TRASBORDADOR

Por IGNACIOAL - 20 de Marzo, 2010, 10:03, Categoría: General


 
Mensaje Sitio Oficial Carl Sagan
 
Desarrollo del Buran
Durante el desarrollo del vector Energia, fueron construidos más de 232 módulos de prueba experimental. Por suparte, el Buran demandó de la construcción de otros 100 módulos de prueba, 7 módulos de modelado complejo, 5 laboratorios volantes, 6 maquetas a escala completa, y 2 maquetas de vuelo (OK-ML-1 y OK-MT).

Las pruebas de calidad de sistemas funcionales se realizaron con anterioridad al primer vuelo sobre 780 elementos individuales de equipos y sobre 135 sistemas. Igualmente se realizaron rigurosas pruebas de calidad sobre todos los componentes estructurales. Los elementos estructurales se probaron individualmente y en conjunto. Se realizaron 1000 experimentos de diverso tipo sobre 600 subconjuntos estructurales. Como resultado de este gran trabajo, los datos de vuelo real fueron muy cercanos a los datos teóricos.

Se construyeron seis maquetas o modelos funcionales a escala completa del Buran:
OK-M fue una maqueta destinada a la realización de pruebas de ajuste de piezas. También se usó en pruebas de cargas estáticas (temperatura normal), para determinar el momento de inercia del orbitador, y para probar masas de cargas simuladas. Luego de efectuados los trabajos de prueba sobre este modelo, fue redesignado OK-ML-1 y enviado al cosmódromo de Baikonur a cuestas del avión de transporte 3M-T. En este centro fue utilizado para pruebas de interface (horizontal y vertical) con el vector Energia. Originalmente se había planeado utilizar este modelo como carga del primer vuelo del vector Energia, permaneciendo fijo en todas las etapas del vuelo al bloque central. En lugar de esto, terminó sus días a la intemperie y expuesto a los elementos en Baikonur.
Buran BST-02/OK-GLI para pruebas de vuelo horizontal. Las siglas de su nombre
significan, Bolshoy Samolyot Transporniy (Gran avión de transporte) y Orbitalniy Korabl dlya gorizontalnij Letnij Ispitaniy (Nave orbital para pruebas en vuelo horizontal).
Este "análogo" tenía la misma aerodinámica, centro de gravedad y características inerciales del orbitador. La principal diferencia era que el "análogo" estaba equipado con cuatro reactores
AL-31, los mismos que equipan al conocido caza Sukhoi SU-27. De esta manera, el BST-02 podía volar desde aeropuertos convencionales, y realizar pruebas en forma reiterada. Se usó primordialmente para poner a punto los sistemas de vuelo y de aterrizaje en sus modos manual y automático. Este modelo estaba equipado esencialemte con los mismos sistemas que el orbitador, incluyendo asientos eyectables, los sistemas de navegación GSP y VIU, sensores térmicos, etc.. También se lo empleó para evaluar las características aerodinámicas del conjunto 3M-T/orbitador, para probar los puntos de fijación al vector Energia, y para desarrollar la configuración de transporte óptima. Es interesante destacar, que a veces se menciona que el Buran "tenía motores de avión", una confusión que se origina en la existencia de este modelo de pruebas BST-02 análogo.
Este Buran análogo fue expuesto en Australia, con motivo de las olimpíadas realizadas en este país. En el futuro sería expuesto en forma permanente en un museo alemán, el Sinsheim Auto & Technik Museum.
OK-MT para pruebas de desarrollo tecnológico. Fue usado para el desarrollo de diversa documentación técnica y de transporte, para el estudio de métodos de carga de líquidos y gases, para pruebas de integridad del sistema hermético, pruebas de entrada y salida de la tripulación, el desarrollo de manuales de operación militar, el desarrollo de los manuales de fabricación, mantenimiento, y operaciones de vuelo. Una vez terminado el trabajo sobre este modelo, fue redesignado OK-ML-2 y enviado a Baikonur sobre el avión 3M-T. En este cosmódromo fue usado para pruebas funcionales de interface con el vector Energia. De acuerdo a las ideas originales, esta maqueta debería haber sido usada en el segundo lanzamiento del vector Energia, destruyéndose en la atmósfera después de probar la separación del bloque central.
OK-TVA para pruebas térmicas y de vibración estática. Parte de las pruebas estáticas sobre este modelo, fue realizada en el TsAGI, en su exclusiva cámara ambiental TPVK-1. Esta cámara tenía 13.5 m de diámetro y 30 m de longitud. Estaba equipada con 10000 lámparas de cuarzo que podían someter al orbitador a temperaturas de entre -150 °C y 1500 °C, desde el nivel del mar al vacío, todo esto en tiempo real. Simultáneamente el OK-TVA era sometido a pruebas de cargas estructurales sobre la nariz, alas y estabilizador vertical, principalmente. El aparejo de prueba podía ejercer una fuerza de 8000 kN horizontalmente, y 2000 kN en forma vertical, hasta casi los límites de rotura de la estructura. El OK-TVA también fue sometido a pruebas de sonido en la cámara acústica RK-1500 del TsAGI, que tenía una superficie de 1500 metros cuadrados, y estaba equipada con 16 generadores de audio que podían someter al orbitador a niveles de sonido de 166 dB, a frecuencias de 50 a 2000 Hz. Gracias a todas estas pruebas, se pudo poner a punto la estructura del orbitador, la aislación acústica, el escudo térmico y las juntas herméticas. El OK-TVA también fue sometido a estudios en una cámara de pruebas dinámicas de 423 metros cuadrados. Allí fue ubicado en los módulos de pruebas de electrodinámica y electrohidráulica. Se cree que este modelo es el que se encuentra en el Parque Gorky, convertido en un restaurante...
OK-KS para pruebas del complejo eléctrico y electrónico del orbitador. Estas pruebas fueron complementadas por las llevadas a cabo en el módulo KEI de pruebas del sistema electrónico. Este modelo también se usó para pruebas del tipo EMI (interferencias electromagnéticas). Hacia fines de los noventa, este modelo se encontraba todavía en las factorías del bureau Energia en Korolev.
OK-TVI para pruebas medioambientales en cámara térmica y de vacío. Este modelo se probó en todos los regímenes térmicos, incluyendo aborto, vacío hasta 1.33 x 10-3 torr. La cámara de 700 metros cuadrados tenía 132 metros cuadrados de lámparas solares, para la simulación de la radiación solar. Se desconoce el destino final de este modelo.
OK-M
OK-MT
OK-M
 
OK-MT
     
¿OK-TVA?
 
OK-KS
¿OK-TVA? en Parque Gorky
 
OK-KS
     
Buran BST-02/OK-GLI
 
Buran BST-02/OK-GLI
Buran BST-02/OK-GLI
 
Buran BST-02/OK-GLI
Aparte de todos estos modelos a escala real, durante el desarrollo del programa se construyó una gran cantidad de material adicional, entre ellos:
Una cabina completa, escala real, destinada a la realización de pruebas médico-biológicas y el desarrollo de sistemas de soporte de vida. Este modelo incluía el sistema de soporte de vida SZhO.
Laboratorio volante Tupolev Tu-154LL - Esta aeronave estaba destinada a simular las características de vuelo del orbitador, y fue un elemento clave en el desarrollo de los sistemas de aterrizaje automático. El Tu-154LL hizo más de 200 descensos automáticos, 70 de ellos en Baikonur.
Los efectos del tiempo sobre los materiales del escudo térmico protector, fueron probados a velocidades de Mach +3, empleando aviones del tipo Il-8 y Mikoyan Mig-25.
Simulador de Vuelo Horizontal GLI - Se usó para perfeccionar el software de control de vuelo del orbitador, a medida de que se generaba nueva información proveniente de los ensayos en túneles de viento y de las naves de prueba. Como consecuencia de este trabajo, se mejoraron notablemente los parámetros reales del descenso: desviación del punto de contacto, especificada ±1000 m, real -250 m, +400 m; desviación desde el eje de la pista, especificada ±38 m, real -12 m, +15 m; velocidad vertical en el punto de contacto, especificada de 0 a 3 m/s, real 0.1 a 0.8 m/s.
Modelos de túneles de viento - Se construyeron unos 85 modelos en escalas de 1:3 a 1:550, para determinar los coeficientes aerodinámicos del vehículo a todas las velocidades, la efectividad de las superficies de control, los momentos de inercia, y para el estudio de la interferencia entre el Buran y el vector Energia durante las fases de lanzamiento y separación. Con estos modelos se ensayaron más de 39000 lanzamientos simulados, a velocidades en túneles de viento de M 0.1 a
M 2.0. Doce módulos especiales de prueba se construyeron para estudiar las características de la interferencia entre el Buran y el Energia.
Modelos de estudio hidrodinámicos - Fueron probados a escalas de 1:15 a 1:2700, y Mach 5 a Mach 20, y números Reynolds de 105 a 107.
BOR-4 - Este modelo era una versión a escala del avión orbital del proyecto SPIRAL. Se lo usó para estudiar los efectos de la interacción entre el plasma generado durante la reentrada, y los materiales del escudo de protección térmica del Buran, investigación que no se podía realizar en los laboratorios. BOR-4 hizo cuatro vuelos exitosos, a velocidades de Mach 3 a Mach 25, y altitudes de 30 a 100 km. Todos estos ensayos confirmaron los procesos físicos, químicos y catalíticos que ocurren sobre los materiales del escudo térmico durante la reentrada. Los BOR-4 también sirvieron para conocer las condiciones acústicas durante el lanzamiento y la reentrada.
BOR-5 - Las características aerodinámicas del Buran a velocidades hipersónicas, fueron validadas por medio del empleo de este tipo de artefactos, modelo a escala 1:8 del transbordador. El BOR-5 era lanzado en trayectorias suborbitales que alcanzaban los 100 km de altura, y velocidades que variaban entre 4000 y 7300 km/s. Estos ensayos brindaban información sobre las características de manejo, momento aerodinámico, y sobre la efectividad del control de la nave desde Mach 1.5 a mach 17.5, a números de Reynolds de 1.05 a 2.1 y ángulos de ataque que variaban entre los 15° y 40°. También se estudió la separación del flujo en la superficie del fuselaje, y las características termodinámicas del diseño. Los resultados finales obtenidos indicaban un coeficiente de sustentación-arrastre de 1.3 en hipersónico, 5.0 a Mach 2, y 5.6 a velocidad subsónica.
Modelo acústico - Se construyó un modelo acústico, escala 1:10, del vector Energia. Estaba equipado con motores de combustible sólido para medir los niveles acústicos en el módulo de pruebas.
Bor-4
Bor-4
 
Bor-5
Bor-5
 
Modelo a escala
Modelo de túnel de viento del sistema Energia-Buran
Debido a la lejanía del cosmódromo de Baikonur, y a la carencia de medios suficientes de transporte, gran parte del ensamblado final del Energia y del Buran se debió realizar en ese mismo puerto espacial. Al principio del programa, no se disponía de un vehículo de transporte aéreo con gran capacidad de carga. En su lugar, se usó al Myasischev 3M-T (40 tn de carga), que en realidad era un bombardero modificado. Más tarde, el 3M-T fue relevado por el monstruoso Antonov An-225 Mriya ("Sueño" en ruso).

Aunque se reciclaron todos los elementos empleados en el programa lunar N1, se construyeron numerosas "facilidades" para poder realizar el ensamblado final tanto del Energia como del Buran, cuyas partes habían sido entregadas previamente por vía aérea o férrea.

Los principales elementos de la infraestructura en Baikonur del programa Energia-Buran eran:
MIK-OK - Era el edificio de ensamblado del orbitador. Era un nuevo edificio, 222 m de longitud, 132 m de ancho, y 30 m de alto. Estaba dividido en los siguientes sectores ambientalmente controlados:
Sector de cargas.
Sector de mantenimiento del escudo térmico protector.
Sector de ensamblado/desmantelado, para pruebas autónomas de equipos, reparación y prueba de equipos herméticamente sellados, y reparación de motores.
Sector KIS, para diversas pruebas eléctricas.
Cámara anecoica BEK, 60 m x 40 m x 30 m, para pruebas de antenas, y para ocultar estas actividades de los satélites norteamericanos ELINT (de inteligencia electrónica).
Sector hangar, 30 m x 24 m, sector de espera del orbitador.
TA - Transportador del orbitador, empleado para trasladar al mismo entre los distintos edificios del complejo, por las carreteras de 12 m de ancho del cosmódromo. Pesaba 126 tn vacío, y podía transportar cargas de hasta 100 tn. Tenía una longitud de 58.8 m, un ancho de 5.4 m, y 3.2 m de alto. La velocidad máxima era de 10 km/h con el Buran a cuestas, y 40 km/h sin carga.
MIK-RN - Era el edificio de montaje del vector Energia, y había sido originalmente construido para el ensamblaje del vector N1. Tenía unas dimensiones de 190 m x 240 m, y estaba dividido en cinco sectores, dos de ellos de 27 m de alto, y tres con 52 m de alto.
TUA - Eran dos transportadores/erectores que fueron primero empleados en el programa N1, y luego modificados para su uso en el programa Energia-Buran. Podían trasladar al sistema Energia-Buran completo, sobre líneas férreas, desde el MIK-RN hasta la plataforma de lanzamiento. Cada uno pesaba 2756 tn vacío, podía transportar cargas de 571 tn, y sus dimensiones eran de 56.3 m de longitud (90.3 m con el vehículo de lanzamiento), 25.9 m de ancho y finalmente 21.2 m de alto. La velocidad máxima era de 5 km/h.
MZK - Era un nuevo edificio para la carga de propergoles en el orbitador y en las cargas, y para pruebas estáticas verticales del conjunto Energia-Buran. Tenía unas dimensiones 134 m x 74 m, y 58 m de alto.
17P31 UKSS - Era una enorme nueva construcción, que servía como plataforma de lanzamiento y como módulo de pruebas. En estas instalaciones, el vehículo lanzador podía realizar prolongadas pruebas de encendido de sus motores.
11P825 SK - Eran las dos plataformas de lanzamiento del N1, modificadas ahora para su uso con el vector Energia.
IVPP - Aeropuerto Yubileyniy (Júbilo, en ruso), usado para los descensos del Buran. Está a unos 12 km de las plataformas de lanzamiento, y tiene una longitud de 4500 m, 84 m de ancho. Puede operar con aeronaves de +650 tn de peso en el despegue. El IVPP estaba preparado para trabajar en conjunto con el sistema de descenso automático del Buran, y compartía con éste varios equipos. Estaba equipado con el sistema de aterrizaje por radio Svecha-3M, el sistema por radio Vympel para la guía, aterrizaje y maniobras aerodinámicas, el sistema radiolocalizador de larga distancia Skala-MK, el sistema radiolocalizador (del aeropuerto) Ilmen, y el radiolocalizador para el aterrizaje Volkhov-P. También contaba con el sistema de observación meteorológica
Obzor-2, que transmitía al orbitador información actualizada sobre las condiciones del tiempo en la zona del aeropuerto. Haciendo uso de todos estos elementos, el Buran podía realizar descensos en forma automática extremadamente precisos.
Grúa especial de gran porte para montar/desmontar sobre las aeronaves de transporte (Myasischev 3M-T, y luego el Antonov An-225 Mriya) los diversos componentes del sistema.
Bloque Ya - Era el módulo de servicios de lanzamiento del vector Energia. Era usado durante el ensamblado, transporte, y en la plataforma de lanzamiento. A través de este dispositivo, se realizaban sobre el vector Energia, todas las tareas previas al lanzamiento, como ser el mantenimiento hidráulico, eléctrico, manipulación de propergoles, etc.. Tenía unas dimensiones 20.25 m x 11.5 m, y una altura de las partes planas del cuerpo de 1.2 m. La masa del bloque era de unas 150 tn, y estaba fabricado en acero y otros materiales refractarios. Su interior contenía 1123 tuberías de acero, con una longitud general de casi 12 km.
Preparación del Buran
Una instalación para la preparación del Buran
 
Edificio MIK-RN
Edificio MIK-RN
 
Vehículo transportador del orbitador TA
Vehículo transportador del orbitador TA
 
Vehículo transportador del orbitador TUA
Vehículo transportador del orbitador TUA
 
Grúa especial
Grúa especial colocando al Buran sobre el
Antonov An-225 Mriya

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