В этот день… №2-05 (11-21 декабря)



Александр Грищенко Вторая декада декабря продолжает тематику начала месяца: продолжим разговор о звёздных наблюдениях в космосе (уже с участием человека) и о старых, но весьма актуальных идеях в ракетном двигателестроении.
 
 
 
 
18 декабря 1973 года – старт космического корабля «Союз-13» (СССР).

Астрономическими исследованиями с помощью космических аппаратов занимались не только в США, но и в СССР (на первой ОС «Салют»). А 18 декабря 1973 г. в СССР на околоземную орбиту была выведена астрофизическая обсерватория «Орион-2». Она была установлена на специально модифицированном для этой цели пилотируемом транспортном космическом корабле «Союз-13».

«Союз-13» – первый советский специализированный пилотируемый космический корабль, предназначенный только для астрофизических исследований. Основная цель эксперимента – получение фотографическим путём ультрафиолетовых спектрограмм участков звёздного неба в диапазоне длин волн 2000–3000 Å. В состав обсерватории входили УФ телескоп, визирное устройство, блок электроники и пульт управления.

Экипаж КК «Союз-13» (Пётр Климук и Валентин Лебедев)«Союз-13» был задуман как орбитальная астрофизическая обсерватория, способная решать широкий комплекс научно-исследовательских проблем. Программа восьмисуточного полёта предусматривала, в частности, проведение важных для астрономии и звёздной лоции сеансов спектрографирования звёзд с помощью установленной на борту системы телескопов «Орион-2». «Орион-2» – сложный прибор, сочетающий оптические, электронные, механические и электрические системы. Он крепился на специальной платформе, выведенной за борт корабля. В систему «Орион-2» входил менисковый телескоп для спектрографирования звёзд в ультрафиолетовом диапазоне до 9,5–10 звёздных величин на площади 20 квадратных градусов. Чтобы оптические части не искажали изображения вследствие резких перепадов температуры в космосе, они были изготовлены из кристаллического кварца. Была блестяще решена ещё одна важная проблема – точная ориентация прибора и дальнейшее слежение за избранным объектом. Телескопы после грубой наводки с помощью специальной наводящей системы могли обеспечить точность ориентации до 2–3 секунд дуги.

КК «Союз-13» с орбитальной обсерваторией «Орион-2»Большое место в полете отводилось спектрографированию и спектрозональной съёмке отдельных участков земной поверхности с целью изучения природных образований на территории Советского Союза – работе, имеющей большое значение для различных отраслей народного хозяйства. По программе медико-биологических исследований с использованием аппаратуры «Левкой» изучались особенности кровообращения головного мозга на различных стадиях периода адаптации. С помощью системы «Оазис-2» исследовались возможности получения белковой биомассы в условиях невесомости. В ходе научных экспериментов отрабатывались усовершенствованные приборы и методы ориентации, обеспечивающие высокую точность наведения телескопов.

Научные приборы орбитальной обсерваторииПолучаемые с помощью телескопа спектрограммы звёзд фиксировались на специальной высокочувствительной плёнке, причём каждый участок неба фотографировался с разными выдержками от одной минуты до двадцати минут, что позволило получить на каждой фотографии одновременно спектрограммы большого количества ярких и слабых звёзд. Во время полёта экипаж провёл 16 сеансов спектрографирования излучения звёзд различных участков неба. В результате были получены ультрафиолетовые изображения более трёх тысяч звёзд. Общее количество спектрограмм, пригодных для обработки – около 10000. Научная программа КК «Союз-13» предусматривала также проведение эксперимента по фотографированию земной поверхности в различных участках спектра солнечного излучения. Съёмка производилась специальным девятиобъективным фотоаппаратом, в котором одновременно использовались три фотоплёнки.

26 декабря в 11 часов 50 минут, спускаемый отсек корабля «Союз-13» благополучно приземлился в 200 километрах юго-западнее Караганды.


 

19 декабря 1930 года – отчёт ГДЛ «Теплоизоляция для камер сгорания реактивных двигателей» (СССР).

Один из первых отчётов сотрудника ГДЛ В. П. Глушко был посвящён исследованию теплозащитных покрытий (ТЗП), которые могут использоваться в камерах сгорания ЖРД.

Распределение температуры поперёк стенки при использовании теплозащитного покрытияОсновное свойство ТЗП – высокая термостойкость, т.е. высокий нагрев без разрушения, и при этом низкий коэффициент теплопроводности. Такое покрытие будет иметь высокое тепловое сопротивление, определяемое отношением (δ/λ)min, т.е. разность температур, приходящаяся на толщину покрытия, ΔTmin = q∙(δ/λ)min будет большой.

Отсюда при неизменной температуре газов (Tʹ = Tʹʹʹ) температура силовой стенки (Tʹʹʹст г < Tʹст г) будет меньше (рисунок а, в). Если температура силовой стенки неизменна (Tʹʹʹст г = Tʹст г), то можно допустить более высокую температуру газов (Tʹʹ > Tʹ) (рисунок а, б). Необходимо отметить, что ТЗП стенок ЖРД используется как дополнение к наружному (регенеративному) и внутреннему охлаждению.

В. П. Глушко проанализировал 45 вариантов различных теплоизоляционных материалов. Всего им было произведено 165 опытов. Интересно, что одним из видов ТЗП была двуокись циркония. В настоящее время теплоизоляция, использующая двуокись циркония и составы на её основе, применяются в ракетном двигателестроении. Так, камера сгорания американского ЖРД XLR-99 (обзор №1-02 16–30.11.2015) имела керамическое покрытие из окиси циркония, толщиной 0,4 мм.

ЖРД второй ступени РН «Протон-К» – РД-0210, РД-0211, РД-0213 (обзор №1-12 16–30.04.2016), после доработки также имели ТЗП внутренних полостей камеры на основе двуокиси циркония.

Камера сгорания ЖРД с дожиганием (светлая часть внутренней оболочки – ТЗП из двуокиси циркония)Для камер двигателей, работающих с дожиганием генераторного газа после турбины, проблема охлаждения стояла остро с середины 60-х годов. При охлаждении камеры горючим (НДМГ) необходимо ограничивать температуру нагрева его в охлаждающем тракте камеры. Отсюда – необходимость снижения температуры горячей бронзовой стенки камеры путём нанесения на внутренней поверхности камеры сгорания (цилиндр + входная часть) ТЗП, которое берет на себя непосредственное воздействие продуктов сгорания, обладает низкой теплопроводностью, высокой жаростойкостью и противоэрозионным уносом. При доработке ЖРД РД0210, РД0211 и РД0213, специалисты КБ Химавтоматики сотрудничали с ведущими прикладными НИИ отрасли – ВИАМом, ЦНИИМАШем и НИАТом. Но предлагаемые технологии имели существенные недостатки: пористость покрытия, малая прочность сцепления покрытия с подложкой, разнотолщинность, отсутствие методов контроля свойств покрытия и т.п. Выбирать тип ТЗП и метод его нанесения пришлось специалистам КБХА – А. С. Степанову, А. И. Татарко, Л. М. Кругловой, М. И. Асрединову, В. А. Орлову, А. Н. Макаревичу. Было выбрано ТЗП из двуокиси циркония, метод нанесения – плазменный.

После многих экспериментов был достигнут успех, но частичный – ТЗП на входной части сопла так и не закрепилось. Через два десятилетия, в 80-е годы ХХ века, при создании двигателя РД-0256, задачу нанесения ТЗП на всех внутренних поверхностях камеры удалось решить. Правда, это было новое ТЗП «кермет» (80% двуокиси циркония и 20% нихрома).

А всё начиналось 86 лет тому назад.


 

11 – 20 декабря 1973 года – продолжение полёта первого основного экипажа ОС «Салют-6» (СССР).

Г. М. Гречко в скафандре «Орлан-Д»20 декабря экипаж ОС «Салют-6» осуществил выход в космическое пространство для осмотра и контроля состояния внешних элементов конструкции станции в районе переходного отсека и расположенного на нем стыковочного узла и проведения, в случае необходимости, ремонтных операций. Возможные повреждения элементов конструкции стыковочного узла могли произойти в результате отклонения от предусмотренного режима причаливания КК «Союз-25». Кроме того, во время выхода космонавты испытали новый выходной скафандр «Орлан-Д».

В течение 1 ч 53 мин был открыт внешний люк переходного отсека. Во время пребывания в открытом космическом пространстве экипаж провёл работу на освещённом и теневом участках орбиты и подтвердил работоспособность стыковочного узла и других элементов станции. При выходе в космос Г. М. Гречко с помощью переносной цветной телекамеры передавал на Землю изображение элементов стыковочного узла и отдельных частей станции. Ремонт узла не потребовался и станция, в последующем, могла принимать одновременно два космических корабля.


 

При подготовке материалов были использованы следующие источники:

  1. Ежегодник Большой Советской Энциклопедии, 1974.
  2. Пионеры ракетной техники. Избранные труды (1929-1945). В. П. Ветчинкин, В. П. Глушко, С. П. Королев, М. К. Тихонравов. – М.: «Наука», 1972.
  3. Научно-технический юбилейный сборник. КБ химавтоматики-ИПФ «Воронеж», 2001.
  4. Основы теории и расчета жидкостных ракетных двигателей. Книга 2. / Под ред. проф. В. М. Кудрявцева. – М.: «Высшая школа», 1993.
  5. Ежегодник Большой Советской Энциклопедии, 1978.

 


« »



Оставьте свой комментарий

Вы должны быть авторизованы чтобы оставлять комментарии.

Рейтинг@Mail.ru