#ракетные_байки

Крылья, крылышки, крылушечки...

🤗 Прошла неделя, бурановские бабушки страсти вроде бы улеглись. А значит, нет ничего лучше, чем снова поднять тему тотальной войны многоразовости. Ну а если точнее, сегодня у нас на повестке крылатая версия "Энергии" — "Ураган", она же ГК-175, она же "Энергия-2".

После первого полёта "Энергии" со "Скифом" в 1987 году НПО «Энергия» прикинуло стоимость запуска и решило, что надо бы что-то с этим делать. Как это принято, в первую очередь задумались о том, чтобы на базе "Энергии" сделать модульные РН большей и меньшей грузоподъёмности. Так родились проекты "Энергии-М" на 30 тонн и "Вулкана" на 200 тонн полезной нагрузки.

Кроме того, посмотрев на опыт "Шаттла", уже успевшего один раз взорваться, стало понятно, что вообще-то совмещение грузовых и пилотируемых функций в одной многоразовой системе ведёт к резкому удорожанию грузовых запусков и всё это дело надо бы разделять.

Энергия как одноразовая ракета (без "Бурана") могла вынести на орбиту 100 тонн. Если же надеть "Буран" обратно — лишь 30. То есть на 70% меньше.

Кроме того, у "Энергии" без "Бурана" было одно, крайне неприятное и неудобное свойство - крепление полезной нагрузки сбоку.
Расчёты примитивные, но они наглядно показывают, какой потенциал съедала даже частичная многоразовость.

И у инициативной группы проектантов НПО «Энергия» родилась идея: а давайте сделаем всю систему многоразовой?

⬇️ ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ ⬇️

⬆️ НАЧАЛО ⬆️

Была сформулирована новая стратегия, основанная на двух принципах:

1️⃣ Разделение грузовых и пилотируемых систем, чтобы не возить лишний груз.

2️⃣ Полная многоразовость всех ступеней для снижения стоимости и решения экологических проблем.

Вернее, был ещё один принцип, ибо из-за шального рассмотрения одноступа, или же SSTO (Single Stage to Orbit), пришлось твёрдо утвердить, что:

3️⃣ Многоступенчатая структура — экономически(!) более выгодна по сравнению с одноступенчатой на текущем уровне технологий.

На основе всего этого проектанты (буквально: «выдающиеся вперёд», если переводить с латыни) пришли к выводу, что надо, максимально используя наработки по "Энергии"-"Бурану", сделать двухступенчатый ракетоплан вертикального старта и горизонтальной посадки.
Почему не горизонтального старта, как у других проектов ракетопланов?

Как бы парадоксально это ни было, но двигателисты задумались об экологичности. Выходило, что вертикальный старт приносит меньше вреда озоновому слою. Да и никто не хотел адаптировать "Энергию" под горизонтальный старт, ибо это означало, что придётся всё делать с нуля, а именно этого и пытались избежать, между прочим.

Так "Ураган" и родился.

⬇️ ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ ⬇️

⬆️ НАЧАЛО ⬆️

Тремя китами Урагана стали:

⚪️ Центральный блок (Ц) — садится на крыле. Кроме того, он получил телескопический головной обтекатель.
🔵 Боковые блоки (А) — они теперь садятся не на парашютах (ненадёжная и неудобная схема), а тоже с помощью раскладывающихся крыльев.
🔴 Грузоподъёмность всей системы — 40 тонн. Против 30 у частично многоразового Бурана.

В марте 1987 года инициативная «Инженерная записка» с этим проектом была разослана по всем руководящим организациям.

❓ Пока ждали финансирование и одобрение, ребятки успели продуть первоначальный Ураган в аэродинамической трубе. В общем, тут и выяснилось, что обычный обтекатель не подходит. Почему?

📝 Длина корпуса блока Ц на старте ±60 метров, при диаметре 7,7 м.
Получается, что длина больше ширины почти в 8 раз. И на старте — это прекрасно, ибо центр давления — далеко позади центра масс. Однако при спуске и планировании — это крайне неприятно, ибо отставание центра давления от центра масс создаёт очень большой рычаг. А как известно, если дать Архимеду достаточно большой рычаг, то он перевернёт Землю. Поэтому на посадке центр давления надо было как-то двигать. Тут-то разработчикам и пришла гениальная идея — после того как ракета выпускает полезную нагрузку, головной обтекатель «натягивается» на корпус, уменьшая длину ступени до 44 метров.

Всё это дело снова тщательно продули. Причём сначала в масштабе 1:200 для определения общего вида. А потом уже в 1:50 для точной проработки геометрии и проверки работоспособности рулей аэродинамического оперения.

🕵️‍♂️ Но это блок Ц, а что блок А?

⬇️ ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ ⬇️

⬆️ НАЧАЛО ⬆️

Блоки А, по аналогии с боковыми ускорителями Спейс Шаттла, задумывались изначально многоразовыми, причём с примерно такой же парашютной системой. Но вот только блокам А предстояло садиться не в океан, откуда их можно было легко отбуксировать обратно на завод на побережье, а посреди глухой степи, что, во-первых, означало гораздо меньшую необходимую скорость касания, а во-вторых, что их как-то из этой степи надо бы возвращать.
✈️ Поэтому было решено, что блок А станет центральным верхопланом с 2 раскладными крыльями без управляющих поверхностей и 2 раскладными стабилизаторами, несущими на себе все обязанности по управлению.

Как водится, это всё тоже тщательно продули, получив аэродинамическое качество в 6–7 на гиперзвуке и 17–19 на дозвуковых скоростях. Планировалось, что после отделения от блока Ц и до посадки на аэродром стартового комплекса блок А пройдёт через три фазы:

1️⃣ Баллистический спуск — с 80 км до 50 км. Удаление от стартового стола достигает 270 км.
2️⃣ Участок торможения и разворота — с 50 до 30 км. Тут раскрываются стабилизаторы. По сути, блок гасит избыточную скорость и поворачивает к ВПП. Удаление достигает 310 км.
3️⃣ Планирование и посадка — с 30 до 0 км. После входа в плотные слои атмосферы раскрываются крылья, и блок переходит в планирующий полёт. При необходимости на финальном участке полёта и посадке блок мог доработать с помощью атмосферных двигателей, имеющих запаса 1,2 тонны топлива.

🏆 Пока товарищи-проектировщики развлекались, в декабре 1987 года проект получил одобрение ВПК и МО. Казалось бы, вот он, идеальный вариант развития событий, ведь весь советский космос зависел от ВПК, и если уж они дали добро, то считай, что проект реализован. Но, как мы видим, не вышло.
Но почему, спросите вы?

Во-первых, как мы уже говорили в заметке про Зарю - умер Глушко, что разом подкосило все новые проекты.

Во-вторых стоимость проекта зачем-то пересчитал Агат. Причем в своих расчётах умудрился увеличить стоимость в 10 раз, с 0.6-1.5 млрд рублей (по оценке разработчиков) до 4.6-6 млрд рублей. Откуда такой разбег в стоимости?

Проект изначально был разделён на два этапа: сначала превод блока Ц на крыло, а потом уже блока А. Именно первый этап разработчики и оценили в 600-650 млн. руб. (в ценах 1987 г. на наши это выходит ±100 миллиардов рублей), что составляло дополнительно 4-5% к общим затратам на создание "Энергии" и "Бурана".

Опираясь на оценку «Агата», в МО решили, что стоить проект будет непозволительно много, и проект в 89 году законсервировали, остановив все работы.

Казалось бы этих пунктов хватает, но был и третий.

⬇️ ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ ⬇️

⬆️ НАЧАЛО ⬆️

Чтобы объяснить его, процитируем главного конструктора Энергии-Бурана Бориса Ивановича Губанова, который, в свою очередь, цитировал некогда отечественную прессу о «Шаттле»:

Наиболее эффективным, с экономической точки зрения, режимом полета многоразового корабля считается такой, когда корабль отправляется на орбиту полностью загруженным и загруженным же возвращается на Землю. Любая недогрузка приводит к повышению удельной стоимости космических операций. Следовательно, конструктивные особенности корабля должны определяться сущностью соответствующей космической программы. Если она такова, что на орбиту и обратно нужно доставлять малые массы полезных нагрузок, то нынешний "Шаттл" оказывается избыточным, если большие, то он уже может быть достаточным.

Если перевести на простой язык: чтобы многоразовость окупалась, носитель должен и выводить, и возвращать грузы, близкие по массе к его максимуму.

А что возвращать? Ремонт выгоднее на орбите, результаты экспериментов много не весят... Выходила парадоксальная ситуация.

Ураган не попадал под принцип «конструктивные особенности корабля должны определяться сущностью программы». Для станции "Мир-2" он был слишком слабым, а для заменившей "Мир-2" — МКС — слишком сильным.

Казалось бы, какие проблемы-то? Он же многоразовый, как понадобился — используй.

👀 Но и тут выходит подвох: даже в крайне оптимистичных расценках "Ураган" мог быть нужен максимум 1,5 раза в год, в то время как для эффективной и экономически целесообразной эксплуатации оного надо было производить не менее 4 запусков в год.

По книге Бориса Ивановича Губанова "Триумф и трагедия "Энергии""

#парад_систем

Ракеты - это хорошо, но пора спуститься с небес на землю. Мы имеем в виду буквально: каким образом ракета после своего успешного запуска и долёта до верхней точки опускается вниз?
Сегодня речь пойдёт о ССП, она же Система спасения, она же парашютная система.🪂

🤔 Для чего же она нужна? Казалось бы, ракета одноразовая, живых существ мы на ней не пускаем, но хотелось бы спасти и аппаратуру, хранящуюся на ней, проанализировать состояние всех деталей и систем после полёта, чтобы сделать выводы и исправить в дальнейшем ошибки, да и просто не хотелось бы, чтобы она упала кому-то на голову и сломала что-то при своём «поцелуе» с землёй.

Перед тем как поделиться нашим опытом, немного о составе системы:

🔴парашют (классической куполообразной формы, состоящий из 7 секторов с пришитыми стропами);

🔴пыж (в оружейной сфере их делают из войлока или бумаги, а в нашем случае используется пенопласт);

🔴вышибной заряд (используется поджигаемый от системы управления пиропатрон) 🤯

🔴амортизатор (резиновый жгут, смягчающий удар при раскрытии парашюта и предотвращающий повреждение ракеты);

🔴обтекатель (косвенно связан с системой спасения, но конструкторски он привязан к системе до амортизатора и парашюта; выталкивается пыжом при отстреле пирозаряда);

🔴кондуктор (пластиковое устройство, где в каждый паз вставляется отдельная стропа).
Системы спасения бывают разной конфигурации, но нами был выбран подобный вариант, как один из самых простых - а значит, и самых отказоустойчивых.

Естественно, проектирование системы спасения начинается с расчётов: исходя из сухой массы ракеты, скорости снижения и различных параметров окружающего воздуха мы получаем геометрические характеристики парашюта: его площадь и длину строп.

И вот все рассчитано… парашют сшит, все составляющие подготовлены… что остаётся? Испытывать!
Система спасения должна работать как швейцарские часы, без шанса на ошибку.

☠️ Первые тесты были захватывающим спринтом: выезд в поля Липецкой области, где за 12 дней при работе по 10-12 часов работа была наконец-то завершена. Что же происходило всё это время?

1️⃣ Сначала была пошита меньшая версия парашюта, взят эквивалентный сухой массе ракеты груз и найден мост через славную реку Дон. Один человек кидает - другой ловит. Но всё, естественно, пошло не по плану: парашют не раскрывался, груз просто падал вниз плашмя.

2️⃣ Следующим шагом было решено пошить уже полноразмерную версию. Высоты моста в 20 метров, чтобы оценить его раскрытие, естественно, было маловато, поэтому на помощь пришел ветер. То есть буквально: человек бежал, держа стропы в руке, а ветер заполнял парашют. И тут выявилось целых две проблемы: спутывание строп и хурмообразная форма из-за неверной выкройки.
В связи с этим была изменена выкройка (для создания купола, а не «хурмы») и спроектирован тот самый кондуктор, о котором сказано выше.

3️⃣ Следующий этап испытаний уже был проведен на «Воргольских скалах», и уже с высоты 30 метров был произведен сброс, но и этой высоты оказалось недостаточно. (Но здесь необходимо пояснить, что этот этап проходил со старой, немодернизированной конфигурацией.)

4️⃣ И вот после исправления всех ошибок парашют уже раскрывался с того самого моста из первого этапа. И уже здесь, благодаря рабочей конструкции, он раскрылся, даже несмотря на маленькую высоту в 20 метров.

5️⃣ Финальные бросковые испытания были проведены с паралета с высоты в 453 метра. Аппарат в автоматическом режиме после 2 секунд свободного падения выбил заряд, и парашют раскрылся. Спускался он в течение 153 секунд со скоростью 3,2 м/с. Это был успех.

Это было самое начало пути нашего проекта. Сейчас система спасения перешивается и модернизируется, но всегда стабильно выполняет свою задачу.

✨ Система спасения только кажется простой, но учесть в ней необходимо невероятное множество факторов. Но упорство и труд помогут не только достигнуть небес, но и спокойно вернуться с них!

(Предлагаем вам насладиться процессом, благодаря видео со всеми заснятыми событиями)

#ракетные_байки

Знал ли Гай Юлий Цезарь, что через десятки веков непобедимые галлы будут ещё и в космосе?

🇫🇷 60 лет назад, 26 ноября 1965 года, с полигона Хаммагир в Алжирской Сахаре (откуда в 63 году была запущена в космос единственная кошка-космонавт ❤️) стартовала ракета «Diamant-A» — что по-французски означает «Бриллиант-А»...

Об этом продукте французской инженерной мысли сегодня и пойдёт речь.

Как и почти все страны-союзницы, Франция после Второй мировой получила технологии Третьего рейха, включая те крохи ракетного проекта, что не вывезли США и СССР. Естественно, одних остатков «Фау-2» для создания чего-то полноценного и успешного им не хватило. Поэтому в 1961 году французы сели за разработку собственного, отечественного ракетного проекта. И, разумеется, раз это французы, проект получил вычурное название «Pierres Précieuses» — то есть «Драгоценные Камни»🗿.

Первым в списке ювелира был «Агат» — тест системы управления на твердотопливном двигателе. Потом появился «Топаз»: модифицированная система управления «Агата» и тот же двигатель (забавно, но похоже, никто никогда не измерял его эффективность, если у вас есть эта информация, пожалуйста, сообщите нам).

К 64-му году инженеры создали первый ЖРД Франции — Vexin A, что по-нашему — «Лиса-Женщина». Этот двигатель обладал невероятной эффективностью — целых 220 секунд (сарказм, конечно: почти все твердотопливные двигатели имеют и то больший удельный импульс). Поэтому было решено начать работы над орбитальной ракетой. Но так как сразу сделать орбитальную РН ниасилили бы, то начали, как водится, с МБР. Согласно заведённому порядку, назвали её «Изумруд». После первого же удачного полёта на «Изумруд» насадили «Топаз» и гордо назвали эту связку «Сапфир». Так родилась первая двухступенчатая МБР Франции.

Параллельно в соседнем помещении инженеры экспериментировали с двигателем «Агата» и случайно создали «Рубин» — двухступенчатую твердотопливную ракету. На двигатель «Агата» насадили ещё один РДТТ — Р6 — и весело запускали прототипы спутников на высоту в 2000 км.

К 1965 году инженеры решили, что все камушки достаточно огранены, и, модифицировав двигатель первой ступени (назвали его зачем-то так же «Топаз»), поставили его на вторую ступень.

Недолго думая, решили, что все системы уже достаточно проверены и можно запускать спутник.

Так вот: 60 лет назад, 26 ноября 1965 года, с полигона Хаммагир в Алжирской Сахаре (откуда в 63 году была запущена в космос единственная кошка-космонавт) стартовала ракета «Бриллиант-A». Ракета несла первый французский спутник — «Астерикс». А Франция в тот день стала третьей космической державой.

❔ Почему выбрали Астерикса, а не Обеликса?

Ответ, в общем-то, очевиден: Астерикс сильно легче.

Но французы не были бы французами, если бы, по примеру США и СССР, дали своему первому спутнику номер 1. Поэтому первый спутник Франции — на самом деле FR-2, то есть France-2.

А где же France-1? Неужели он, как «Авангард», потерпел неудачу и не вышел на орбиту?

На самом деле всё проще: французский спутник-1, он же FR-1, через 10 дней был запущен на орбиту американской ракетой «Скаут» (это тоже очень забавная ракета, как-нибудь мы о ней расскажем) и стал вторым спутником Франции.

Что же «Бриллиант»?
А «Бриллиант» оказался крайне удачной ракетой. Стоил он всего 1,9 миллиона долларов — как первая орбитальная ракета-носитель США Juno-1, — но выводил на орбиту в 7 раз больше груза: при стартовой массе в 18 тонн он мог доставить 160 кг на 200-километровую орбиту. Так как «Астерикс» весил всего 42 кг, его апогей оказался значительно выше, и он до сих пор тусит на орбите.

Продолжение следует ⁉️

🤔 Хотим провести небольшой опрос среди аудитории, какой формат постов вам больше всего нравится, и нравится ли?)

Может быть нужно больше мемов локальных про проект? 👇

P.S.
На фото действительно изображен Юрий Гагарин в сомбреро, а не нееросесть, но этот снимок сделан не в Мексике, а в СССР, в Звёздном городке (Центр подготовки космонавтов).

Фотография относится к серии кадров, сделанных во время встреч Гагарина с журналистами и гостями в ЦПК после его полёта, когда ему вручили мексиканское сомбреро как памятный подарок. В источниках упоминается, что такую шляпу Гагарину передали в ходе зарубежных поездок, а уже затем он позировал в ней в Звёздном городке, где и был сделан известный снимок в форме с наградами. ☀️

🔫 Ровно 32 года назад был убит Пабло Эскобар, а вот еслиб у него был 3D-принтер...

Однако, сослагательного наклонения история не терпит. Принтера у Эскобара не было, а вот у нас — есть, и даже не один.

Сегодня поговорим о технологиях, на которых держится производство наших деталей. А точнее — об
аддитивных технологиях и композитных материалах.

Что это вообще такое?

Аддитивное производство - это создание деталей методом послойного наращивания материала. Никакой вырезки или отливки — только добавление. Сюда входят:
🔴 Экструзия (FDM)
🔴 Фотополимеризация (SLA)
🔴 Прямое лазерное выращивание (ПЛВ)
🔴 Селективное лазерное спекание (SLS) и плавление (SLM)

Композитные материалы - это «гибриды», состоящие из двух и более компонентов, которые представляют собой наполнитель и связующее, разделенных четкой границей раздела фаз. Железобетон, стекловолокно, фанера - всё это композиты. Они окружают нас повсюду. Но как это работает у нас?

Пластик и смола — основа прототипирования

1. FDM-печать (послойное наплавление). Так создаются почти все наши кронштейны, обтекатели и даже кондуктор для парашюта (помните наш прошлый пост?). Принцип прост: экструдер, как кондитерский шприц, укладывает расплавленную пластиковую нить слой за слоем, следуя цифровой модели.

2. SLA-печать (стереолитография). В нашей лаборатории также трудится фотополимерный принтер. Платформа опускается в емкость со смолой и источник УФ-излучения (лазер, проектор или LCD-панель) выборочно засвечивает каждый слой, затвердевая его.

Такие принтеры уже живут если не в каждом доме, то в каждой второй лаборатории. Скоро, возможно, мы будем печатать новую чашку вместо похода в магазин.

Но что, если нужен не пластик, а металл?
Ведь некоторые вещи пока можно делать только из металла, в нашем случае: камера сгорания, форсуночная головка, ответственные переходные детали между отсеками ракеты. Они выдерживают колоссальные нагрузки и температуры, где пластику просто не выжить.

Но нам важно упростить производство и снизить вес. А фрезеровать сложные внутренние каналы — часто неподъёмная задача. Выход - печать металлом:
🔴 ПЛВ (прямое лазерное выращивание). Самый распространенный метод печати металлом
🔴 SLS (селективное лазерное спекание)
🔴 SLM (селективное лазерное плавление)

Мы, например, изготовили камеру сгорания методом SLS-печати из сплава Инконель 718. Результат — лёгкая, жаропрочная деталь.

И, наконец, магия композитов:

В проекте мы активно используем углепластик. Это ткань из углеродных нитей, пропитанная эпоксидной смолой.

Сначала мы облегчали стабилизаторы, натягивая углепластиковую плёнку на каркас. Но для надёжности перешли на фигурную резку деталей из цельного листа.

Также не можем не упомянуть факт, что один из участников нашего проекта разработал станок для намотки углеволокном поверхностей вращения. По итогу был создан ряд композитных баков высокого давления, потом подвергнувшихся испытаниям и успешно их прошедшим.

Вы можете сказать, что этого мало и мы лишь сняли сливки с темы, однако, это и был лишь краткий экскурс. А подробности и примеры будут в следующих постах!
Задавайте вопросы в комментариях — мы обязательно ответим!

#парад_систем

🐱Бухгалтерия - триумф математики над разумом? А отчеты - наша боль и спасение.

Все, кто с ними сталкивался, знают: возня с бумажками (или их цифровыми собратьями) утомляет. Скучно? Ещё как.

Но вот парадокс: это, пожалуй, самое важное, что мы делаем. Именно отчёты сохраняют результаты работы, позволяют всё проанализировать и не наступать на одни и те же грабли.

📈В нашем проекте документация - это всё: списки инвентаризации, логи, графики испытаний, чек-листы. Почти каждый причастен. Сейчас система в порядке, но дорога к этому была тернистой. Вспомним наши «костыли» и ошибки на примере испытаний двигательной установки:

🔵Кавардак цифр. Подключили датчики к ноутбуку, ждём результаты… А на экране - просто поток цифр, 10 значений в секунду. Ничего не понятно. Пришлось на месте выгружать данные из «Блокнота» в Excel и вручную строить графики. И так - снова и снова.

🔵Манометры в руках и камеры вместо датчиков. Трубопроводы с манометрами вывели наружу. Каждый держит в руках прибор, а в другой руке - телефон, снимающий шкалу. А потом - долгий разбор полётов: пересматриваем кучу видео, пытаясь угадать, какое давление было в конкретный момент.

🔵Ноутбуки на коленках. Датчиков стало больше, манометры ушли в прошлое. Но теперь данные пишутся на три разных ноутбука, которые лежат у студентов на коленях. Один ноутбук «завис» - и данные потеряны навсегда.

🔵Штативы из телефонов. Кроме телеметрии, нужно же и визуально зафиксировать процесс? Ставим все оставшиеся телефоны на штативы и снимаем. 10-15 минут записи с нескольких ракурсов.

А теперь представьте обработку: весь этот ворох видео и файлов сваливается на одного человека. Начинается долгий анализ и сопоставление фактов.

Зачем так сложно? Неужели нельзя было всё подключить к одному устройству и сразу получать графики? Конечно, можно. Но на тот момент мы считали, что организация программы по оптимизации будет муторной и долгой и что проще провести всё как есть, с костылями, но зато провести сейчас.

❗️Однако после нескольких таких мучений мы пришли к цивилизованному решению, приняв пословицу «Русский долго запрягает, зато быстро едет»:

Во-первых, установили камеры наблюдения, которые с разных углов снимают, сохраняют и сразу выводят на экран всё, что происходит в боксе.

И во-вторых, главное: написали собственное ПО для управления стендом и логирования. Теперь во время испытаний «рыба» отчёта заполняется сама, а графики строятся автоматически. При этом все параметры задаются и фиксируются сами, а результаты выводятся на экран вместе с видео.

В итоге остаётся только внимательно прочитать готовый документ и просмотреть смонтированное видео со всеми данными и кадрами.

Так что да, фраза из заголовка правдива: наш разум может ошибиться и что-то упустить, а компьютер - почти никогда (если, конечно, его правильно настроить).

P.S. А вам доводилось сталкиваться с подобным бюрократическим хаосом? Делитесь в комментариях!🤯

*курение вредит вашему здоровью