Госкорпорация создает материалы и устройства для ракетно-космической отрасли страны
Предприятия, которые входят сегодня в Ростех, стояли у истоков отечественной космонавтики, обеспечивали развитие отрасли на протяжении десятилетий, а сегодня создают фундамент для ее будущих достижений.
Спектр продукции, которая производилась и производится сейчас предприятиями Госкорпорации для нужд авиакосмической промышленности, чрезвычайно широк. Это новейшие материалы и механизмы, сложное оборудование и приборы, оригинальные устройства и приспособления. Они используются и на Земле – на этапе подготовки старта, и непосредственно в космосе – для решения поставленных задач, и при возвращении космонавтов – для их благополучного приземления.
До старта
Подготовка космонавтов к полету проходит на тренажерах, разработанных специалистами Научно-исследовательского института авиационного оборудования (НИИАО), входящего в КРЭТ. За годы существования института (с 1960-го) здесь были сконструированы десятки тренажеров для всех пилотируемых космических кораблей: от «Востока» до «Союза ТМА».
К примеру, центрифуга ЦФ-18, которая по праву считается гордостью НИИАО. Она была запущена в эксплуатацию в 1980 году. Но до сих пор тренировки на ней являются одним из основных средств подготовки космонавтов.
 |
| Центрифуга ЦФ-18, |
| Источник: Ростех |
Размеры ЦФ-18 потрясают: радиус вращения – 18 метров, мощность главного двигателя – около 27 мегаватт, общая масса вращающихся частей – 305 тонн. При этом привести ее в движение может любой человек, просто слегка толкнув рукой. Это обеспечивается точной балансировкой частей и особыми масляными подшипниками.
Полет в космос – суровое испытание не только для человека, но и для летательных аппаратов. Авиакосмическая техника всегда предъявляла повышенные требования к материалам. Они должны были сочетать в себе высокую прочность с жесткостью, обладать хорошей стойкостью к динамическим нагрузкам, иметь малую массу, но высокие показатели длительной прочности. При этом конструкции непременно следовало обеспечить повышенную надежность.
 |
| Подводные тренажеры в круглом бассейне в Центре Подготовки Космонавтов имени Гагарина |
| Источник: Ростех |
Наиболее полно всем предъявленным требованиям отвечают современные композиционные материалы – углепластики на основе термореактивных матриц. По комплексу свойств они существенно превосходят традиционные стали, алюминиевые и титановые сплавы, обладают повышенной удельной прочностью и жесткостью, высокой усталостной и длительной прочностью, широким комплексом тепло- и электрофизических характеристик, многофункциональностью назначения.
Одним из главных производителей изделий из углепластика в России является «РТ-Химкомпозит». Холдинг определен как центр компетенции Ростеха в области композиционных материалов и конструкций и признан одной из ведущих инновационных компаний России.
Специалисты «РТ-Химкомпозита» изготавливают из углепластиков крупногабаритные оболочки головных обтекателей, отсеков ступеней, гаргротов, деталей приборных отсеков для отечественных ракет-носителей «Протон-М», «Рокот» и «Ангара». Углеродные волокна и материалы из них, а также из карбидов способны работать в условиях высоких температур и давления, при высоких вибрационных нагрузках, низких температурах космического пространства, в вакууме, в условиях радиационного воздействия, а также воздействия микрочастиц.
Итак, космонавт и ракета готовы к полету. Поговорим об установках, способных преодолеть силу земного притяжения. Первые космические аппараты оснащались жидкостными ракетными двигателями (ЖРД), которые были созданы на самарском предприятии «Кузнецов», входящем сегодня в Объединенную двигателестроительную корпорацию.
Задача разработать первый в истории космический двигатель была поставлена перед специалистами предприятия в конце 1957 года. А уже 12 апреля 1961-го силовые установки РД-107 и РД-108 вывели на орбиту аппарат с первым космонавтом Земли Юрием Гагариным.
За полвека на предприятии было выпущено около 10 тысяч жидкостных ракетных двигателей восьми модификаций. Они подняли в космос более 1800 ракет-носителей типа «Восток», «Восход», «Молния» и «Союз».
Здесь был создан и известный НК-33 – первый в мире двигатель закрытого цикла, предназначенный для советской лунной программы.
 |
| Двигатель НК-33 на МАКС-2013 |
| Источник: Vitaly V Kuzmin |
Сегодня специалисты «Кузнецова» продолжают производить силовые установки (в том числе двигатель НК-43) для современных ракет-носителей и космических кораблей.
В космосе
На всех космических кораблях и станциях – от первого «Востока-1» до сегодняшней МКС – можно встретить продукцию, разработанную специалистами концерна «Радиоэлектронные технологии».
Так, например, бортовое оборудование для корабля «Восток-1», на котором Юрий Гагарин совершил первый полет в космос, создано специалистами НИИ авиационного оборудования. А систему управления расходом топлива для ракеты, с помощью которой был осуществлен запуск «Востока-1», разработали конструкторы компании АВЭКС, также входящей в КРЭТ.
Искусственные спутники, аппараты для исследования Луны, Марса, Венеры и кометы Галлея, а также космические корабли и станции (включая затопленный «Мир») почти целиком укомплектованы проводами и кабелями, созданными в ОКБ кабельной промышленности (ОКБ КП). К примеру, именно здесь были созданы специальные грузонесущие кабели управления, которые использовались Алексеем Леоновым во время совершения первого в мире выхода человека в открытое космическое пространство.
 |
| Орбитальная космическая станция "Мир". Источник: ruscosmos.narod.ru |
Аппаратуру для станции «Мир» (а это около 400 приборов) производили в Уфимском приборостроительном производственном объединении (УППО). Общий вес бортовой аппаратуры, изготовленной на уфимском предприятии для станции «Мир», превышал тонну. Позже в УППО были изготовлены приборы и для модулей МКС с общим весом более двух тонн.
Одним из последних по времени космических достижений концерна является система управления «Нептун-МЭ» для кораблей серии «Союз-ТМА» разработки НИИ авиационного оборудования. «Нептун-МЭ» представляет собой пульт управления с тремя процессорами и двумя матричными жидкокристаллическими экранами. Он способен эффективно контролировать и оперативно управлять всеми бортовыми системами пилотируемого космического аппарата.
 |
| Снимок, сдеданный КА дистанционного зондирования Земли «Ресурс-П» |
| Источник: www.federalspace.ru |
Для фотографирования Земли из космоса, а также для наблюдения за звездами и галактиками используются оптические приборы производства «Швабе». Предприятия, входящие в холдинг, разрабатывают зеркала для телескопов, технику для спутников зондирования, визиры и другие астрономические приборы.
К примеру, на Красногорском заводе имени С.А. Зверева (КМЗ) выпускаются средства контроля космического пространства, системы дистанционного зондирования Земли с воздушных носителей и из космоса «Геотон», оптико-электронная многозональная аппаратура дистанционного зондирования Земли «Гамма», а также гиперспектральная съемочная аппаратура (ГСА).
 |
| Луна, сфотографированная Красногорским фотоаппаратом «АФА-Е1» |
| Источник: Ростех |
В 1959 году фотоаппаратом «АФА-Е1» впервые была сфотографирована обратная сторона Луны. Аппарат входил в состав фото-телевизионного комплекса «Енисей», установленного на автоматической межпланетной станции «Луна-3». А при помощи фотоаппарата «АФА-39» впервые в мире была проведена съемка поверхности Земли с высоты 200 километров.
Но если без фотоаппарата космонавт еще может обойтись, то без скафандра работа на орбите невозможна. Скафандры для космонавтов создают на подмосковном НПП «Звезда», входящем в состав холдинга «Технодинамика».
Именно здесь в свое время были разработаны и скафандр Юрия Гагарина, и знаменитый «Орлан», в котором космонавты Георгий Гречко и Юрий Романенко 20 декабря 1977 года выходили в открытый космос, и даже – задолго до этого – космические «костюмчики» для Белки и Стрелки.
Здесь, на «Звезде», был создан и скафандр нового поколения «Орлан-МК», превосходящий по своим характеристикам все существующие аналоги. Он оснащен компьютером, значительно легче и удобнее предшественников, космонавт может надеть его самостоятельно без помощи других членов экипажа, а также поменять при необходимости длину рукавов и штанин. А главное, наш «Орлан-МК», в отличие от американских аналогов, неприхотлив в эксплуатации и не требует техобслуживания каждые полгода.
Возвращение на Землю
Задачей, не менее важной, чем собственно полет в космос, является благополучное возвращение. Технологии для этого сложного процесса разрабатываются также на предприятиях Ростеха.
В 60-е годы для обеспечения космонавтам наиболее мягкой посадки космические корабли стали оснащать специальным спускаемым аппаратом. Чтобы защитить его от перегрева при торможении, стенки корпуса делали из легкого алюминиевого сплава, снаружи покрывали защитной оболочкой с высокой механической прочностью и теплоизоляцией из полимерного материала.
Температура на поверхности аппарата при спуске близка к 300 °С. Сильный нагрев приводил к испарению материала обшивки, и через иллюминатор космонавты видели море огня. Однако условия внутри аппарата оставались пригодными для кратковременного существования.
 |
| Луна виднеется в небе рядом с куполом парашюта, на котором спускают капсулу космического корабля «Союз», 16 сентября 2011 года, Казахстан. Внутри капсулы находятся два российских космонавта и астронавт НАСА, возвращающиеся на Землю после пребывания на борту МКС. |
| Источник: Ростех |
На высоте около семи километров над Землей над спускаемым аппаратом раскрывался парашют. А еще через три километра от него отделялось кресло с космонавтом, которое опускалось на отдельном парашюте. В советские времена космонавта после приземления вновь сажали в спускаемый аппарат – специально для фотографов и операторов.
Сегодня созданы такие спускаемые аппараты, которые позволяют космонавтам опускаться на Землю прямо в них. Они оснащены твердотопливными тормозными двигателями, которые включаются за несколько секунд до касания земли, чтобы обеспечить еще более безопасную и комфортную посадку.
Парашюты для успешного приземления вот уже более полувека выпускает НИИ парашютостроения Госкорпорации Ростех. Системы, созданные специалистами института, применялись с момента возникновения ракетно-космической техники. Так, Юрий Гагарин и его последователи спускались с помощью системы из трех парашютов. Первым открывался тормозной парашют площадью два квадратных метра. Затем – основной, площадь которого составляла 83,5 кв. м. Если он не срабатывал, на помощь приходил запасной площадью 56 кв. м.
Парашютная система для космического корабля «Союз», разработанная в конце 60-х годов, считалась новым поколением парашютов. Ее размеры в несколько раз превосходили предыдущую модель: площадь тормозного парашюта достигала 14 кв. м, а основной был вообще огромен – 1000 кв. м.
Современная парашютная система, установленная на многоместном космическом корабле «Союз ТМА», усовершенствована с учетом новейших разработок, но в целом повторяет основные характеристики парашютов для «Союза». Система также оснащена двигателями мягкой посадки и выполнена из современных облегченных высокопрочных материалов СВМ.
И все же скорость снижения спускаемого аппарата – 8 м/с – приводит к сильному удару его о землю. Перенести нагрузки от этого удара космонавтам помогают амортизационные кресла, в частности, «Эльбрус» и «Казбек», выпускаемые все тем же НПП «Звезда». Эти кресла выполняют сразу три функции: являются рабочим местом космонавта, обеспечивают переносимость длительно действующих ускорений при взлете, штатном или аварийном (до 30 g) входе спускаемого аппарата в плотные слои атмосферы, а также снижают нагрузки от соударения спускаемого аппарата с землей при посадке в штатном и аварийном режимах.
В креслах используется индивидуально моделированный ложемент, который позволяет сформировать оптимальную, компактную позу космонавта, удобную для управления аппаратом; распределить статическое и динамическое давление на тело при действии перегрузок относительно равномерно, по большой поверхности; ограничить изменение формы тела при действии перегрузок при различных скоростях их нарастания; снизить действующие на космонавта перегрузки за счет деформации ложемента. В дополнение к ложементу амортизационные кресла снабжены специальным энергопоглощающим устройством, позволяющим снизить перегрузки еще сильнее.
Кресла прошли всесторонние испытания. Переносимость перегрузок входа космического корабля в плотные слои атмосферы и ударных перегрузок приземления проверена в испытаниях с участием большого числа добровольцев-испытателей. Надежность работы кресла подтверждена многолетней безотказной эксплуатацией на космических кораблях «Союз» и его модификациях.
