ПРОБЛЕМЫ СОЗДАНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ КОМПОНОВКИ ОРБИТАЛЬНОГО КОРАБЛЯ

ПРОБЛЕМЫ СОЗДАНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ КОМПОНОВКИ ОРБИТАЛЬНОГО КОРАБЛЯ

Аэродинамическая компоновка ОК  ( АК ) должна обеспечивать выполнение совокупности тактико-технических требований на ОК с учётом большого числа ограничений и дополнительных факторов, имеющих иногда противоречивый характер и порождающих целый комплекс технических проблем. Несмотря на большую сложность и многоплановость задачи создания АК, необходимо выделить наиболее важные требования, которые должны учитываться на самых первых этапах проектно-конструкторских работ при формировании облика ОК, а также определить приоритетность в решении задач по выполнению целого ряда дополнительных требований.

   Важнейшим требованием является выполнение горизонтальной посадки на аэродром. В качестве критериев для оценки  АК с учётом указанного требования должно использоваться аэродинамическое качество ОК и эффективность воздушного тормоза, при которых обеспечивается успешная посадка в условиях действия расчётных возмущений. Для обеспечения оптимальных критериев экономической эффективности системы маршевые двигатели д.б. многоразовыми с размещением в кормовой части ОК.В этом случае обеспечение уровня дозвукового качества, необходимого для успешной посадки, становится сложной проблемой.

   Одним из важнейших является также требование реализации заданного бокового маневра при спуске с орбиты. В процессе проектирования расчетным путем и моделированием на ЭВМ определяется необходимый уровень АХ и последующий выбор основных геометрических параметров компоновки, таких как площадь и стреловидность крыла. С учетом ограничений по условиям работы теплозащиты выбираются радиусы закругления носовой части фюзеляжа и передних кромок крыла.

В числе следующих по важности требований, необходимо учитывать требования по балансировке, устойчивости и управляемости в продольном и боковом каналах во всем диапазоне полетных значений углов атаки, скольжения и чисел Маха.

Центровка ОК и его аэродинамическая компоновка должны обеспечивать при номинальных условиях полёта с номинальной программой изменения угла атаки минимальный диапазон отклонения управляющих поверхностей на продольную балансировку.

Размеры отклоняемых поверхностей должны обеспечить парирование расчётных возмущений при выполнении требований по устойчивости и управляемости. Размеры киля должны обеспечить выполнение требований по боковой устойчивости. Задача выбора размеров управляющих поверхностей тесно связана с формированием требований к приводам и с синтезом алгоритмов обеспечения устойчивости и управляемости. Комплексный подход к решению указанных задач предусматривает проведение на различных этапах создания АК математического и стендового моделирования динамики движения ОК.

На первых этапах наибольшее значение имеет использование расчётно-теоретических методов определения АХ ОК, что позволяет проводить сравнения большого числа альтернативных вариантов. При этом в качестве ИД целесообразно использовать результаты экспериментальных исследований по аэродинамике различных аналогов.

Из сказанного ниже однозначно следует вывод – очень важно иметь достоверные АХ уже начиная с первых этапов проектирования ОК.

Слева на картинках Вы видите два варианта компоновки орбитального корабля.Один из них по внешнему виду являлся как бы прототипом американского корабля Спейс Шаттл,другой был сделан по схеме аппарата с несущим корпусом (по образу ОС системы "Спираль" )На этапе разработки технических предложений НПО "Молния" разрабатывала оба эти варианта.Наш вариант с несущим корпусом обладал целым рядом преимуществ (большие радиуса затупления носа и передних кромок,большой внутренний объём,а главное- большой опыт отработки орбитального самолёта системы "Спираль" с достоверными аэродинамическими характеристиками и т. д. )

Однако,высокие инстанции при выборе окончательного варианта компоновки предпочли для перестраховки вариант "аля "Спейс Шаттл" и не воспользовались возможностью выйти вперёд в научно-техническом и политическом соревновании.