飛機(jī)解析
1988年11月15日,蘇聯(lián)的暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)從拜科努爾航天中心首次發(fā)射升空,47分鐘后進(jìn)入距地面 250公里的圓形軌道。它繞地球飛行兩圈,在太空遨游三小時(shí)后,按預(yù)定計(jì)劃于9時(shí)25分安全返航,準(zhǔn)確降落在離發(fā)射點(diǎn)12公里外的混凝土跑道上,完成了一次無人駕駛的試驗(yàn)飛行。
暴風(fēng)雪[前蘇聯(lián)航天飛機(jī)]
科學(xué)家們認(rèn)為,這次完全靠地面控制中心遙控機(jī)上電腦系統(tǒng),在無人駕駛的條件下自動(dòng)返航并準(zhǔn)確降落在狹長跑道上,其難度要比1981年美國航天飛機(jī)有人駕駛試飛大得多。首先,暴風(fēng)雪號(hào)的主發(fā)動(dòng)機(jī)不是裝在航天飛機(jī)尾部,而是裝在能源號(hào)火箭上。這樣就大大減輕了航天飛機(jī)的入軌重量,同時(shí)可以騰出位置安裝小型機(jī)動(dòng)飛行發(fā)動(dòng)機(jī)和減速制動(dòng)傘。
其次,暴風(fēng)雪號(hào)著陸時(shí),可用尾部的小型發(fā)動(dòng)機(jī)做有動(dòng)力的機(jī)動(dòng)飛行,安全準(zhǔn)確地降落在狹長跑道上,萬一著陸姿態(tài)不佳,還可以將航天飛機(jī)升起來進(jìn)行第二次著陸,從而提高了可靠性。而美國航天飛機(jī)靠無動(dòng)力滑翔著陸只能一次成功。
第三,暴風(fēng)雪號(hào)能像普通飛機(jī)那樣借助副翼、操縱舵和空氣制動(dòng)器來控制在大氣層內(nèi)滑行,還準(zhǔn)備有減速制動(dòng)傘,在降落滑跑過程中當(dāng)速度減慢到50公里/小時(shí)時(shí)自動(dòng)彈出,使航天飛機(jī)在較短距離內(nèi)停下來。
性能參數(shù)
最大質(zhì)量:105噸
有效載荷:30噸
著陸質(zhì)量:82-87噸
機(jī)組成員:2-10人
飛行時(shí)間:7-30日
軌道傾角:50.7-110度
軌道高度:250-1000千米
著陸速度:312-360km/h
長度:36.37米
高度:16.35米
翼展:23.92米
機(jī)翼掠角:45度
航天飛機(jī)材料
制造暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)需要研制具有極高強(qiáng)度和極好熱物理性能的新型材料,這類材料既要達(dá)到設(shè)計(jì)要求的重量,又要保證航天飛機(jī)的飛行安全。
暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)防熱層的第一個(gè)功能是將再入時(shí)的氣動(dòng)加熱產(chǎn)生的熱量釋放到周圍空間;第二個(gè)功能是使內(nèi)部鋁蒙皮的溫度不超過150~170 ℃。此外防熱層還要有足夠的強(qiáng)度,能在-150~1300 ℃溫度范圍內(nèi)多次使用,且性能和尺寸不容許有明顯變化。防熱層的結(jié)構(gòu)類似于空心磚的防熱瓦,防熱瓦體積的95 %是空的,5%填充的是石英纖維。這種多細(xì)孔防熱瓦是由直徑一二微米的石英纖維均勻擺放并在高溫中燒結(jié)而成的。表面涂覆抗腐蝕層。黑色涂層可保證防熱層在等離子流中的穩(wěn)定性,并能將熱能輻射到周圍空間;白色涂層可減輕陽光對(duì)航天飛 機(jī)的加熱。此外,涂層還要保護(hù)防熱瓦免受機(jī)械損傷、污染和水氣腐蝕。
防熱瓦固定在航天飛機(jī)金屬外殼表面,是用專門研制的有機(jī)硅膠粘接的。第一,粘接用膠要最少;第二,要 在30 ℃溫度保持粘接強(qiáng)度;第三,是在150 ℃時(shí)硅膠要有彈性;最后,粘接要求在常溫下進(jìn)行。
此外,在航天飛機(jī)的艙門、機(jī)翼的活動(dòng)部件、舷窗和乘員的艙門的密封部分均采用新型材料—熱填實(shí)器,其中有耐1250-1650 ℃高溫的線繩型熱填實(shí)器,有刷子式熱填實(shí)器及彈性密封條。
暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)機(jī)身采用了傳統(tǒng)的航空材料—鋁,但它有了新的性能,在低溫下不變脆,在振動(dòng)和聲負(fù)載條件下能經(jīng)受-150~+160℃ 的溫度變化。此外,在航天飛機(jī)結(jié)構(gòu)中廣泛采用了鈦合金。許多結(jié)構(gòu)件還采用了特型鋼材,這種鋼材是用鐵和鎳、鉻、鉆、欽與其它合金元素冶煉而成的,具有極高的強(qiáng)度、韌度和硬度。暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)大約有2000多個(gè)活動(dòng)部件,它們是在干摩擦條件下工作的。這些部件是用高強(qiáng)度鋼、鎳和鈦合金制造,具有抗摩損覆蓋層,可保證可靠性。
蘇聯(lián)總共為暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)研制了48種新型材料,其中有許多材料在配方、工藝和性能方面是首創(chuàng)的。在 這些研究成果中有150 多項(xiàng)獲得了發(fā)明證書。暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)使用的材料集中體現(xiàn)了科技和工業(yè)上的最新成就,它們將被應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域。例如,在制成陶瓷防熱瓦、碳纖維、粘合劑和合成細(xì)毛氈之后,便開始生產(chǎn)玻璃纖維、碳纖維、合成纖維和陶瓷纖維、新型粘合劑。
發(fā)射流程
暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)
倒計(jì)時(shí)30分:清理發(fā)射臺(tái);倒計(jì)時(shí)11分:發(fā)射系統(tǒng)開始自檢;
倒計(jì)時(shí)8秒:主引擎點(diǎn)火;
倒計(jì)時(shí)0秒:助推引擎點(diǎn)火,發(fā)射升空;
發(fā)射后150秒:助推火箭分離;
發(fā)射后480秒:推進(jìn)火箭燃盡,落入太平洋;
發(fā)射后47分:暴風(fēng)雪號(hào)進(jìn)行42秒變軌機(jī)動(dòng),抵達(dá)高度250千米的軌道。
“螺旋計(jì)劃”
暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)
有翼航天器的先鋒當(dāng)屬60年代初在著名工程師洛吉諾洛金斯基領(lǐng)導(dǎo)下研制的“50-50計(jì)劃”,也稱“螺旋計(jì)劃”。1962年,米高揚(yáng)領(lǐng)導(dǎo)的第155設(shè)計(jì)局根據(jù)科羅廖夫下達(dá)的任務(wù)開始研制“50-50”計(jì)劃,其中的“50號(hào)產(chǎn)品”為單座軍用空天飛機(jī),而“50-50”號(hào)產(chǎn)品”為高超音速載機(jī)。“50”這一數(shù)字表示為即將到來的偉大十月革命50周年獻(xiàn)禮,并計(jì)劃在此時(shí)進(jìn)行首期亞音速試驗(yàn)。高超音速載機(jī)由圖波列夫設(shè)計(jì)局負(fù)責(zé)研制,它應(yīng)在極大的速度(M5.5~6)和24~30公里的高度上釋放這架10噸重的空天飛機(jī)。計(jì)算表明,該系統(tǒng)的有效載荷重量約為其發(fā)射重量的12.5%,且有85%的發(fā)射重量返回地球,而當(dāng)時(shí)科羅廖夫設(shè)計(jì)的320噸重的聯(lián)盟火箭只能將發(fā)射重量的2.5%送上太空,返回地球的只有2.8噸重的著陸器。同時(shí),“螺旋”不光能返回,它還可以再次飛行,而且無需航天發(fā)射場。當(dāng)時(shí)制造出了試驗(yàn)型軌道飛機(jī),并進(jìn)行了首批計(jì)劃內(nèi)的飛行。在返回大氣層時(shí),它就像飛機(jī)一樣,可在半徑為600~800公里的范圍內(nèi)選擇著陸點(diǎn)。它的用途極為廣泛,既可作為航天轟炸機(jī)或偵察平臺(tái),也可作為航天武器載機(jī)或作為有人駕駛的救援機(jī),同時(shí)還可作為截?fù)魴C(jī)或只是作為技術(shù)驗(yàn)證平臺(tái)。1967年開始制造有人駕駛軌道飛機(jī)的縮比試驗(yàn)器。在這些1/2和1/3模型中,代號(hào)“105.11”的模型用于亞音速大氣層試驗(yàn),“105.12”用于超音速研究,“105.13”用于高超音速研究,但這一項(xiàng)目于1969年6月被中止,當(dāng)時(shí)的國防部長格列奇科元帥認(rèn)為這簡直就是“天方夜譚”。1974年6月30日,在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)專家格魯什科的支持下,“螺旋計(jì)劃”恢復(fù)實(shí)施,并擬進(jìn)行軌道飛機(jī)的亞音速飛行試驗(yàn)。1976年10月11日,該軌道飛機(jī)完成了第一次飛行,一年后的11月27日也完成了“米格-105”試驗(yàn)機(jī)從圖-95KM型機(jī)上在5000米高度上的第一次投放,總共進(jìn)行了8次試飛,從而確定了該空天飛機(jī)的亞音速氣動(dòng)性能和各系統(tǒng)在大氣層中飛行的性能。
該空天飛機(jī)呈平底形狀,采用升力體式機(jī)身,前部較大并向上翹起,因此該機(jī)又被戲稱為“套鞋”。這種幾何形狀可大大降低機(jī)身在再入大氣層時(shí)的受熱程度。該機(jī)的獨(dú)特之處是其可變式機(jī)翼。機(jī)翼安裝時(shí)與水平面呈60度角,在起飛、軌道飛行和再入大氣層時(shí)用作垂直安定面。在再入大氣層并將速度降低到亞音速后,機(jī)翼轉(zhuǎn)至水平狀態(tài),從而增加了升力。機(jī)身、機(jī)翼和巨大垂直尾翼的后掠角度分別為78、55和60度?!懊赘?105”安裝有科列索夫研制的RD-36-35K型渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),軌道發(fā)動(dòng)機(jī)由19臺(tái)大小不一的發(fā)動(dòng)機(jī)組成,以進(jìn)行軌道粗定位和精確機(jī)動(dòng)。該飛機(jī)長8.5米,高3.5米,重4220公斤,翼展7.4米。這一方案最終被取消,但空天飛機(jī)的研制工作仍在繼續(xù)進(jìn)行。
在70年代初,美國研制了“太空梭”軌道飛機(jī),也就是已經(jīng)退役的航天飛機(jī)。這一時(shí)間,蘇聯(lián)也開始制造自己的“太空梭”,即暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)。為研究從軌道返回時(shí)防熱問題,設(shè)計(jì)者還研制了布拉風(fēng)-4無人駕駛試驗(yàn)器,以“宇宙”系列的代號(hào)完成了4次軌道飛行,時(shí)間分別為1982年6月4日、1983年3月16日和12月27日及1984年12月19日。最初兩架空天試驗(yàn)機(jī)均濺落在印度洋上,其打撈工作引起了西方國家的注意。于是,后兩架“布拉風(fēng)”均著陸于克里米亞海區(qū)。暴風(fēng)雪號(hào)于1988年11月15日發(fā)射升空,并完成了極其精確地自動(dòng)著陸。暴風(fēng)雪號(hào)首航成功,按計(jì)劃應(yīng)很快開始載人飛行,后來,蘇聯(lián)的政治與經(jīng)濟(jì)生活發(fā)生了巨大變化,航天計(jì)劃撥款急劇減少,于是,暴風(fēng)雪號(hào)也就成了“多余之物”。
研制歷史
暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)
早在太空時(shí)代之前,就有人討論過建造可重復(fù)使用的飛機(jī)形航天器了。如俄國的齊奧爾科夫斯基就考慮過將飛機(jī)送入大氣層以外的可能性。蘇聯(lián)的航天功臣科羅廖夫很早就將RP-318滑翔機(jī)安裝上火箭引擎做試驗(yàn)。20世紀(jì)60年代,米高揚(yáng)設(shè)計(jì)局設(shè)計(jì)了一種可重復(fù)使用的小型飛船螺旋(Spiral)號(hào),它由超音速飛機(jī)發(fā)射,發(fā)射后則由自備的捆綁火箭作動(dòng)力源。70年代初,美國制定了研制航天飛機(jī)的計(jì)劃,并將其列為載人航天的首要項(xiàng)目。美國人最初的目的是為了發(fā)展一種更經(jīng)濟(jì)的軌道運(yùn)輸工具以取代宇宙飛船和運(yùn)載火箭,但蘇聯(lián)當(dāng)局則將這一新型航天器視為未來美國搭載核武器的工具,并于1976年決定發(fā)展類似的航天器作為對(duì)這種“威脅”的回應(yīng)。蘇聯(lián)人將其取名為“暴風(fēng)雪(Buran)”。當(dāng)年米高揚(yáng)設(shè)計(jì)局從事螺旋計(jì)劃的部分技術(shù)人員,以及來自莫爾尼亞、米亞西舍夫等設(shè)計(jì)局的一些工程師也被調(diào)去從事暴風(fēng)雪計(jì)劃。暴風(fēng)雪的主體由新成立的莫爾尼亞聯(lián)合體全權(quán)負(fù)責(zé)研發(fā)。
暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)
與暴風(fēng)雪一起研制的是重型運(yùn)載火箭能源號(hào)(Energia)。它可以用來發(fā)射暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī),也可以單獨(dú)作為運(yùn)載火箭使用,這與美國航天飛機(jī)設(shè)計(jì)不同,主要是出自蘇聯(lián)沒有開發(fā)大型固體火箭經(jīng)驗(yàn)的考慮。這個(gè)設(shè)計(jì)是由能源聯(lián)合體的負(fù)責(zé)人Valentin Glushko提出的。暴風(fēng)雪號(hào)自身沒有主推進(jìn)引擎,只有兩個(gè)小型引擎供調(diào)整軌道姿態(tài)用,起飛時(shí)它可以看作是能源號(hào)火箭的載荷。很多人認(rèn)為,這一設(shè)計(jì)實(shí)際上要優(yōu)于美國的航天飛機(jī),因?yàn)槿绱俗龇▽⒔档秃教祜w機(jī)的事故率,并可提高其搭載的有效載荷。但在暴風(fēng)雪與能源火箭對(duì)接并運(yùn)送到發(fā)射臺(tái)的過程中,采用的是水平運(yùn)輸?shù)姆绞?,這顯然沒有美國的垂直運(yùn)輸來得方便。最初的設(shè)計(jì)(有些還早暴風(fēng)雪計(jì)劃)有幾種,分別由米高揚(yáng)、米亞西舍夫、切諾梅等設(shè)計(jì)局提出,各方案差別非常大,其中包括改良螺旋號(hào)飛船,使其可以用質(zhì)子火箭發(fā)射的方案。其中一種設(shè)計(jì)甚至沒有機(jī)翼結(jié)構(gòu),這是為了使其更適合高速大迎角飛行;最后的著陸則通過降落傘調(diào)整。但最終蘇聯(lián)人還是采用了三角翼的設(shè)計(jì)。
拜科努爾發(fā)射場為暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)和能源號(hào)火箭建造了3座發(fā)射臺(tái),但3號(hào)發(fā)射臺(tái)從未使用過。
暴風(fēng)雪號(hào)的設(shè)計(jì)要求是可使用100次以上,能夠?qū)?0噸有效載荷送入200千米高、傾角50.7度的地球軌道;標(biāo)準(zhǔn)機(jī)組成員4人,包括正副駕駛員各一,另有2名從事艙外活動(dòng)和其他領(lǐng)域研究的宇航員。在暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)上要能夠進(jìn)行復(fù)雜的軍事研究。抵抗敵對(duì)國家的軍事活動(dòng)也是暴風(fēng)雪號(hào)的設(shè)計(jì)任務(wù)之一。同時(shí)研制暴風(fēng)雪號(hào)的目的還有研究美國的航天技術(shù)以增強(qiáng)蘇聯(lián)的實(shí)力。
另外,安東諾夫設(shè)計(jì)局還為解決暴風(fēng)雪號(hào)的運(yùn)輸問題專門設(shè)計(jì)了安-225“夢幻(Mryia)”大型運(yùn)輸機(jī)。安-225于1985年開始設(shè)計(jì),1989年首次背負(fù)暴風(fēng)雪號(hào)飛行,是目前已有的體積最大、載重能力最強(qiáng)的飛機(jī),迄今只生產(chǎn)了1架。它的原形是安-124,但采用的是雙垂直尾翼設(shè)計(jì),運(yùn)載能力比安-124提高了50%。
地面測試
最初,暴風(fēng)雪承擔(dān)的角色是航天武器和空間站(尤其是日后的和平號(hào)空間站)運(yùn)輸工具。航天飛機(jī)的建造工作在1980年開始,第一架全尺寸航天飛機(jī)模型完成于1984年。據(jù)信前蘇聯(lián)共建造了數(shù)架航天飛機(jī),這是為了解決他們計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)薄弱而作的。他們?cè)诓煌臋C(jī)身上安置了不同的電子設(shè)備,采用了不同的設(shè)計(jì)以作測試用。其中供太空飛行用的幾架編號(hào)分別為OK-1K1、OK-2K1、OK-1K2、OK-2K2和OK-3K2(后兩架似未完工),其他都是僅供地面試驗(yàn)的,有些機(jī)身還不是完整的。
飛行測試始于1983年,但最開始只是用小型比例模型作試驗(yàn)。首架全尺寸模型在試飛24次后報(bào)廢了;最后一次飛行測試是在1988年春。參加測試的模型多用“宇宙****”為編號(hào)。
1985年,暴風(fēng)雪號(hào)的機(jī)翼運(yùn)抵拜科努爾。同年還進(jìn)行了能源號(hào)火箭的第一次點(diǎn)火測試,但在點(diǎn)火后2.58秒,系統(tǒng)檢測到引擎渦輪出了故障;隨后的測試還發(fā)現(xiàn)了液氦泄露等問題。第二次測試是成功的,引擎運(yùn)行了390秒。為保證有充足的冷卻水做測試,附近的城市不得不停水10天。
而暴風(fēng)雪計(jì)劃的弊病也逐漸暴露出來:幾乎所有的研制進(jìn)度都沒有達(dá)到最初的要求。別的不論,單是暴風(fēng)雪號(hào)的零件運(yùn)輸也成了大問題:人手不足,經(jīng)驗(yàn)不夠。蘇聯(lián)政府召集了大量工人前往拜科努爾,使這里為航天飛機(jī)準(zhǔn)備的211設(shè)施工作人員從600人驟增到1800人。1986年5月,剛剛組裝好的暴風(fēng)雪號(hào)開始進(jìn)行電子系統(tǒng)的測試。8-9月開始進(jìn)行能源號(hào)火箭的發(fā)射試驗(yàn)。
在暴風(fēng)雪號(hào)真正上天之前,蘇聯(lián)共進(jìn)行了140余次飛行試驗(yàn),其中包括近70次自動(dòng)著陸試驗(yàn)。
首飛成功
真正的軌道飛行是在1988年11月15日,承擔(dān)任務(wù)的是OK-1K1。格林尼治時(shí)間3點(diǎn),OK-1K1由能源號(hào)火箭從拜科努爾發(fā)射場2號(hào)發(fā)射臺(tái)發(fā)射升空,進(jìn)入一條近地點(diǎn)247公里,遠(yuǎn)地點(diǎn)256公里的軌道。這是一次無人測試飛行,所以航天飛機(jī)的生命保障系統(tǒng)沒有運(yùn)轉(zhuǎn),其上也沒有安裝任何軟件。由于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)能力的限制,暴風(fēng)雪號(hào)只環(huán)繞地球飛行了2圈,3小時(shí)25分鐘后成功返回地面。有傳言說這次飛行使OK-1K1遭受的損傷無法再恢復(fù),OK-1K1也不能重返太空;但此說法未被官方證實(shí)。
這次自動(dòng)飛行的難度顯然要比美國1981年哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)有人駕駛的首航大得多。暴風(fēng)雪號(hào)配備有小型引擎,可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)有動(dòng)力返航,如果第一次著陸失敗還可作二次飛行;它還可以通過機(jī)翼舵面調(diào)整飛行姿態(tài),著陸時(shí)機(jī)動(dòng)性也比美國的航天飛機(jī)強(qiáng)。
從第一次飛行執(zhí)行的任務(wù)看,這顯然不是計(jì)劃中唯一的一次無人飛行試驗(yàn),因?yàn)檫@次飛行連最重要的生命保障系統(tǒng)都沒有測試。自動(dòng)飛行是很成功的,它順利抵抗住了速度達(dá)每小時(shí)34千米的側(cè)風(fēng),降落后機(jī)身中線與跑道中線距離只有5英尺。
這意味著即使是在發(fā)射時(shí)間上已落后于美國的航天飛機(jī)領(lǐng)域,蘇聯(lián)的航天技術(shù)仍然是世界一流的。
暴風(fēng)雪號(hào)的成功首飛給各國帶來了很大影響,人們期待著它能夠早日作載人飛行。同年,蘇聯(lián)發(fā)行了一枚以暴風(fēng)雪號(hào)為主題的郵票。
暴風(fēng)雪號(hào)唯一的一次軌道飛行任務(wù),于 1988 年11月15 日UTC 時(shí)間3: 00 由拜科努爾發(fā)射場順利發(fā)射升空。暴風(fēng)雪號(hào)采用無人飛行,由專門設(shè)計(jì)的能源號(hào)火箭推進(jìn)器送上太空。能源號(hào)是截至目前世界上最大的液體燃料火箭推進(jìn)器。美國航天飛機(jī)的推進(jìn)是固體燃料推進(jìn)器與航天飛機(jī)自身液體燃料相結(jié)合,飛機(jī)本身自帶一個(gè)巨大的燃料罐;而蘇聯(lián)的航天飛機(jī)只用瓦倫汀·格魯什科研制的火箭的四個(gè)液體燃料引擎。這個(gè)項(xiàng)目雖然前后拖了好幾個(gè)年頭,但它是截至目前唯一的一次全自動(dòng)無人駕駛飛行任務(wù)。自動(dòng)發(fā)射程序如期執(zhí)行,能源 號(hào)火箭將飛船送入一個(gè)臨時(shí)軌道,然后軌道器按設(shè)計(jì)程序自動(dòng)分離。在將自己推入更高的軌道環(huán)繞地球飛行二周后,引擎控制系統(tǒng)自動(dòng)點(diǎn)火,飛船開始進(jìn)入地球大氣層。暴風(fēng)雪 號(hào)在準(zhǔn)確地飛行了 206分鐘之后著陸,飛行中 38000 片熱片只失去 5 片。最后,暴風(fēng)雪 號(hào)自動(dòng)降落在拜科努爾發(fā)射場預(yù)先設(shè)定的跑道,當(dāng)時(shí)側(cè)向風(fēng)速 61.2千米 / 小時(shí),但著陸點(diǎn)的偏差橫向僅 3 米,縱向僅10米。無人駕駛飛行這是首次,而且體積如此大,問題如此復(fù)雜,環(huán)繞精確完成,按照預(yù)設(shè)返回大氣層,自動(dòng)制導(dǎo)精確著陸。
優(yōu)異性能
暴風(fēng)雪號(hào)在某些技術(shù)方面優(yōu)于美國的航天飛機(jī),主要表現(xiàn)在:
1)航天飛機(jī)上的主發(fā)動(dòng)機(jī)是在能源號(hào)火箭上,大大地減輕了航天飛機(jī)的入軌重量。雖然它比美國的航天飛機(jī)略大了一些,但它的重量反而減輕了約5噸,這樣就可以多裝一些有效負(fù)荷。
2)能源號(hào)火箭可以一箭多用,既可以發(fā)射航天飛機(jī),也可以發(fā)射別的航天器,適應(yīng)了當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)太空軍備競賽的需要。而且“能源”號(hào)火箭可以分段回收,重復(fù)使用,提高效益。
3)能源號(hào)火箭一、二級(jí)均采用液體推進(jìn)劑,因而火箭的可靠性較高。而且暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)萬一發(fā)生故障,可用自身的機(jī)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)使航天飛機(jī)進(jìn)入較低的軌道或立即返回發(fā)射場,大大提高了航天飛機(jī)的安全性能。
4)暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)上雖然沒有主發(fā)動(dòng)機(jī),但有兩臺(tái)小型機(jī)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),著落時(shí)如果第一次著落不成,還可以像普通飛機(jī)一樣拉起來,再次進(jìn)行著落,安全性能比較高。
5)暴風(fēng)雪號(hào)在軌道運(yùn)行時(shí),完全依靠無人自動(dòng)駕駛,其技術(shù)難度更大。
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暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)
1988年首飛后,用于暴風(fēng)雪計(jì)劃的資金瀕臨耗盡:僅僅是開發(fā)航天飛機(jī)系統(tǒng)本身就花費(fèi)了13億盧布之巨,整個(gè)項(xiàng)目的開銷超過了200億盧布。而蘇聯(lián)當(dāng)局也逐漸考慮起龐大的投資與發(fā)展航天飛機(jī)帶來的益處之間的關(guān)系。暴風(fēng)雪計(jì)劃在某種意義上加速了蘇聯(lián)的瓦解;而蘇聯(lián)解體后,昔日的計(jì)劃更是徹底失去了經(jīng)濟(jì)支持。1991年,蘇聯(lián)軍方停止了對(duì)該計(jì)劃的撥款支持。1993年,暴風(fēng)雪航天飛機(jī)機(jī)身的設(shè)計(jì)者,莫爾尼亞聯(lián)合體被迫承認(rèn),暴風(fēng)雪計(jì)劃就此結(jié)束。他們希望能夠轉(zhuǎn)向開發(fā)其他小型航天設(shè)備,但因資金不足,只能作罷。新上任的俄羅斯宇航局局長Yuri Koptev表示,如果能源號(hào)重型大推力運(yùn)載火箭和暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)不能國際商業(yè)化,那么在此后的四年內(nèi),他們將會(huì)被取消。
不過較小型能源號(hào),即能源號(hào) M 型運(yùn)載火箭卻可以替代質(zhì)子號(hào),作為 90年代末的可把35噸重物送入低地球軌道的運(yùn)載火箭。利用現(xiàn)有的能源號(hào)和暴風(fēng)雪號(hào)運(yùn)載器,在1993年到1994年中就可以保證新宇宙艙與和平號(hào)空間站對(duì)接,而無需再建模型。能源號(hào)已飛行過兩次,而暴風(fēng)雪號(hào)僅一次。Koptev認(rèn)為,和平號(hào)空間站提供連續(xù)生活保障是可行的,特別是現(xiàn)在,它是能夠創(chuàng)匯的唯一領(lǐng)域,它可為軌道站上從事研究任務(wù)的宇航員提供數(shù)次飛行。據(jù)新成立的俄羅斯航天局消息,俄羅斯1992年航天預(yù)算與1991年相同,大約為58億盧布(折合約3億美元) ,這相當(dāng)于1989年的70億盧布。因此,據(jù)發(fā)布消息的人士講,空間預(yù)算將減少1/3。
盡管減少了發(fā)射次數(shù),但預(yù)算開支仍不能滿足軍事計(jì)劃需要,費(fèi)用削減已經(jīng)影響計(jì)劃。當(dāng)年獨(dú)聯(lián)體發(fā)射8次,其中一半是為軍事計(jì)劃發(fā)射。
俄羅斯擔(dān)負(fù)著前蘇聯(lián)85%的航天研究任務(wù)。大約65%的航天飛行器是從它的普列謝茨克航天發(fā)射場發(fā)射的。
獨(dú)聯(lián)體空間計(jì)劃面臨的很多問題為預(yù)算問題。位于拜克努爾航天發(fā)射場附近的列寧斯克市是一座宇航工業(yè)城市,已欠有800萬盧布的債務(wù)。在二月份的一次關(guān)于 工作條件的騷亂中,拜克努爾有3名士兵死亡。
暴風(fēng)雪號(hào)模型機(jī)砸毀
自1988年至今,暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)沒有再進(jìn)行過太空飛行,和平號(hào)空間站只能利用一次性飛船和美國航天飛機(jī)作為往返工具。按原計(jì)劃,第二架航天飛機(jī)將于1991年首飛,第3架則是在1992年建造完成,而首次載人飛行將在1994-1995年間進(jìn)行。但由于政治和經(jīng)濟(jì)原因,這一切都沒有實(shí)現(xiàn)。所有航天飛機(jī)只能存放在庫房中,任灰塵飛揚(yáng),儀器老化。而未完工的兩架則已在90年代中期被拆解。2002年,暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)中可以飛行的一架連同能源號(hào)火箭一道,因拜科努爾的廠房坍塌而被摧毀。至此暴風(fēng)雪計(jì)劃在凄涼慘淡中徹底終結(jié)。
坎坷命運(yùn)
2008年3月,德國一博物館以1000萬歐元的價(jià)格購得一架蘇聯(lián)暴風(fēng)雪航天飛機(jī)。暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)曾經(jīng)是蘇聯(lián)航空工業(yè)的一大驕傲,然而,令無數(shù)俄羅斯人感到萬分沮喪的是,其中一架最后的歸宿地卻是在數(shù)千公里之外的德國施派爾(Speyer)城—當(dāng)?shù)氐募夹g(shù)博物館已經(jīng)以1000萬歐元的價(jià)格購得了一架暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)。施派爾城技術(shù)博物館館長賴耶爾表示,他們其實(shí)早已做出了購買暴風(fēng)雪號(hào)的決定。但這一決定的實(shí)施過程卻并不簡單。
曾負(fù)責(zé)研制這架航天飛機(jī)的俄“閃電”科學(xué)生產(chǎn)聯(lián)合公司一直在采取各種措施從其身上“撈錢”。暴風(fēng)雪號(hào)先是被運(yùn)到澳大利亞進(jìn)行展出,但澳方并未向“閃電”公司支付事先承諾的費(fèi)用。在經(jīng)歷了多次波折后,暴風(fēng)雪號(hào)終于在位于波斯灣的巴林找到了一個(gè)臨時(shí)的“棲身之地”,“閃電”公司重新獲得了對(duì)這架航天飛機(jī)的支配權(quán)。經(jīng)過談判,俄方終于同意以1000萬歐元的價(jià)格將其出售給德國人。不過,被運(yùn)往德國的暴風(fēng)雪號(hào)并不是于1988年11月15日飛向太空的那艘,而是與后者在尺寸和性能上幾乎完全相同的試驗(yàn)?zāi)M機(jī),正式編號(hào)為“BTS-02”。前蘇聯(lián)曾利用該機(jī)實(shí)施過多次自動(dòng)和手動(dòng)模式下的滑跑、起飛和降落試驗(yàn)?!癇TS-02”總共完成了24次飛行,累計(jì)升空時(shí)間為8時(shí)。俄方代表對(duì)這筆交易相當(dāng)滿意?!伴W電”公司負(fù)責(zé)人表示,德國人完全履行了自己的義務(wù)。他同時(shí)透露,“閃電”公司正考慮重新啟動(dòng)可重復(fù)使用宇宙飛船的生產(chǎn)工作。當(dāng)然,新產(chǎn)品將不會(huì)是暴風(fēng)雪的簡單復(fù)制品。德國施派爾城技術(shù)博物館館長介紹說,購買暴風(fēng)雪號(hào)花費(fèi)的1000萬歐元不僅包括了運(yùn)輸費(fèi)用,而且還包括為其修建專門機(jī)庫的開銷。機(jī)庫的建造工作正在加緊進(jìn)行之中。按照計(jì)劃,運(yùn)送暴風(fēng)雪號(hào)的貨輪將于本月底抵達(dá)荷蘭的鹿特丹港。之后,航天飛機(jī)將由陸路運(yùn)抵目的地。據(jù)悉,長度達(dá)36米、發(fā)射重量超過100噸的暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)將成為施派爾城技術(shù)博物館中最大的展品。
建造數(shù)量
蘇聯(lián)總共建造過5架用于開展飛行活動(dòng)的暴風(fēng)雪航天飛機(jī),分別為:
項(xiàng)目編號(hào):1.01,暴風(fēng)雪號(hào),蘇聯(lián)唯一一架進(jìn)行過自動(dòng)駕駛模式下太空飛行的航天飛機(jī),于2002年5月12日被完全拆解。所有權(quán)歸哈薩克斯坦。
項(xiàng)目編號(hào):1.02,小鳥號(hào),原計(jì)劃用于實(shí)施第二次自動(dòng)駕駛模式下的太空飛行并與和平號(hào)空間站實(shí)施對(duì)接。所有權(quán)歸哈薩克斯坦,被拜科努爾航天發(fā)射場博物館收藏。
項(xiàng)目編號(hào):2.01,至停工前只完成了30-50%。
項(xiàng)目編號(hào):2.02,只完成了10-15%。
項(xiàng)目編號(hào):2.03,未完工便被拆毀。
除此之外,蘇聯(lián)還建造過8架測試機(jī),用于進(jìn)行各種驗(yàn)證活動(dòng),德國博物館購買了其中的一架。由于在資金方面遭遇巨大障礙,俄羅斯于1993年最終取消了有關(guān)暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)[1]的一系列計(jì)劃。