Поисково-спасательные «космические» вездеходы
Со времен начала освоения космического пространства разработчикам необходимо было решить вопрос о возвращении из космоса на Землю космонавтов, научных, фотографических, метеорологических и других данных. Для этих целей разрабатывались специальные спускаемые аппараты. Каждый аппарат имел свой размер и форму, у каждого были свой процессы тех. обслуживания после посадки, а также другие специфические характеристики согласно выполняемым задачам.
Также для доставки спускаемых аппаратов в место назначения появляется необходимость поиска и эвакуации аппарата уже на Земле, поскольку даже на нынешнем этапе развития техники рассчитать место посадки возможно лишь с определенной погрешностью. Погрешность вызывает целый ряд слабо прогнозируемых факторов, таких как скорость ветра на разных высотах на протяжении спуска или точность включения двигателей и их тормозной импульс. Для пилотируемых аппаратов типа «ТМА» и «Союз-ТМ» разброс по трассе спуска может составлять до 400 км, а боковое отклонение – до 60 км. Например, «Союза ТМА-3» перелетел расчетную точку приземления всего 7 километров по трассе, а «Союза ТМА-1» не долетел до расчетной точки 440 км по трассе при правом боковом отклонении в 27 км. Для непилотируемых спускаемых аппаратов, ввиду их малого веса и габаритов отклонение может быть еще больше. Также аппарат может приземлиться на пересеченной местности, в болоте, степи и даже приводниться. В связи с этим для поиска и эвакуации привлекают авиационные, наземные и морские средства которые выполняют поисковые работы в составе поискового комплекса или автономно.
В качестве авиационных средств поиска используют вертолеты Ми-8, самолеты Ан-12 или Ан-24, оснащаемые соответствующим оборудованием. Для наземного поиска спускаемых аппаратов используют специально разработанные для данной цели поисково-эвакуационные машины – машины высокой проходимости, а также гусеничную технику и аэросани.
В данной статье будут рассмотрены разновидности наземной поисково-спасательной техники – поисково-эвакуационных машин.
Поисково-эвакуационные машины предназначены для поиска и эвакуации спускаемых аппаратов и их экипажей. Машины могут выполнять поставленные задачи автономно или взаимодействуя с поисковыми самолетами (вертолетами). Поиск может осуществляться в степной, лесистой, пустынной, болотистой местности, на акваториях внутренних водоемов или на снежной целине в различных метеоусловиях и разное время суток.
Все поисково-эвакуационные машины по своим массе и габаритам рассчитаны на транспортировку различными доступными видами транспорта – от воздушного до железнодорожного. Для доставки по воздуху чаще других используются вертолет Ми-6 и самолет Ан-12. Необходимо отметить, что каждая поисково-эвакуационная машина имеет свою область применения и предназначена для своих целей.
Комплекс поисково-эвакуационных машин (КПЭМ) предназначен для поиска спускаемых аппаратов космических кораблей в труднодоступной степной, болотистой, лесистой и пустынной местности, на снежной целине, в акваториях внутренних водоемов, а также для эвакуации космонавтов, спускаемых аппаратов и капсул. В состав комплекса входят:
- поисково-эвакуационная пассажирская машина ПЭМ-1;
- поисково-эвакуационная грузовая машина ПЭМ-2;
- поисково-эвакуационная пассажирская машина (снегоболотоход) ПЭМ-3.
Машины ПЭМ-1 и ПЭМ-2, которые были созданы на заводе ЗиЛ, являются плавающими автомобилями высокой проходимости, имеющими колесную формулу 6x6. Корпуса данных поисково-эвакуационных машин выполнены из полиэфирной смолы, которая армирована стекловолокном. Для изготовления рамы используется алюминиевый сплав АМГ-61. Поисково-эвакуационные машины могут преодолевать на плаву водные преграды, двигаться по рыхлому грунту (погружение колес до 50 см), по снегу (погружение колес до 1 метра), болоту (погружение колес до 70 см). Дальность хода в таких условиях составляет до 200 километров при скорости от 7 км/ч (при прохождении болота) до 40 км/ч (при движении по твердому грунту).
Основными областями применения ПЭМ-1 (2) с учетом данных характеристик являются степная пересеченная местность, имеющая незначительное количество деревьев и большое количество различных водных препятствий. Основной район базирования при этом может располагаться на расстоянии 300 километров от места поиска.
ПЭМ-3 изготовили на специальных шнековых шасси из двух продольно расположенных многовитковых винтов. Скорость машины благодаря этому может достигать 15 км/ч по болоту и рыхлому снегу на расстоянии до 20 километров. Однако двигаться по грунту или шоссе данная машина не может. В связи с этим основной областью применения ПЭМ-3 являются заболоченная местность с неглубокими водными преградами и снежный покров, достигающий 1 метра. ПЭМ-3 к месту поиска доставляется при помощи ПЭМ-2, снабженной кран-балкой. Грузоподъемность крана 3,4 т. Он используется для подъема ПЭМ-3 или спускаемого аппарата, укладываемого в специальное ложе.
Для осуществления поисковых работ используют все типы поисково-эвакуационных машин. Однако ПЭМ-3 используется лишь в случаях невозможности осуществления поиска машинами ПЭМ-1 и ПЭМ-2 в районах поиска. Эвакуацию экипажа осуществляются, как правило, на ПЭМ-1, поскольку она имеет специальную пассажирскую кабину для космонавтов, а ПЭМ-2 эвакуирует спускаемый аппарат.
Для увеличения эффективности поисковых работ машины оборудуются несколькими системами: навигационной системой «Квадрат», автоматическим радиокомпасом АРК-УД, радиопеленгаторами «Пеликан», НКПУ-1 и КАР-1, а также радиостанциями Р-855УМ, «Коралл», «Журавль» и светотехническим оборудованием – ручным прожектором РСП-45 и светосигнальным маяком ОСС-61.
Радиосвязное оборудование используется для двусторонней связи в телефонном и телеграфном режимах внутри поискового комплекса и для связи с пунктом управления. К данному виду оборудования относятся радиостанции «Балкан-5», «Журавль-10», «Журавль-К», «Коралл», Р-802В, Р-860, Р-809М2, Р-855УМ, а также комплекс приемо-передатчика Р-836+РПС. Оборудование работает в СВ, KB и УКВ диапазонах при мощности 0,12 – 500 Вт. Это позволяет иметь постоянную надежную связь с пунктами управления и самолетами на дальности до 100 километров в УКВ диапазоне и до 600 километров в КВ диапазоне.
Малая дальность связи, работающей в УКВ диапазоне с экипажем спускаемых аппаратов после приземления обуславливается небольшой мощностью индивидуальных радиостанций.
Для пеленгации радиостанций и радиомаяков, установленных на спускаемых аппаратах, предназначено спец. оборудование, которое включает автоматические радиокомпасы АРК-УД и АРК-У2, радиопеленгаторы КАР-1, «Орел» и «Пеликан» а также переносные пеленгаторы НКПУ-1. Пеленгацию осуществляют на частотах от 1,5 до 150 МГц. Дальность КВ-пеленгации составляет около 25 километров, а УКВ - 2 километров.
Навигационное оборудование необходимо для выхода поисково-эвакуационных машин в заданный район и определения местонахождения машины. Оборудование включает навигационную систему типа НВНТ, «Квадрат» а также магнитный компас КИ-13. В последнее время поисковиками все активнее используется система GPS.
ПЭМ-3 - плавающий снегоболотоход с роторно-винтовыми движетелями, имеющий рубку со съемным тентом, предназначенную для размещения экипажа и пассажиров. Для экипажа ПЭМ-3 предусмотрено два кресла, для пассажиров - два места на съемных носилках. Плавучесть ПЭМ-3 обеспечивается герметичным несущим алюминиевым корпусом и двумя винтовыми роторами
Светотехническое оборудование, установленное на поисково-эвакуационных машинах, предназначено для поиска спускаемых аппаратов в условиях недостаточной видимости и сложных метеоусловиях, а также для обозначения местонахождения машин. Светотехническое оборудование включает ручной прожектор РСП-45 имеющий дальность обнаружения спускаемых аппаратов до 300 метров и светосигнальный маяк ОСС-61, который излучает сигналы красного цвета с частотой 1 Гц. Дальность визуального обнаружения маяка в простых метеоусловиях может составлять 25 километров.
Кроме этого, поисково-эвакуационные машины оборудованы радиотехническими маяками РМ-5, мощность которых составляет 80 Вт, а рабочий диапазон частот от 100 до 150 Гц. Данное оборудование служит для облегчения пеленгования машин при помощи радиокомпаса АРК-УД авиационными поисковыми силами. При высоте полета 6 тыс. м дальность пеленгации составляет 100 километров.
Наземный поисковый комплекс, который включает ПЭМ-1, ПЭМ-2 и ПЭМ-3 позволяет осуществлять поисково-эвакуационные работы в различных метеорологических условиях и географических поясах, а при помощи специального оборудования осуществлять связь с экипажем спускаемого аппарата, пунктами управления, обеспечивать взаимодействие и координацию поискового комплекса. Оборудование дает возможность осуществить в кратчайшие сроки выход в район поиска и обнаружить экипаж и спускаемый аппарат.
В 2004 году Ракетно-космическая корпорация «Энергия» сообщила о разработке нового многоразового пилотируемого космического корабля «Клипер», который должен был сменить «Союзы» уже к 2010 году.
«Клипер» является возвращаемым космическим кораблем, который может доставлять на орбиту до 700 килограмм груза и до семи человек экипажа. Кроме того, автономный полет космического корабля может достигать 10 суток. При возникновении экстренной ситуации на МКС «Клипер» эвакуирует экипаж на Землю.
Стартовая масса космического корабля длиной 10 метров составит около 14,5 тонн. Предполагается что на орбиту «Клипер», будет выводить российская ракета-носитель «Онега», представляющая собой глубоко модернизированный носитель «Союз». Запуски нового космического судна будут осуществляться со всех российских космодромов, оборудованных стартовыми площадками под «Союзы», то есть с Плесецка и Байконура.
Тактико-технические характеристики используемых поисково-эвакуационных машин не позволят осуществлять эвакуацию спускаемых аппаратов, так как их массогабаритные характеристики изменятся. Поэтому, проектируя и создавая новый спускаемый аппарат, необходимо решать вопросы, связанные с обеспечением поисково-спасательных сил новыми средствами, входящими в поисково-спасательный комплекс.
При разработке перспективной космической техники необходимо учитывать весь комплекс вопросов, которые возникают в связи с ее внедрением и обслуживанием, поскольку ПЭМ-2 под массу и габариты «Клипера» не приспособлена. Ми-8 не способен транспортировать такой спускаемый аппарат в грузовом отсеке или на внешней подвеске. Следовательно, будущий комплекс должен быть транспортабелен вертолетами и самолетами, которые имеются на вооружении ПСК (Ми-6 и Ан-12БП). Кроме того, он должен оснащаться современной штатной навигационной аппаратурой (АРК и 10Р-26). Ходовые качества комплекса не должны уступать существующему. Число пассажирских мест в кузове-фургоне необходимо увеличить до 8-10 человек, а запас хода должен составлять не менее 1000 км. Космонавтов необходимо перевозить к вертолету в положении лежа, машины необходимо оборудовать лебедками самовытаскивания.
В связи с разработкой новых спускаемых аппаратов необходимо ожидать новый этап развития поисково-эвакуационных машин. Продвижение вперед одной отрасли ракетно-космической техники является причиной необходимости подтягивания до ее уровня всего комплекса наземного обеспечения, в том числе и поисково-спасательного.
Также для доставки спускаемых аппаратов в место назначения появляется необходимость поиска и эвакуации аппарата уже на Земле, поскольку даже на нынешнем этапе развития техники рассчитать место посадки возможно лишь с определенной погрешностью. Погрешность вызывает целый ряд слабо прогнозируемых факторов, таких как скорость ветра на разных высотах на протяжении спуска или точность включения двигателей и их тормозной импульс. Для пилотируемых аппаратов типа «ТМА» и «Союз-ТМ» разброс по трассе спуска может составлять до 400 км, а боковое отклонение – до 60 км. Например, «Союза ТМА-3» перелетел расчетную точку приземления всего 7 километров по трассе, а «Союза ТМА-1» не долетел до расчетной точки 440 км по трассе при правом боковом отклонении в 27 км. Для непилотируемых спускаемых аппаратов, ввиду их малого веса и габаритов отклонение может быть еще больше. Также аппарат может приземлиться на пересеченной местности, в болоте, степи и даже приводниться. В связи с этим для поиска и эвакуации привлекают авиационные, наземные и морские средства которые выполняют поисковые работы в составе поискового комплекса или автономно.
В качестве авиационных средств поиска используют вертолеты Ми-8, самолеты Ан-12 или Ан-24, оснащаемые соответствующим оборудованием. Для наземного поиска спускаемых аппаратов используют специально разработанные для данной цели поисково-эвакуационные машины – машины высокой проходимости, а также гусеничную технику и аэросани.
Подготовка к эвакуации спускаемого аппарата. На заднем плане - ПЭМ-1
В данной статье будут рассмотрены разновидности наземной поисково-спасательной техники – поисково-эвакуационных машин.
Поисково-эвакуационные машины предназначены для поиска и эвакуации спускаемых аппаратов и их экипажей. Машины могут выполнять поставленные задачи автономно или взаимодействуя с поисковыми самолетами (вертолетами). Поиск может осуществляться в степной, лесистой, пустынной, болотистой местности, на акваториях внутренних водоемов или на снежной целине в различных метеоусловиях и разное время суток.
Все поисково-эвакуационные машины по своим массе и габаритам рассчитаны на транспортировку различными доступными видами транспорта – от воздушного до железнодорожного. Для доставки по воздуху чаще других используются вертолет Ми-6 и самолет Ан-12. Необходимо отметить, что каждая поисково-эвакуационная машина имеет свою область применения и предназначена для своих целей.
- поисково-эвакуационная пассажирская машина ПЭМ-1;
- поисково-эвакуационная грузовая машина ПЭМ-2;
- поисково-эвакуационная пассажирская машина (снегоболотоход) ПЭМ-3.
Машины ПЭМ-1 и ПЭМ-2, которые были созданы на заводе ЗиЛ, являются плавающими автомобилями высокой проходимости, имеющими колесную формулу 6x6. Корпуса данных поисково-эвакуационных машин выполнены из полиэфирной смолы, которая армирована стекловолокном. Для изготовления рамы используется алюминиевый сплав АМГ-61. Поисково-эвакуационные машины могут преодолевать на плаву водные преграды, двигаться по рыхлому грунту (погружение колес до 50 см), по снегу (погружение колес до 1 метра), болоту (погружение колес до 70 см). Дальность хода в таких условиях составляет до 200 километров при скорости от 7 км/ч (при прохождении болота) до 40 км/ч (при движении по твердому грунту).
Основными областями применения ПЭМ-1 (2) с учетом данных характеристик являются степная пересеченная местность, имеющая незначительное количество деревьев и большое количество различных водных препятствий. Основной район базирования при этом может располагаться на расстоянии 300 километров от места поиска.
ПЭМ-3 изготовили на специальных шнековых шасси из двух продольно расположенных многовитковых винтов. Скорость машины благодаря этому может достигать 15 км/ч по болоту и рыхлому снегу на расстоянии до 20 километров. Однако двигаться по грунту или шоссе данная машина не может. В связи с этим основной областью применения ПЭМ-3 являются заболоченная местность с неглубокими водными преградами и снежный покров, достигающий 1 метра. ПЭМ-3 к месту поиска доставляется при помощи ПЭМ-2, снабженной кран-балкой. Грузоподъемность крана 3,4 т. Он используется для подъема ПЭМ-3 или спускаемого аппарата, укладываемого в специальное ложе.
Для осуществления поисковых работ используют все типы поисково-эвакуационных машин. Однако ПЭМ-3 используется лишь в случаях невозможности осуществления поиска машинами ПЭМ-1 и ПЭМ-2 в районах поиска. Эвакуацию экипажа осуществляются, как правило, на ПЭМ-1, поскольку она имеет специальную пассажирскую кабину для космонавтов, а ПЭМ-2 эвакуирует спускаемый аппарат.
Для увеличения эффективности поисковых работ машины оборудуются несколькими системами: навигационной системой «Квадрат», автоматическим радиокомпасом АРК-УД, радиопеленгаторами «Пеликан», НКПУ-1 и КАР-1, а также радиостанциями Р-855УМ, «Коралл», «Журавль» и светотехническим оборудованием – ручным прожектором РСП-45 и светосигнальным маяком ОСС-61.
Радиосвязное оборудование используется для двусторонней связи в телефонном и телеграфном режимах внутри поискового комплекса и для связи с пунктом управления. К данному виду оборудования относятся радиостанции «Балкан-5», «Журавль-10», «Журавль-К», «Коралл», Р-802В, Р-860, Р-809М2, Р-855УМ, а также комплекс приемо-передатчика Р-836+РПС. Оборудование работает в СВ, KB и УКВ диапазонах при мощности 0,12 – 500 Вт. Это позволяет иметь постоянную надежную связь с пунктами управления и самолетами на дальности до 100 километров в УКВ диапазоне и до 600 километров в КВ диапазоне.
Малая дальность связи, работающей в УКВ диапазоне с экипажем спускаемых аппаратов после приземления обуславливается небольшой мощностью индивидуальных радиостанций.
Для пеленгации радиостанций и радиомаяков, установленных на спускаемых аппаратах, предназначено спец. оборудование, которое включает автоматические радиокомпасы АРК-УД и АРК-У2, радиопеленгаторы КАР-1, «Орел» и «Пеликан» а также переносные пеленгаторы НКПУ-1. Пеленгацию осуществляют на частотах от 1,5 до 150 МГц. Дальность КВ-пеленгации составляет около 25 километров, а УКВ - 2 километров.
Навигационное оборудование необходимо для выхода поисково-эвакуационных машин в заданный район и определения местонахождения машины. Оборудование включает навигационную систему типа НВНТ, «Квадрат» а также магнитный компас КИ-13. В последнее время поисковиками все активнее используется система GPS.
Светотехническое оборудование, установленное на поисково-эвакуационных машинах, предназначено для поиска спускаемых аппаратов в условиях недостаточной видимости и сложных метеоусловиях, а также для обозначения местонахождения машин. Светотехническое оборудование включает ручной прожектор РСП-45 имеющий дальность обнаружения спускаемых аппаратов до 300 метров и светосигнальный маяк ОСС-61, который излучает сигналы красного цвета с частотой 1 Гц. Дальность визуального обнаружения маяка в простых метеоусловиях может составлять 25 километров.
Кроме этого, поисково-эвакуационные машины оборудованы радиотехническими маяками РМ-5, мощность которых составляет 80 Вт, а рабочий диапазон частот от 100 до 150 Гц. Данное оборудование служит для облегчения пеленгования машин при помощи радиокомпаса АРК-УД авиационными поисковыми силами. При высоте полета 6 тыс. м дальность пеленгации составляет 100 километров.
Наземный поисковый комплекс, который включает ПЭМ-1, ПЭМ-2 и ПЭМ-3 позволяет осуществлять поисково-эвакуационные работы в различных метеорологических условиях и географических поясах, а при помощи специального оборудования осуществлять связь с экипажем спускаемого аппарата, пунктами управления, обеспечивать взаимодействие и координацию поискового комплекса. Оборудование дает возможность осуществить в кратчайшие сроки выход в район поиска и обнаружить экипаж и спускаемый аппарат.
В 2004 году Ракетно-космическая корпорация «Энергия» сообщила о разработке нового многоразового пилотируемого космического корабля «Клипер», который должен был сменить «Союзы» уже к 2010 году.
«Клипер» является возвращаемым космическим кораблем, который может доставлять на орбиту до 700 килограмм груза и до семи человек экипажа. Кроме того, автономный полет космического корабля может достигать 10 суток. При возникновении экстренной ситуации на МКС «Клипер» эвакуирует экипаж на Землю.
Стартовая масса космического корабля длиной 10 метров составит около 14,5 тонн. Предполагается что на орбиту «Клипер», будет выводить российская ракета-носитель «Онега», представляющая собой глубоко модернизированный носитель «Союз». Запуски нового космического судна будут осуществляться со всех российских космодромов, оборудованных стартовыми площадками под «Союзы», то есть с Плесецка и Байконура.
Тактико-технические характеристики используемых поисково-эвакуационных машин не позволят осуществлять эвакуацию спускаемых аппаратов, так как их массогабаритные характеристики изменятся. Поэтому, проектируя и создавая новый спускаемый аппарат, необходимо решать вопросы, связанные с обеспечением поисково-спасательных сил новыми средствами, входящими в поисково-спасательный комплекс.
При разработке перспективной космической техники необходимо учитывать весь комплекс вопросов, которые возникают в связи с ее внедрением и обслуживанием, поскольку ПЭМ-2 под массу и габариты «Клипера» не приспособлена. Ми-8 не способен транспортировать такой спускаемый аппарат в грузовом отсеке или на внешней подвеске. Следовательно, будущий комплекс должен быть транспортабелен вертолетами и самолетами, которые имеются на вооружении ПСК (Ми-6 и Ан-12БП). Кроме того, он должен оснащаться современной штатной навигационной аппаратурой (АРК и 10Р-26). Ходовые качества комплекса не должны уступать существующему. Число пассажирских мест в кузове-фургоне необходимо увеличить до 8-10 человек, а запас хода должен составлять не менее 1000 км. Космонавтов необходимо перевозить к вертолету в положении лежа, машины необходимо оборудовать лебедками самовытаскивания.
В связи с разработкой новых спускаемых аппаратов необходимо ожидать новый этап развития поисково-эвакуационных машин. Продвижение вперед одной отрасли ракетно-космической техники является причиной необходимости подтягивания до ее уровня всего комплекса наземного обеспечения, в том числе и поисково-спасательного.
Информация