Для выполнения главной задачи исследований – создания тепловых потоков на Боре-4,аналогичным тепловым потокам в носовой части «Бурана» на наиболее теплонапряженной  точке траектории была предложена форма аппарата, представленная на приведенном рисунке. Аэродинамическая компоновка должна была позволить сбалансировать аппарат в нужной точке траектории на нужном угле атаки, при этом должны  были максимально точно совпасть уровни тепловых потоков в носовой точке фюзеляжа и ниже по потоку. на участке первых рядов теплозащитной плитки. На режимах, ниже гиперзвуковых скоростей аппарат тормозился путём введения его в штопор, посадка осуществлялась на парашюте.

ЗАМЕЧАНИЕ  АВТОРА САЙТА

Нельзя не сделать одного замечания к материалам о задачах Бор-4.Всё то ,что написано здесь выше о задачах Бор-4 ,конечно,соответствует действительности.Однако,настоящая,скрытая цель работ по программе "Бор-4" была,наверняка, в продолжении ,несанкционированной (?!) программы по созданию крылатого космического аппарата,аналогичного орбитальному самолёту системы "Спираль"! Тематика "Бурана", уже вскоре после начала её разработки, начала по разным причинам "трещать по швам".Программа Бор-4 - это гениальный ход Главного Конструктора,целью которого было создание под крылом уважаемого "Бурана" космической системы,опережающей идеологию "Спейс Шаттла".Приведу маленькую выдержку из сайта buran.ru :

Анализируя фотографии "БОРа-4" еще в начале 1980-х годов, иностранным экспертам было трудно предположить, что запуски оригинального аппарата проводятся только с целью отработки теплозащиты для другого орбитального корабля большей размерности с принципиально другой аэродинамической компоновкой, похожей на америкаский Шаттл. Глядя на проделанный объем работ по "БОРу-4", как-то не верилось, что его увеличенная копия никогда не получит свое реальное воплощение. Не зная предысторию "БОРов" в виде проекта "Спираль", для сторонних наблюдателей это выглядело бы как расточительная трата средств. Более того, на "БОРах-4" угадывались черты будущего многоразового пилотируемого космического корабля, включая остекление кабины экипажа и расположение отсека полезного груза.
Поэтому вполне естественно, что за рубежом возникла уверенность, будто бы СССР разрабатывает крылатый орбитальный корабль по аэродинамической схеме "несущий корпус". Рассматривая "БОР-4" как масштабную модель, путем экстраполяции с использованием законов подобия иностранные специалисты получали ожидаемые характеристики "разрабатывавшегося" корабля, для вывода в космос которого хорошо подходила новая советская РН "Зенит".Новая космическая программа русских даже получила свое собственное имя - "Ураган". 

Кто знает - может они и были правы?!

ПРИЗНАНИЕ ГЛАВНОГО КОНСТРУКТОРА 

(посмотрите фильм)

ГЕНЕРАЛ ЗВЁЗДНЫХ ВОЙН 

Фильм А.МЕРЖАНОВА

http://rutube.ru/tracks/3152588.html?v=ca0e1b1de99a69ade9ce05107e419a90

БОР-4-1

ОСНОВНЫЕ ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ЗАПУСКОВ АППАРАТОВ БОР – 4

 ( Из материалов книги В.Лукашевича и И.Афанасьева «КОСМИЧЕСКИЕ КРЫЛЬЯ» )

- испытание углерод – углеродного носового кока с антиокислительным покрытием , узлов его крепления и стойкости теплозащитных стыков с соседними конструктивными элементами (теплозащитными покрытиями) в натурных условиях полёта;

- проверка в реальных условиях полёта кварцевой плиточной теплозащиты с нанесенными на неё покрытиями, обеспечивающих защиту от эрозии и влагонасыщения;

- испытания в натурных условиях гибкой теплозащиты и технологии её приклейки;

- испытания в натурных условиях конструктивных решений для «Бурана» по обеспечению теплостойкости балансировочного щитка и элевонов;

- оценка в натурных условиях теплостойкости кварцевых плиток с учётом специально нанесенных повреждений;

- изучение температурных режимов носового кока и плиточной теплозащиты;

- изучение аэродинамики и явлений теплового переноса на поверхности летательного аппарата, выполненного по схеме «несущий корпус»;

- исследование влияния каталитичности поверхности на теплопередачу в условиях химически неравновесного воздушного потока;

- изучение аэродинамических особенностей теплопередачи в межплиточных зазорах;

- натурное исследование испарительной системы теплозащиты гиперзвукового летательного аппарата;

- определение аэродинамических сил и моментов для летательного аппарата в конфигурации «несущий корпус»;

- исследование влияния вязкости и неравновесных физико-химических процессов в воздушном потоке на аэродинамические коэффициенты, подъёмную силу, сопротивление и управляемость летательного аппарата;

- изучение степени ионизации в головной ударной волне на высоких скоростях полёта, вплоть до орбитальной, исследование участков прекращения радиосвязи в плазменном облаке.

Распределение работ между основными смежниками осуществлялось следующим образом. Сначала в первой половине 1977г. отделом аэродинамики НПО «Молния» (под общим руководством Е.А.Самсонова) совместно с ЦАГИ  (В.Я.Нейланд) был определён внешний аэродинамический облик аппарата, что позволило отделению №35 НПО «Молнии» (руководитель Н.В.Софронов)  выпустить комплект теоретических чертежей. По этим чертежам были изготовлены масштабные модели для продувок в аэродинамических трубах ЦАГИ, позволившие исследовать аэродинамику и уточнить внешние обводы аппарата (с учетом масштабного фактора точность поверхности моделей выдерживалась в пределах 0,02 мм.).

  Комплект компоновочных чертежей были переданы в ЛИИ, где был выпущен полный комплект рабочих чертежей Их передали на ТМЗ, где аппарат построили и вернули для окончательного дооборудования..

 С 1980 по 1984 гг. было проведено 5 пусков БОР -4 (.см. таблицу ).В первом же пуске ( по суборбитальной траектории ) были получены аэродинамические характеристики Бора – 4, значения балансировочных характеристик и эффективность органов управления. Получены уникальные материалы по всем основным проблемным вопросам, поставленным перед создателями «БОРов».С их помощью была окончательно решена проблема теплозащиты «Бурана».

БОР -5   ИЗ ЗАМЕТОК НАЧАЛЬНИКА ОТДЕЛА АЭРОДИНАМИКИ

В связи с тем, что БОР – 5 был намного меньше «Бурана», для соблюдения  «аэродинамического подобия» траекторию его реального полёта необходимо было опустить на 15 – 20 км., т.е. в более плотную среду, одновременно сохраняя подобие по числу «М».Кроме того, из-за меньших размеров, радиуса передних кромок были существенно меньше ( а значит, намного больших температур ),а толщина несущей  конструкции не позволяла наклеить на неё толстую кварцевую плитку. В связи с этим, идеология теплозащиты для «Бора -5 существенно отличалась от «бурановской». Поэтому, как Вы можете увидеть из перечня основных целей и задач по исследованию БОРа – 5, перед ним, в отличие от БОР – 4,  были поставлены , в основном, аэродинамические вопросы.

Первый пуск, состоявшийся в июле 1984г., закончился неудачей, аппарат не отделился от ракеты – носителя. Второй пуск (27.12.1986г.) показал, что нужно менять теплозащиту, т.к. при спуске образовались большие «прогары», а  главное, что важно для аэродинамиков,- из-за абляции теплозащиты очень существенно менялись обводы аппарата, что ухудшало достоверность полученных результатов по аэродинамике. Третий пуск также был не очень удачным, т.к из-за прогара сильно деформировалась носовая часть и передняя кромка консолей крыла в местах, куда «садится» скачек уплотнения. Зато четвёртый пуск ( 27.08.1987г. ),проведённый после всех необходимых доработок Бора -5 (№ 504) преподнёс  (к счастью) всем нам сюрприз, который  заставил всех поволноваться, но зато решение было найдено и это, возможно, предотвратило возможную неприятность при пуске «большого» «Бурана» ( См.главу этого сайта «АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОРБИТАЛЬНОГО КОРАБЛЯ «БУРАН» ).

 Последний запуск доработанного для устранения проблемы с боковой устойчивостью «БОРа -5», состоявшийся 22.06.1988г.( за четыре месяца до уже принятой даты первого запуска «Бурана» ) снял все вопросы и подтвердил правильность принятых мер.

Можно сказать, что БОР – 5  открыл   «Бурану» дорогу в космос.

ЛЕТАЮЩАЯ КОСМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ БОР – 5

Кроме отработки теплозащиты в процессе создания «Бурана»,уже после выбора его облика, возникла необходимость проверки в натурных условиях выбранной аэродинамической компоновки орбитального корабля и отработки его систем управления. Для этого по уже знакомой методике с космодрома Капустин Яр в сторону полигона Сары – Шаган в Казахстане на дальность около 2000км в 1984 – 1988гг. было проведено пять суборбитальных запусков аппаратов БОР – 5, представлявших собой геометрически подобную копию «Бурана» в масштабе 1:8.

Основной целью испытаний были исследования аэродинамических характеристик и условий входа  орбитального корабля в атмосферу с подтверждением расчетных аэродинамических характеристик «Бурана» и экспериментов в аэродинамических трубах.

В частности, целью полётов аппаратов БОР – 5 было:

- определение аэродинамических коэффициентов, качества и балансировочных характеристик орбитального корабля. а также продольной, боковой и поперечной устойчивости в условиях реального полёта (в диапазоне  скоростей 0,8 – 18,5  и чисел Рейнольдса Re=10 в 3 до 10 в 7.;

- исследование эффективности и шарнирных моментов аэродинамических управляющих поверхностей(элевонов, руля направления и воздушного тормоза);

- исследование распределения давления по поверхности аппарата, определение тепловых и акустических нагрузок;

- исследование процессов теплопереноса в зонах ламинарного, турбулентного и переходного обтекания в пограничном слое на наветренной и теневой (верхней) поверхностях крыла;

- изучение теплообмена при взаимодействии головной ударной волны с пограничным слоем на крыле,элевонах и руле направления;

- исследования пульсаций давления в турбулентном пограничном слое и в зонах срыва потока;

- изучение процессов перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный;

- исследование неравновесной воздушной ионизации в головной ударной волне с определением участков экранирования радиоволн в условиях полёта в плазме;

- исследование влияния неравновесных физико-химических процессов и вязкости воздушного потока на аэродинамические особенности выбранной для «Бурана» конфигурации «бесхвостка»;

- проверка достоверности методов аэродинамического расчёта.

ВЫВОДЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ЛЁТНЫХ ИСПЫТАНИЙ БОР - 5

По результатам лётных испытаний было определено, что итоговые значения коэффициента подъемной силы, лобового сопротивления, аэродинамического качества, балансировочных углов отклонения элевонов, показатели боковой и продольной устойчивости, шарнирные моменты органов управления и другие характеристики находятся в допусках, регламентированных электронным банком аэродинамических характеристик орбитального корабля «Буран»,выпущенным коллективом отдела аэродинамики (отдел № 510) отделения №500 НПО «Молния» и на которые рассчитывалась система управления «Бурана». В полётах БОРов – 5 получены:

- обширный материал по аэродинамике, теплообмену, особенностям боковой устойчивости, характеристикам ионизированного потока в ударном слое, распределение воздушных и акустических нагрузок на поверхности крыла и фюзеляжа; в частности, на основе теории теплообмена были определены тепловые потоки в самом теплонапряженном месте аппарата (и, соответственно, «Бурана») – межэлевонной щели.

- уточнены и расширены данные по аэродинамическим и тепловым характеристикам. Было получено реальное распределение температуры нагрева по поверхности масштабной модели.