李瑜海
点击:850 时间:2017-04-12 10:38
暴风雪号航天飞机大小与普通大型客机相差无几,外形同美国航天飞机相仿,下面我们一起来看看暴风雪号航天飞机的研制历史和性能。
暴风雪号航天飞机的研制历史和性能
暴风雪号航天飞机大小与普通大型客机相差无几,外形同美国航天飞机相仿,机翼呈三角形。机长36米、高16米,翼展24米,机身直径5.6米,起飞重量105吨,返回后着陆重量为82吨。它有一个长18.3米、直径4.7米的大型货舱,能把30吨货物送上近地轨道,将20吨货物运回地面。头部有一容积70立方米的乘员座舱,可乘10人,设计飞行寿命100次。
科学家们认为,这次完全靠地面控制中心遥控机上电脑系统,在无人驾驶的条件下自动返航并准确降落在狭长跑道上,其难度要比1981年美国航天飞机有人驾驶试飞大得多。首先,暴风雪号的主发动机不是装在航天飞机尾部,而是装在能源号火箭上。这样就大大减轻了航天飞机的入轨重量,同时腾出位置安装小型机动飞行发动机和减速制动伞。其次,暴风雪号着陆时,可用尾部的小型发动机做有动力的机动飞行,安全准确地降落在狭长跑道上,万一着陆姿态不佳,还可以将航天飞机升起来进行第二次着陆,从而提高了可靠性。而美国航天飞机靠无动力滑翔着陆只能一次成功。第三,暴风雪号能像普通飞机那样借助副翼、操纵舵和空气制动器来控制在大气层内滑行,还准备有减速制动伞,在降落滑跑过程中当速度减慢到50公里/小时时自动弹出,使航天飞机在较短距离内停下来。
最初,暴风雪承担的角色是航天武器和空间站(尤其是日后的和平号空间站)运输工具。航天飞机的建造工作在1980年开始,第一架全尺寸航天飞机模型完成于1984年。据信前苏联共建造了数架航天飞机,这是为了解决他们计算机模拟技术薄弱而作的。他们在不同的机身上安置了不同的电子设备,采用了不同的设计以作测试用。其中供太空飞行用的几架编号分别为OK-1K1、OK-2K1、OK-1K2、OK-2K2和OK-3K2(后两架似未完工),其他都是仅供地面试验的,有些机身还不是完整的。
飞行测试始于1983年,但最开始只是用小型比例模型作试验。首架全尺寸模型在试飞24次后报废了;最后一次飞行测试是在1988年春。参加测试的模型多用“宇宙****”为编号。
1985年,暴风雪号的机翼运抵拜科努尔。同年还进行了能源号火箭的第一次点火测试,但在点火后2.58秒,系统检测到引擎涡轮出了故障;随后的测试还发现了液氦泄露等问题。第二次测试是成功的,引擎运行了390秒。为保证有充足的冷却水做测试,附近的城市不得不停水10天。
而暴风雪计划的弊病也逐渐暴露出来:几乎所有的研制进度都没有达到最初的要求。别的不论,单是暴风雪号的零件运输也成了大问题:人手不足,经验不够。苏联政府召集了大量工人前往拜科努尔,使这里为航天飞机准备的211设施工作人员从600人骤增到1800人。1986年5月,刚刚组装好的暴风雪号开始进行电子系统的测试。8-9月开始进行能源号火箭的发射试验。
在暴风雪号真正上天之前,苏联共进行了140余次飞行试验,其中包括近70次自动着陆试验。
“暴风雪”号在某些技术方面优于美国的航天飞机,主要表现在:
(1)航天飞机上的主发动机是在“能源”号火箭上,大大地减轻了航天飞机的入轨重量。虽然它比美国的航天飞机略大了一些,但它的重量反而减轻了约5吨,这样就可以多装一些有效负荷。
(2)“能源”号火箭可以一箭多用,既可以发射航天飞机,也可以发射别的航天器,适应了当时苏联太空军备竞赛的需要。而且“能源”号火箭可以分段回收,重复使用,提高效益。
(3)“能源”号火箭一、二级均采用液体推进剂,因而火箭的可靠性较高。而且“暴风雪”号航天飞机万一发生故障,可用自身的机动发动机使航天飞机进入较低的轨道或立即返回发射场,大大提高了航天飞机的安全性能。
(4)“暴风雪”号航天飞机上虽然没有主发动机,但有两台小型机动发动机,着落时如果第一次着落不成,还可以像普通飞机一样拉起来,再次进行着落,安全性能比较高。
(5)“暴风雪”号在轨道运行时,完全依靠无人自动驾驶,其技术难度更大。
1988年首飞后,用于暴风雪计划的资金濒临耗尽:仅仅是开发航天飞机系统本身就花费了13亿卢布之巨,整个项目的开销超过了200亿卢布。而前苏联当局也逐渐考虑起庞大的投资与发展航天飞机带来的益处之间的关系。暴风雪计划在某种意义上加速了苏联的瓦解;而苏联解体后,昔日的计划更是彻底失去了经济支持。1991年,苏联军方停止了对该计划的拨款支持。1993年,暴风雪航天飞机机身的设计者,莫尔尼亚联合体被迫承认,暴风雪计划就此结束。他们希望能够转向开发其他小型航天设备,但因资金不足,只能作罢。
自1988年至今,暴风雪号航天飞机没有再进行过太空飞行,和平号空间站只能利用一次性飞船和美国航天飞机作为往返工具。按原计划,第二架航天飞机将于1991年首飞,第3架则是在1992年建造完成,而首次载人飞行将在1994-1995年间进行。但由于政治和经济原因,这一切都没有实现。所有航天飞机只能存放在库房中,任灰尘飞扬,仪器老化。而未完工的两架则已在90年代中期被拆解。
2002年,暴风雪号航天飞机中可以飞行的一架连同能源号火箭一道,因拜科努尔的厂房坍塌而被摧毁。至此暴风雪计划在凄凉惨淡中彻底终结。
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