+ Транспортний корабель постачання Опис Розробник спускного апарата: ОКБ-52 (НВО машинобудування) Розробник ФГБ: Філія №1 НВО машинобудування, (КБ «Салют») Призначення: Пілотований космічний корабель для постачання військових космічних станцій Алмаз Екіпаж: 3 Розміри Висота:: 13,2 м Діаметр: 4,15 м Об'єм: 45,00 м³ Рушійна установка Головний двигун (АТ+НДМГ): 7840 Н Льотні характеристики Автономний політ: 7 днів Апогей: 266 км Перигей: 223 км Нахил орбіти: 52° Зміна швидкості корабля: 700 м / с ТКС в розрізі ТКС, Транспортний корабель постачання () (Індекс 11Ф72) — радянський космічний корабель для доставки екіпажів та припасів на військові космічні станції «Алмаз». Космічний апарат призначався для пілотованого або автономного польоту з доставкою вантажу. Відбулось чотири безпілотні випробувальні польоти, через відмову від програми «Алмаз» не відбулось жодного пілотованого.
У серпні 2009 року компанія Excalibur Almaz оголосила, що планує використовувати капсули спускного апарата від корабля ТКС з комерційною метою. Ці капсули будуть оснащені невеликим сервісним модулем — розробленим відповідно до його місії.
Історія створення До розгортання проектувальних робіт з пілотованого ракетно-космічного комплексу (РКК) «Алмаз» в Радянському Союзі починалися льотні випробування корабля «Союз», а у ВПС США здійснювали широкомасштабні роботи зі створення військової станції MOL з екіпажем із трьох осіб.
Розробку Спускного апарата і всього комплексу в цілому вело ОКБ-52 (НВО машинобудування) головного конструктора Володимира Челомея. Розробку ФГБ (Функціонально вантажний Блок) — Філія № 1 НПОмаш, що став пізніше КБ «Салют». Виготовленням ТКС займався московський завод ім. М. В. Хрунічева (Зіх). Транспортний корабель постачання (ТКС) був потрібен для доставки вантажів і екіпажу на орбітальну пілотовану станцію (ОПС) «Алмаз». Виконані раніше опрацювання варіантів використання для цього корабля «Союз» та його похідних показували, що така система могла забезпечити мінімальний вантажопотік лише на першій стадії льотно-конструкторських випробувань РКК «Алмаз».
До початку розробки ТКС конструктори не мали інформації про поведінку людини навіть у тритижневому польоті. Внаслідок цього при розробці ТКС багато рішень мали надлишковий, або «запасний», характер. ТКС мав виконувати свої завдання в повністю автоматичному режимі, навіть за наявності на борту екіпажу.
Конструкція ТКС Головним розробником РКК «Алмаз» було ОКБ-52 в Реутові, відоме з 1966 року як Центральне конструкторське бюро машинобудування (ЦКБМ). Крім загального керівництва роботами, воно розробляло станцію «Алмаз» (ОПС, виріб 11Ф71), капсули спуску інформації (КСІ, виріб 11Ф76) і спускний апарат корабля ТКС (ВА, виріб 11Ф74). Відповідальним виконавцем корабля ТКС (виріб 11Ф72), що відповідав також за ФГБ корабля, призначили Філію № 1 у Філях. Виробником усього комплексу планувався завод імені М. В. Хрунічева, на якому виготовлялися РН «Протон-К».
ТКС фактично складався з двох «готових виробів» — Спускного апарата ВА () і Функціонально-вантажного блоку ФГБ (). Екіпаж — 3 особи. Згідно з проектом, корабель міг знаходитися в автономному польоті до 4 діб; зістикованим з ОПС — до 90 діб. Стартова маса ТКС при запуску становила 21,62 т, на орбіті — 17,57 т. Об'єм внутрішніх відсіків корабля — 49,88 м³. Довжина ТКС у стартовому положенні — 17,51 м, на орбіті — 13,2 м. Порівняно зі скромним «Союзом» — якісний і кількісний стрибок у параметрах і можливостях.
Маса корисного вантажу, включаючи ВА і необхідні матеріали, — до 12,6 т, маса вантажів для доставки на ОПС (до семи КСІ, запаси палива, необхідні матеріали для системи життєзабезпечення (СЖО) і спецматеріали), — близько 5,2 т. Місткість паливних відсіків — 3,822 т. Паливо (азотний тетраоксид і несиметричний диметилгідразин) розміщувалось у восьми циліндричних баках на зовнішній поверхні ФГБ. На зовнішній поверхні блоку також встановили основні агрегати рушійної установки (РУ), двигуни орієнтації і стабілізації, антени і датчики, радіатори системи терморегулювання і панелі сонячних батарей (СБ) — два «крила» по 17 м² і 6 м² на «кожусі», що закривав паливні баки. Загальна потужність енергоустановки становила 3,5 кВт.
Основною частиною корабля був функціонально-вантажний блок складної форми із зонами різного діаметра. Спереду, в зоні малого (2,9 м) діаметра на нього встановлювався спускний апарат, ззаду відсік мав розширення, утворене двома конічними проставками з максимальним діаметром 4,1 м. У хвостовій частині ТКС розташовувався активний стикувальний агрегат, який значно відрізнявся від аналогічного вузла «Союз 7K-T», він був пристосований для стикування об'єктів масою по 20 т; час стягування космічних апаратів і гасіння коливань від моменту м'якого стикування до жорсткого стягування становило 3-4 хв порівняно з 18-20 хв для комбінації «Союз»-ДОС.
У стартовій конфігурації ТКС, встановлений на вершині ракети-носія «Протон-К», разюче відрізнявся від «Союзу». У верхній частині першого вирізнявся довгий циліндричний пороховий двигун системи аварійного порятунку (САР). Нижче розташовувався ВА, встановлений на ФГБ. При виведенні передня і центральна (бічна) частини корабля захищалися скидуваним двостулковим обтічником діаметром 4,35 м.
Спускний апарат ВА () Спускний апарат комплексу «Алмаз» створювався на базі аналогічних розробок, здійснених ЦКБМ при створенні місячних кораблів ЛК та ЛК-700, з урахуванням результатів стендових випробувань малорозмірних моделей і з використанням доступної інформації про відпрацювання американських кораблів Джеміні і Аполлон.
У початковій концепції РКК «Алмаз» ВА (виріб 11Ф74) був невід'ємною частиною ОПС, і встановлювався в її передній частині. Ідея полягала в тому, щоб екіпаж починав працювати одразу після виведення станції на орбіту. На орбіті космонавти переходили б у відсіки станції через люк у теплозахисному екрані ВА. Після закінчення роботи ВА відстиковувався від ОПС і повертав на Землю екіпаж і матеріали. Крім того, він мав використовуватись для екстреного порятунку екіпажу з ОПС на усіх ділянках польоту — від запуску і виведення до роботи на орбіті.
Рішення вирізати перехідній люк у найбільш теплонавантаженому місці ВА викликало дуже гарячі суперечки, але генеральний конструктор РКК «Алмаз» В. М. Челомей наполягав на цьому.
Згодом від застосування ВА у складі ОПС відмовились і його передбачалось використовувати тільки у складі ТКС, для таких функцій:
доставка на станцію і спуск з орбіти екіпажу і вантажів, що повертаються; автономний двовитковий політ орбітою в режимі очікування часу посадки і автономної орієнтації для видачі гальмівного імпульсу.
За первинними планами всередині апарата могли здійснювати політ три космонавти у скафандрах. Надалі передбачалося збільшити розміри ВА і екіпаж мав зрости до п'яти-шести осіб.
Особливості апарата:
лобовий теплозахисний екран, який не відокремлювався і забезпечував багаторазові повторні спуски ВА з орбіти; висока аеродинамічна якість, що дозволяло зменшити термодинамічні навантаження на конструкцію апарата і екіпаж і здійснити керований спуск у визначену точку посадки при проходженні максимально можливої кількості обертів; забезпечення автономного польоту і спуску з орбіти, що давало можливість продовження роботи ТКС у складі РКК «Алмаз» після відокремлення ВА.
Виріб 11Ф74 складався з трьох основних блоків:
ВА з кабіною екіпажу; порохова гальмівна рушійна установка (, ТДУ) для сходу з орбіти; порохова аварійна рушійна установка (, АДУ). Параметри Маса виробу на старті:близько 7,3 т; Максимальна довжина:10,3 м; Максимальний діаметр:2,79 м; Маса апарата на орбіті (після скидання АДУ):понад 4,8 т, при спуску з орбіти — близько 3,8 т; Житловий об'єм:3,5 м³; Максимальна маса корисного вантажу, що повертається, при запуску ТКС:до 50 кг з екіпажем, 500 кг без екіпажу; Тривалість автономного польоту ВА по орбіті:3 години; Максимальна тривалість перебування екіпажу у ВА:31 година;
Порятунок екіпажу при аварії ракети-носія мав здійснюватись відокремленням ВА за допомогою потужної АДУ, що складалась з основного і керуючого порохових двигунів. ТЗ на систему аварійного порятунку встановлювало жорсткі установки щодо її використання, зокрема на відведення від ракети-носія на старті або при втраті керування.
За конфігурацією ВА нагадував американську капсулу Джеміні і мав розміри подібні до командного модуля корабля Аполлон. Основний відсік ВА — кабіна екіпажу мав форму зрізаного конуса з напівсферичним днищем у широкій основі.
Прагнення проектантів досягти високих аеродинамічних властивостей призвело до вибору відповідної форми ВА, на відміну від сегменто-конічної («фароподібної») в кораблі «Союз», де обмеження накладав також максимально можливий внутрішній об'єм спускного апарата, при меншому граничному діаметрі днища.
У конструкції ВА переважали рішення, характерні для авіаційної промисловості. Гермооболонку утворювали вафельні панелі, скріплені автоматичним зварюванням з повним рентгенографічним контролем зварних з'єднань. Її випробували при тиску 1,9 атм, що більш ніж в 1,5 рази перевищував максимальний розрахунковий тиск, який мала витримати кабіна екіпажу. У процесі запуску ВА у виробництво переглянули численні технології зварювання, штампування і механообробки для можливості виконання технічного регламенту і ремонту.
При проектуванні усіх підсистем і блоків ВА розробники керувалися принципами допустимості одиничної відмови і методами управління надійності, властивими для пілотованих систем. Основною метою технологічного опрацювання ВА стала простота експлуатації та відновлення. Єдиний відступ від правил — гермокабіна. Її відмова (розгерметизація) вважалась неприпустимою (хоча екіпаж у скафандрах і міг продовжувати роботу після наддуву останніх). І все це попри те, що через оболонку гермокабіни проходять численні вузли введення трубопроводів, кабелів тощо, а також три люки (один — з ілюмінатором) і оптичне вікно системи ручної орієнтації.
Для підвищення надійності ілюмінатори мали по три кварцові скляні панелі з ущільненнями між ними і спеціальною системою розвантаження від надлишкового тиску. Простір між панелями заповнювався сухим азотом.
ВА мав 39 піротехнічних пристроїв 12 типів. Усі вони створювались за безосколковим принципом, з високою надійністю, відмовостійкістю, невеликою масою та високою швидкодією. Значне використання піротехніки також було відмінною рисою проекту ВА.
Система розгортання парашутів оснащувалася спеціальними пристроями, що запобігали заплутуванню строп і куполів.
Відмінною особливістю ВА був люк для переходу екіпажу з гермокабіни апарата у внутрішній відсік ФГБ. Люк діаметром близько 550 мм був влаштований у лобовому теплозахисному екрані-щиті. Кришка люка відкривалась всередину гермокабіни апарата. З відсіком ФГБ люк з'єднувався сильфонним переходом-лазом, який перерубався пірошнуром біля основи перед відділенням ВА. Згодом пірошнур замінили спеціальним механізмом з кульовими замками, що спрацьовують від дубльованих піропатронів. Люк мав виключно продуманий механізм замикання, не вимагав від екіпажу значних зусиль для відкривання і для герметизації апарата. Система ущільнень не давала високотемпературній плазмі потрапити у зазор люка.
Попри те, що люк був влаштований практично в найбільш теплонапруженому місці ВА, жодного випадку його прогорання за результатами наземних і льотних (зокрема трьох повторних орбітальних) випробувань не зареєстрували.
Основний теплозахист ВА складався з трьох основних елементів змінної товщини:
донного напівсферичного сегмента (лобового екрану); сегмента у формі зрізаного конуса (бічний теплозахист); сегмента носового відсіку.
Краплеподібний наріст тефлону нижче центру донного сегмента забезпечував захист при піку нагрівання під час входження в атмосферу, що виникав при згорянні залишків перехідного тунелю екіпажу.