10.7. СПАСЕНИЕ ЭКИПАЖА ПРИ АВАРИЯ НА ВНЕАТМОСФЕРНОМ УЧАСТКЕ ТРАЕКТОРИИ ВЫВЕДЕНИЙ

Нижняя граница этого участка достаточно условна и зависит от конструктивных особенностей КК и РН. Обычно за нее принимают момент выхода РКС из плотных слоев атмосферы, когда исчезают аэродинамические нагрузки (скоростной напор составляет несколько единиц), что происходит на высоте 70 - 90 км при скорости полета около 2500 - 3000 м/с.

Верхняя граница участка - это окончание активного участка траектории выведения и выход КК на орбиту ИСЗ.

В связи с малой плотностью воздуха на внеатмосферном участке полета воздействие ударной волны и огненного шара даже при опасном течении аварии проявляется очень слабо. Поэтому из трех поражающих факторов, характерных для атмосферного участка, остается только один - поражение разлетающимися при взрыве осколками. Кроме того, вероятность катастрофического и быстротечного развития аварии на внеатмосферном участке достаточно мала из-за отсутствия аэродинамических нагрузок, которые, как правило, способствуют разрушению РКС.

Эти особенности протекания аварийных ситуаций на внеатмосферном участке полета позволяют использовать для аварийного отделения КК или СА штатные средства разделения, необходимыми условиями применения которых являются аварийное выключение ДУ РН и устранение влияния импульса последействия остаточной тяги при выключении ДУ, что достигается либо включением сравнительно небольших активных средств (тормозных твердотопливных двигателей на РН или двигателей увода на КК)» либо введением определенной временной задержки на срабатывание средств разделения. Средства отделения КК от РН представляют собой механические или пиротехнические замки, обеспечивающие разделение стыковочных шпангоутов, и толкатели, срабатывание которых приводит к расхождению разделившихся частей.

После отделения от РН КК (или СА) совершает автономный полет вне пределов атмосферы по баллистической траектории, в процессе которого осуществляются ориентация и программные развороты в целях обеспечения входа в атмосферу с малыми расчетными углами атаки. При необходимости для обеспечения посадки в заданном районе возможно включение ДУ КК для проведения коррекции траектории, хотя с учетом довольно ограниченных запасов топлива влияние этой коррекции на параметры траектории относительно мало.

Углы входа КК или СА в атмосферу при аварийном спуске определяются углом наклона траектории в момент аварии (возможности коррекции, как уже было сказано, ограничены) и вследствие этого имеют довольно большую величину. В случае сочетания больших значений углов входа с большими скоростями входа в атмосферу при спуске возникают большие перегрузки, намного превышающие перегрузки при спуске с орбиты ИСЗ.

Значения максимальной перегрузки при аварийном спуске СА КК «Союз» для различных моментов аварии на участке выведения показаны на рис. 10.8.

Рис. 10.8. Характер изменения максимальной перегрузки при спуске СА на участке выведения по времени аварии

Другая характерная особенность аварийного спасения на внеатмосферном участке заключается в том, что удаление точки приземления СА значительно зависит от момента аварии и находится в диапазоне от сотен до десятков тысяч километров; это сильно затрудняет поиск и эвакуацию экипажа, СА или КК, совершившего аварийную посадку.

В конце участка выведения наступает момент полета, когда запасы топлива ДУ КК становятся достаточными для выведения его на орбиту ИСЗ в случае прекращения работы РН, при этом орбита КК может быть нерасчетной с малым временем существования, обеспечивающим кратковременный полет и посадку в штатном посадочном районе.

К настоящему времени известен единственный случай применения средств аварийного спасения при выведении пилотируемого КК на орбиту, который относится к внеатмосферному участку траектории выведения. При запуске КК «Союз» произошла авария РН в момент разделения II и III ступеней на высоте около 165 км. Система аварийного спасения совместно со штатными бортовыми системами КК обеспечила благополучное возвращение экипажа на Землю.