН.

На поворотной части ПУ установлены две фермы обслуживания с полу­кольцевыми площадками обслуживания, которые, сомкнувшись вокруг раке­ты, образуют системы кольцевых площадок обслуживания как РН, так и КА. Для доставки приборов, инструмента, личного состава расчета пуска и экипа­жа пилотируемых КА фермы оснащены грузовыми и пассажирскими лифтами. Перед пуском фермы отводятся от ПУ и опускаются в горизонтальное поло­жение.

На той же поворотной части расположены кабель-мачты, предназначенные для подвода к РН электроразъемов НППЭО, газовых и дренажных коммуникаций.

Совмещения главных плоскостей симметрии как РН «Космос», так и «Союз» с плоскостью стрельбы при прицеливании, т. е. разворот РКН по ази - муту пуска, производится вращением поворотной части ПУ.

Перед пуском РН «Союз» кабель-мачты автоматически отстыковывают-ся и откидываются под действием противовесов.

Особенности СК РКК «Протон» по сравнению с СК РКК «Союз»:

1) РКН транспортируется с ТК на СК с помощью железнодорожной платфор-

1 - механизм подъема стрелы ТУА; 2 - площадки обслуживания; 3 - стрела транспортно-установочного агрегата(ТУА)

Рисунок 5 - ТО «Космос» на ПУ

мы, установка РКН на ПУ осуществляется с помощью стационарного) установщика, стрела которого с гидросистемой смонтирована в стартовом со­оружении;

2) РН устанавливается (а не подвешивается) на гидроопоры ПУ и фик­сируется в нижней части специальными механическими захватами, удержи-вающими РКН до момента пуска;

3) система управления РН обеспечивает ее разворот по азимуту пуска на вертикальном участке движения, следовательно, на ПУ отсутствует механизм поворота;

4) на ПУ отсутствуют кабель-мачты: они заменены механизмом стыков­ки, представляющий набор электро-, пневмоплат. Механизм стыковки при ус-­

1 – лифт; 2 – кабель-мачта; 3 – платформа; 4 – механизм передвижения; 5 – гибкий трубопровод; 6 – башня обслуживания

тановке ракеты соединяется с ответными платами в хвостовой части РН, обес­печивая контакт более пяти тысяч электрических и пневматических коммуни­каций;

5) заправка токсичными КРТ осуществляется по замкнутому циклу, ис­ключающему выход или выброс паров КРТ в помещения ПУ и в атмосферу. Пары окислителя химически нейтрализуются, а горючего - сжигаются.

РКК «Зенит» может проводить пуски без непосредственного участия че­ловека, т. е. он создан в соответствии с концепцией «безлюдного старта» (рисунки 6 и 7). Транспортирование РКН с ТК на СК, установка РКН на ПУ, сты­ковка гидро-, пневмо - и электрокоммуникаций производится в автоматиче­ском режиме. По степени автоматизации и безопасности РКК «Зенит» не име­ет аналогов в мире.

Получить полный текст

Пуск РН «Старт» производится с самоходной пусковой установки (рисунок 9), смонтированной на базе многоосного колесного шасси.

Конструкция ПУ и РН обеспечивают длительное содержание в готовно­сти в горизонтальном положении. При подаче команды на пуск транспортно-пусковой контейнер с РКН за 40-50 с посредством силового гидроцилиндра переводится из горизонтального положения в вертикальное, затем пороховой аккумулятор давления (ПАД), размещенный в днище ТПК, обеспечивает «ми­нометный старт», т. е. ПАД выбрасывает РКН со скоростью 70-80 км/ч из ТПК-На высоте 25-30 м от поверхности Земли запускается маршевый двигаступени. Запуск маршевого двигателя на высоте практически полностью ис­ключает воздействие высокотемпературной струи газов двигателя на ПУ, что существенно снижает затраты на проведение послепусковых ремонтном восстановительных работ.

Рисунок 7 - Установка РН «Зенит» на ПУ:

1 - гидроопоры ТУА; 2 - стрела ТУА; 3 - кабель-мачта; 4 - гидроцилиндры подъема стрелы ТУА; 5 - патрубки системы охлаждения

Так как тяговооруженность ракет космического назначения лежит в пре­делах 1,4-1,8, то они медленно уходят с ПУ, следовательно, высокотемпера­турная струя газов ДУ длительное время воздействует на ПУ. С целью сниже­ния тепловых, акустических и механических нагрузок на газоход и элементы конструкции ПУ в зоне пламени создается водяная завеса. На СК РКК

«Протон» и «Зенит» предусмотрена защита механизмов стыковки бронированными створками.

1 – бортовая плата РН; 2 – блок стыковки кабель-мачты; 3 – кабель-мачта; 4 – стыковочные устройства коммуникаций заправки КРТ, гелия и термостатирования хвостового отсека РН; 5 – противовес КМ

Технологический блок предназначен для размещения проверочно-пускового оборудования, системы дистанционного управления заправкой РН компонентами ракетных топлив и сжатыми газами, а также для размещения левого расчета пристартового КП.

Стационарные хранилища КРТ - сооружения, в которых размещаются емкости для хранения КРТ, системы подачи и термостатирования КРТ, систе­мы пожаротушения и другое оборудование.

Ракета космического назначения, 90-95% от стартовой массы которой составляют пожаро-, взрывоопасные КРТ, представляет собой на СП объект повышенной опасности. В образовании взрыва могут участвовать до 20-25 % от всей массы КРТ, остальная часть КРТ взрывной волной разбрасывается на

значительные расстояния и образует зону пожара. Следовательно, взрыв РН стартовой массой 100 т эквивалентен по мощности взрыву ~ 20 т ТНТ, а РН стартовой массой 700 т - ~ 70 т ТНТ.

При проведении пусков РКН в позиционном районе РКК устанавливает­ся 3-4 зоны безопасности, и в зависимости от характера и степени риска в каждой зоне обеспечивается строгий режим допуска к работам и проводятся соот­ветствующие мероприятия по обеспечению безопасности.

Характеристики зон безопасности при пуске РН сверхтяжелого класса Энергия»:

1) зона радиусом 2 км с уровнем шума до 13 5 дБ; эвакуация персонала за 2 часов до пуска;

2) зона радиусом 5 км с уровнем шума менее 120 дБ; эвакуация за 8 часов до пуска;

3) зона радиусом 8,5 км; эвакуация за 4 часа до пуска;

4) зона радиусом 15 км; эвакуация за 4 часа до пуска.

Административно-хозяйственная зона РКК предназначена для раз­мещения и культурно-бытового обслуживания личного состава части запуска, а также для размещения технических средств, предназначенных для обес­печения зданий и сооружений технической позиции электроэнергией, теплом и водой (рисунок 10).

4 Характеристика нагрузок, действующих на поднимаемую систему установщиков

4.1 Виды нагрузок

Из всех операций, выполняемых при установке ракеты на пусковой стол, наиболее трудоемкой и продолжительной является перевод ракеты из горизонтального положения в вертикальное, при этом на механизм подъема стрелы (ри­сунок 1) со стороны поднимаемой системы (ПС), под которой будем понимать стрелу с ракетой или стрелу с траспортно-установочной тележкой с ракетой, действует момент сопротивления, создаваемый

Пожарное

Предупредительное ограждение

Подъездная дорога

Рисунок 10 – Схема административно-хозяйственной зоны РКК (применительно к в/ч)

весовыми, инерционными и ветровыми нагрузками. Уравнение моментов при вращательном движении поднимаемой системы под действием механизма подъема имеет вид

Получить полный текст

Или

MM = MG + MB + M в + MT , (1)

где MM - момент, развиваемый механизмом подъема относительно оси поворота стрелы; .

Pg - усилие гидродомкрата;

a - плечо гидродомкрата;

I - массовый момент инерции поднимаемой системы относительно оси поворота стрелы;

Угловое ускорение поднимаемой системы;

font-size:14.0pt; line-height:150%">ј R ;

ј - линейное ускорение центра тяжести системы;

R - радиус вращения центра тяжести;

MG , M B , M в , MT - моменты относительно оси поворота стрелы соответственно от сил веса, сил инерции поднимаемой системы от ветровой нагрузки, действующей на систему и от сил трения в шарнирах механизма подъема.

Для расчета основных параметров механизма подъема стрелы необходимо иметь значения всех моментов в функции угла подъ­ема стрелы, т. е.

М G = f 1 (φ ), MB = f 2 (φ ), Мв = f 3 (φ ), М T = f 4 (φ ).

Рассмотрим последовательно методики определения указанных зависимостей.

font-size:14.0pt;line-height:150%;color:black"> 4.2 Грузовой момент

Момент от сил веса или грузовой момент в функции угла подъема определяется из выражений

М G = GRco s (

или MG = GX ц ( co s (3) М G = f 1 () представляет собой косинусоиду, следовательно, она может быть построена графически без расчета ее по точкам. Схема графического определения М G и построения кривой М G = f 1 (ДА B . От вертикали О D откладывается угол и далее угол АОВ , равный углу подъема стрелы 900.

Дуга АВ делится на несколько равных частей (обычно на 6 или 9), и через точки деления проводятся горизонтальные ли­нии. На оси в принятом масштабе от качала координат от кладываются соответствующие точки деления дуги АВ значения угла font-size:15.0pt;line-height:150%; color:black;letter-spacing:-.15pt"> Пересечение соответствующих горизо-

Рисунок 3 - Расчетная схема к определение грузового момента

нтальных и вертикальных линий дают точки, через которые проходит кривая М G = f 1 ().

Рисунок 4 – Графическое построение кривой грузового момента

М G меняет свой знак и из момента, препятствующего подъему системы, превращается в момент, способствующий ее дальнейшему движению. Под действием этого момента система стремится опрокинуться в сторону подъема, и для исключения этого к поднимаемой системе должен прикладываться момент сопротивления, уравновешивающий грузовой момент, обеспечивающий главную доводку системы до вертикального положения.

5 Отчетность по лабораторной работе

Для защиты лабораторной работы студент должен представить отчет, выполненный согласно ЕСКД. Объем отчета должен быть около 10 листов формата А4, графически он может быть выполнен от руки или на принтере.

В отчете должны быть представлены:

Титульный лист;

Введение;

- содержание (расчетная часть практических занятий);

Заключение;

- список литературы.

Контрольные вопросы

1 В чем заключается назначение РКК?

2 Что включается в структура РКК?

3 Какова классификация РКК?

4 Что представляет собой позиционный район РКК?

5 Что представляет собой техническая позиция РКК и какова ее структура?

6 Что представляет собой структура монтажно-испытательного корпуса?

7 Что представляет собой стартовая позиция РКК и каков ее состав?

8 Что представляет собой стартовый комплекс и каков его состав?

Список использованных источников

1 Космодром / Под общ. ред. . – М.: Воениздат, 1977. –

312 с.: ил.

Катков измерения уровня. - М.: Машиностроение, 1977.

3 Уманский -носители. Космодромы. Под ред.

М., Изд-во Рестарт+, 2001. – 216 с.: ил.

4 Эксплуатация ракетно-космических комплексов: Базовый курс лекций

/ Под общ. ред. . – СПб.: ВИКУ им. ,

2001. – 496 с.: ил.

5 Карпин автоматизации для измерения и дозирования

Массы. - М.: Машиностроение, 1971.

6 , и др. Измерение массы, объема и

Плотности. – М.: Изд. стандартов, 1972.

В конце 60-х - начале 70-х гг. в США были начаты работы по исследованию возможности использования космического пространства для ведения боевых действий в космосе и из космоса. Правительство СССР рядом специальных постановлений (первое Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР

"Об исследовании возможности создания оружия для ведения боевых действий в космосе и из космоса" вышло в 1976 г.) работы в стране в этой области поручило кооперации организаций-разработчиков во главе с НПО "Энергия" . В 70-80-е годы был проведен комплекс исследований по определению возможных путей создания космических средств, способных решать задачи поражения космических аппаратов военного назначения, баллистических ракет в полете, а также особо важных воздушных, морских и наземных целей....

Для поражения военных космических объектов были разработаны два боевых космических аппарата на единой конструктивной основе, оснащенные различными типами бортовых комплексов вооружения - лазерным (боевой комплекс "Скиф") и ракетным (боевой комплекс "Каскад"). Основой обоих аппаратов явился унифицированный служебный блок, созданный на базе конструкции, служебных систем и агрегатов орбитальной станции серии 17К ДОС.

В отличие от станции служебный блок должен был иметь существенно большие по вместимости топливные баки двигательной установки для обеспечения маневрирования на орбите.

Боевые космические комплексы - полезная нагрузка ОК "Буран":

Система "Скиф". Обозначения: 1 - приборно-топливный отсек; 2 - агрегатный отсек; 3 - бортовой комплекс специального вооружения

Система "Каскад". Обозначения: 1 - базовый блок, включающий в себя агрегатный и приборно-топливный отсеки; 2 - бортовой комплекс вооружения; 3 - самонаводящаяся ракета (см.рис. ниже)

Боевая космическая самонаводящаяся ракета-перехватчик

Выведение космических аппаратов на орбиту предполагалось осуществлять в грузовом отсеке орбитального корабля МКС "Буран" (ракетой-носителем "Протон" на экспериментальном этапе). Предусматривалась дозаправка баков на орбите при помощи средств, также доставляемых к аппаратам в ОК МКС "Буран". Для обеспечения длительного срока боевого дежурства на орбите и поддержания высокой готовности космических комплексов предусматривалась возможность посещения объектов экипажем (два человека до 7 суток), в том числе с использованием КК "Союз" .

Меньшая масса бортового комплекса вооружения "Каскад" с ракетным оружием, по сравнению с комплексом "Скиф" с лазерным оружием, позволяла иметь на борту КА больший запас топлива, поэтому представлялось целесообразным создание системы с орбитальной группировкой, состоящей из боевых космических аппаратов, одна часть из которых оснащена лазерным, а другая - ракетным оружием. При этом первый тип КА должен был применяться по низкоорбитальным объектам, а второй - по объектам, расположенным на средневысотных и геостационарных орбитах.

Для поражения стартующих баллистических ракет и их головных блоков на пассивном участке полета в НПО "Энергия" для комплекса "Каскад" был разработан проект ракеты-перехватчика космического базирования. В практике НПО "Энергия" это была самая маленькая, но самая энерговооруженная ракета. Достаточно сказать, что при стартовой массе, измеряемой всего десятками килограммов, ракета-перехватчик обладала запасом характеристической скорости, соизмеримой с характеристической скоростью ракет, выводящих современные полезные нагрузки на орбиту ИСЗ. Высокие характеристики достигались за счет применения технических решений, основанных на последних достижениях отечественной науки и техники в области миниатюризации приборостроения. Авторской разработкой НПО "Энергия" явилась уникальная двигательная установка, использующая нетрадиционные некриогенные топлива и сверхпрочные композиционные материалы. В начале 90-х годов, в связи с изменением военно-политической обстановки, работы по боевым космическим комплексам в НПО "Энергия" были прекращены. К работам по боевым космическим комплексам привлекались все тематические подразделения Головного конструкторского бюро и широкая кооперация специализированных организаций-разработчиков военно-промышленного комплекса страны, а также ведущие исследовательские организации Министерства обороны и Академии наук...

Головной фирмой по лазерному комплексу для "Скифа" было НПО "Астрофизика" - ведущая советская фирма по лазерам. После передачи задела по "Скифу" из НПО "Энергия" в КБ "Салют" в начале 1980-х годов новым коллективом был разработан проект тяжелой боевой лазерной станции космического базирования "Скиф". 18 августа 1983 г. Генеральный секретарь ЦК КПСС Юрий Владимирович Андропов сделал заявление о том, что СССР в одностороннем порядке прекращает испытания комплекса противокосмической обороны. Однако с объявлением в США программы стратегической оборонной инициативы (СОИ) работы над "Скифом" были продолжены, и 15 мая 1987 года динамический макет лазерной станции "Скиф-ДМ" массой около 80 тонн был испытан в космосе при первом испытательном запуске РН "Энергия" .

Смотри также воспоминания Главного конструктора РН "Энергия" Б.И.Губанова : "Полюс"

Для поражения особо важных наземных целей разрабатывалась космическая станция, основу которой составляла станция серии 17К ДОС и на которой должны были базироваться автономные модули с боевыми блоками баллистического или планирующего типа. По специальной команде модули отделялись от станции, посредством маневрирования они должны были занимать необходимое положение в космическом пространстве с последующим отделением блоков по команде на боевое применение. Конструкция и основные системы автономных модулей были заимствованы с орбитального корабля "Буран". В качестве варианта боевого блока рассматривался аппарат на базе экспериментальной модели ОК "Буран" (аппараты семейства "БОР ").

Военная целевая нагрузка для ОК "Буран" разрабатывалась на основании специального секретного постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР "Об исследовании возможности создания оружия для ведения боевых действий в космосе и из космоса" (1976 г.)

Боевая космическая станция с ударными блоками на базе ОК "Буран"

1 - базовый блок; 2 - центр управления боевыми блоками; 3 - многоразовый транспортный корабль "Заря "; 4 - модули боевой станции с прицельными комплексами; 5 - боевые модули (на базе фюзеляжа ОК "Буран")

Боевой модуль (см.рис. ниже) уходит на цель

Боевой ударный модуль космического базирования:

1 - стыковочный узел;

2 - носовая часть фюзеляжа (НЧФ);

3 - переходный отсек;

5 - носовой блок двигателей управления;

6 - средняя часть фюзеляжа (СЧФ);

7 - хвостовая часть фюзеляжа (ХЧФ);

8 - створки отсека полезного груза с панелями радиационного теплообменника

Вероятнее всего (по понятным причинам мы вынуждены использовать это словосочетание - "вероятнее всего"), боевые блоки, представлявшие собой по-сути планирующие ядерные бомбы, должны были компактно размещаться в отсеке полезного груза боевого ударного модуля со сложенными консолями крыла в трех...четырех последовательно установленных револьверных катапультных пусковых установках. На рисунке слева показано поперечное сечение отсека полезного груза с установленными боевыми блоками на одном из револьверных пусковых устройств.

Габариты отсека полезного груза "Бурана" позволяют разместить на каждой вращающейся катапультной установке до пяти боевых блоков, как это изображено на рисунке. С учетом возможного бокового маневра каждого боевого блока при спуске в атмосфере не менее плюс/минус 1100...1500 км один ударный модуль мог бы в короткое время своими двадцатью маневрирующими боевыми блоками стереть все живое с лица Земли в полосе шириной до 3000 км.

Вот как описывает применение боевой космической станции С.Александров в своей статье "Меч, ставший щитом" ("Техника-молодежи", №4/98):

"...Тот же базовый модуль, как на орбитальной станции "Мир", те же боковые (уже не секрет, что на "Спектре", например, предполагались испытания оптической системы обнаружения ракетных пусков... А стабилизированная платформа с теле- и фотокамерами на "Кристалле" - чем не прицел?), но вместо астрофизического "Кванта" - модуль с комплексом боевого управления. Под "шариком" переходного отсека - еще один переходник, на котором висят четыре модуля (на основе "бурановского" фюзеляжа) с боевыми блоками. Это, так сказать, "исходное положение". По тревоге они отделяются и расходятся на рабочие орбиты, выбираемые из следующего соображения: чтобы каждый блок вышел на свою цель в тот момент, когда над ней будет пролетать центр управления.

Фюзеляж "Бурана" используется в этом проекте по принципу "не пропадать же добру": большие запасы топлива в объединенной двигательной установке и очень хорошая система управления позволяют активно маневрировать на орбите, при этом полезный груз - боевые блоки - находятся в контейнере, скрытые от любопытных глаз, а так же неблагоприятных факторов космического полета.

Что существенно в контексте стратегического сдерживания - эта система оружия нанесет прицельный, "хирургический" удар даже в том случае, если будет уничтожено все остальное. Как атомные подводные лодки, она способна переждать первый залп!"

Расхождение ударных модулей и выпуск боевых блоков

При создании "Бурана" также предполагалось, что маневрирующие боевые блоки могли размещаться не только на ударных модулях, но и на самих орбитальных кораблях, располагаясь на револьверных пусковых установках внутри грузового отсека. Не исключено, что в случае необходимости (например, отмены приказа на боевое применение) мог быть использован бортовой манипулятор корабля для возврата ударных модулей в грузовой отсек на револьверные пусковые установки для их обслуживания и повторного "использования", как это изображено на рисунке внизу.

Существуют отрывочные сведения и о других военных аспектах применения орбитальных кораблей. В частности, в рамках "ассиметричного ответа" американской программе "звездных войн" (СОИ - Стратегической оборонной инициативы) рассматривались вопросы минирования с помощью "Бурана" околоземного космического пространства с созданием непреодолимой завесы для космического сегмента СОИ. Более того, в СССР проводились научно-исследовательские работы с наземной экспериментальной отработкой по созданию орбитальных бризантных облаков, быстро и полностью "вычищающих" от космических аппаратов весь околоземный космос до высот 3000 км. Конечно, после этого околоземный космос становился полностью недоступен в течение нескольких месяцев, но ведь эти меры предполагалось использовать только во время (или непосредственно перед) полномасштабного военного конфликта между СССР и США. А как известно, "лес рубят - щепки летят"...

---