СБОРНИК КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРОГРАММ ДЛЯ РАСЧЁТА АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОРБИТАЛЬНОГО КОРАБЛЯ

КОСМИЧЕСКАЯ ЛЕТАЮЩАЯ МОДЕЛЬ БОР-4

КОСМИЧЕСКАЯ ЛЕТАЮЩАЯ МОДЕЛЬ БОР-5

НАТУРНЫЙ  ЛЕТАЮЩИЙ АНАЛОГ ОРБИТАЛЬНОГО КОРАБЛЯ ДЛЯ ОТРАБОТКИ ПОСАДОЧНЫХ РЕЖИМОВ

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ КОМПЛЕКСНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОРБИТАЛЬНОГО КОРАБЛЯ «БУРАН»

ИЗ ЗАМЕТОК НАЧАЛЬНИКА ОТДЕЛА АЭРОДИНАМИКИ

На современном этапе развития космических исследований важнейшее значение приобрёл вопрос увеличения рентабельности и эффективности космической техники. Наиболее перспективным решением этого вопроса является создание многоразовых транспортных космических систем различного типа,в состав которых в качестве одного из основных элементов должен входить многоразовый спускаемый аппарат – Орбитальный Самолёт (ОС ).

Выбор рациональных параметров компоновки  ОС представляет собой многопараметрическую задачу и требует углублённых комплексных исследований. В отличие от обычных самолётов, имеющих ограниченные диапазоны режимов полёта, ОС охватывает полный диапазон чисел М и высот полёта, что предъявляет особые требования к методам и средствам исследования, в частности, к методам и средствам аэродинамического обеспечения его проектирования и отработки, являющимися  одной из составляющих комплексного обеспечения проектирования и отработки и включающее в себя определение аэродинамических характеристик ОС , формирование исходных данных по аэродинамике и обеспечение ими всех специалистов, потребляющих аэродинамические характеристики в качестве исходных данных.

Отечественная аэродинамическая  экспериментальная база, решающая задачи создания различных типов летательных аппаратов, встала перед необходимостью расширить свои возможности  для обеспечения выполнения целого ряда новых задач, связанных с созданием ОС. Потребовалось проведения анализа возможностей существующей экспериментальной базы и создания средств и методов,позволяющих расширить эти возможности.

Резко возросший объём  аэродинамической информации в виде результатов экспериментальных исследований поставил также задачу усовершенствования средств и методов обработки экспериментальных данных, а специалисты, использующие исходные данные столкнулись с проблемой  возможности  использования больших массивом аэродинамической информации. Решить эту проблему можно было только путём разработки новых средств и методов организации этих потоков информации в виде, доступном для использования.

Необходимость решения этих вопросов особенно остро встала на повестку дня после начала работ по созданию отечественных ОС. Приведенные соображения потребовали принятия и выполнения конкретных планов работ в связи с предстоящим  созданием  в НПО «Молния» Орбитального Корабля  системы «ЭНЕРГИЯ – БУРАН».

В СССР проблемы аэродинамического обеспечения создания ОС рассматривались, до недавнего времени, на уровне научно – исследовательских работ ведущими институтами различных отраслей            ( ЦАГИ, ЦНИИМаш и др.). В ЦАГИ до 1976г. на уровне НИР был выполнен большой объём теоретических  и экспериментальных исследований в аэродинамических трубах с использованием тематических моделей различных схем ОС, результаты которых публиковались в закрытых отчётах.

В ЦНИИМаш был также проведён анализ перспектив многоразовых транспортных космических систем, рассмотрены вопросы определения  их облика и основных проектных параметров, приведены некоторые результаты исследований по аэродинамике, теплообмену и теплозащите и оценены возможности аэродинамической отработки на экспериментальной базе института.

Возможность использования зарубежного опыта носит ограниченный характер в связи с ограничением открытых публикаций и, даже в большей мере, в связи с необходимостью ориентирования при разработке ОС на возможности отечественной вычислительной и экспериментальной базы. Тем не менее, мы имеели доступ к некоторым источникам, которые содержат полезную информацию для обобщения опыта создания, в частности Орбитального Корабля Space Shuttle.

Необходимо сказать, всё-таки, что нам необходимо было не просто понять качественные характеристики «Бурана», а его точные и конкретные аэродинамические коэффициенты. Это нам помогла сделать целая система методов, подходов и реализация десятков высокотехничных и уникальных разработок.

В фотоальбомах и  на страницах этой главы сайта приведены перечни и характеристики разработок, .сделанных сотрудниками отдела аэродинамики за несколько первых лет работы над созданием «БУРАНА».Эти разработки и проведенные с их помощью исследования в содружестве с ведущими институтами страны позволили в сжатые сроки обеспечить смежные подразделения НПО «Молния» и большое количество смежных предприятий высококачественными исходными данными по аэродинамике, что позволило «Бурану» 15 ноября 1988г. совершить блестящую автоматическую посадку  после триумфального полёта в космос.

В самом начале работ по созданию орбитального корабля «Буран» на основании Технического Задания  на «Буран» нами был проведён анализ задач и перечень работ, которые необходимо было выполнить Отделу Аэродинамики для обеспечения проектирования  (этапы аванпроекта, эскизного проекта, рабочего проектирования ), изготовления, отработки, лётных испытаний и послеполётного анализа .При этом, естественно, наша работа должна была обеспечить всем службам и направлениям выдачу исходных данных по аэродинамике для их работы в запланированные сроки, которые были указаны в общих планах  и которые, как всегда у нас, в стране с «плановой экономикой», были плохо проработаны и не отражали реальных возможностей нашей промышленности и науки. Что это за «планирование»,если  реальные сроки в конечном итоге не совпали с «плановыми» чуть ли не на десять лет!? Это всё говорит лишь о большом ,извините, «бардаке» в нашем плановом хозяйстве, некомпетентности властной верхушки от науки и политики, и волюнтаристскому подходу к любой большой проблеме, которую рядовым сотрудникам, инженерам и учёным приходилось решать на нервах и инфарктах  под прессингом партийного руководства.

Итак, мы посмотрели, что нам предстояло выполнить за 2-3 года отпущенного времени и немножко ужаснулись, но, благодаря чувству юмора и оптимизму, привитого нам ещё трудами Омара Хайяма и Ходжи Насреддина, закатали рукава и принялись за работу.

Так вот , «Буран»,вроде бы это только одно наименование, для которого нужно было выдать аэродинамические коэффициенты. А для аэродинамиков  -  это сотни конфигураций, можно сказать отдельных изделий, для каждого из которых необходимо определить его характер и привычки при взаимодействии с окружающей средой. К примеру , для «Бурана» только крупных конфигураций множество: «Буран» -чистый, «Буран» на  ракете-носителе «Энергия» , «Буран» на  «Мрии», «Буран» с  двигателями ВРДУ (для проведения ГЛИ – горизонтальных ЛИ ) , «Буран» без киля (для транспортировки на М -3 ) и т. д. и т. п.Силовые характеристики Сх, Су и пр.зависящие , в основном, от крупных геометрических параметров ещё как-то можно оценить и они достаточно стабильны, а вот моментные и распределённые характеристики могут резко поменяться даже при минимальных изменениях геометрии. А это уже проблемы устойчивости и управляемости, а также общей или местной прочности ,т.к. каждая конфигурация может оказаться критической, например для прочности  на каком-нибудь режиме, предусмотренном «Нормами прочности».

Понятно теперь, что при планировании времени и расходов на изучение и решение этих проблем  всё это нужно учитывать, а не назначать волевым путём  и  чуть ли не решением  ЦК партии -

«гиперзвуковое  качество должно быть не менее 5 !