К 25-летию полета многоразовой космической системы «Энергия-Буран»
При создании орбитального корабля «Буран» отечественной многоразовой космической системы «Энергия-Буран» и в беспилотном полете этого воздушно-космического аппарата 25 лет назад был получен уникальный опыт решения проблемы посадки по самолетному типу на взлетно-посадочную полосу в полностью автоматическом режиме. Значительный вклад в успех программы внесли НИР и ОКР, проводившиеся в течение 1970-х и 1980-х годов в Летно-исследовательском институте им. М.М. Громова (ЛИИ). Успешному полету орбитального корабля «Буран» предшествовала длительная отработка траектории оптимального спуска с орбиты при высоких тепловых и аэродинамических нагрузках, осуществлявшаяся при помощи беспилотных орбитальных ракетопланов – БОР. Созданные тогда технологии, усовершенствованные с учетом современных достижений, вполне могут быть использованы при проведении новых разработок. Подтверждение этому, например, испытания беспилотного орбитального корабля в США («Авиапанорама» №4-2012. «Х-37 пошел по «Спирали»).
В связи с приближающимся 25-летием полёта воздушно-космического самолёта (ВКС) «Буран» (1988) на 40-х Гагаринских чтениях были представлены два научно-тематических доклада, раскрывающих историю, сложность и объём задач, поставленных перед коллективом ЛИИ с целью создания и отработки ВКС с принципиально новым бортовым оборудованием и системами и методы их решения.
Оба доклада: «Опережающие лётные исследования проблем высокоскоростного полёта при входе в атмосферу орбитального самолёта «Спираль» на экспериментальных воздушно-космических аппаратах (ВКА) «БОР-1», «БОР-2» и «БОР-3» (Н.В. Григорьев, А.А. Кондратов, С.И. Перницкий) и «Пункт управления лётным экспериментом ЛИИ как элемент комплексной методики испытаний и отработки системы автоматической посадки ВКС «Буран» (А.А. Сахаров, к.т.н. А.А. Кондратов, М.Ф. Леонова) были отмечены дипломами Оргкомитета.
Необходимо отметить, что особое место в национальной программе создания ВКС «Буран» занимают работы ЛИИ по исследованию проблем освоения гипер¬звуковых полётов на экспериментальных аппаратах «БОР», вобравшие в себя весь опыт создания и исследования на круп-номасштабных моделях перспективных высокоскоростных ЛА. Работы по теме «БОР» начались в ЛИИ в 1965г. с целью летных исследований проблем создания орбитального самолета (ОС) «Спираль», разработка которого велась ОКБ-155 А.И. Микояна.
Летно-экспериментальный комплекс (ЛЭК) для проведения этих исследований был создан ЛИИ и омским ПО «Полет». ЛИИ, как головное предприятие по программе, выполнил разработку программы летных исследований, разработку и изготовление экспериментальных ВКА и ряда элементов ЛЭК, разработку методик летных исследований и препарировку ВКА, подготовку, проведение летных исследований и анализ их результатов. Эти работы специалистами ЛИИ были выполнены под руководством председателя межведомственной комиссии по программе «БОР», начальника ЛИИ д.т.н. В.В. Уткина и заместителя начальника комплекса ЛИИ к.т.н. С.С. Юданова.
ЛЭК и ВКА «БОР» были созданы в течение трех лет, а в период с 1969 по 1974 годы было выполнено семь полетов экспериментальных аппаратов «БОР-1», «БОР-2», «БОР-3». Они представляли собой крупноразмерную модель орбитального самолета «Спираль», выполненную в масштабе 1:3, имели длину 3 м, массу ~ 820 кг, выводились одноступенчатой ракетой на суборбитальную траекторию с апогеем ~ 400 км, входили в атмосферу со скоростью ~ 3800 м/с, выполняли программу летных исследований при полете в диапазоне чисел М 14,9…4, на высоте ~ 25 км начинали аэродинамическое торможение и затем спускались на парашюте.
Летные исследования на первых отечественных воздушно-космических аппаратах «БОР» позволили в натурных условиях полета получить большой объем экспериментальных данных в области аэротермодинамики, теплообмена, теплозащиты и радиосвязи, которые были использованы при проектировании орбитального самолета «Спираль», а также при верификации и совершенствовании расчетно-стендовых методов и средств наземных и летных исследований. Полученный научно-технический задел впоследствии был использован при создании ОК «Буран», «МАКС», экспериментальных ВКА «БОР-4», «БОР-5», «БОР-6» и гиперзвуковых летающих лабораторий «ГЛЛ-ВК», «ГЛЛ-31» и «ГЛЛ-АП-02». При проведении летных исследований по программе «БОР» на практике подтверждена возможность создания и использования воздушно-космических аппаратов, а также созданы технологии и средства проведения летных исследований на такого рода аппаратах.
Несмотря на относительно большой срок, прошедший со времени окончания программы «БОР», результаты исследований и полученный опыт актуальны и сегодня. Анализ современных программ создания отечественных и зарубежных ВКА свидетельствует о важности аэродинамических компоновок типа «несущий корпус» при создании перспективных аэрокосмических систем.
15 ноября 1988 г. орбитальный корабль «Буран» выполнил двухвитковый полёт по орбите вокруг Земли и приземлился на посадочную полосу космодрома «Байконур». Этому событию предшествовали 10 лет напряжённой и плодотворной работы, теоретических и лётных исследований, проведённых коллективом Лётно-исследовательского института. Непосредственно к работам по созданию и отработке орбитального корабля ВКС «Буран» и его систем ЛИИ подключился в 1978 г.
В тесном сотрудничестве с головным разработчиком ВКС «Буран» НПО «Молния», ЦАГИ им. Н.Е. Жуковского, МОКБ «Марс», НПО АП и многими другими институтами и предприятиями ЛИИ выполнил работы по следующим направлениям:
– исследования методов и систем управления автоматической посадкой ОК;
– формирование и подготовка экипажей;
– разработка технологии отработки и испытаний ВКС и его систем;
– создание экспериментальной базы, включающей летающие лаборатории (ЛЛ), пункт управления лётным экспериментом (ПУЛЭ), лётно-моделирующий комплекс (ЛМК), стенды – модернизация аэродрома и его оборудования и разработка методов и программ её использования.
Работы в разное время возглавляли видные учёные и специалисты института: В.В. Уткин, А.Д. Миронов, К.К. Васильченко, В.С. Ведров, Л.М. Берестов, В.И. Вид, В.С. Луняков, А.А. Манучаров, В.И. Бочаров, Н.С. Мельников, Ю.Е. Ушаков, В.П. Васин.
Для опережающих исследований по программе ВКС «Буран» в ЛИИ были созданы летающие лаборатории (ЛЛ) на базе самолетов Ту-154, МиГ-25, Ту-134, на которые возлагалось решение следующих основных задач:
– отработка системы обеспечения динамического подобия ЛЛ и ВКС с помощью системы изменения устойчивости и управляемости (СИУУ),
– отработка и оценка элементов штатной системы управления ВКС,
– отработка методики захода на посадку и посадки Ту-154ЛЛ с включенным реверсом тяги двигателей по траекториям ВКС,
– выбор оптимальных загрузок центральной ручки управления,
– подготовка экипажей к проведению горизонтальных летных испытаний (ГЛИ) самолета-аналога,
– отработка системы автоматическо-го управления на этапе атмосферного спуска и посадки ОК «Буран»,
– проведение летных испытаний катапультного кресла К-3611Ф35,
– отработка посадочного комплекса «Вымпел-Н».
Проведенные на ЛЛ летные исследо-вания позволили получить научные и практические результаты для испытаний аналога ВКС «Буран» – БТС-002.
Ещё в 1960-е гг. в институте проходил подготовку к полётам в космос первый отряд космонавтов. Однако специфические функции экипажа ВКС «Буран» потребовали новых методов подготовки, а, следовательно, и предварительных исследований. Приказом министра авиационной промышленности в ЛИИ был создан первый отряд для подготовки по программе «Буран» из лётчиков-испытателей института И.П. Волка, О.Г. Кононенко, А.С. Левченко, Р.-А.А. Станкявичуса и А.В. Щукина. Командиром первого отряда космонавтов ЛИИ был назначен И.П. Волк.
В 1987 г. на базе этого отряда был создан Отраслевой комплекс подготовки космонавтов-испытателей (ОКПКИ). Начальником комплекса был назначен И.П. Волк, его заместителем А.С. Левченко, заместителем по научной работе В.Е. Чукаткин. В комплекс вошёл отряд космонавтов-испытателей в составе: Р.-А.А. Станкявичус (командир), А.В. Щукин (зам. командира), В.В. Заболотский, У.Н. Султанов, М.О. Толбоев, С.Н. Тресвятский, Ю.П. Шеффер, Ю.В. Приходько. Все они прошли курс общекосмической подготовки в ЦПК им. Ю.А. Гагарина. Именно эти лётчики выполнили основной объём лётных исследований и испытаний.
Двое из них – И.П. Волк (1984) и А.С. Левченко (1987) – успешно совершили космические полёты в качестве космонавтов-исследователей на кораблях «Союз-Т» и орбитальных станциях «Салют-7» и «Мир». После космического полёта каждый из них выполнил заход на посадку по «бурановской» глиссаде сначала на Ту-154ЛЛ, а затем на МиГ-25ЛЛ для определения влияния длительного пребывания в невесомости на возможность управления самолётом на таком ответственном этапе как посадка.
Одним из элементов комплексной системы испытаний и отработки системы автоматической посадки ВКС «Буран» стал созданный в ЛИИ на основе функционировавшей с 1981 г. системы обработки измерительной информации в реальном времени «Темп-РВ» пункт управления лётным экспериментом (ПУЛЭ). Инициатором создания ПУЛЭ и руководителем работ по его созданию и применению стал А.И. Фальков. Решение о создании ПУЛЭ было принято в 1983 г. благодаря активной поддержке заместителя начальника института, заслуженного лётчика-испытателя СССР, лауреата Ленинской премии, генерал-майора А.А. Манучарова. ПУЛЭ должен был обеспечивать работу большой группы авиационных специалистов, входящих в Оперативную группу управления, что в значительной степени определило облик системы. На ПУЛЭ возлагались задачи обеспечения испытаний не только ВКС «Буран», но также и всех ЛЛ, на которых проводилась отработка системы управления ВКС, отработка методов посадки с крутой глиссады и подготовка лётчиков ОКПКИ методам бездвигательной посадки.
Среди задач, которые решались с помощью ПУЛЭ в интересах создания ВКС «Буран», испытания системы аварийного покидания на ЛЛ МиГ-25ПУ, отработка методики встречи и сопровождения ВКС «Буран» самолётом оптико-телевизионного наблюдения (СОТН) МиГ-25ПУ и, конечно, отработка системы автоматического управления ВКС на этапе атмосферного спуска и посадки.
Блоки системы управления поступали в ЛИИ и устанавливались на Ту-154ЛЛ только после успешной отработки на стендах в НПО «Молния». Лётчики-испытатели ОКПКИ выполняли серию полётов на ЛЛ для определения реальных характеристик системы управления в фактических условиях полёта во взаимодействии с другими бортовыми системами и с наземным радиотехническим комплексом обеспечения посадки «Вымпел-Н» на аэродроме ЛИИ (а затем и на аэродроме «Юбилейный» посадочного комплекса космодрома «Байконур») в ручном и автоматическом режимах. Всего было проведено около 900 полётов ЛЛ.
И только после серии успешных полётов на ЛЛ система управления устанавливалась на самолёт-аналог ВКС «Буран» БТС-0.02, представлявший собой точную копию ВКС «Буран», для проведения испытаний в атмосфере – горизонтальных лётных испытаний (ГЛИ). Для обеспечения самостоятельного взлёта с ВПП аэродрома БТС-0.02 («Буран-ГЛИ») был дооснащён четырьмя турбореактивными двигателями, топливной системой для них и удлиненной передней стойкой шасси.
Лётчиками-испытателями ОКПКИ, а также военными испытателями И.И. Бачуриным и А.С. Бородаем, которые прошли подготовку на стендах и летающих лабораториях, было выполнено 24 испытательных полета по программе ГЛИ на аэродроме ЛИИ. ГЛИ обеспечили проверку функционирования всех бортовых систем ВКС «Буран» в режимах ручного управления и в режиме автоматической посадки в условиях реального полета ВКС «Буран» на заключительном участке полета задолго до начала лётно-космических испытаний системы «Энергия-Буран». Были получены реальные аэродинамические характеристики и характеристики устойчивости и управляемости ВКС «Буран» на участке захода на посадку и посадки.
Все полёты на ЛЛ и самолёте-аналоге выполнялись летчиками при информационной поддержке с аэродрома, с коррекцией пилотирования со стороны специалистов, находящихся на ПУЛЭ.
Ведущие специалисты НПО «Молния» и ЛИИ, входившие в состав Оперативной группы управления, находясь на ПУЛЭ, анализировали результаты обработки траекторной и телеметрической информации в реальном времени, контролировали исправность и работоспособность всех систем ВКС. Руководил испытаниями заместитель Главного конструктора, генерал-лейтенант авиации, Герой Советского Союза, заслуженный лётчик-испытатель СССР С.А. Микоян. Руководителем ПУЛЭ при проведении испытаний ВКС «Буран» и ЛЛ был заместитель начальника ЛИИ А.А. Манучаров, аэродромными службами руководил заместитель начальника ЛИЦ ЛИИ генерал-майор авиации, Герой Советского Союза, заслуженный лётчик-испытатель СССР В.П. Васин. Неоднократно во время полётов на ПУЛЭ присутствовали Генеральный конструктор НПО «Молния» Г.Е. Лозино-Лозинский и космонавт-2 Г.С. Титов, курировавший проект «Энергия-Буран» как первый заместитель руководителя Управления начальника космических средств (УНКС) МО СССР.
Руководили полётами БТС-0.02 и ЛЛ с ПУЛЭ, передавая информацию о месте самолёта, штурманы-испытатели Г.Г. Ирейкин, Л.С. Попов, В.В. Корсак, В.К. Шпак, Г.А. Клевакин и А.В. Григорьев.
Специалисты ОГУ контролировали работу систем БТС-0.02 и ЛЛ и наземных средств обеспечения полёта для обеспечения безопасности полёта и своевременного информирования экипажа.
Летающие лаборатории позволили также получить экспериментальное подтверждение в лётных условиях возможности пилотирования ВКС «Буран» после продолжительного воздействия невесомости на лётчика-космонавта.
И в этих работах хорошо зарекомендовал себя ПУЛЭ. 29 декабря 1987 г., после выполнения космического полёта, А.С. Левченко под управлением работавшего на ПУЛЭ штурмана-испытателя Г.Г. Ирейкина выполнил две посадки на аэродроме ЛИИ по «бурановской» глиссаде на ЛЛ Ту-154 и затем на ЛЛ МиГ-25.
 |
| Уникальная ракетная система «Энергия» - «Буран» |
| Источник: moole.ru |
Большой объём работ, выполненных специалистами ПУЛЭ для обеспечения полётов на ЛЛ и БТС-0.02, позволил оказывать оперативную информационную поддержку экипажам, предотвратить лётные происшествия, а также подтвердить правильность принятых научных и технических решений. Эти работы, наряду с другими работами комплексной испытательной бригады ЛИИ, НПО «Молния» и других организаций, внесли заметный вклад в успешное выполнение программы лётных испытаний и успешное выполнение космического полёта ВКС «Буран», завершившегося автоматической посадкой с высокой точностью на ВПП аэродрома «Юбилейный».
Завершая краткий обзор содержания докладов ЛИИ на 40-х Гагаринских чтениях, необходимо сказать ещё об одном очень содержательном выступлении. Ветеран ЛИИ, заслуженный испытатель космической техники, участник работ института по подготовке первых космонавтов, к.м.н. Л.А. Китаев-Смык рассказал о медицинском обеспечении лётных испытаний ЛИИ парашютных и катапультных систем КК «Восток».
Пользуясь возможностью настоящей публикации, коллектив ЛИИ им. М.М. Громова выражает этому удивительному сподвижнику авиационно-космической науки и практики искреннюю благодарность. Огромное спасибо ему за пропаганду истории освоения космоса, преданность профессии, за участие в многогранной деятельности коллектива ЛИИ, внесшего значительный вклад в историю создания и перспективного развития отечественной авиации и космонавтики.
Мария Леонова, заведующий музеем ОАО «ЛИИ им. М.М. Громова»
Опубликовано в журнале «Авиапанорама» №3-2013
