Авиация для "Энергии"

     При разработке ракеты-носителя "Энергия" рассматривались различные способы транспортировки блоков, баков, агрегатов, отдельных частей ракеты и орбитального корабля. Негабаритность конструкций блока второй ступени (выше четвертой степени) и корабля заставили разработчиков обратиться к воздушным средствам транспортировки. Водного пути к Байконуру, как у американцев, у нас, известно, - нет. Правда, был вариант транспортировки самоходной баржей из Куйбышева по Волге к устью, ближе к Астрахани или Волгограду, а от Волги до "Байконура" по специальной одноколейной дороге, позволяющей транспортировку сверхгабаритных грузов. Эту железнодорожную колею надо было строить Несложный технико-экономический анализ всех возможных вариантов перевозки показал однозначно: другого пути, кроме воздушного, не было.
     В принципе возможен был вариант транспортировки по частям, по элементам, которые позволяли бы пользоваться доступным транспортом - обычной железной дорогой. Но тогда пришлось бы организовывать крупное производство со всеми проблемами, в том числе - социально-бытового обеспечения. Нужен был бы целый город и ко всему этому оторвать от обжитых мест большую массу специалистов и рабочих с их семьями. Было признано рациональным сборку основных элементов вести на своих производственных базах: блок Ц в Куйбышеве, орбитальный корабль в Москве. Для блока А проблемы транспортировки не существовало. Изначально, по опыту разработки боевых систем, КБ "Южное" предусмотрело возможность транспортировки модульной части блока всеми видами транспортировки: воздушной, речной, морской, железнодорожной и даже автомобильной грунтовой. Понимая проблемность транспортировки блока Ц, мы все же были немало удивлены настойчивостью и смелостью разработчиков "Энергии", которые исследовали возможность транспортировки аэростатическими аппаратами и вертолетами. Транспортировка вертолетами была особенно интересна. Исходя из грузоподъемности существовавших на то время вертолетов перенос собранного блока Ц был возможным только "связкой" вертолетов. Блок Ц крепился к специальной траверсе. Четыре вертолета выстраивались на безопасном для группового полета расстоянии, подхватывали на тросовых "чалках" траверсу с грузом и переносили его на достижимое для вертолетов расстояние. Вариант погиб в связи с тем, что он требовал много промежуточных посадок для дозаправки.
     Были изучены авиационные средства транспортировки блока Ц на базе отечественных самолетов Ту-95, Ан-22, Ан-124, Ил-76 и ЗМ. Самолеты Ту-95 и Ил-76 не обеспечивали необходимой грузоподъемности. Отклонены были также и варианты с использованием самолета Ан-22 и его модификации АН-22Ш (первый мог транспортировать груз на внешней подвеске, второй - внутри фюзеляжа).
     Энтузиастом авиационной транспортировки в НПО "Энергия" был Главный конструктор супертяжелой ракеты И.Н.Садовский. Решение проблемы транспортировки открыло путь для завершающих штрихов в облике "Энергии". Была или не была бы "Энергия" без авиационной транспортировки, сказать трудно. Думаю, что была бы. Позднее все же часть отсеков окончательно собиралась на стапелях "Байконура", а панели этих сборок транспортировались по железной дороге. Так собирались межбаковый отсек и хвостовой.
     "Подходящим" самолетом с высокими аэродинамическими характеристиками оказался тяжелый стратегический бомбардировщик 201М, который создавался В.М.Мясищевым.
      Обычно грузы самолетом транспортируются внутри его грузового отсека. Здесь же родилась мысль разместить крупногабаритные конструкции "Энергии" и планера орбитального корабля "Буран" прямо на фюзеляже на внешних опорных точках. Такой вид привязки груза был у американцев на "Боинге-747", но это решение было не рядовым. Габариты, например, водородного блока "Энергии", были по диаметру намного больше, а по длине почти одинаковыми с самолетом. Создавалось впечатление, что в полете транспортируется не бак, а самолет, который был мало заметен под грузом "бака-дирижабля".
     Изучение аэродинамических свойств такой композиции, поиски рациональной компоновки привели к необходимости изменения конструкции фюзеляжа - усилены отсеки фюзеляжа, установлены узлы крепления грузов, усилено крыло - заменены подкрыльевые стойки на более мощные, установлены более мощные двигатели, вместо однокилевого вертикального оперения сделано разнесенное двухкилевое с огромными концевыми шайбами, увеличена площадь горизонтального и вертикального оперений, практически была изготовлена новая хвостовая часть фюзеляжа с оперением. По сути создали новую машину под руководством В.М.Мясищева, В.Н.Новикова, Г.Е.Лозино-Лозинского и А.Д.Тохунца.
     Создание уникальной воздушной транспортной системы, начавшееся с горячих споров, доказательств, убеждений, прошло как-то обычно, в упорном труде авиаторов, при скептическом отношении многих авиационных корифеев, руководящих специалистов ЦАГИ. Позднее, когда машина полетит, предсказатели неудач замолкнут, а разработчики, кроме восхищений созерцавших полеты, ничего не получили.
     В 1983 г. были сданы в эксплуатацию два самолета ВМ-Т, созданные на базе тяжелого бомбардировщика 201М, полный ресурс каждого самолета-транспортировщика составлял 1500 летных часов, срок эксплуатации каждого - 10 лет, начиная с 1983 г. Самолеты прошли совместные межведомственные летные испытания в варианте без груза и с грузами и допущены к выполнению разовых перевозок штатных грузов.
     Первый экспериментальный полет самолета состоялся 6 января 1982г. Самолет нес на своем "горбу" пакет груза диаметром 8 м, весом 40 т. Было выполнено 8 полетов общей продолжительностью 17 ч 34 мин. Цель испытаний самолета, как автономных, так и с грузами, состояла в следующем:
     - доводка самолета и всех его систем до состояния, обеспечивающего перевозку по заданным маршрутам;
     - определение основных летно-технических характеристик самолета и системы "самолет-груз", оценка их соответствия заданным тактико-техническим требованиям;
     - отработка техники пилотирования самолета и авиационных средств пилотирования с различными вариантами грузов;
     - отработка средств наземного обслуживания самолета и грузов, уточнение технологии производства погрузочно-разгрузочных работ;
     - отработка эксплуатационно-технической документации по самолету и грузам в части транспортировки.
     Оба самолета ВМ-Т обладали удовлетворительными характеристиками устойчивости и управляемости. Летно-технические, взлетно-посадочные и прочностные характеристики, а также системы и оборудование самолетов в основном соответствовали техническому заданию и обеспечивали их эксплуатацию. Первый бак - штатный бак окислителя - самолет ВМ-Т доставил на Байконур с посадкой на посадочную полосу для "Бурана" в апреле 1982 г.
     Транспортируемые грузы представляли собой конструкцию, включающую объект транспортировки (элементы блока второй ступени и орбитального корабля) и дополнительные устройства и узлы, обеспечивающие безопасную доставку груза на самолете -транспортировщике. Носовые обтекатели, транспортировочные шпангоуты и стекатель являлись элементами многоразового применения, используемыми только для транспортировки. Емкости окислителя и горючего блока второй ступени транспортировались наддутыми воздухом, исходя из условия обеспечения прочности, устойчивости оболочек и кондиционности внутренних полостей.
     Для обеспечения на всех участках полета минимума нагрузок на элементы поверхности обтекателя и стекателя транспортируемого груза на них выполнены специальные дренажи с воздухозаборниками для стравливания воздуха из отсеков (на участке подъема) и наддува отсеков воздухом (на участке посадки).
     Для обеспечения требуемых перепадов давления, действующих на элементы поверхности обтекателя и стекателя транспортируемого груза, наряду с дренированием отсеков установлено требование по возможной негерметичности обтекателя и стекателя, как по самой поверхности, так и по местам стыковки с транспортировочными шпангоутами. Негерметичность обтекателя и стекателя не должна превышать 10 % от площади соответствующих дренажных отверстий в свету.
     В целях безопасности полета авиационных средств транспортировки и самолета ВМ-Т в зонах аэродрома вылета, аэродрома посадки и по трассе полета обеспечивается метеопрогноз и режимные ограничения - отсутствие других самолетов по трассе. Для этих целей пользуются самолетом-лидером или самолетом наблюдения. Для транспортировки вспомогательных средств, траверсы для транспортируемого груза применяются самолеты сопровождения - Ил-76 и Ан-22.
     Дальнейшая увязка и разработка авиационных средств транспортировки была обусловлена необходимостью перевозки крупногабаритных грузов в виде окончательно собранного блока Ц ракеты-носителя "Энергия". Перевозка с завода-изготовителя готового блока второй ступени сулила большие выгоды в организации работ по изготовлению ракеты во взаимодействии завод - космодром. Появлялась возможность превратить технологическую линию сборки ракеты в производственную форму и исключить промышленную зону "Энергии" на Байконуре. Это стало реальным, когда был разработан самолет Ан-125, а затем Ан-225 в ОКБ О.К.Антонова (генеральный конструктор П.В.Балабуев).
     Ан-225, "Мрия" - это шестимоторный супертяжелый транспортный самолет, имеющий еще более внушительный вид с установленным в верхней части фюзеляжа воздушно-космическим самолетом "Буран", когда он демонстрировался в Париже. "Мрия" в состоянии транспортировать не только "Буран", но и другие космические летательные аппараты типа "Хотел" (Hotel) и "Гермес" (Hermes). "Мрия" в состоянии даже обеспечивать запуск космических летательных аппаратов. Этот огромный транспортный самолет в состоянии взлетать с полной взлетной массой 600 т, включая 250 т полезной нагрузки внутри фюзеляжа или на наружных подвесках. Первый полет он выполнил в декабре 1988 г. Во время пятнадцатого полета он доставил 64-тонный "Буран" из Киева в Бурже на расстояние свыше 6000 км, взяв в ходе перелета на космодроме Байконур орбитальный корабль.
     Таким образом, впервые в отечественной практике принципиально решена задача транспортировки авиационными средствами конструкций больших масс и крупных габаритов в собранном виде. При этом решены вопросы аэродинамики, устойчивости и управляемости, взлета и посадки., прочности, массово-центровочные, по системе управления, по гидравлической системе, по авиационным двигателям, по топливной системе, по системе электроснабжения, по пилотажно-навигационному и радионавигационному оборудованию, по радиосвязному и радиолокационному оборудованию, по кислородной системе, по парашютной тормозной посадочной системе и парашютно-тормозному оборудованию, по средствам спасения, по бортовому устройству регистрации полезной информации, по системе подвески груза, по электромагнитной совместимости, по контролеспособности и метеорологическому обеспечению.
     Были спроектированы и изготовлены уникальные средства наземного обслуживания самолета с грузами, средства наземной транспортировки грузов и погрузочно-разгрузочные агрегаты. Освоена бесконтейнерная транспортировка грузов на внешней подвеске фюзеляжа самолета-транспортировщика.
     Опыт перевозки крупногабаритных элементов конструкций блока второй ступени и орбитального корабля с помощью авиационных средств транспортирования показал ее перспективность.

Фотографии и иллюстрации к главе

Дополнение web-мастера: Смотри также статью В.Бурдакова "На спине самолета" и страницу "Самолет ВМ-Т "Атлант".

Далее...