Цель: познакомить обучающихся с историческими этапами освоения космоса, созданием проекта «Буран»
Задачи:
- Формирование активной жизненной позиции детей по изучению истории Российской космонавтики.
- Формирования эмоционально-нравственного отношения к достижениям науки и техники советских и российских учёных.
- Воспитание чувства патриотизма.
Оборудование: компьютер, проектор, экран, презентация “И здесь стартовал наш Буран” (в программе Power Point).
Оформление класса: кафедра для выступлений, выставка книг, рефератов учащихся и рисунков по теме.
Ход занятия
1. Организационный момент.
Есть в дикой степи городок
Забытый людьми уголок.
Здесь начался звёздный роман.
И здесь стартовал наш "Буран"
(Михаил Шапкин)
2. Из истории космонавтики
Советский многоразовый транспортный космический корабль (МТКК) "Буран", созданный в рамках программы "Энергия-Буран", первый и единственный раз стартовал 20 лет назад с космодрома Байконур. Это было 15 ноября 1998г. Мы познакомимся с историей создания космической системы "Энергия - Буран". (Слайд 1)
Прежде всего, вспомним такие имена, как Циолковский К.Э, Королёв С.П. и Гагарин Ю.А.(заранее дано задание, подготовить выступления о научной и практической деятельности Циолковского К.Э. и Королёва С.П., а также о первом советском космонавте Ю.А.Гагарине). (Слайд2) У истоков освоения космоса стояли советские учёные и конструкторы, вот несколько хронологических событий прошлого века, которые доказывают приоритет СССР в освоении космоса. (Ссылка на Prioritet.mht) (Слайд 3,4,5)
1933, 21 сентября (СССР) Приказ Реввоенсовета об организации Реактивного научно-исследовательского института (РНИИ). Главным инженером назначен Сергей Павлович Королёв. Первый исследовательский институт по ракетам.
1947, 18 октября, С.П.Королёв (СССР) Первый запуск Фау-2, собранной из трофейных деталей, с полигона Капустин Яр (американцы вывезли целые ракеты и запускали их с весны 1946 г. до осени
1951 г.. Достигнута высота 86 км и дальность 274 км - штатные для этой ракеты.
1957, 1 сентября С.А.Лавочкин, Н.С.Черняков (СССР) Запуск (частично удачный) с полигона Владимировка крылатой ракеты "Буря", которая могла послужить прототипом космического самолёта-челнока.
1957, 4 октября, С.П.Королёв, В.П.Глушко (СССР) Запуск первого искусственного спутника Земли массой 83,6 кг с космодрома Байконур (так стал позже называться полигон Тюратам) ракетой Р-7 (января 1958 г. Первый рукотворный объект на орбите Земли.
1957, 3 ноября, С.П.Королёв, В.П.Глушко Первое живое существо на орбите.
1958, 15 мая, С.П.Королёв, В.П.Глушко (СССР) Запуск искусственного спутника Земли - первой научной станции на орбите.
1960, 19 августа (СССР) Возвращение на Землю с орбиты спускаемого аппарата (корабля Восток) с животными (в т.ч. двумя собаками - Белкой и Стрелкой). Первое возвращение живых существ с орбиты.
1961, 12 апреля (СССР) Первый человек в космосе, он же первый на орбите - Юрий Алексеевич Гагарин на корабле Восток-1.
1963, 16 июня (СССР) Первая женщина в космосе - Валентина Владимировна Терешкова на Востоке-6
1965, 18 марта (СССР) Первый выход человека в открытый космос - космонавта Алексея Архиповича Леонова из корабля Восход-2. Выход в автономном скафандре через шлюзовую камеру, свободное парение более 12 мин. (был соединён с кораблём только страховочным фалом).
1977, 29 сентября (СССР) На орбиту выведена ДОС нового поколения Салют-6.
1986, 19 февраля (СССР) На орбиту выведен базовый блок первой в истории модульной орбитальной станции Мир. Проработала на орбите более 15 лет, приняла 28 экспедиций.
1988,15ноября (СССР) Первый полёт МТКС Энергия-Буран. Полёт беспилотный, посадка осуществлена в автоматическом режиме.
Работы над многоразовым орбитальным кораблем были начаты в 1974 году в рамках подготовки "Комплексной программы НПО "Энергия". Это направление работ было поручено главному конструктору И.Н.Садовскому. Заместителем главного конструктора по орбитальному кораблю был назначен П.В. Цыбин.
Необходимость создания отечественной многоразовой космической системы как средства сдерживания потенциального противника была выявлена в ходе исследований, проведенных Институтом прикладной математики Академии наук СССР и НПО "Энергия" (сейчас РКК "Энергия") в 1971–1975 годах. По итогам исследований выяснилось, что США, введя в эксплуатацию свою многоразовую систему Space Shuttle, смогут получить решающее военное преимущество в плане нанесения упреждающего ракетно-ядерного удара.
Работа по программе "Энергия-Буран" началась в 1976 году. В создании этой системы принимали участие 86 министерств и ведомств и 1286 предприятий всего СССР (всего около 2,5 миллиона человек). Для обеспечения использования в новой разработке имеющегося научно-технического задела приказом министра МАП в НПО "Молния" из ОКБ А.И. Микояна и ОКБ "Радуга" были переведены основные специалисты, ранее работавшие по проекту создания многоразовой авиационно-космической системы "Спираль". Созданное НПО "Молния" возглавил опытнейший конструктор Глеб Лозино-Лозинский. (Слайд 6)
Ракету-носитель "Энергия" создавало НПО "Энергия", а на Министерство авиационной промышленности (МАП) была возложена задача создания планера орбитального корабля (ОК) "Буран". Для выполнения этой задачи на базе трех конструкторских бюро - КБ "Молния", КБ "Буревестник" и Экспериментальный машиностроительный завод - было образовано специализированное предприятие - НПО "Молния", ставшее головным разработчиком планера ОК "Буран". В качестве основной производственной базы был выбран Тушинский машиностроительный завод.
3. ПОЛЕТ "БУРАНА" (Приложение 1)
Задачей первого полета МТКК "Энергия-Буран" были продолжение летной отработки ракеты-носителя "Энергия" и проверка функционирования конструкции и бортовых систем ОК "Буран" на наиболее напряженных участках полета (выведение и спуск с орбиты) с минимальной длительностью орбитального участка.
В день запуска - 15 ноября 1988 года - погодные условия на космодроме Байконур ухудшились. Председатель госкомиссии получил очередной доклад метеорологической службы с прогнозом "штормовое предупреждение". Учитывая важность момента, синоптики потребовали письменно подтвердить получение тревожного прогноза. В авиации посадка - самый ответственный этап полета, особенно в сложных метеорологических условиях.
Корабль "Буран" не имеет двигателей для полета в атмосфере, в первом полете на его борту не было экипажа, а посадка предусматривалась с первого и единственного захода. Специалисты, создавшие ОК "Буран", заверили членов госкомиссии, что они уверены в успехе: для системы автоматической посадки этот случай не предельный. В итоге решение на запуск было принято.
15 ноября 1988 года в 06.00 мск МТКК "Энергия-Буран" отрывается от стартового стола и почти сразу же уходит в низкую облачность. В 06.08 мск корабль "Буран" отделился от ракеты-носителя "Энергия" и начал первый самостоятельный полет. Высота над поверхностью Земли составляла около 150 километров и довыведение корабля на орбиту выполнялось собственными средствами. (РИА Новости Александр Моклецов 15/11/2008) (Слайд 7,8)
В 09.24 мск после выполнения орбитального полета и прохождения почти восьми тысяч километров в верхних слоях атмосферы, опережая всего на одну секунду расчетное время, "Буран", борясь с сильным встречно-боковым ветром, мягко коснулся взлетно-посадочной полосы и после небольшого пробега в 09.25 мск замер в ее центре.
Общее время полета составило 206 минут. Корабль был выведен на орбиту с максимальной высотой 263 километра. Таким образом, в СССР была создана система, не уступающая, а по многим параметрам превосходящая американскую систему "Спейс Шаттл". В частности, полет прошел без экипажа, полностью в автоматическом режиме, в отличие от шаттла, который может совершать посадку только на ручном управлении. Кроме того, впервые в мировой практике была проведена полностью автоматическая посадка аппарата. (Слайд 9,10,11,12)
4. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОРАБЛЯ "БУРАН" И РАКЕТЫ "ЭНЕРГИЯ"
Способен доставлять на околоземную орбиту и обратно экипаж из 2-4-х человек, до 6 пассажиров и различные грузы. Возможен полет как в автоматическом, так и пилотируемом режиме продолжительностью до 30 суток. Представляет собой воздушно-космический самолет с низкорасположенным крылом дельтовидной формы. Стартовая масса до 105 т, посадочная — 82 т, длина 36,4 м, диаметр фюзеляжа 5,6 м, размах крыла 24 м, размеры отсека полезного груза 4,7 х 18,3 м.
Конструкция корабля выполнена из алюминиевых сплавов, титана и стали и покрыта термоизоляцией, состоящей из более чем 38 тыс плиток из кварцевых и органических волокон. Наиболее нагревающиеся места (нос фюзеляжа, передние кромки крыла и киля) защищены углеродистым композитом. Общая масса теплоизоляции около 9 т. бомбардировщика 201М0 или Ан-225 «Мрия»). Старт системы «Энергия-Буран» производится вертикально, набор суборбитальной скорости и высоты 150-160 км осуществляется ракетой-носителем «Энергия», дальнейший разгон Бурана и подъем на орбиту высотой 250-450 км производится самостоятельно.
При спуске с орбиты корабль входит в плотные слои атмосферы со скоростью в 25-28 раз большей скорости звука и гасит ее за счет сопротивления воздуха. Посадка происходит на основную посадочную полосу космодрома Байконур (или одну из двух запасных в других районах) длиной 5,5 км и шириной 84 м, при посадочной скорости 310-340 км/час. (Слайд 13,14 ,15). На ракете предусмотрено резервирование основных жизненно важных систем и агрегатов, включая маршевые двигатели, рулевые приводы, турбогенераторные источники электропитания, пиротехнические средства.. В дополнение к этому установлены эффективные системы пожаро- и взрывопредупреждения.
При разработке математического обеспечения и программ управления ракетой "Энергия" помимо штатных условий полета было проанализировано более 500 вариантов аварийных ситуаций и найдены алгоритмы их парирования. Кроме того, в нештатных ситуациях при запуске орбитального корабля конструктивные меры, заложенные в ракете, позволяют обеспечить выведение корабля на низкую "одновитковую" орбиту с последующей посадкой на один из аэродромов либо осуществить маневр возврата на активном участке выведения с посадкой корабля на штатную полосу посадочного комплекса Байконура
Разработка корабля велась более 12 лет. Для отработки автоматической посадки в режиме планирования был создан полноразмерный аналог «Бурана» (БТС-002), оборудованный для взлета 4 турбореактивными двигателями. Его испытывали летчики Летно-исследовательского института им. М. М. Громова во главе с И. П. Волком. Первый из 24-х полетов аналога выполнили в 1985 Волк и Р. А. Станкявичус.
5. ОТЛИЧИЯ СИСТЕМЫ "ЭНЕРГИЯ-БУРАН" ОТ АМЕРИКАНСКОЙ "СПЕЙС ШАТТЛ"
При общей внешней схожести проектов, в своей основе они совершенно разные. (Слайд16).Комплекс "Спейс Шаттл" состоит из топливного бака, двух твердотопливных ускорителей и самого космического челнока. При старте запускаются оба ускорителя и первая ступень. Данный комплекс нельзя применять для вывода на орбиту иных аппаратов. Он не имеет возможности несколько раз заходить на посадку, поэтому предусмотрено несколько посадочных площадок на территории США.
Комплекс "Энергия-Буран" состоит первой и второй ступеней и возвращаемого космического аппарата "Буран". При старте запускаются обе ступени. Данная схема универсальна, поскольку позволяет осуществлять вывод на орбиту не только МТКК "Буран", но и прочие полезные грузы (массой до 100 тонн).
При возвращении на Землю "Буран" ведет себя иначе, нежели американский шаттл. Буран входит в атмосферу и начинает гасить скорость. Корабль управлялся рулями, не используя тягу двигателей (в атмосфере). Перед приземлением "Буран" осуществлял гасящий скорость корректирующий маневр, после чего шел на посадку. В этом единственном полете у "Бурана" была лишь одна попытка для захода на посадку. При посадке скорость корабля составляет 300 километров в час, в атмосфере доходит до десяти скоростей звука.
Кроме того, в отличие от шаттлов, в "Буране" предусмотрена система экстренного спасения экипажа. На малых высотах работает катапульта для первых двух пилотов, на достаточной высоте, в случае нештатной ситуации, "Буран" отделяется от ракеты-носителя и совершает экстренную посадку. (РИА Новости Александр Моклецов)
6. ИТОГИ ПРОЕКТА "ЭНЕРГИЯ-БУРАН"
К созданию МРКК "Энергия - Буран" были привлечены большие научно-технические, производственные и строительные силы всей страны. Сложилась эффективная кооперация предприятий и отраслей с высококвалифицированными кадрами, мощным интеллектуальным и производственным потенциалом. Накоплен передовой опыт, образован крупный научно-технический задел, созданы мощная экспериментальная и производственная базы, построены, оснащены и введены в эксплуатацию сложные системы и средства подготовки запуска и управления полетом.
Все это с полным основанием можно считать нашим национальным достоянием. При создании ОК "Буран" было получено около 600 оригинальных научно-технических достижений. Это новые технологии и материалы, станки и устройства, программы и методики, экспериментальные установки, измерительная техника, автоматизированные системы управления и т.п.
Материалы, без которых было бы невозможно создание ракетно-космических систем (высоколегированные жаропрочные стали, сплавы на основе алюминия и магния, высокоогнеупорная керамика, высокочастотные диэлектрики, теплозащитные материалы, смазки, клей, герметики, резина, тончайшие полимерные металлизированные пленки, антифрикционные и антикоррозийные покрытия), имеют многообразную и порой неожиданную сферу применения. Так, разработанный углерод-углеродный материал нашел широкое применение в медицине, оказавшись почти идеальным для изготовления искусственных суставов в технике протезирования.
Новые технологии могут эффективно использоваться в любой отрасли промышленности. Например, автоматическая сварка с помощью специальных сварочных головок может применяться в пищевой промышленности для сварки трубопроводов оборудования по переработке молока и выработке сахара, а также в нефтехимической промышленности и атомной энергетике. Пайка с использованием припоев без серебра может сэкономить значительное его количество. Высокоточное герметичное литье из жаропрочных сплавов успешно употребляется при изготовлении корпусов клапанов и насосов для молочной промышленности.
В процессе разработки ОК "Буран" была создана современная экспериментальная база для отработки и испытаний деталей, узлов и агрегатов, в том числе комплекс уникальных стендов для испытаний на статическую, динамическую, ударную и вибрационную прочность крупногабаритных конструкций, безэховая камера проверки радиосистем и т.д. Эта база могла бы быть использована на договорной основе всеми машиностроительными отраслями, так как включает большой набор современных измерительных средств с автоматизированной обработкой результатов измерений, а также многочисленные методики и банк программного обеспечения, необходимые для изучения состояния элементов конструкции любых машин и механизмов. Такие возможности и перспективы использования МРКК "Энергия-Буран" виделись в конце 1980-х— в самом начале 1990-х годов. Позже ситуация изменилась
В 1990 году работы по программе "Энергия-Буран" были приостановлены, а в 1993 году программа была окончательно закрыта. (Слайд17, 18) .Единственный летавший в космос в 1988 году "Буран" был уничтожен в 2002 году обрушившейся крышей ангара монтажно-испытательного корпуса на Байконуре.
Хотелось бы выразить надежду, что государственная мудрость позволит найти оптимальный путь использования созданного достояния. Несмотря на трудности в экономике, в динамичной и острой обстановке нашего времени очень важно сохранить высокий качественный уровень космической промышленности, потеря которого может дорого (если не невосполнимо!) обойтись нашей стране. (Слайд 19)
Ссылки по теме:
- http://www.novosti- kosmonavtiki. ru / (О.Урусов. Причал для «птиц»)
- http://aviationtoday.ru.ru / (Полёту «Бурана» исполнилось 20 лет)
- Gazeta.kz (На Байконуре отметили 20-летие запуска ракеты-носителя "Энергия" с космическим кораблем "Буран")
- www.outer-space.ru/ ( Корабль «Буран»)
- http://buran.ru//htm/otzyv.htm#stih (Стихотворение о полёте «Бурана», наверное, единственное)
- http://www.ermolae.narod.ru/ (Владимир Ермолаев «Слово о полку Бурановом»)
- http://www. buran.ru (НПО Молния.)
- http://www.rian.ru/science (Наука и технологии «Российский ответ шаттлу - "Буран" - стартовал 20 лет назад»)
- http://www.outer-space.ru ( РИА Новости Александр Моклецов 15/11/2008)
- http://www.Prioritet. Mht (Приоритет СССР в освоении космоса)
- Википедия: «Буран» - космический корабль
- Ю.П. Семенов, Г.Е. Лозино-Лозинский, В.Л. Лапыгин, В.А. Тимченко и др.; под ред. Ю.П. Семенова и др. - М. "Машиностроение", 1995. "Многоразовый орбитальный корабль "Буран"
- Использованы фотографии НПО "Молния", РКК "Энергия
- Электронный носитель «Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия 2007»