Двигатели ОДУ на ОК размещаются
с учетом решаемых ими задач. Так,
двигатели управления, расположенные
в носовой и хвостовой частях
фюзеляжа, обеспечивают координатные
перемещения ОК по всем осям и управление
его положением в простанстве.
Работу жидкостных ракетных двигателей
и подачу в них топлива обеспечивают:
- топливные баки (основные, вспомогательные и дополнительные) со средствами наддува, заправки,
термостатирования, забора жидкости в
невесомости и т.п.;
- средства подачи компонентов топлива к двигателям управления, включая средства газификации жидкого кислорода;
- средства поддержания температурного режима окислителя и горючего, а также элементов конструкции;
- топливная и газовая арматура и трубопроводы;
- приборы, датчики и кабели систем управления и бортовых измерений.
Основные проектные решения были
найдены на базе следующих принципиальных
положений:
- размещение всего запаса жидкого кислорода для маршевых
и управляющих двигателей и его хранение
в едином теплоизолированном баке при
низком давлении (использование глубоко
охлажденного до -210 С кислорода и активных
средств его перемешивания позволило
избежать потерь на испарение в полете
в течение 15...20 сут без применения холодильной
машины);
- питание двигателей управления газифицированным кислородом, получаемым в специальном газогенераторе (газификаторе) при сжиганиии в кислороде небольшой доли горючего;
- забор жидких топливных компонентов в условиях,
близких к невесомости, с помощью специальных
заборных устройств на базе мелкоячеистых
(капиллярных) сетчатых блоков, расположенных
в нижних частях баков;
- применение в двигателях управления электрического зажигания, охлаждения газообразным кислородом и избыточного
содержания кислорода в камере для исключения
образования сажи;
- увеличение мощности маршевого двигателя (тяга 90 кН), что позволяет использовать его для ускоренной выработки топлива в нештатных ситуациях, а в перспективе - для повышения общей эффективности
многоразовой космической системы за
счет включения на активном участке;
- поддержание теплового режима ОДУ в нормальном диапазоне собственными средствами (практически автономно от системы обеспечения теплового режима) за счет циркуляции горючего
в теплообменном контуре, включающим основной
бак;
- совмещение профилактической послеполетной очистки внутренних полостей ОДУ с огневыми контрольными испытаниями на технологическом горючем (бензине), проводимыми при межполетном обслуживании;
- интеграция ОДУ со смежными системами, в частности с системой электропитания, по средствам подачи и хранения жидкого кислорода;
- использование при длительных (до 30 сут) полетах микрокриогенной холодильной машины с минимальным электропотреблением;
- включение в состав ОДУ устройств связи со стартовым комплексом,
а также элементов смежных систем и конструкций.
Маршевый двигатель
Маршевый двигатель, или двигатель
орбитального маневрирования (ДОМ),
используется при довыведении, коррекции
орбиты, межорбитальных преходах и торможении
при сходе с орбиты.
Маршевый двигатель представляет собой
ЖРД многократного включения с насосной
системой подачи компонентов топлива,
выполненной по схеме с дожиганием генераторовного
газа, нормально функционирующий в условиях
вакуума и невесомости.
Высокие энергетические параметры двигателя
(удельный импульс 362с) обеспечиваются
исключением потерь на привод турбины
(схема с дозажиганием), большим геометрическим
дорасширением реактивного сопла (отношение
площадей =192), минимальными потерями в
камере сгорания и реактивном сопле, рациональной
системой охлаждения и сокращением выбросов.
В качестве пускового горючего для воспламенения
топлива в газогенераторе и камере используется
металлоорганическое соединение.
Для двигателя характерны умеренная напряженность
внутрикамерного процесса (давление в
камере 7,85 МПа), использование форсуночной
головки, имеющей концентрические кольцевые
смесительные элементы для получения
равномерного потока в камере, высотного
соплового насадка радиационного охлаждения
из ниобиевого сплава, изготовляемого
методом раскатки (без сварки), центростремительной
турбины, работающей на генераторном газе
при умеренной (около 460 С) температуре.
Крепление камеры в кардановом подвесе
обеспечивает ее качание в двух плоскостях
на 6 от номинального положения. |
|
Маршевый двигатель:
1- радиационно охлаждаемая часть сопла; 2- регенеративно охлаждаемая часть сопла; 3- турбонасосный агрегат; 4- газоотвод; 5- камера сгорания; 6- рама с карданным подвесом; 7- привод рулевой машины; 8- газогенератор; 9- зашитный экран; 10- дренадные патрубки |
Двигатели управления
Управляющий двигатель (УД) представляет
собой однокамерный газожидкостный
импульсный ЖРД высокого быстродействия
на газифицированном кислороде и
углеводородном горючем - синтине и
работает в импульсных и стационарных
режимах с длительностью включения от
0,06 до 1200 с как в орбитальном полете, так
и при спуске в атмосфере до высоты 10 км,
что позволяет использовать его как дублера
маршевого двигателя и двигателей ориентации.
Для воспламенения компонентов топлива
используется электрическая система зажигания
индуктивного типа.
Камера сгорания и часть сопла охлаждаются
регенеративно и через завесу окислительным
газом, выходная часть сопла - радиационно,
клапаны и свеча - прокачкой основного
горючего в замкнутом контуре терморегулирования
ОДУ.
Для двигателей продольного перемещения,
дублирующих маршевые двигатели в случае
их отказа, предусматривается установка
удлиненного насадка со степенью расширения
=50 и соответствующим приростом удельного
импульса.
Быстродействие УД характеризуется временем
набора 90% тяги, равным 0,06с, такой же минимальной
продолжительностью включения и частотой
включения до 8Гц.
Минимальный удельный импульс двигателя
в импульсных режимах 180с.
Гарантированный ресурс двигателя составляет
26000 включений и более 3 ч работы (с дальнейшим
увеличением по мере набора статистики).
Двигатель ориентации по принципиальной
схеме и составу в основном аналогичен
УД.
Для исключения образования сажи предусматривается
повышенное соотношение компонентов топлива
в двигателе (3,5....4),т.е. избыток кислорода.
Основным режимом работы ДО является выдача
минимльных импульсов от 0,06 до 0,12с, т.е.
удельных импульсов тяги от 227 до 237с соответственно. |
|
Управляющий двигатель:
1- сопло; 2- клапан окислителя; 3- клапан горючего; 4- агрегат зажигания; 5- сигнализатор давления; 6- камера сгорания; 7- блок таплового уплотнения |
|
|
К основным блокам ОДУ (слева) относятся
базовый (3),
два хвостовых (БДУ-Н, БДУ-Л) (2)
и носовой блоки (1),
а также соединяющие их пневмогидравлические
магистрали. |
Манипулятор ОК "Буран"
Манипулятор для космического корабля
"Буран" (СБМ) был разработан в
Государственном научном центре
- Центральном научно-исследовательском
и опытно-конструкторском институте
робототехники и технической кибернетики
(ГНЦ ЦНИИ РТК РФ) (Санкт-Петербург). На
"Буране" в штатных полетах предполагалось
использовать до двух одинаковых манипулятора.
Бурановский манипулятор имеет сходную
с RMS (манипулятор Space Shuttle) кинематическую
схему. Он состоит из шести вращательных степеней подвижности
и имеет одну транспортную степень (для
начальной установки в грузовом отсеке
корабля). Звенья манипулятора изготовлены
из углепластика.
Работа с манипулятором возможна в автоматическом и ручном режимах управления.
Технические характеристики:
Число степеней
свободы: 6 вращательных
Грузоподъемность: 30 т
Рабочая зона: сфера радиусом 15.5 м
Масимальная скорость:
- 30 см/сек (без груза)
- 10 см/сек (с грузом)
Точность позиционирования: 3 см
В результате математического и
натурного моделирования манипулятора
выявлены следующие особенности его движения:
- Движение пустого схвата сопровождается колебаниями с амплитудой 7-10 см и частотой
0.5-1 Гц.
- При работе с грузом около 1 т амплитуда колебаний схвата за счет суммарной упругости (основная упругость сосредоточена в шарнирах и в схвате в месте крепления груза) составила 50 см.
- Остановка груза весом 1.5 т и 6 т сопровождается колебательным
переходным процессом со временем затухания
порядка 2 и 4 минут соответственно.
- "Буран", под
ред.члена-корр.РАН Ю.П.Семенова, М.:Машиностроение, 1995, 448 стр.;
- Журнал "Новости Космонавтики", М.:Видеокосмос, 1994-1998гг. (в частности, 11/152 1997, материалы о "Скиф-ДМ");
- "Космонавтика", энциклопедия, М.:Советская энциклопедия, 1985, 528 стр.
- "Авиация", энциклопедия под ред.Г.Л.Свищева, М.:Большая Российская Энциклопедия, 1994, 736 стр.
- "Авиационно-космические
системы", сборник статей под ред. Г.Е.Лозино-Лозинского и А.Г.Братухина, М.:Изд-во МАИ, 1997, 416 стр.
- "Техническая информация" ОНТИ ЦАГИ, 1421 ( 15, август 1981г.)
- "Ракетно-космическая
корпорация ЭНЕРГИЯ имени С.П.Королева", Менонсовполиграф, 1996, 670 стр.
Оглавление
Введение……………………………………………………………………….…
1
- Внешняя
конфигурация
- Внутренняя компоновка, конструкция
- Двигательная
установка и бортовое оборудование
- Геометрические
и весовые характеристики
- Выведение
на орбиту
- Возвращение
с орбиты
История создания
ОК “БУРАН”……………………………………………3
Многоразовая
космическая система "Энергия - Буран"
Орбитальный корабль "Буран"……………………………………………………………………………8
Компоновка ОК "Буран"……………………………………………………..28
Пояснения………………………………………………………………………30
Объединенная Двигательная Установка (ОДУ)
Маршевый двигатель
Двигатели управления
Манипулятор ОК "Буран"………………………………………………………33
Список
литературы………………………………………………………………………….35