Николай Непомнящий – 100 великих достижений СССР (страница 39)

Во-первых, до последнего момента не исключалось использование гусениц. В случае с 8 колесами лунохода это не потребовало бы полного пересмотра конструкции.

Во-вторых, снижение нагрузки на грунт. И наконец, надежность – работоспособность при выходе из строя нескольких колес. На случай заедания в приводе колес в луноходе были предусмотрены специальные механизмы разблокировки. Пиротехнический заряд по команде с Земли мог перебить вал, и в результате неисправное заблокированное колесо стало бы ведомым. У четырехколесного такое было бы невозможно. К счастью, эта возможность не была ни разу использована.

О скорости. Возможно, для некоторых это станет неожиданностью, но максимальные скорости всех автоматических планетоходов очень небольшие – не более 1–2 км/ч. Собственно, для аппаратов без экипажа это не так важно, поскольку управление ими осложнено задержкой сигнала, которая доходит до десятков секунд. Также низкая скорость снижает вероятность повреждений при наезде на камень, отсутствуют заносы и т. д.

Кстати

Большой радиус поворота станет проблемой, если поблизости находится скала или расщелина, куда аппарат может сползти при развороте. Самые распространенное решение позаимствовано у гусеничных машин: делая различными скорости колес по левому и правому бортам машины (в простейшем случае с использованием тормозов), можно развернуть ее практически на месте. Такой подход еще и упрощает конструкцию, повышает ее надежность, поскольку не нужно делать поворотных колес. Общеизвестный пример – луноход (1970).

Следующая проблема – необходимость преодолевать расщелины, не проваливаться на рыхлом грунте. Это может быть решено несколькими путями: колесами большой ширины и диаметра, большим количеством колес по каждому из бортов. Так, например, у лунохода было 8 широких колес. Их полусферический профиль препятствует боковому сползанию (при движении вдоль склона). Другой вариант решения (1989) предполагал использование больших (сопоставимых по размеру с самим планетоходом) надувных колес низкого давления с металлическим каркасом и грунтозацепами. Однако такие колеса плохо выдерживают перепады температур, требуют обслуживания. Зато они нашли применение на Земле – в тех местах, где необходимо движение по глубокому снегу.

Кстати

Планетоходы испытывались в Средней Азии, на Камчатке (в зонах свежих извержений), чтобы было большое разнообразие форм рельефа. Ведь заранее не было известно, какой грунт, к примеру, на Луне. Были предположения, что грунт находится во взвешенном состоянии и луноход может просто утонуть. Поэтому испытания проводили также и на снежниках, где снег засыпан вулканическим песком.

На планетах, куда сейчас возможна доставка планетоходов, встречается множество камней, скальных выступов, кратеров. То, что для шагающего аппарата будущего, наверное, не будет проблемой, для сегодняшних планетоходов – проблема весьма актуальная. Представим ситуацию, когда обычная машина наезжает одним бортом на крупный камень. Возникает крен всей машины, и аппарат рискует перевернуться. Для планетохода такое поведение недопустимо, потому подвеска устроена гораздо сложнее: когда одно из колес переезжает камень, остальные могут везти аппарат вполне горизонтально.

Здесь клиренс (дорожный просвет) фактически отсутствует: днища нет, вместо него – конические мотор-колеса. Если под них попадает камень, застревания не происходит, поскольку грунтозацепы расположены по всей длине колеса. Есть здесь, впрочем, и недостаток – остается мало места для размещения полезного груза (возможное решение – размещать батареи внутри колес). В другой разработке вместо конических колес используются обычные, совместно с валиками, также имеющими грунтозацепы. Но даже это может не спасти, если камень окажется под днищем планетохода и тот «сядет на брюхо». Поэтому клиренс стараются делать максимальным. Увеличение клиренса в свою очередь может привести к неустойчивости аппарата – центр тяжести должен располагаться как можно ниже. Были и курьезы. Луноход был доставлен на Луну межпланетной станцией «Луна-17», но народу было сообщено о запуске очередной ракеты для «продолжения исследований Луны». Советское радио рассказало о луноходе только после успешного прилунения. Более того, планировалось запустить две ракеты, одна из них резервная, и если на Луне что-то случится с первой, то космонавт должен будет на луноходе подъехать к резервной! Где же ему поместиться? Была предусмотрена тележка, а однажды для проверки к луноходу привязали «Запорожец» – и он успешно его тащил! На Земле, разумеется.

(По материалам: https: //fishki.net/1396250‐lunohod-1‐istorija-sozdanija-i-interesnye-fakty.html © Fishki.net)

Ядерный ракетный двигатель РД-0410 (1978 г.)

Одна из интереснейших страниц нашей технической истории – создание первого ядерного ракетного двигателя РД-0410. На этот проект ушло в общей сложности около 40 лет, и в итоге в воронежском КБ «Химавтоматика» получили готовую ядерную силовую установку для использования на орбите.

Проект стартовал в 1947 г., когда титаны советской атомной и ракетной программы Курчатов, Королев и Келдыш поддержали идею ученого Иевлева о создании ядерного ракетного двигателя. Но на тот момент до появления технологии и постройки опытного образца было необходимо проделать колоссальный и трудный путь. В 1953 г. появилось необходимое постановление правительства о разработке «крылатых ракет с прямоточным двигателем с использованием атомной энергии», а спустя два года в НИИ-1 была создана рабочая группа по разработке проектов ядерных двигателей. Уже в 1956 г. советским ученым удалось убедить правительство в необходимости создания баллистической ракеты дальнего действия с атомным двигателем – это направление работ получило поддержку государства. В 1958 г. началось строительство опытного комплекса для проведения испытаний ядерных двигателей под Семипалатинском. Впрочем, работа по созданию ядерной ракетной силовой установки была сложной, и здесь сроки осуществления работ измерялись годами.

Первый опытный ядерный ракетный двигатель был завершен лишь в 1966 г. Он имел удельный импульс 850–900 секунд, и это было только начало практической части проекта. Спустя два года стартовала разработка газофазного ядерного ракетного (ГФЯР) двигателя РД-600 с тягой 6 МН и удельным импульсом 2000 секунд. Под него начали создавать новую испытательную базу «Байкал-2».

РД-0410

Кстати

В 1968 г. на Семипалатинском полигоне было построено два испытательных стенда. Испытания проводились на специальной модели, включающей реальные системы двигателя. В ходе тестирования проверялась надёжность всей конструкции и взаимодействия отдельных её узлов.

В 1970 г. был готов эскизный проект космической энергоустановки с газофазным ядерным ракетным двигателем ЭУ-610 мощностью 3,3 ГВт. Работы набирали ход.

В 1978 г. состоялся энергетический пуск первого реактора ЯРД 11Б91, и к началу 1980‐х первый ядерный ракетный двигатель начали обкатывать на стенде, доведя его до необходимых технических параметров. Оставалось провести реальные космические испытания уже готовой установки.

Но в это время к власти в СССР пришел Горбачев, началась так называемая «перестройка», в ходе которой передовые разработки сворачивались и останавливались, труды целой жизни выдающихся ученых буквально выбрасывались на помойки и продавались за бесценок «западным партнерам». К началу 1990‐х стало понятно, что РД-0410 до космоса не доберется…

Что же за двигатель удалось создать нашим конструкторам?

Готовая ядерная космическая силовая установка была выполнена по замкнутой схеме и имела массу около 2 тонн вместе с радиационной защитой. Двигатель был 3,5 метра в длину и 1,6 метра в диаметре. Он развивал тягу в пустоте 3,59 тс (35,2 кН) и имел тепловую мощность реактора 196 МВт. РД-0410 можно было включить до 10 раз с общим временем работы до одного часа.

Кстати

Разработчики сообщали, что в конструкции был применён гетерогенный реактор на тепловых нейтронах, замедлителем служил гидрид циркония, отражатели нейтронов – из бериллия, ядерное топливо – материал на основе карбидов урана и вольфрама, с обогащением по изотопу 235 около 80 %. Конструкция включала в себя 37 тепловыделяющих сборок, покрытых теплоизоляцией, отделявшей их от замедлителя. Проектом предусматривалось, что поток водорода вначале проходил через отражатель и замедлитель, поддерживая их температуру на уровне комнатной, а затем поступал в активную зону, где охлаждал тепловыделяющие сборки, нагреваясь при этом до 3100 К. На стенде отражатель и замедлитель охлаждались отдельным потоком водорода.

Стендовые испытания, в итоге длившиеся почти десять лет, показали, что двигатель полностью соответствует заявленным характеристикам и даже может быть активен в 4 раза дольше базовых значений.

Разработчики планировали использовать готовую силовую установку для разгона, торможения космических аппаратов и коррекции их орбиты при освоении дальнего космоса…

Единственный полет «Бурана» (1988 г.)

15 ноября 1988 г. В этот день ракета-носитель «Энергия» вывела на околоземную орбиту космический корабль многоразового использования «Буран». Советский челнок стал самой сложной машиной, когда-либо созданной человечеством. Полет «Бурана» происходил в беспилотном режиме с использованием бортового компьютера и бортового программного обеспечения.