Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес
оригинального документа
: http://www.buran.ru/htm/str-01.htm
Дата изменения: Unknown Дата индексирования: Mon Oct 1 22:45:46 2012 Кодировка: Windows-1251 Поисковые слова: п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п |
Вестник авиации и
космонавтики
февраль 2001 года,
N 2
Создание и испытание воздушно-космического самолета "Буран"
Расширение объема работ ЛИИ по космической тематике связано с программой 'Энергия-Буран'. Перед специалистами ЛИИ возникла чрезвычайно сложная проблема летной отработки и испытаний воздушно-космического самолета (ВКС) с принципиально новыми бортовым оборудованием и системами. ВКС должен совершать бездвигательную посадку по крутым глиссадам с высокой степенью безопасности и надежности. В авиации этот режим относится к нештатным, и перевод бездвигательной посадки в штатный режим потребовал пересмотра требований к характеристикам бортовых и наземных средств обеспечения полета. В первых двух космических полетах посадка должна была совершаться в автоматическом режиме без экипажа на борту орбитального корабля. Последующие полеты предусматривали участие экипажа, но только после того, как надежность и безопасность будут соответствовать требуемому уровню. Это возможно, если создание автоматического контура управления согласовано с особенностями контура ручного управления, зависящего от человеческого фактора.
Поэтому ЛИИ в тесном сотрудничестве с другими предприятиями (НПО 'Молния', ЦАГИ, НПКБ 'Марс', НПО АП и др.) приступил к выполнению работ по следующим направлениям: исследование методов и средств управления ВКС 'Буран'; формирование и подготовка экипажей; разработка технологии отработки и испытаний с использованием штатных систем орбитального корабля; создание специальной экспериментальной базы и разработка методов и программ ее использования.
Для их реализации потребовалось
привлечь лучших специалистов института, создать гибкую систему их оперативного
взаимодействия. Работы возглавили такие ученые и летчиков-испытателей ЛИИ:
А.Д.Миронов, К.К.Васильченко, Л.М.Берестов, И.П.Волк, А.А.Манучаров, В.С.Луняков,
В.П.Васин, В.И.Бочаров, Н.С.Мельников.
Стержнем этой программы была отработка системы управления ВКС 'Буран', которая
потребовала совершенствования существующих методов и разработки новой технологии
летных испытаний.
Проблема управления спуском и
посадкой ВКС 'Буран' заключалась в том, что с высоты 100 км и на расстоянии до
места приземления 8000 км необходимо было определить и реализовать для
летательного аппарата (ЛА) с отсутствием тяги двигателя такую траекторию полета,
при которой будет осуществлено приземление с первого захода на заданный
аэродром, исключая недолет, перелет и боковое отклонение от посадочной полосы,
исчисляемое в метрах, и это при том, что имеет место нестационарность начальных
условий, параметров атмосферы и аэродинамики.
Создание такой системы управления требовало проведения комплекса исследований, в
процессе которых, естественно, зачастую боролись альтернативные точки зрения,
ЛИИ принимал участие в комплексе этих исследований, опираясь на весь предыдущий
опыт отработки и испытаний авиационных систем управления. В ходе первых полетов
на самолетах изучалась возможность без двигательной посадки по крутым глиссадам.
Одновременно определялись факторы необходимой поддержки экипажа, которые легли в
основу требований и к бортовым, и наземным средствам обеспечения.
Исследования по разработке алгоритмов и методик управления расширили понимание роли экипажа в системе управления ЛА и завершились созданием иерархической структуры управления с пятью уровнями, в зависимости от выбора которых определяются функции экипажа, Предложенный подход к решению задачи управления спуском и посадкой ВКС был исследован и отработан, что поводило сформировать принципы и алгоритмы управления.
В ЛИИ накопление опыта подготовки космонавтов началось в 60-х годах, когда на базе института проходил подготовку первый отряд космонавтов СССР, Однако специфические функции экипажа ВКС 'Буран' потребовали проведения дополнительных исследований. Поэтому требования к содержанию и объему подготовки определялись и уточнялись в процессе разработки орбитального корабля, его систем и наземных систем обеспечения посадки.
Для проведения летных испытаний
и подготовки экипажей ВКС 'Буран' в 1979 г. в ЛИИ была создана группа
летчиков-испытателей, которую в дальнейшем преобразовали в отряд
космонавтов-испытателей. В него вошли: И.П.Волк,
А.С.Левченко, Р.А.А.Станкявичюс, О.Г.Кононенко, А.В.Щукин, У.Н.Султанов,
М.О.Толбоев, В.В.Заболотский, С.Н.Тресвятский, Ю.П.Шеффер.
С первых шагов разработки системы подготовки экипажей было ясно видно, что она
должна быть гибкой, учитывающей не только особенности и способности летчика,
характеристики летательного аппарата, сложность летного задания, но и
необходимость совершенствования системы управления, системы отображения
информации и органов управления. Поэтому получили развитие как отдельные
программы: теоретическая, стендовая, специальная летная и медико-физиологическая
подготовка экипажа. Необходимость большого объема и разноплановости занятий
определялась сложностью пилотирования орбитального корабля с низким
аэродинамическим качеством без двигателя при спуске и посадке, так как это, по
сути, - управление 'падающим' летательным аппаратом - вертикальная скорость
составляла от 50 до 100 м/с. От летчика требовался расчет избытка высоты, запаса
энергии с учетом параметров полета (вектора состояния корабля) в текущей точке и
выбор дальнейшей траектории с рациональным распределением энергии до места
посадки.
Для отработки и испытаний ВКС
'Буран' со сложной динамикой полета, с принципиально новым бортовым
оборудованием и разветвленной сетью наземных систем и комплексов обеспечения
полета потребовалось дальнейшее совершенствование существующих методов и
разработка новой технологии летных испытаний. Ее основой явилось взаимозависимое
сочетание моделирования и летных испытаний. Это позволило сократить объем летных
испытаний, повысить их безопасность и значительно снизить материальные затраты.
Единая методика отработки включала: моделирование, исследование на стендах,
летающих лабораториях и аналоге 'Бурана' с конкретными объемами работ для оценки
необходимого уровня безопасности и надежности.
Сейчас можно с уверенностью сказать, что одним из важных условий успешной
посадки ВКС 'Буран' было проведение исследований и испытаний на летающих
лабораториях (ЛЛ), что значительно сократило сроки и риск возможных потерь.
Полеты на ЛЛ позволили сделать ряд замечаний по системе управления ВКС 'Буран' и
внести предложения по ее доработке, в частности, по существенному изменению
траектории захода на посадку и приземления, методике первого выравнивания при
бездвигательной посадке. Испытания на ЛЛ выявили целый ряд недостатков, не
обнаруженных на предварительных этапах отработки оборудования, и позволили дать
рекомендации по их устранению.
Исследования показали, что разработка группы ЛЛ на базе серийных самолетов не
позволяет провести весь объем необходимых работ, и требуется аналог 'Бурана'.
Его проектирование началось с решения вопроса: он будет летать как планер или
как самолет? ВКС 'Буран' возвращается из космоса и совершает посадку без
двигателя, так как вывод в космос каждого килограмма веса обходится очень дорого.
Специалисты остановились на простой и отработанной схеме с самолетным взлетом (при помощи установки двух двигателей АЛ-31 и двух двигателей АЛ-31ФМ) и бездвигательной посадкой. Выбранная схема проведения испытаний позволила сочетать в одном полете много режимов и получить больше результатов, чем при сбросах с самолета-носителя, как это делали в США при создании 'Спейс Шаттла'. В одном полете выполнялось несколько заходов на посадку с последующим уходом на второй круг, осуществлялся принцип постепенного перехода от простых режимов к сложным с обеспечением необходимого уровня безопасности. Именно достоинства принятой схемы проведения летных испытаний обеспечили более надежную подготовку летчиков к выполнению основных испытательных режимов ВКС 'Буран' - заход на посадку и посадку по штатной крутой глиссаде, как и ручном, так и в автоматическом режимах.
Результаты летных испытании
подтвердили правильность принятых решении, что в совокупности с другими
результатами экспериментальной отработки позволило достичь высокой вероятности
успешной посадки.
15 ноября 1988 года первый в нашей стране беспилотный космический аппарат ВКС
'Буран' совершил космический полет, завершившийся первой в мире блестящей
автоматической посадкой.
Ю.Е. Ушаков,
начальник отделения, кандидат технических наук
Ю.Н. Сопов, заместитель начальника отделения
![]() |
![]() |
![]() |
Переход на:
Web-master: їВадим Лукашевич 1998-2005
E-mail: buran@buran.ru