Базовый пилотируемый орбитальный самолет ОС-П

Авиационно-космический комплекс

Авиационно-космический комплекс

Вторая ступень

Пилотируемый орбитальный самолет

2. Многоцелевая авиационно-космическая система
(НПО "Молния", вариант образца 2001 г., участвовавший в 2006 г. с небольшими доработками в конкурсе Федерального космического агентства по созданию пилотируемого космического корабля нового поколения в рамках темы "Клипер", N36 ФКП)

При оформлении страницы использованы 3D-модели МАКСа Владимира Некрасова (ООО "Рестарт+") и иллюстрации Андрея Юргенсона

Объединенная двигательная установка (ОДУ)

Объединенная двигательная установка является одной из основных бортовых систем орбитального корабля (ОК) и предназначена для выполнения всех динамических операций в полете.
В штатном (безаварийном) полете двигатели ОДУ обеспечивают стабилизацию ОК в связке с РН (с момента включения II ступени), разделение ОК и РН, довыведение ОК на рабочую орбиту (двумя импульсами), стабилизацию и ориентацию ОК, орбитальное маневрирование, сближение и стыковку с другими КА, торможение, сход с орбиты и управление спуском.
В нештатных ситуациях, т.е. при авариях на активном участке, двигатели ОДУ используются в первую очередь для ускоренной выработки топлива перед отделением от РН (скорость до 70 кг/с) с целью восстановления необходимой центровки ОК (топливо может вырабатываться и после отделения от РН).
В случае экстренного отделения предусматривается срабатывание специальных пороховых двигателей ОДУ.
Кроме чисто динамических задач ОДУ как бортовая система обеспечивает тепловое саморегулирование, самоконтроль и аппаратурное самообеспечение, огневые проверки, связь ОК с наземными системами, а также интеграцию с системой электропитания по хранению и подаче жидкого кислорода.

Функционирование ОДУ в штатной ( А ) и в нештатных ( Б ) ситуациях:
1 - стабилизация связки ОК-РН; 2 - разделение ОК и РН; 3 - довыведение на опорную орбиту; 4 - динамические операции реактивной системы управления (РСУ) - ориентация, стабилизация, стыковка и т.п.; 5 - орбитальное маневрирование; 6 - сход с орбиты; 7 - управление спуском; 8 - стабилизация связки ОК-РН в нештатной ситуации,, а также резервная возможность включения ОДУ на активном участке (для использования свободного объема баков); 9 - экстренное отделение ОК от РН в нештатной ситуации, выработка топлива при аварийном возвращении; 10 - аварийное разделение ОК и РН и управление спуском

Впервые в мировой практике для двигательной установки КА используется криогенный окислитель - жидкий кислород и горючее - некриогенный синтетический углеводород синтин с повышенной эффективностью. Применение этого экологически чистого топлива повысило удельный импульс двигателей, но потребовало внедрения на ОК элементов криогенной техники, поскольку кислород хранится и заправляется в жидком состоянии (температура кипения -183ºС). Особенностью является и то, что в управляющие двигатели кислород подается в газообразном состоянии в отличии от двигателей ориентации, работающих на жидком кислороде.

В состав ОДУ входят:

· два двигателя орбитального маневрирования с тягой по 90 кН, пустотным удельным импульсом тяги 362с и с числом включений до 5000 за полет;

· 38 управляющих двигателей с тягой по 4 кН, удельным импульсом тяги 275...295с (в зависимости от назначения) и числом включений до 2000 за полет;

· восемь двигателей точной ориентации с тягой по 200Н, удельным импульсом 265с и с числом включений до 5000 за полет;

· четыре твердотопливных двигателя экстренного отделения с тягой по 28 кН и суммарным импульсом тяги по 35 кН с.

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 пространстве.

Конструктивно ОДУ состоит из отдельных блоков. К основным блокам ОДУ (см. рисунок справа) относятся базовый (3), два хвостовых (БДУ-П, БДУ-Л) (2) и носовой блоки (1), а также соединяющие их пневмогидравлические магистрали.

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 -210ºС 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 сжигании 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.

Дата добавления: 2015-07-02