Ночной кошмар советских космонавтов - Lenticular Re-entry Vehicle
Этот корабль до последнего времени считался весьма малоизвестным. Не так уж много источников писали о этой машине — своеобразной в своем роде.
Но до сих пор проект LRV поражает своей проработанностью, выгодно тличающей его от других проектов военно-космических кораблей (в большинстве своем, представлявших не более чем эскизные чертежи)
А началось все в 1959 году в НАСА, когда, в ходе обсуждения программы развития маневренного (способного управляемо сходить с орбиты) космического аппарата, была предложена дисковидная форма, как наиболее удовлетворяющая требованиям термостойкости. При анализе получалось, что аппарат дисковидной формы будет в плане термозащиты более выгодным, чем обычной конструкции.
Разрабтками по программе занялась фирма North American Aviation, на авиабазе «Райт-Паттерсон» с 1959 по 1963 год.
Результатом программы был дисковидный летательный аппарат диаметром около 12,2 метров при высоте в центре 2,29 метра. Вес пустого аппарата составлял 7730 кг, максимальный вес выводимого на орбиту аппарата составлял 20 411 кг, вес полезной нагрузки — 12 681 кг, включая вес ракет — 3650 кг. В аппарате располагались: спасательная капсула, жилой отсек, рабочий отсек, отсек вооружения, основная двигательная установка, энергетическая установка, кислородный и гелиевый баки. На задней кромке LRV располагались вертикальные и горизонтальные поверхности управления, при помощи которых после схода с орбиты осуществлялся управляемый спуск в атмосфере. Посадка самолетного типа осуществлялась на выдвижное четырехстоечное лыжное шасси.
По своей конструкции, LRV должен был стать орбитальным бомбардировщиком, средством нанесения первого и обезоруживающего удара по неприятелю. Предполагалось, что в предверии конфликта, эта боевая машина будет выведена на орбиту при помощи ракеты Saturn C-3. Имея возможность находиться на орбите до 7 недель, LRV мог бы длительное время патрулировать, в полной готовности к атаке.
В случае начала конфликта, LRV должен был уменьшить высоту орбиты, и атаковать цель 4 ядерными ракетами. Каждая ракета имела запас топлива, обеспечивающий сход с орбиты LRV и атаку наземного объекта. Предполагалось, что LRV может нанести атаку быстрее, чем любое другое атакующее средство в арсенале США, и при этом, противник практически не будет иметь времени отреагировать.
Достоинствами проекта была и отличная защищенность LRV. На 1959 год, субмарины с баллистическими ракетами все еще вынуждены были приближаться к побережью противника. LRV же мог атаковать любую точку планеты, оставаясь в полной безопасности — действующим с поверхности ракетам было бы очень трудно его атаковать из-за высокой маневренности аппарата.
Предполагалось, что LRV будет действовать вместе с орбитальынми перехватчиками Dyna Soar. Перехватчики должны были обеспечить уничтожение спутинков и противоспутниковых систем противника, после чего LRV атаковал бы.
К достоинствам проекта относилась и высочайшая степень обеспечения выживаемости экипажа. LRV, за счет управляемого спуска, был гораздо более перспективен чем Gemini.
В случае же невозможности спуска с орбиты, конструкция LRV предусматривала уникальный элемент — маневрирующую посадочную капсулу, которая смогла бы спасти экипаж.
Техническое описание корабля LRV:
Аппарат LRV был устроен следующим образом. Экипаж во время вывода аппарата на орбиту и спуска его с орбиты должен был располагаться в клинообразной капсуле в передней части аппарата. Назначение капсулы — управление из нее аппаратом LRV в штатном полете и спасение экипажа в случае аварийной ситуации при взлете и посадке. Для этой цели в капсуле располагались четыре кресла для членов экипажа и панель управления, имелись аварийные системы жизнеобеспечения и энергоснабжения. Сверху капсулы имелся люк, через который экипаж попадал в капсулу перед стартом. В аварийной ситуации отделение капсулы от конструкции основного аппарата осуществлялось подрывом пироболтов, после чего в работу вступал твердотопливный ракетный двигатель тягой около 23 000 кг, расположенный в задней части капсулы. Время работы аварийного двигателя составляло 10 секунд, этого было достаточно, чтобы отвести капсулу от покинутого аппарата на безопасное расстояние, перегрузка при этом не превышала 8,5 g. Стабилизация капсулы после отделения от основного аппарата осуществлялась при помощи четырех раскрывающихся
хвостовых поверхностей. После стабилизации капсулы сбрасывался ее носовой обтекатель и раскрывался расположенный под ним парашют, обеспечивавший скорость снижения капсулы 7,6 м/с.
В штатном режиме посадки LRV, т.е. при осуществлении самолетной посадки, носовой обтекатель капсулы сдвигался вниз и открывал плоский щелевой иллюминатор, обеспечивая тем самым обзор летчику. Этот носовой иллюминатор мог также использоваться для переднего обзора во время нахождения LRV на орбите. Справа от капсулы располагался жилой отсек для экипажа, а слева — рабочий отсек аппарата. Доступ в эти отсеки осуществлялся через боковые люки капсулы. Боковые люки имели герметизацию по всему периметру. При аварийном отделении капсулы от основного аппарата герметизирующие устройства разрушались. Длина капсулы составляла 5,2 м, ширина — 1,8 м, пустой вес — 1322 кг, расчетный вес вместе с экипажем в режиме аварийной посадки — 1776 кг.
Жилой отсек предназначался для отдыха экипажа и поддержания его физического состояния на необходимом уровне. На задней стенке отсека располагались три спальные полки и сантехническая кабина. Пространство снизу полок использовалось для хранения личных вещей членов экипажа. Вдоль борта спереди и справа располагались тренажеры для физических занятий, блок хранения и приготовления пищи, стол для приема пищи. В углу, образованном задней стенкой отсека и правой стенкой спасательной капсулы, находился герметичный шлюз, который позволял осуществлять выход из аппарата в открытый космос или в отсек вооружения.
В рабочем отсеке, расположенном по левому борту аппарата, находился командный пульт с аппаратурой связи и слежения и пульт оператора оружия, с которого осуществлялся как запуск своих ракет, так и дистанционное управление оружием беспилотного спутника. В углу отсека также располагался шлюз для выхода в открытый космос или в отсек вооружения. В штатном режиме давление воздуха в капсуле, жилом и рабочем отсеках поддерживалось на уровне 0,7 атмосферы с тем, чтобы экипаж мог работать и отдыхать без скафандров.
Негерметичный отсек вооружения занимал почти всю заднюю половину LRV, его объем был достаточен как для хранения четырех ракет с ядерными боеголовками, так и для работ в нем членов экипажа с целью проверки и подготовки ракет к запуску. Ракеты (две слева и две справа) были закреплены на двух параллельных направляющих. Между парами ракет по продольной оси аппарата располагался манипулятор. Над ним находился люк, через который с помощью манипулятора ракеты поочередно выводились и закреплялись на спине LRV в боевой позиции. Все работы по установке ракет в боевую позицию проводились вручную. В случае если LRV до боевого применения ракет получал приказ срочно вернуться на землю, ракеты отделялись от основного аппарата и оставлялись на орбите для последующего использования. Оставленные ракеты могли запускаться дистанционно или подбираться другими аппаратами, после чего использоваться в обычном режиме.
В штатный комплект LRV входил также челночный аппарат, рассчитанный на двух человек. Он хранился в отсеке вооружения и предназначался для посещения беспилотного спутника с целью его технического обслуживания и ремонта. Для перемещения в пространстве челнок имел собственный ЖРД тягой 91 кг.
В качестве топлива для основного двигателя тягой 907 кг, предназначенного для маневрирования и схода с орбиты, для двигателя челнока и двигателя беспилотного спутника использовались тетроксид азота N2O4 и гидразин N2H4. Кроме того, это же топливо использовалось в двигателях ракет беспилотного спутника. Основной запас топлива (4252 кг) хранился в баках LRV, запас топлива в челноке составлял 862 кг, в беспилотном спутнике — 318 кг, в ракетах — 91 кг. Челнок заправлялся по мере выработки своего запаса топлива от основного аппарата. Топливо челнока использовалось для заправки баков беспилотного спутника во время профилактических и ремонтных работ. Топливные системы ракет в боевом режиме были постоянно соединены с баками спутника. Если ракеты выстреливались или отсоединялись для профилактики или ремонта, то в месте разъема трубопроводы перекрывались автоматическими клапанами для предотвращения утечки топлива. Суммарные утечки топлива за шесть недель несения боевого дежурства оценивались в 23 кг.
LRV имел две раздельные системы энергоснабжения: одна для обеспечения работы потребителей во время вывода на орбиту и спуска с орбиты, другая для обеспечения нормального функционирования всех систем аппарата в течение 6 недель нахождения на орбите.
Энергоснабжение аппарата в режимах вывода на орбиту и схода с орбиты осуществлялось при помощи серебряно-цинковых батарей, позволявших поддерживать пиковую нагрузку 12 кВт в течение 10 минут и среднюю нагрузку 7 кВт в течение 2 часов. Вес батареи составлял 91 кг, ее объем не превышал 0,03 м3. После завершения миссии предусматривалась замена отработавшей батареи на новую.
Энергоустановка для орбитальной фазы полета разрабатывалась в двух вариантах: на базе миниатюрного источника атомной энергии и на базе концентратора солнечной энергии типа «Sunflower» («Подсолнух»). Суммарная мощность потребителей при работе на орбите составляла 7 кВт.
В первом варианте на аппарате необходимо было предусмотреть надежную радиационную защиту экипажа, что представляло собой достаточно сложную проблему. Атомный источник электроэнергии должен был активизироваться после выхода на орбиту. Перед спуском аппарата с орбиты атомный источник предполагалось оставлять на орбите и использовать его в других запускаемых аппаратах.
Солнечная энергоустановка имела вес 362 кг, диаметр концентратора солнечного излучения, который раскрывался на орбите, составлял 8,2 м. Ориентация концентратора на Солнце осуществлялась с помощью струйной системы управления и следящей системы. Концентратор фокусировал солнечное излучение на приемнике-нагревателе первичного контура, рабочим телом в котором являлась ртуть. Вторичный (паровой) контур имел установленные на одном валу турбину, электрогенератор и насос. Отработанное тепло из вторичного контура выбрасывалось в космическое пространство при помощи радиатора, температура которого составляла 260°С. Генератор имел мощность 7 кВт и вырабатывал трехфазный ток напряжением 110 В и частотой 1000 Гц.
При сходе с орбиты аппарат подвергается интенсивному нагреву. Расчеты показывали, что температура нижней поверхности при этом должна достигнуть 1100°С, а на верхней — 870°С. Поэтому разработчиками LRV были приняты меры по защите его от воздействия высокой температуры. Стенка аппарата представляла собой многослойную конструкцию. Наружная обшивка выполнялась из жаропрочного сплава F-48. Далее следовал слой высокотемпературной теплоизоляции, уменьшавший температуру до 538°С, после нее располагалась сотовая панель из никелевого сплава. Затем шла низкотемпературная теплоизоляция, снижающая температуру до 93°С, а затем внутренняя обшивка из алюминиевого сплава. Носовая кромка аппарата с радиусом закругления 15 см была покрыта графитовой теплозащитой.
Но до сих пор проект LRV поражает своей проработанностью, выгодно тличающей его от других проектов военно-космических кораблей (в большинстве своем, представлявших не более чем эскизные чертежи)
А началось все в 1959 году в НАСА, когда, в ходе обсуждения программы развития маневренного (способного управляемо сходить с орбиты) космического аппарата, была предложена дисковидная форма, как наиболее удовлетворяющая требованиям термостойкости. При анализе получалось, что аппарат дисковидной формы будет в плане термозащиты более выгодным, чем обычной конструкции.
Разрабтками по программе занялась фирма North American Aviation, на авиабазе «Райт-Паттерсон» с 1959 по 1963 год.
Результатом программы был дисковидный летательный аппарат диаметром около 12,2 метров при высоте в центре 2,29 метра. Вес пустого аппарата составлял 7730 кг, максимальный вес выводимого на орбиту аппарата составлял 20 411 кг, вес полезной нагрузки — 12 681 кг, включая вес ракет — 3650 кг. В аппарате располагались: спасательная капсула, жилой отсек, рабочий отсек, отсек вооружения, основная двигательная установка, энергетическая установка, кислородный и гелиевый баки. На задней кромке LRV располагались вертикальные и горизонтальные поверхности управления, при помощи которых после схода с орбиты осуществлялся управляемый спуск в атмосфере. Посадка самолетного типа осуществлялась на выдвижное четырехстоечное лыжное шасси.
По своей конструкции, LRV должен был стать орбитальным бомбардировщиком, средством нанесения первого и обезоруживающего удара по неприятелю. Предполагалось, что в предверии конфликта, эта боевая машина будет выведена на орбиту при помощи ракеты Saturn C-3. Имея возможность находиться на орбите до 7 недель, LRV мог бы длительное время патрулировать, в полной готовности к атаке.
В случае начала конфликта, LRV должен был уменьшить высоту орбиты, и атаковать цель 4 ядерными ракетами. Каждая ракета имела запас топлива, обеспечивающий сход с орбиты LRV и атаку наземного объекта. Предполагалось, что LRV может нанести атаку быстрее, чем любое другое атакующее средство в арсенале США, и при этом, противник практически не будет иметь времени отреагировать.
Достоинствами проекта была и отличная защищенность LRV. На 1959 год, субмарины с баллистическими ракетами все еще вынуждены были приближаться к побережью противника. LRV же мог атаковать любую точку планеты, оставаясь в полной безопасности — действующим с поверхности ракетам было бы очень трудно его атаковать из-за высокой маневренности аппарата.
Предполагалось, что LRV будет действовать вместе с орбитальынми перехватчиками Dyna Soar. Перехватчики должны были обеспечить уничтожение спутинков и противоспутниковых систем противника, после чего LRV атаковал бы.
К достоинствам проекта относилась и высочайшая степень обеспечения выживаемости экипажа. LRV, за счет управляемого спуска, был гораздо более перспективен чем Gemini.
В случае же невозможности спуска с орбиты, конструкция LRV предусматривала уникальный элемент — маневрирующую посадочную капсулу, которая смогла бы спасти экипаж.
Техническое описание корабля LRV:
Аппарат LRV был устроен следующим образом. Экипаж во время вывода аппарата на орбиту и спуска его с орбиты должен был располагаться в клинообразной капсуле в передней части аппарата. Назначение капсулы — управление из нее аппаратом LRV в штатном полете и спасение экипажа в случае аварийной ситуации при взлете и посадке. Для этой цели в капсуле располагались четыре кресла для членов экипажа и панель управления, имелись аварийные системы жизнеобеспечения и энергоснабжения. Сверху капсулы имелся люк, через который экипаж попадал в капсулу перед стартом. В аварийной ситуации отделение капсулы от конструкции основного аппарата осуществлялось подрывом пироболтов, после чего в работу вступал твердотопливный ракетный двигатель тягой около 23 000 кг, расположенный в задней части капсулы. Время работы аварийного двигателя составляло 10 секунд, этого было достаточно, чтобы отвести капсулу от покинутого аппарата на безопасное расстояние, перегрузка при этом не превышала 8,5 g. Стабилизация капсулы после отделения от основного аппарата осуществлялась при помощи четырех раскрывающихся
хвостовых поверхностей. После стабилизации капсулы сбрасывался ее носовой обтекатель и раскрывался расположенный под ним парашют, обеспечивавший скорость снижения капсулы 7,6 м/с.
В штатном режиме посадки LRV, т.е. при осуществлении самолетной посадки, носовой обтекатель капсулы сдвигался вниз и открывал плоский щелевой иллюминатор, обеспечивая тем самым обзор летчику. Этот носовой иллюминатор мог также использоваться для переднего обзора во время нахождения LRV на орбите. Справа от капсулы располагался жилой отсек для экипажа, а слева — рабочий отсек аппарата. Доступ в эти отсеки осуществлялся через боковые люки капсулы. Боковые люки имели герметизацию по всему периметру. При аварийном отделении капсулы от основного аппарата герметизирующие устройства разрушались. Длина капсулы составляла 5,2 м, ширина — 1,8 м, пустой вес — 1322 кг, расчетный вес вместе с экипажем в режиме аварийной посадки — 1776 кг.
Жилой отсек предназначался для отдыха экипажа и поддержания его физического состояния на необходимом уровне. На задней стенке отсека располагались три спальные полки и сантехническая кабина. Пространство снизу полок использовалось для хранения личных вещей членов экипажа. Вдоль борта спереди и справа располагались тренажеры для физических занятий, блок хранения и приготовления пищи, стол для приема пищи. В углу, образованном задней стенкой отсека и правой стенкой спасательной капсулы, находился герметичный шлюз, который позволял осуществлять выход из аппарата в открытый космос или в отсек вооружения.
В рабочем отсеке, расположенном по левому борту аппарата, находился командный пульт с аппаратурой связи и слежения и пульт оператора оружия, с которого осуществлялся как запуск своих ракет, так и дистанционное управление оружием беспилотного спутника. В углу отсека также располагался шлюз для выхода в открытый космос или в отсек вооружения. В штатном режиме давление воздуха в капсуле, жилом и рабочем отсеках поддерживалось на уровне 0,7 атмосферы с тем, чтобы экипаж мог работать и отдыхать без скафандров.
Негерметичный отсек вооружения занимал почти всю заднюю половину LRV, его объем был достаточен как для хранения четырех ракет с ядерными боеголовками, так и для работ в нем членов экипажа с целью проверки и подготовки ракет к запуску. Ракеты (две слева и две справа) были закреплены на двух параллельных направляющих. Между парами ракет по продольной оси аппарата располагался манипулятор. Над ним находился люк, через который с помощью манипулятора ракеты поочередно выводились и закреплялись на спине LRV в боевой позиции. Все работы по установке ракет в боевую позицию проводились вручную. В случае если LRV до боевого применения ракет получал приказ срочно вернуться на землю, ракеты отделялись от основного аппарата и оставлялись на орбите для последующего использования. Оставленные ракеты могли запускаться дистанционно или подбираться другими аппаратами, после чего использоваться в обычном режиме.
В штатный комплект LRV входил также челночный аппарат, рассчитанный на двух человек. Он хранился в отсеке вооружения и предназначался для посещения беспилотного спутника с целью его технического обслуживания и ремонта. Для перемещения в пространстве челнок имел собственный ЖРД тягой 91 кг.
В качестве топлива для основного двигателя тягой 907 кг, предназначенного для маневрирования и схода с орбиты, для двигателя челнока и двигателя беспилотного спутника использовались тетроксид азота N2O4 и гидразин N2H4. Кроме того, это же топливо использовалось в двигателях ракет беспилотного спутника. Основной запас топлива (4252 кг) хранился в баках LRV, запас топлива в челноке составлял 862 кг, в беспилотном спутнике — 318 кг, в ракетах — 91 кг. Челнок заправлялся по мере выработки своего запаса топлива от основного аппарата. Топливо челнока использовалось для заправки баков беспилотного спутника во время профилактических и ремонтных работ. Топливные системы ракет в боевом режиме были постоянно соединены с баками спутника. Если ракеты выстреливались или отсоединялись для профилактики или ремонта, то в месте разъема трубопроводы перекрывались автоматическими клапанами для предотвращения утечки топлива. Суммарные утечки топлива за шесть недель несения боевого дежурства оценивались в 23 кг.
LRV имел две раздельные системы энергоснабжения: одна для обеспечения работы потребителей во время вывода на орбиту и спуска с орбиты, другая для обеспечения нормального функционирования всех систем аппарата в течение 6 недель нахождения на орбите.
Энергоснабжение аппарата в режимах вывода на орбиту и схода с орбиты осуществлялось при помощи серебряно-цинковых батарей, позволявших поддерживать пиковую нагрузку 12 кВт в течение 10 минут и среднюю нагрузку 7 кВт в течение 2 часов. Вес батареи составлял 91 кг, ее объем не превышал 0,03 м3. После завершения миссии предусматривалась замена отработавшей батареи на новую.
Энергоустановка для орбитальной фазы полета разрабатывалась в двух вариантах: на базе миниатюрного источника атомной энергии и на базе концентратора солнечной энергии типа «Sunflower» («Подсолнух»). Суммарная мощность потребителей при работе на орбите составляла 7 кВт.
В первом варианте на аппарате необходимо было предусмотреть надежную радиационную защиту экипажа, что представляло собой достаточно сложную проблему. Атомный источник электроэнергии должен был активизироваться после выхода на орбиту. Перед спуском аппарата с орбиты атомный источник предполагалось оставлять на орбите и использовать его в других запускаемых аппаратах.
Солнечная энергоустановка имела вес 362 кг, диаметр концентратора солнечного излучения, который раскрывался на орбите, составлял 8,2 м. Ориентация концентратора на Солнце осуществлялась с помощью струйной системы управления и следящей системы. Концентратор фокусировал солнечное излучение на приемнике-нагревателе первичного контура, рабочим телом в котором являлась ртуть. Вторичный (паровой) контур имел установленные на одном валу турбину, электрогенератор и насос. Отработанное тепло из вторичного контура выбрасывалось в космическое пространство при помощи радиатора, температура которого составляла 260°С. Генератор имел мощность 7 кВт и вырабатывал трехфазный ток напряжением 110 В и частотой 1000 Гц.
При сходе с орбиты аппарат подвергается интенсивному нагреву. Расчеты показывали, что температура нижней поверхности при этом должна достигнуть 1100°С, а на верхней — 870°С. Поэтому разработчиками LRV были приняты меры по защите его от воздействия высокой температуры. Стенка аппарата представляла собой многослойную конструкцию. Наружная обшивка выполнялась из жаропрочного сплава F-48. Далее следовал слой высокотемпературной теплоизоляции, уменьшавший температуру до 538°С, после нее располагалась сотовая панель из никелевого сплава. Затем шла низкотемпературная теплоизоляция, снижающая температуру до 93°С, а затем внутренняя обшивка из алюминиевого сплава. Носовая кромка аппарата с радиусом закругления 15 см была покрыта графитовой теплозащитой.
Информация