Російські пілотовані космічні кораблі

1. Російські пілотовані космічні кораблі Подробиці Опубліковано 05.12.2012 11:32 Переглядів: 17200 ...
2. Історія створення
3. Пристрій космічного корабля «Восток»
4. «Схід»
5. Космічні кораблі другого покоління
6. Історія створення
7. Пристрій
8. Нова модернізована версія «Союз ТМА-МС»

Російські пілотовані космічні кораблі

Наша сеть партнеров Banwar

Подробиці Опубліковано 05.12.2012 11:32 Переглядів: 17200

Пілотований космічний корабель призначений для польотів в космічний простір одного або кількох людей і безпечного повернення на Землю після виконання завдання.

При конструюванні даного класу космічних апаратів однією з головних завдань є створення безпечної, надійної і точної системи повернення екіпажу на земну поверхню у вигляді безкрилого спускається (СА) або космоплана. Космоплан - орбітальний літак (ОС), повітряно-космічний літак (ВКС) - це крилатий літальний апарат літакової схеми, що виходить або виведений на орбіту штучного супутника Землі за допомогою вертикального або горизонтального старту і повертається з неї після виконання цільових завдань, здійснюючи горизонтальну посадку на аеродром , активно використовуючи при зниженні підйомну силу планера. Поєднує в собі властивості як літака, так і космічного корабля.

Важливою особливістю пілотованого космічного корабля є наявність системи аварійного порятунку (САС) на початковому етапі виведення ракетою-носієм (РН).

Проекти радянських і китайських космічних кораблів першого покоління не мали повноцінної ракетної САС - замість неї, як правило, використовувалося катапультування крісел екіпажу (космічний корабель «Восход» не мав і цього). Крилаті космоплани також не оснащені спеціальної САС, а також можуть мати крісло-катапульта екіпажу. Також космічний корабель обов'язково повинен бути оснащений системою життєзабезпечення (СЖО) екіпажу.

Створення пілотованого космічного корабля - завдання високої складності і вартості, тому їх мають тільки три країни: Росія, США і Китай. А багаторазові системи пілотованих космічних кораблів мають тільки Росія і США.

Деякі країни працюють над створенням своїх пілотованих космічних кораблів: Індія, Японія, Іран, КНДР, а також ESA (Європейське космічне агентство, створене в 1975 році з метою дослідження космосу). ESA складається з 15 постійних членів, іноді, в деяких проектах, до них приєднуються Канада і Угорщина.

Космічні кораблі першого покоління

«Схід»

Це серії радянських космічних кораблів, призначених для пілотованих польотів по навколоземній орбіті. Створювалися під керівництвом генерального конструктора ОКБ-1 Сергія Павловича Корольова з 1958 по 1963 рік.

Перший пілотований політ космічного корабля «Восток» з Ю.А. Гагаріним на борту відбувся 12 квітня 1961, це був перший в світі космічний апарат, що дозволив здійснити політ людини в космос. Детальніше про це читайте на нашому сайті: Юрій Олексійович Гагарін - перший космонавт .

Основні наукові завдання, що стояли для корабля «Восток»: вивчення впливів умов орбітального польоту на стан і працездатність космонавта, відпрацювання конструкції і систем, перевірка основних принципів побудови космічних кораблів.

Історія створення

Навесні 1957 г. С. П. Корольов в рамках свого ОКБ організував спеціальний відділ № 9, призначений для проведення робіт по створенню перших штучних супутників Землі. Відділ очолив соратник Корольова Михайло Клавдиевич Тихонравов. Незабаром, паралельно з розробкою штучних супутників, у відділі почали виконуватися дослідження з питання створення пілотованого корабля-супутника. Ракетою-носієм повинна була стати Королівська «Р-7». Розрахунки показували, що вона, оснащена третім ступенем, могла вивести на низьку навколоземну орбіту вантаж масою близько 5 тонн.

На ранній стадії розробки розрахунки робили математики Академії наук. Зокрема, було відзначено, що результатом балістичного спуску з орбіти може стати десятикратна перевантаження.

З вересня 1957 по січень 1958 р відділі Тихонравова досліджувалися всі умови здійснення завдання. Було виявлено, що рівноважна температура крилатого космічного корабля, який володіє найвищим аеродинамічним якістю, перевищує можливості теплової стійкості доступних на той час сплавів, а використання крилатих варіантів конструкції призводило до зниження величини корисного навантаження. Тому від розгляду крилатих варіантів відмовилися. Найбільш прийнятним способом повернення людини було його катапультування на висоті кількох кілометрів і подальший спуск на парашуті. Окреме порятунок спускається при цьому можна було не проводити.

В ході медичних досліджень, проведених в квітні 1958 р випробування льотчиків на центрифузі показали, що при певному положенні тіла людина здатна переносити перевантаження до 10 G без серйозних наслідків для свого здоров'я. Тому вибрали сферичну форму спускається для першого пілотованого корабля.

Сферична форма апарату, що спускається була найпростішою і найбільш вивченої симетричною формою, сфера має стабільними аеродинамічними властивостями при будь-яких можливих швидкостях і кутах атаки. Зсув центру мас в кормову частину сферичного апарату дозволяло забезпечити його правильну орієнтацію під час балістичного спуску.

Перший корабель «Восток-1К» відправився в автоматичний політ в травні 1960 р Пізніше була створена і відпрацьована модифікація «востке-3КА», повністю готова до пілотованих польотів.

Крім однієї аварії ракети-носія на старті, за програмою було запущено шість безпілотних апаратів, а в подальшому ще шість пілотованих космічних кораблів.

На кораблях програми здійснені перші в світі пілотований космічний політ ( «Восток-1»), добовий політ ( «Восток-2»), групові польоти двох кораблів ( «Восток-3» і «Восток-4») і політ жінки-космонавта ( «Восток-6»).

Пристрій космічного корабля «Восток»

Загальна маса космічного корабля - 4,73 тонни, довжина - 4,4 м, максимальний діаметр - 2,43 м.

Корабель складався з сферичного спускається (масою 2,46 тонни і діаметром 2,3 м), також виконує функції орбітального відсіку, і конічного приладового відсіку (масою 2,27 тонни і максимальним діаметром 2,43 м). Відсіки механічно з'єднувалися між собою за допомогою металевих стрічок і піротехнічних замків. Корабель оснащувався системами: автоматичного і ручного управління, автоматичної орієнтації на Сонце, ручної орієнтації на Землю, життєзабезпечення (рассчитаной на підтримку внутрішньої атмосфери, близької за своїми параметрами до атмосфери Землі протягом 10 діб), командно-логічного управління, електроживлення, терморегулювання і приземлення . Для забезпечення завдань по роботі людини в космічному просторі корабель забезпечувався автономної і радіотелеметричної апаратурою для контролю і реєстрації параметрів, що характеризують стан космонавта, конструкції і систем, ультракороткохвильової і короткохвильового апаратурою для двосторонньої радіотелефонного зв'язку космонавта з наземними станціями, командної радіоліній, програмно-тимчасовим пристроєм, телевізійною системою з двома передавальними камерами для спостереження за космонавтом з Землі, радіосистемою контролю парам етров орбіти і пеленгації корабля, гальмівний руховою установкою ТДУ-1 і іншими системами. Вага космічного корабля разом з останньою сходинкою ракети-носія становив 6,17 тонни, а їх довжина в зв'язці - 7,35 м.

Спусковий апарат мав два ілюмінатора, один з яких розміщувався на вхідному люку, трохи вище за голову космонавта, а інший, оснащений спеціальною системою орієнтації, в підлозі біля його ніг. Космонавт, одягнений в скафандр, розміщувався в спеціальному катапультованому кріслі. На останньому етапі посадки, після гальмування апарату, що спускається в атмосфері, на висоті 7 км, космонавт катапультувався з кабіни і здійснював приземлення на парашуті. Крім того, була передбачена можливість приземлення космонавта всередині апарату, що спускається. Спусковий апарат мав власний парашут, проте не був оснащений засобами виконання м'якої посадки, що загрожувало залишився в ньому людині серйозним ударом при спільному приземленні.

У разі відмови автоматичних систем космонавт міг перейти на ручне управління. Кораблі «Схід» не були пристосовані для польотів людини на Місяць, а також не допускали можливості польоту людей, які не пройшли спеціальної підготовки.

Пілоти космічних кораблів «Восток»:

космонавт

корабель

Гагарін Юрій Олексійович

«Восток-1»

Титов Герман Степанович

«Восток-2»

Миколаїв Андріян Григорович

«Восток-3»

Попович Павло Романович

«Восток-4»

Биковський Валерій Федорович

«Восток-5»

Терешкова Валентина Володимирівна

«Восток-6»

«Схід»

Це серія багатомісних космічних кораблів для польотів на навколоземній орбіті. Корабель фактично повторював кораблі серії «Схід» і складався з сферичного спускається діаметром 2,3 метра, в якому розміщувалися космонавти, і конічного приладового відсіку (масою 2,27 т., Довжиною 2,25 м і шириною 2,43 м.) , в якому знаходилися паливні баки і рухова установка. Щоб розмістити в тому ж самому обсязі не одного, а відразу трьох космонавтів, розробники відмовилися від крісла катапульти, що застосовується на «Сході», коли при посадці космонавт залишав корабель ще в повітрі і приземлявся на парашуті. Крім того, в кораблі «Восход-1» космонавти для економії місця розташовувалися без скафандрів. У перший космічний екіпаж входив і конструктор спускаються Костянтин Феоктистов. Детальніше про нього читайте на нашому сайті: Перший космічний екіпаж .

На місце, що звільнилося від крісла катапульти місце встановлювалися два або три звичайних крісла. Оскільки тепер екіпаж приземлявся в спусковому апараті, то для забезпечення м'якої посадки корабля крім парашутної системи був встановлений твердопаливний гальмівний двигун, спрацьовує безпосередньо перед дотиком землі від сигналу механічного висотоміра. На кораблі «Восход-2», призначеному для виходу у відкритий космос, обидва космонавта були одягнені в скафандри «Беркут». Додатково було встановлено надувати шлюзова камера, яка скидалася після використання.

Космічні кораблі «Восход» виводилися на орбіту ракетою-носієм «Схід», також розробленої на базі РН «Восток». Але система носія і корабля «Схід» в перші хвилини після запуску не мала коштів порятунку при аварії.

За програмою «Схід» були здійснені наступні польоти:

«Космос-47» - 6 жовтня 1964 р Безпілотний випробувальний політ для відпрацювання і тестування корабля.

«Схід-1» - 12 жовтень 1964 р Перший космічний політ більш ніж з однією людиною на борту. склад екіпажу - космонавт-пілот Комаров, конструктор Феоктистов і лікар Єгоров.

«Космос-57» - 22 листопад 1965 р Безпілотний випробувальний політ для відпрацювання корабля для виходу в космос, завершився невдачею (підірваний системою самознищення через помилку командної системи).

«Космос-59» - 7 березня 1965 р Безпілотний випробувальний політ апарату іншій серії ( «Зеніт-4») з встановленим шлюзом корабля «Схід» для виходу в космос.

«Схід-2» - 18 березень 1965 р Перший вихід у відкритий космо с. Склад екіпажу - космонавт-пілот Бєляєв і космонавт-випробувач Леонов.

«Космос-110» - 22 листопад 1966 р Випробувальний політ для перевірки роботи бортових систем при тривалому орбітальному польоті, на борту були дві собаки - Вітерець і Угольок, політ тривав 22 дня.

Космічні кораблі другого покоління

"Спілка"

Серія багатомісних космічних кораблів для польотів по навколоземній орбіті. Розробник і виробник корабля - РКК «Енергія» (Ракетно-космічна корпорація «Енергія» імені С. П. Корольова. Головна організація корпорації знаходиться в місті Королеві, філія - на космодромі Байконур). Як єдина організаційна структура виникла в 1974 році під керівництвом Валентина Глушка.

Історія створення

Ракетно-космічний комплекс «Союз» почав проектуватися в 1962 р в ОКБ-1 як корабель радянської програми для обльоту Місяця. Спочатку передбачалося, що до Місяця за програмою «А» повинна була відправитися зв'язка з космічного корабля і розгінних блоків 7К, 9К, 11К. Надалі проект «А» був закритий на користь окремих проектів обльоту Місяця з використанням корабля «Зонд» / 7К-Л1 і висадки на Місяці з використанням комплексу Л3 в складі орбітального корабля-модуля 7К-ЛОК і посадкового корабля-модуля ЛК. Паралельно місячним програмам на базі того ж 7К і закритого проекту навколоземного корабля «Північ» почали робити 7К-ОК - багатоцільовий тримісний орбітальний корабель (ОК), призначений для відпрацювання операцій маневрування і стикування на навколоземній орбіті, для проведення різних експериментів, в тому числі по переходу космонавтів з корабля в корабель через відкритий космос.

Випробування 7К-ОК почалися в 1966 р Після відмови від програми польотів на кораблях «Схід» (зі знищенням зачепила трьох з чотирьох готових кораблів «Схід») конструктори корабля «Союз» втратили можливість відпрацювати на ньому рішення для своєї програми. Настав дворічний перерву в пілотованих запусках в СРСР, під час якого американці активно освоювали космічний простір. Перші три безпілотних пуску кораблів «Союз» виявилися повністю або частково невдалими, були виявлені серйозні помилки в конструкції корабля. Однак четвертий пуск був зроблений пілотованим ( «Союз-1» з В. Комаровим), який виявився трагічним - космонавт загинув під час спуску на Землю. Після аварії "Союзу-1» конструкція корабля була повністю перероблена для відновлення пілотованих польотів (було виконано 6 безпілотних пусків), і в 1967 р відбулася перша, в цілому вдала, автоматичне стикування двох «Союзів» ( «Космос-186» і « космос-188 »), в 1968 р були відновлені пілотовані польоти, в 1969 р відбулися перша стиковка двох пілотованих кораблів і груповий політ трьох кораблів відразу, а в 1970 р - автономний політ рекордної тривалості (17,8 діб). Перші шість кораблів «Союз» і ( «Союз-9») були кораблями серії 7К-ОК. Також готувався до польотів варіант корабля «Союз-Контакт» для відпрацювання систем стикування кораблів-модулів 7К-ЛОК і ЛК місячного експедиційного комплексу Л3. У зв'язку з недоведенням місячно-посадкової програми Л3 до стадії пілотованих польотів, необхідність польотів Союзу-Контакту відпала.

У 1969 р почалася робота над створенням довготривалої орбітальної станції (ДОС) «Салют». Для доставки екіпажу був спроектований корабель 7КТ-ОК (Т - транспортний). Новий корабель відрізнявся від попередніх наявністю стикувального вузла нової конструкції з внутрішнім люком-лазом і додатковими системами зв'язку на борту. Третій корабель цього типу ( «Союз-10») не виконав поставлене перед ним завдання. Стиковка зі станцією була здійснена, але в результаті пошкодження стикувального вузла люк корабля був заблокований, що унеможливило перехід екіпажу на станцію. Під час четвертого польоту корабля цього типу ( «Союз-11») через розгерметизацію на ділянці спуску загинули Г. Добровольський, В. Волков і В. Пацаєв, так як вони були без скафандрів. Після аварії «Союзу-11» від розвитку 7К-ОК / 7КТ-ОК відмовилися, корабель був перероблений (внесені зміни в компоновку СА для розміщення космонавтів в скафандрах). Через зрослої маси систем життєзабезпечення новий варіант корабля 7К-Т став двомісним, позбувся сонячних батарей. Цей корабель став «робочою конячкою» радянської космонавтики 1970-х: 29 експедицій на станції «Салют» і «Алмаз». Версія корабля 7К-ТМ (М - модифікований) використовувалася в спільному польоті з американським «Аполлоном» за програмою ЕПАС. Чотири кораблі «Союз», офіційно стартували після аварії «Союзу-11», мали в своїй конструкції сонячні батареї різних типів, однак це були інші версії корабля «Союз» - 7К-ТМ ( «Союз-16», «Союз-19» ), 7К-МФ6 ( «Союз-22») і модифікація 7К-Т - 7К-Т-АФ без стикувального вузла ( «Союз-13»).

З 1968 р були модифіковані і зроблені космічні кораблі серії «Союз» 7К-С. 7К-С допрацьовувався протягом 10 років і до 1979 року став кораблем 7К-СТ «Союз Т», причому в невеликій перехідний період космонавти літали одночасно на новому 7К-СТ і застарілому 7К-Т.

Подальша еволюція систем корабля 7К-СТ привела до модифікації 7К-СТМ «Союз ТМ»: нова рухова установка, поліпшена парашутна система, система зближення і т. Д. Перший політ «Союз ТМ» був здійснений 21 травня 1986 р до станції «Мир », останній« Союз ТМ-34 »- в 2002 р до МКС.

В даний час експлуатується модифікація корабля 7К-СТМА «Союз ТМА» (А - антропометрический). Корабель за вимогами NASA був доопрацьований стосовно до польотів на «МКС». На ньому можуть працювати космонавти, які не змогли б поміститися в «Союз ТМ» по зростанню. Пульт космонавтів був замінений на новий, з сучасної елементної базою, поліпшена парашутна система, зменшена теплозахист. Останній запуск корабля даної модифікації «Союз ТМА-22» відбувся 14 листопада 2011 р

Крім «Союз ТМА», сьогодні для польотів в космос використовуються кораблі нової серії 7К-СТМА-М "Союз ТМА-М» ( «Союз ТМАЦ») (Ц - цифровий).

Пристрій

Кораблі цієї серії складаються з трьох модулів: приборно-агрегатного відсіку (ПАТ), спускається (СА), побутового відсіку (БО).

У ПАТ находится комбінована Рухів установка, паливо для неї, службові системи. Довжина відсіку 2,26 м, основний діаметр 2,15 м. Рухова установка складається з 28 ДПО (двигуни причалювання і орієнтації) по 14 на кожному колекторі, а також зближувально-коригуючого двигуна (СКД). СКД призначений для орбітального маневрування і сходу з орбіти.

Система енергопостачання складається з сонячних батарей і акумуляторів.

У спусковому апараті знаходяться місця для космонавтів, системи життєзабезпечення, управління, парашутна система. Довжина відсіку 2,24 м, діаметр 2,2 м. Побутовий відсік має довжину 3,4 м, діаметр 2,25 м. Він оснащений стикувальним вузлом і системою зближення. У герметичному об'ємі БО розташовуються вантажі для станції, інша корисна навантаження, ряд систем життєзабезпечення, зокрема туалет. Через посадковий люк на бічній поверхні БО космонавти входять в корабель на стартовій позиції космодрому. БО може бути використаний при шлюзовании у відкритий космос в скафандрах типу «Орлан» через посадковий люк.

Нова модернізована версія «Союз ТМА-МС»

Оновлення торкнеться практично кожну систему пілотованого корабля. Основні пункти програми модернізації космічного корабля:

• енерговіддача сонячних батарей, буде підвищена за рахунок застосування більш ефективних фотоелектричних перетворювачів;
• надійність зближення і стикування корабля з космічною станцією за рахунок зміни установки двигунів причалювання і орієнтації. Нова схема цих двигунів дозволить виконати зближення і стикування навіть в разі відмови одного з двигунів і забезпечити спуск пілотованого корабля при будь-яких двох відмовах двигунів;
• нова система зв'язку і пеленгації, яка дозволить крім поліпшення якості радіозв'язку, полегшити пошук спускається, приземлився в будь-якій точці земної кулі.

На модернізованому «Союз ТМА-МС» будуть встановлені датчики системи ГЛОНАСС. На етапі парашутування і після посадки апарату його координати, отримані за даними ГЛОНАСС / GPS, будуть передаватися по супутниковій системі Коспас-Сарсат в ЦУП.

«Союз ТМА-МС» стане останньою модифікацією «Союзу». Корабель буде використовуватися для пілотованих польотів до тих пір, поки на зміну йому не прийде корабель нового покоління. Альо Це вже зовсім Інша історія ...