"Buran"

The big complex program indissolubly connected with development "Energia", became creation of the orbital ship "Buran". On the design and characteristics it{he} essentially differs from all before the spacecrafts created in our country. "Buran" - the winged flying device of the plane configuration executed under the scheme{plan} "бесхвостка" with свободнонесущим and low located wing double стреловидности. The wing of the total area nearby 250 м2 allows "Buran" to plan and make engineless landing{planting} to an air field strip after its{his} returning from space. The area of vertical plumage 39 м2, balancing щитка - 10,3. Easier speaking, "Buran" lands not as the plane, and as a glider.
Aerodynamic quality on subsonic speeds 6,1, on hypersound - 1,74. Specific loading on carrying{bearing} surface of 312-372 kg/¼2. Its{his} landing speed of 300-330 km/h, as at a modern fighter. The maximal high-speed pressure at descent{release} up to two tons on м2 миделя. Settlement length of run of the orbital ship on a landing strip at landing{planting} of 1100-2000 m.
Constructed for "Buran" on Baikonur a landing strip in length and width 84 m high quality of a covering has of 4,5 km. The air station is equipped by the modern radiosystems providing all-weather landing{planting}, including automatic. Except for the basic air station it was supposed to put into operation two spare - in the West, in Simferopol, and in the east of the country, in Хороле near Ussuriisk of Primorye Territory. The runway of the maximum{supreme} class at the cosmodrome Baikonur could be used as a landing strip for flights of the orbital ships " the Space the Shuttle ", "Hermes" and other development of space powers. Could be used and reserve air stations of Simferopol and Хороля. One of the important features - "Buran" can carry out descent{release} with lateral maneuver, that is with a deviation{rejection} "to the left-to the right" up to 2000 km. These aerodynamic qualities of the ship, in particular, allow to carry out emergency descent{release} and landing{planting} to spare air stations at supernumerary situations. The maximal longitudinal range at descent{release} nearby 15 thousand in km.
At initial weight of the orbital ship in an orbit (after its{his} branch from the block) nearby 105 т, "Buran" allows to deliver to an orbit up to 30 т a payload. - it{he} can return special quality of "Buran" from an orbit to the Earth up to 20 т. Landing weight of the "empty" orbital ship 82 т. For accommodation of a cargo by the ship the big cargo compartment, its{his} diameter of 4,7 m, length of 18,3 m, total amount nearby 350 м3 is stipulated. In such compartment the mainframe of station " World " or module " Quantum " could be placed, for example, thus the compartment allows not only to place payloads and devices, but also to serve them before a unloading and to supervise work of onboard systems down to the moment of branch from "Buran". The general{common} length of "Buran" of 36,4 m, height on parking of 16,5 m, diameter of the circle described around of a cross-section contour of a fuselage, 5,6 m, scope of a wing of 24 m. Base the chassis of 13 m, a track of 7 m.
At planned number of crew (2-4 persons) the ship can accept aboard 6-8 more additional members of crew for carrying out of various works in an orbit, that is it is possible to name "Buran" ten-local machine{car}. Duration of flight in each concrete case is defined{determined} by the program, at the first operation phase it{she} was planned no more than 7 day, maximal time can be till 30 day. Good maneuverable opportunities of "Buran" in an orbit first of all are provided with a significant fuel stock up to 14 т, a nominal stock up to 7,5 т. To increase a stock of fuel it is possible, having established{installed} in a cargo compartment additional fuel capacities. One of the most complex{difficult} systems " Burans " is its{his} incorporated impellent installation which structure includes 48 engines of three dimensions on draft. Two engines of orbital maneuvering by draft on 8,8 т for довыведения the ship into an orbit, 38 engines of jet management of movement concerning the center of weights with draft of everyone of 390 kg and 8 more (for precision movings) - with draft on 20 kg. All engines from uniform tanks eat liquid oxygen and hydrocarbonic fuel "циклином". Engines of orbital maneuvering are located in a tail compartment, engines of management - in blocks tail and носового compartments. Earlier in projects two more propulsion jet engines of type АЛ-31 by draft on 8 т for maintenance of flight in a mode of landing{planting} with deep lateral maneuver were provided. Later these engines have been excluded and in the first flight did not participate.
By means of engines " Burans " such basic operations are carried out: stabilization of a sheaf of "Energia" - "Buran" before division with block TS, branch and withdrawal of "Buran", довыведение it{him} into an initial orbit, formation of a working orbit, its{her} correction, interorbital transitions, orientation and stabilization, rapproachement and joining with other space vehicles, braking and descent{release} from an orbit, management of position of the ship concerning the center of weights in orbital flight and at descent{release} in an atmosphere.
The electronic brain of the ship operates movement of "Buran" on all sites of flight, provides navigation and management of work of onboard systems. On a site довыведения provides an output{exit} into a basic orbit. At a stage of orbital flight - correction of an orbit, interorbital transitions, сход from an orbit and immersing in an atmosphere on minimally possible{probable} height with the subsequent returning to a basic orbit, orientation, program turns, rapproachement and mooring to cooperating object, lag, закрутку around of any from axes. On descent{release} and landing{planting} - сход from an orbit, flight in an atmosphere with necessary lateral maneuver, reduction air station and landing{planting} to a strip. A basis of a control system - the high-speed computer complex in structure of four computers replacing each other. The complex is capable to solve quickly all problems{tasks} within the limits of its{his} functions and, first of all, to coordinate ballistic parameters to the program of flight. The system of automatic control of "Buran" is so perfect{absolute}, that the crew in the future flights is considered{examined} as a part duplicating automatics.
Inertial system of navigation in which basis - гиростабилизированная the platform, receives the initial information on position and parameters of movement of the center and concerning the center of weights of the orbital ship in various systems of coordinates at all stages of flight from star gauges, from plotters of an infra-red vertical and the ionic gauges defining{determining} positions of the ship concerning the Earth, and also from system satellite навигаций. At rapproachement with cooperating object the systems which are giving out the information on relative position of objects work. At movement in an atmosphere the information on air-speed parameters acts in addition. To the aid of operating system the Control centre of flight, a network of ground measuring items{points}, satellites-retransmitters " Beams " placed in a geostationary orbit, vessels of the Academy of sciences in different areas of the Atlantic and Silent oceans can be involved. On a final site of descent{release} and landing{planting} in action can join it is command-control office, located near to a landing strip.
The onboard terminal equipment carries out decoding, strengthening{amplification}, transformation and finishing of commands{teams} of management from computer center or bodies of manual management up to systems or is direct agencies.
In the manual contour of a control system providing participation of crew in piloting of the orbital ship, systems of indication of parameters of flight and characteristics of functioning of a complex of onboard systems of the ship and visualization of the instructively-help information are included.
Accuracy of definition of own coordinates in an independent mode from 0,5 up to 1 km, with use of satellite systems of navigation - within the limits of 300 m. Orientation of the ship is carried out to within 10 angular minutes. Initial range of detection of the purpose at rapproachement with it{her} at presence целеуказаний from the Earth and on cooperated object up to 400 km, at absence целеуказаний - up to 20 km.

The case of the ship (fuselage) conditionally shares on three compartments a nose, average - a compartment of a payload - and tail. Носовая the part of a fuselage represents the aerodynamic environment structurally consisting from носового of the cook, an impellent compartment and a compartment of a tight cabin. A cabin цельносварной designs which internal space is divided{undressed} by the floors forming decks. In a combination to frames of a deck provide кабинному to the module necessary durability. In a forward top part of a cabin large-sized blocks остекления - windows - for maintenance of the review to crew are established{installed}. The back wall has шлюзовое the device for an output{exit} of cosmonauts in a cargo compartment. On the left board of a cabin the hatch for an input{entrance} and an output{exit} of crew on start and after landing{planting}. The cabin of crew in a nose of a part fastens by means of the units minimally transferring{transmitting} loadings from an external power{force} environment. Installation and dismantle of a cabin is made through a technological socket in the top part of "nose" of a fuselage. The cabin has three parts: a command compartment in which the basic crew of pilots and their workplaces of orbital and flight zones are placed; a household compartment where the additional crew is placed, system of maintenance of ability to live, berths, means of personal hygiene, the survival suits, five compartments with the equipment of a control system, radio engineering and telemetering complexes, elements of system терморегулирования; a modular compartment in which units of life-support systems and терморегулирования are placed.
Average part of a fuselage - the most loaded part of a glider. Feature of its{her} design consists available in the top part big, practically on all length, the выреза-hatch. From the interior of each shutter mobile and motionless panels radiating теплообменника systems терморегулирования fasten. A compartment of a payload негерметичен. The bottom part represents a power{force} design of the central part of a wing to which the left and right consoles of a wing fasten. In a forward bottom part the niche of a forward rack the chassis which from below is closed by a shutter is formed. In a compartment of a payload space vehicles and the research equipment, an onboard complex of service of a payload - systems of onboard manipulators, communications{connections} of mechanical fastening and installation of a cargo are placed, and can be established{installed} according to the program of flight стыковочный the module, additional blocks of storage of hydrogen of system энергопитания and fuel for the incorporated impellent installation. In this compartment aerials of radio engineering system of the rapproachement, one of two остронаправленных aerials of complex radiosystem also are placed. The compartment is sewn up from below by a covering with экранно-vacuum isolation. Under a covering of a compartment units of system of power supplies, four blocks of storage of cryogenic components (oxygen and hydrogen) systems энергопитания, units of systems терморегулирования and life-support are placed.
The tail part of a fuselage structurally coordinates the basic units of a glider of the orbital ship in a single whole: vertical plumage, balancing щиток. In a tail part blocks of the incorporated impellent installation, an auxiliary power-plant, units of a hydrocomplex, the instrument container, the second остронаправленная the aerial fasten. In the bottom part of vertical plumage the container with brake parachute system is established{installed}. The rudder of a direction is dismembered structurally on a plane of symmetry on two parts at which deviation{rejection} synchronously in the opposite parties{sides} the rudder carries out functions of an air brake.
The suspension bracket of the orbital ship to block TS is carried out by means of three units of fastening placed on the bottom surface of a fuselage: two of them - in the tail part, one - in a forward part of a cargo compartment. The design of units of fastening provides synchronous undocking the ship and the central block of a rocket by means of pyrotechnic devices. Niches of units after break of communications{connections} are automatically closed by covers of hatches.
The wing consists of two consoles. For accommodation of the core the chassis in each console is available a niche with the hatch and shutters, on a back longeron of the console is fixed элевон, consisting of two секций a cellular design. The wing, vertical plumage and a fuselage form a glider of the orbital ship. The structure of a glider includes also system of landing devices, the chassis, a hydrocomplex with the auxiliary power-plant, the built in means of automatics, internal logic, the control and diagnostics.
The design of a glider is executed basically from mastered by the domestic industry high-strength сталей and aluminium and titanic alloys with wide application of composite materials on polymeric and metal matrixes, cellular designs with aluminium, steel and titanic bases, are applied алюминиево-берилиевые materials.
At an input{entrance} in dense layers of an atmosphere the orbital ship is braked. At braking the ship, as well as any head part of a combat missile, that Energia which has been informed to the ship at its{his} dispersal till space speed is extinguished. Thus a plenty of heat is allocated for surfaces of braking of the ship. The maximal temperature on носке and a forward edge of a wing reaches{achieves} a fuselage 1500-1600 ╟С. On наветренной surfaces of a fuselage - up to 1300 ╟С, on leeward - up to 700 ╟С. As much as possible admissible for a design of a glider the temperature cannot exceed 160 ╟С.
The constructional materials suitable for flying devices which are not losing working capacity at more heats while is not present. In this connection for maintenance of a thermal condition of a design of a glider in a settlement interval of temperatures on all sites of flight its{his} surface is protected by a heat-shielding covering. The range of the temperatures acting on designs, considerably extends aside its{her} coolings in conditions of orbital flight up to-130 ╟С. Thus, the heat-shielding covering multipurposely also has demanded development of essentially new materials with special прочностными and теплофизическими properties. They should provide reliability of the device at all stages of flight. The main properties of this covering should become: an opportunity of repeated use with the minimal repair and the ease which is not breaking the weight importance of a passive element of a design.
On "Buran" at descent{release} in an atmosphere it is necessary to protect from thermal influence more than thousand square meters of a surface is almost a hundred times more, than on the lowered device all of the well-known ship "Union". If to try to transfer{carry} on "Buran" the technical decisions accepted for "Union" heat-shielding coverings in weight nearby 45 т - almost half of all weight of the ship will be necessary.
At all named requirements the heat-shielding should have also high durability to resist static and especially dynamic виброакустическим to loadings at stages of active deducing{removing} into an orbit and braking. Besides at repeated application it{she} should not admit{allow} any appreciable changes of properties and the sizes.
On various sites of a surface of a glider the heat-shielding of various types corresponding{meeting} thermal loading in this zone is established{installed}. The most heat-stressed sites of a surface of a glider - носок a fuselage and forward edges of a wing and vertical plumage - are carried out from a heat resisting constructional material "carbon-carbon". Носок a fuselage made{produced} of having internal теплоизоляцию "carbon-carbon" the cook who joins a fuselage by means of ниобиевых cores, for example, represents. A basis of thermal protection of other surface of the ship the tile in the size 150х150 and 200х200 makes mm thickness up to 70 mm, the developed heat-shielding covering consists of a superthin pure{clean} quartz fibre. Each such tile is protected эрозионностойким by a covering. The "black" covering provides stability of tiled protection in a stream of plasma, переизлучает thermal energy in surrounding space. " White " reduces heating the ship by solar beams due to the regulated parity{ratio} of the optical characteristics given by it{him}. During the interflight period of a covering protect tiles from mechanical damages, pollution and influences of a moisture.
Repair coverings are developed for restoration of performance data of a tile also. Their application allows to refuse dismantle of tiles from the ship and carrying out of a full cycle of their manufacturing.
Fastening of a tile to a metal covering of the ship is carried out by glue specially developed silicon-organic. Uniqueness and complexity of its{his} creation consists that at the minimal charge (weight) of glue it was required to connect reliably a tile to metal through so porous felt lining. The second problem - preservation of durability at temperatures up to 300 ╟С, the third - elasticity of glue at a minus 150 ╟С. And still - glueing of a heat-shielding to a surface of the ship was necessary for executing at usual temperature.
The major problem became development of technology of drawing of the coverings strictly keeping aerodynamic forms of the ship. It is enough to tell, that on its{his} surface is about 38 thousand the tiles made{produced} under specially developed individual programs in view of a configuration of a concrete place of each tile on the case. At installation of tiles backlashes were strictly maintained, and ledges of tiles above a surface should not exceed shares of millimeter. The lump of a heat-shielding of "Buran" makes nearby 9 т. Durability of coverings is kept and after repeated passage of the ship through dense layers of an atmosphere. At working off of a heat-shielding covering starts on a suborbital trajectory of special model of the ship, named "Pine forest" were made.
The system of landing devices includes the chassis with support and brake wheels, the mechanism of release and cleaning the chassis, the brake parachute intended for clearing of speed of run at landing{planting}. The chassis is executed under the three-wheeled scheme{plan} from a lobby a nose by a rack. The forward rack allows to carry out turn of a wheel in a direction that expands an opportunity of maneuvering at movement on a ßáñ«þ¡«-runway. For independent flights at horizontal flights tests and an independent transfer of the ship replacement of a forward rack the chassis on special, extended, providing to the ship is provided at rise a positive corner of attack nearby 4 ╟.
Hydrocomplex the chassis, brakes of wheels, the mechanism of a turn of a forward rack the chassis actuates bodies of aerodynamic management, mechanisms of release. Management of all drives electroremote. Release the chassis in emergency operation can be carried out by duplicating pyrotechnic system. Auxiliary газотурбинная the power-plant actuates drives of the basic hydropumps of hydrosystem and consists of three power units. As fuel for this system serves гидразин, products каталитического which decomposition in газогенераторе are a working body of the turbine.
At an input{entrance} in an atmosphere and landing{planting} of the ship onboard system наддувает not tight compartments of a glider. At deducing{removing} the ship into an orbit pressure from not tight compartments is dumped{reset} by the same system.
Not less important system of the orbital ship is the radio engineering complex (communication{connection}, TV, telemetry, the radiocontrol of an orbit, transfer of the scientific information), possessing an opportunity of an exchange with the Center all kinds of the information. The system of onboard measurements collects, will transform, remembers, stores{keeps} and distributes{allocates} the information for transfer. The adaptive telemetering system carries out gathering the information under 25 programs and supervises up to 3 thousand parameters.
Among more than 50 various onboard systems of the ship are available: system of maintenance of a thermal mode; system and means of maintenance of ability to live to which means of maintenance of gas structure of an atmosphere concern, шлюзования and an output{exit} in space, survival suits, system of an individual defence at a fire and change of structure of an atmosphere, water supply, a feed{meal} and sanitary devices; system of electrosupply on the basis of oxygen-hydrogen electrochemical generators, with capacity{power} of the electric power developed{produced} by onboard sources, 18 kw, with an emergency stock in 300 kw-h of storage sources of a current.
Стыковочный the module of the ship consists from шлюзовой chambers, farms for fastening the module, the unit of joining. In a working compartment шлюзовой chambers can simultaneously be two cosmonauts, in the put forward tunnel of the chamber - one. The onboard complex of service of a payload includes system of onboard manipulators, a communication facility and fastening of a payload.
The atmospheric site of descent{release} and landing{planting} of the orbital ship in a regular case begins with height of the order of 100 km and comes to an end with its{his} stop on a landing strip of air station. The basic aerodynamic braking of the ship occurs{happens} at height from 100 up to 20 km. A problem{task} of descent{release} from 100 up to 20 km is the output{exit} of the orbital ship in the set point of the beginning of prelanding maneuver with simultaneous observance of restriction of overloads and aerodynamic heating. The orbital ship at descent{release} from an orbit approximately for 20 minutes stops a radio communication with the Earth as it{he} flies in a cloud of plasma and there are it{her} at height of 40 km and on distance of the order of 400 km from a landing strip. At height of 40-20 km the orbital ship is deduced{removed} in a zone of reception of signals of radiocorrection. On a site of reduction air station from height of 20 km indemnification of the mistakes{errors} which have been saved up{which have been saved} before reception of signals of radiocorrection is carried out. After that the ship is resulted{brought} on a trajectory of prelanding planning with the minimal deviations{rejections} on longitudinal and lateral range, a corner of a rate and a corner of an inclination of a trajectory. Landing approach is made at height of 6000-500 m, the first alignment occurs{happens} at height of 500-200 m, flight on flat глиссаде 200-25 m, the second alignment at height of 25 m.
The ship "Buran", coming back from an orbit, decreases and carries out landing{planting} without use of draft of engines. In aircraft the similar way was widely used earlier and once even was the core - planes planned with completely задросселированными engines. But landing{planting} without the engine in modern aircraft is still considered{examined} as the help for safe end of flight at refusal of a power-plant.
"Buran" possesses essentially smaller aerodynamic quality than the plane, and decreases on an abrupt trajectory with a corner nearby 20 ╟ at vertical speed of 50-60 km/s. Therefore its{his} landing{planting} even more complex{difficult}.
The basic means of working off and acknowledgement{confirmation} of a practical opportunity of automatic landing{planting} was the analogue, equiped additionaly by four plane jet engines. On a control system the analogue completely corresponds{meets} to the ship "Buran". In the first flights the analogue of "Buran" planned on usual for planes flat глиссаде with use of draft of engines. After that send{have passed} to landings{plantings} without the engine with call on abrupt глиссаде at manual management. Certainly, completely automatic landing{planting} of analogue has been executed not at once. In the beginning have checked up automatics on abrupt planning, then down to the termination{ending} of alignment with the subsequent landing with manual management. One more landing{planting} have executed, having disconnected{having switched-off} the automatic device right after contacts wheels of a strip. And already after that landing{planting} in an automatic mode up to a full stop has been executed. Such flights was sixteen.
The test pilots selected in group of preparation, have made hundreds preliminary flights at cloudy weather on fighter aircrafts, by planes-laboratories.
The orbital ship intends for use at deducing{removing} into a low circumterraneous orbit of automatic space objects of scientific, economic and military purpose{assignment; destination}; space tows for interorbital transportation service, transportation and returning to the Earth various space vehicles; rescue of crews in space.

Original version of the text

"Буран"

Большой комплексной программой, неразрывно связанной с разработкой "Энергии", стало создание орбитального корабля "Буран". По своей конструкции и характеристикам он существенно отличается от всех ранее созданных в нашей стране космических кораблей. "Буран" - крылатый летательный аппарат самолетной конфигурации, выполненный по схеме "бесхвостка" со свободнонесущим и низко расположенным крылом двойной стреловидности. Крыло суммарной площади около 250 м2 позволяет "Бурану" планировать и совершать безмоторную посадку на аэродромную полосу после возвращения его из космоса. Площадь вертикального оперения 39 м2, балансировочного щитка - 10,3. Проще говоря, "Буран" приземляется не как самолет, а как планер.
Аэродинамическое качество на дозвуковых скоростях 6,1, на гиперзвуковых - 1,74. Удельная нагрузка на несущую поверхность 312-372 кг/м2. Его посадочная скорость 300-330 км/ч, как у современного истребителя. Максимальный скоростной напор при спуске до двух тонн на м2 миделя. Расчетная длина пробега орбитального корабля по посадочной полосе при посадке 1100-2000 м.
Построенная для "Бурана" на Байконуре посадочная полоса длиной 4,5 км и шириной 84 м имеет высокое качество покрытия. Аэродром оснащен современными радиосистемами, обеспечивающими всепогодную посадку, включая автоматическую. Кроме основного аэродрома предполагалось ввести в строй два запасных - на западе, в Симферополе, и на востоке страны, в Хороле близ Уссурийска Приморского края. Взлетно-посадочная полоса высшего класса на космодроме Байконур могла бы быть использована в качестве посадочной полосы для полетов орбитальных кораблей "Спейс Шаттл", "Гермес" и других разработок космических держав. Могли быть использованы и резервные аэродромы Симферополя и Хороля. Одна из важных особенностей - "Буран" может осуществлять спуск с боковым маневром, то есть с отклонением "влево-вправо" до 2000 км. Эти аэродинамические качества корабля, в частности, позволяют при нештатных ситуациях осуществлять экстренные спуск и посадку на запасные аэродромы. Максимальная продольная дальность при спуске около 15 тыс. км.
При начальной массе орбитального корабля на орбите (после его отделения от блока Ц) около 105 т, "Буран" позволяет доставлять на орбиту до 30 т полезного груза. Особое качество "Бурана" - он может возвращать с орбиты на Землю до 20 т. Посадочная масса "пустого" орбитального корабля 82 т. Для размещения груза на корабле предусмотрен большой грузовой отсек, его диаметр 4,7 м, длина 18,3 м, общий объем около 350 м3. В таком отсеке мог быть размещен, например, базовый блок станции "Мир" или модуль "Квант", при этом отсек позволяет не только размещать полезные грузы и аппараты, но и обслуживать их перед выгрузкой и контролировать работу бортовых систем вплоть до момента отделения от "Бурана". Общая длина "Бурана" 36,4 м, высота на стоянке 16,5 м, диаметр окружности, описываемой вокруг поперечного контура фюзеляжа, 5,6 м, размах крыла 24 м. База шасси 13 м, колея 7 м.
При планируемой численности экипажа (2-4 человека) корабль может принять на борт еще 6-8 дополнительных членов экипажа для проведения различных работ на орбите, то есть можно назвать "Буран" десятиместной машиной. Длительность полета в каждом конкретном случае определяется программой, на первом этапе эксплуатации она планировалась не более 7 суток, максимальное же время может быть до 30 суток. Хорошие маневренные возможности "Бурана" на орбите прежде всего обеспечиваются значительным топливным запасом до 14 т, номинальный запас до 7,5 т. Увеличить запас топлива можно, установив в грузовом отсеке дополнительные топливные емкости. Одной из наиболее сложных систем "Бурана" является его объединенная двигательная установка, в состав которой входят 48 двигателей трех размерностей по тяге. Два двигателя орбитального маневрирования тягой по 8,8 т для довыведения корабля на орбиту, 38 двигателей реактивного управления движением относительно центра масс с тягой каждого 390 кг и еще 8 (для прецизионных перемещений) - с тягой по 20 кг. Все двигатели из единых баков питаются жидким кислородом и углеводородным горючим "циклином". Двигатели орбитального маневрирования расположены в хвостовом отсеке, двигатели управления - в блоках хвостового и носового отсеков. Ранее в проектах предусматривались еще два воздушно-реактивных двигателя типа АЛ-31 тягой по 8 т для обеспечения полета в режиме посадки с глубоким боковым маневром. Позднее эти двигатели были исключены и в первом полете не участвовали.
С помощью двигателей "Бурана" выполняются такие основные операции: стабилизация связки "Энергия" - "Буран" перед разделением с блоком Ц, отделение и увод "Бурана", довыведение его на начальную орбиту, формирование рабочей орбиты, ее коррекция, межорбитальные переходы, ориентация и стабилизация, сближение и стыковка с другими космическими аппаратами, торможение и спуск с орбиты, управление положением корабля относительно центра масс в орбитальном полете и при спуске в атмосфере.
Электронный мозг корабля управляет движением "Бурана" на всех участках полета, обеспечивает навигацию и управление работой бортовых систем. На участке довыведения обеспечивает выход на опорную орбиту. На этапе орбитального полета - коррекцию орбиты, межорбитальные переходы, сход с орбиты и погружение в атмосферу на минимально возможную высоту с последующим возвращением на опорную орбиту, ориентацию, программные развороты, сближение и причаливание к сотрудничающему объекту, зависание, закрутку вокруг какой-либо из осей. На спуске и посадке - сход с орбиты, полет в атмосфере с необходимым боковым маневром, приведение на аэродром и посадка на полосу. Основа системы управления - быстродействующий вычислительный комплекс в составе четырех заменяющих друг друга компьютеров. Комплекс способен быстро решать все задачи в пределах его функций и, прежде всего, увязывать баллистические параметры с программой полета. Система автоматического управления "Бурана" столь совершенна, что экипаж в будущих полетах рассматривается как звено, дублирующее автоматику.
Инерциальная система навигации, в основе которой - гиростабилизированная платформа, получает исходную информацию о положении и параметрах движения центра и относительно центра масс орбитального корабля в различных системах координат на всех этапах полета от звездных датчиков, от построителей инфракрасной вертикали и ионных датчиков, определяющих положения корабля относительно Земли, а также от системы спутниковой навигаций. При сближении с сотрудничающим объектом работают системы, выдающие информацию об относительном положении объектов. При движении в атмосфере поступает дополнительно информация о воздушно-скоростных параметрах. На помощь управляющей системе могут привлекаться Центр управления полетом, сеть наземных измерительных пунктов, спутники-ретрансляторы "Луч", размещенные на геостационарной орбите, суда Академии наук в разных районах Атлантического и Тихого океанов. На заключительном участке спуска и посадки в действие может включиться командно-диспетчерский пункт, расположенный вблизи посадочной полосы.
Бортовая оконечная аппаратура осуществляет дешифровку, усиление, преобразование и доведение команд управления от вычислительного центра или органов ручного управления до систем или непосредственно исполнительных органов.
В ручной контур системы управления, обеспечивающий участие экипажа в пилотировании орбитального корабля, включены системы индикации параметров полета и характеристик функционирования комплекса бортовых систем корабля и визуализации инструктивно-справочной информации.
Точность определения собственных координат в автономном режиме от 0,5 до 1 км, с использованием спутниковых систем навигации - в пределах 300 м. Ориентация корабля осуществляется с точностью до 10 угловых минут. Начальная дальность обнаружения цели при сближении с ней при наличии целеуказаний с Земли и на кооперируемый объект до 400 км, при отсутствии целеуказаний - до 20 км.

Корпус корабля (фюзеляж) условно делится на три отсека носовой, средний - отсек полезного груза - и хвостовой. Носовая часть фюзеляжа представляет собой аэродинамическую оболочку, конструктивно состоящую из носового кока, двигательного отсека и отсека герметичной кабины. Кабина цельносварной конструкции, внутреннее пространство которой разделено полами, образующими палубы. В сочетании со шпангоутами палубы обеспечивают кабинному модулю необходимую прочность. В передней верхней части кабины установлены крупногабаритные блоки остекления - иллюминаторы - для обеспечения обзора экипажу. Задняя стенка имеет шлюзовое устройство для выхода космонавтов в грузовой отсек. На левом борту кабины люк для входа и выхода экипажа на старте и после посадки. Кабина экипажа в носовой части крепится с помощью узлов, минимально передающих нагрузки от внешней силовой оболочки. Монтаж и демонтаж кабины производится через технологический разъем в верхней части "носа" фюзеляжа. Кабина имеет три части: командный отсек, в котором размещены основной экипаж пилотов и их рабочие места орбитальной и пилотажной зон; бытовой отсек, где размещается дополнительный экипаж, система обеспечения жизнедеятельности, спальные места, средства личной гигиены, скафандры, пять отсеков с аппаратурой системы управления, радиотехнического и телеметрического комплексов, элементами системы терморегулирования; агрегатный отсек, в котором размещены агрегаты систем жизнеобеспечения и терморегулирования.
Средняя часть фюзеляжа - наиболее нагруженная часть планера. Особенность ее конструкции заключается в наличии в верхней части большого, практически по всей длине, выреза-люка. С внутренней стороны каждой створки крепятся подвижная и неподвижная панели радиационного теплообменника системы терморегулирования. Отсек полезного груза негерметичен. Нижняя часть представляет собой силовую конструкцию центральной части крыла, к которой крепятся левая и правая консоли крыла. В передней нижней части образована ниша передней стойки шасси, которая снизу закрывается створкой. В отсеке полезного груза размещаются космические аппараты и научно-исследовательская аппаратура, бортовой комплекс обслуживания полезного груза - системы бортовых манипуляторов, связей механического крепления и установки груза, и могут устанавливаться в соответствии с программой полета стыковочный модуль, дополнительные блоки хранения водорода системы энергопитания и топлива для объединенной двигательной установки. В этом отсеке также размещены антенны радиотехнической системы сближения, одна из двух остронаправленных антенн комплексной радиосистемы. Отсек зашит снизу обшивкой с экранно-вакуумной изоляцией. Под обшивкой отсека размещены агрегаты системы электропитания, четыре блока хранения криогенных компонентов (кислорода и водорода) системы энергопитания, агрегаты систем терморегулирования и жизнеобеспечения.
Хвостовая часть фюзеляжа конструктивно увязывает в единое целое основные агрегаты планера орбитального корабля: вертикальное оперение, балансировочный щиток. В хвостовой части крепятся блоки объединенной двигательной установки, вспомогательная силовая установка, агрегаты гидрокомплекса, приборный контейнер, вторая остронаправленная антенна. В нижней части вертикального оперения установлен контейнер с тормозной парашютной системой. Руль направления расчленен конструктивно по плоскости симметрии на две части, при отклонении которых синхронно в противоположные стороны руль выполняет функции воздушного тормоза.
Подвеска орбитального корабля к блоку Ц осуществляется при помощи трех узлов крепления, размещенных на нижней поверхности фюзеляжа: два из них - в хвостовой части, один - в передней части грузового отсека. Конструкция узлов крепления обеспечивает синхронную расстыковку корабля и центрального блока ракеты с помощью пиротехнических устройств. Ниши узлов после разрыва связей автоматически закрываются крышками люков.
Крыло состоит из двух консолей. Для размещения основного шасси в каждой консоли имеется ниша с люком и створками, на заднем лонжероне консоли закреплен элевон, состоящий из двух секций сотовой конструкции. Крыло, вертикальное оперение и фюзеляж образуют планер орбитального корабля. В состав планера входят также система посадочных устройств, шасси, гидрокомплекс со вспомогательной силовой установкой, встроенные средства автоматики, внутренней логики, контроля и диагностики.
Конструкция планера выполнена в основном из освоенных отечественной промышленностью высокопрочных сталей и алюминиевых и титановых сплавов с широким применением композиционных материалов на полимерной и металлической матрицах, сотовых конструкций с алюминиевой, стальной и титановой основами, применяются алюминиево-берилиевые материалы.
При входе в плотные слои атмосферы орбитальный корабль тормозится. При торможении корабля, как и любой головной части боевой ракеты, гасится та энергия, которая была сообщена кораблю при разгоне его до космической скорости. При этом на поверхности торможения корабля выделяется большое количество тепла. Максимальная температура на носке фюзеляжа и передней кромке крыла достигает 1500-1600 ╟С. На наветренной поверхности фюзеляжа - до 1300 ╟С, на подветренной - до 700 ╟С. Максимально допустимая для конструкции планера температура не может превышать 160 ╟С.
Подходящих для летательных аппаратов конструкционных материалов, не теряющих работоспособность при более высоких температурах, пока нет. В этой связи для поддержания теплового состояния конструкции планера в расчетном интервале температур на всех участках полета его поверхность защищена теплозащитным покрытием. Диапазон температур, действующих на конструкции, значительно расширяется в сторону ее охлаждения в условиях орбитального полета до -130 ╟С. Таким образом, теплозащитное покрытие многофункционально и потребовало разработки принципиально новых материалов с особыми прочностными и теплофизическими свойствами. Они должны были обеспечить надежность аппарата на всех этапах полета. Главными свойствами этого покрытия должны были стать: возможность многократного использования с минимальным ремонтом и легкость, не нарушающая весовую значимость пассивного элемента конструкции.
На "Буране" от теплового воздействия при спуске в атмосфере приходится защищать более тысячи квадратных метров поверхности - это почти в сто раз больше, чем на спускаемом аппарате всем хорошо известного корабля "Союз". Если попытаться перенести на "Буран" технические решения, принятые для "Союза", то нужны будут теплозащитные покрытия массой около 45 т - почти половины всей массы корабля.
При всех названных требованиях теплозащита должна была иметь еще и высокую прочность, чтобы противостоять статическим и особенно динамическим виброакустическим нагрузкам на этапах активного выведения на орбиту и торможения. Кроме того, при многократном применении она не должна была допустить каких-либо заметных изменений свойств и размеров.
На различных участках поверхности планера устанавливается теплозащита различных типов, соответствующая тепловой нагрузке в этой зоне. Наиболее теплонапряженные участки поверхности планера - носок фюзеляжа и передние кромки крыла и вертикального оперения - выполняются из жаростойкого конструкционного материала "углерод-углерод". Носок фюзеляжа, например, представляет собой изготовленный из имеющего внутреннюю теплоизоляцию "углерод-углерода" кок, который присоединяется к фюзеляжу с помощью ниобиевых стержней. Основу тепловой защиты остальной поверхности корабля составляет плитка размером 150х150 и 200х200 мм толщиной до 70 мм, разработанное теплозащитное покрытие состоит из супертонкого чистого кварцевого волокна. Каждая такая плитка защищена эрозионностойким покрытием. "Черное" покрытие обеспечивает устойчивость плиточной защиты в потоке плазмы, переизлучает тепловую энергию в окружающее пространство. "Белое" уменьшает нагрев корабля солнечными лучами за счет регламентированного соотношения приданных им оптических характеристик. В межполетный период покрытия предохраняют плитки от механических повреждений, загрязнения и воздействия влаги.
Для восстановления рабочих характеристик плитки разработаны также ремонтные покрытия. Их применение позволяет отказаться от демонтажа плиток с корабля и проведения полного цикла их изготовления.
Крепление плитки к металлической обшивке корабля осуществляется специально разработанным кремний-органическим клеем. Уникальность и сложность его создания заключается в том, что при минимальном расходе (весе) клея требовалось надежно соединить плитку с металлом через столь же пористую фетровую прокладку. Вторая проблема - сохранение прочности при температурах до 300 ╟С, третья - эластичность клея при минус 150 ╟С. И еще - приклеивание теплозащиты к поверхности корабля необходимо было выполнить при обычной температуре.
Важнейшей проблемой стала разработка технологии нанесения покрытий, строго сохраняющих аэродинамические формы корабля. Достаточно сказать, что на его поверхности находится около 38 тысяч плиток, изготовленных по специально разработанным индивидуальным программам с учетом конфигурации конкретного места каждой плитки на корпусе. При установке плиток строго выдерживались зазоры, а выступы плиток над поверхностью не должны были превышать долей миллиметра. Общая масса теплозащиты "Бурана" составляет около 9 т. Прочность покрытий сохраняется и после многократного прохождения корабля через плотные слои атмосферы. При отработке теплозащитного покрытия производились запуски на суборбитальную траекторию специальной модели корабля, названной "Бор".
Система посадочных устройств включает в себя шасси с опорами и тормозными колесами, механизм выпуска и уборки шасси, тормозной парашют, предназначенный для гашения скорости пробега при посадке. Шасси выполнено по трехколесной схеме с передней носовой стойкой. Передняя стойка позволяет осуществлять поворот колеса по направлению, что расширяет возможность маневрирования при движении по посадочно-взлетной полосе. Для самостоятельных полетов при горизонтальных летных испытаниях и автономного перебазирования корабля предусматривается замена передней стойки шасси на специальную, удлиненную, обеспечивающую кораблю при взлете положительный угол атаки около 4╟.
Гидрокомплекс приводит в действие органы аэродинамического управления, механизмов выпуска шасси, тормозов колес, механизма разворота передней стойки шасси. Управление всеми приводами электродистанционное. Выпуск шасси в аварийном режиме может быть осуществлен дублирующей пиротехнической системой. Вспомогательная газотурбинная силовая установка приводит в действие приводы основных гидронасосов гидросистемы и состоит из трех энергоблоков. Топливом для этой системы служит гидразин, продукты каталитического разложения которого в газогенераторе являются рабочим телом турбины.
При входе в атмосферу и посадке корабля бортовая система наддувает негерметичные отсеки планера. При выведении корабля на орбиту давление из негерметичных отсеков сбрасывается этой же системой.
Не менее важной системой орбитального корабля является радиотехнический комплекс (связь, телевидение, телеметрия, радиоконтроль орбиты, передача научной информации), обладающий возможностью обмена с Центром всеми видами информации. Система бортовых измерений собирает, преобразует, запоминает, хранит и распределяет для передачи информацию. Адаптивная телеметрическая система осуществляет сбор информации по 25 программам и контролирует до 3 тысяч параметров.
Среди более 50 различных бортовых систем корабля имеются: система обеспечения теплового режима; система и средства обеспечения жизнедеятельности, к которым относятся средства обеспечения газового состава атмосферы, шлюзования и выхода в космос, скафандры, системы индивидуальной защиты при пожаре и изменении состава атмосферы, водоснабжения, питания и санитарных устройств; система электроснабжения на основе кислородно-водородных электрохимических генераторов, с мощностью вырабатываемой бортовыми источниками электроэнергии, 18 кВт, с аварийным запасом в 300 кВт/ч аккумуляторных источников тока.
Стыковочный модуль корабля состоит из шлюзовой камеры, фермы для крепления модуля, агрегата стыковки. В рабочем отсеке шлюзовой камеры могут одновременно находиться два космонавта, в выдвинутом тоннеле камеры - один. Бортовой комплекс обслуживания полезного груза включает в себя систему бортовых манипуляторов, средства связи и крепления полезного груза.
Атмосферный участок спуска и посадки орбитального корабля в штатном случае начинается с высоты порядка 100 км и заканчивается его остановкой на посадочной полосе аэродрома. Основное аэродинамическое торможение корабля происходит на высоте от 100 до 20 км. Задачей спуска от 100 до 20 км является выход орбитального корабля в заданную точку начала предпосадочного маневра с одновременным соблюдением ограничения перегрузок и аэродинамического нагрева. Орбитальный корабль при спуске с орбиты примерно на 20 минут прекращает радиосвязь с Землей, так как он летит в облаке плазмы и выходит из нее на высоте 40 км и на расстоянии порядка 400 км от посадочной полосы. На высоте 40-20 км орбитальный корабль выводится в зону приема сигналов радиокоррекции. На участке приведения к аэродрому с высоты 20 км осуществляется компенсация ошибок, накопленных до получения сигналов радиокоррекции. После этого корабль приводится на траекторию предпосадочного планирования с минимальными отклонениями по продольной и боковой дальности, углу курса и углу наклона траектории. Заход на посадку производится на высоте 6000-500 м, первое выравнивание происходит на высоте 500-200 м, полет по пологой глиссаде 200-25 м, второе выравнивание на высоте 25 м.
Корабль "Буран", возвращаясь с орбиты, снижается и выполняет посадку без использования тяги двигателей. В авиации подобный способ раньше широко использовался и когда-то даже был основным - самолеты планировали с полностью задросселированными двигателями. Но посадка без двигателя в современной авиации по-прежнему рассматривается как помощь для благополучного завершения полета при отказе силовой установки.
"Буран" обладает существенно меньшим аэродинамическим качеством чем самолет, и снижается по крутой траектории с углом около 20╟ при вертикальной скорости 50-60 м/с. Поэтому посадка его еще более сложная.
Основным средством отработки и подтверждения практической возможности автоматической посадки был аналог, дооборудованный четырьмя самолетными реактивными двигателями. По системе управления аналог полностью соответствует кораблю "Буран". В первых полетах аналог "Бурана" планировал по обычной для самолетов пологой глиссаде с использованием тяги двигателей. После этого перешли к посадкам без двигателя с заходом по крутой глиссаде при ручном управлении. Конечно, полностью автоматическая посадка аналога была выполнена не сразу. Вначале проверили автоматику на крутом планировании, затем вплоть до окончания выравнивания с последующим приземлением с ручным управлением. Еще одну посадку выполнили, отключив автомат сразу после касания колесами полосы. И уже после этого была выполнена посадка в автоматическом режиме до полной остановки. Таких полетов было шестнадцать.
Летчики-испытатели, отобранные в группу подготовки, совершили сотни предварительных полетов при облачной погоде на самолетах-истребителях, на самолетах-лабораториях.
Орбитальный корабль предназначается для использования при выведении на низкую околоземную орбиту автоматических космических объектов научного, хозяйственного и военного назначения; космических буксиров для межорбитальной транспортировки; обслуживания, транспортировки и возвращения на Землю различных космических аппаратов; спасения экипажей в космосе.