«Энергия» - «Буран»

     Конструктивное совершенство измеряется относительной массой сухой конструкции топливного отсека или бака к массе топлива. При этом в массу топливного отсека не входит масса основных и вспомогательных двигателей, приборов системы управления и телеизмерений. Для ступени "Центавр" с его модификациями группы до АС-8 и АС-15 совершенство достигает значений от 0,118 до 0,0714, при массе заправляемого топлива 14 т. Наименьшее значение соответствует конструкции со сбросом в полете теплозащитных панелей. Для ступени С-4 конструктивное совершенство достигает значений от 0,094 до 0,0884 при массе компонентов топлива порядка 106 т. Для С-2 этот коэффициент для группы отсеков до АС-503 составляет 0,074 и для поздней модификации АС-508 - 0,0573 при массе топлива 452 т.

     Представляют интерес конструкции кислородно-водородной ступени С-2, в которой кислородный и водородный баки имеют совмещенное днище, выполненное в виде двух тонкостенных днищ из алюминиевого сплава, между которыми находится теплоизоляция, изготовленная из сотового стеклопластика с пенопластовым наполнителем. Конструктивная прочность днища обеспечивается и относительно высоким давлением бака с вогнутой стороны. Совмещенная конструкция днищ топливных баков нами применялась в конструкциях ракет, которые в силу своего назначения имели ограничения по объему, по длине. Это относилось, например, к ракетам, размещаемым в наземных шахтах или на кораблях. Конструкции баков ступеней С-4 и С-4Б также имели совмещенные днища.

     Высокое конструктивное совершенство достигнуто специалистами фирмы "Mapтин-Мариетта" и НАСА. Поиск рациональных схем многоразового транспортного космического корабля "Спейс Шаттл" охватывал анализ различных вариантов компоновки системы с точки зрения конструктивного совершенства. Исследовались схемы разработки фирм "Макдонелл Дуглас", "Грумман", "Локхид", "Норт Америкэн Рокуэлл". Разрабатывались последовательные и параллельные схемы расположения первой и второй ступеней, твердотопливные и жидкостные ускорители, спасаемые крылатые и не спасаемые блоки первой ступени в различных сочетаниях. Принят был вариант параллельного расположения ступеней с подвесным топливным отсеком в варианте, близком к топливному отсеку "Мартин-Мариетта", и твердотопливными ускорителями.

     Подвесной топливный отсек в схеме "Спейс Шаттла" является центральным элементом, который связывает в единую систему орбитальный корабль и твердотопливные ускорители, обеспечивает подачу кислородно-водородного топлива к основным двигателям орбитального корабля. Подвесной топливный отсек в значительной степени определяет массовые характеристики "Спейс Шаттла". Поскольку отсек разгоняется до скорости, близкой к орбитальной, то любое увеличение его массы приводит к эквивалентному снижению массы выводимого полезного груза. Подвесной топливный отсек отличается весьма высоким совершенством конструкции, что позволило получить достаточно большую грузоподъемность "Спейс Шаттла" даже при использовании твердотопливных ускорителей.

     Ажурная монококовая конструкция топливных баков с оживальным передним днищем кислородного бака, теплоизоляционным и теплозащитным покрытием наружной поверхности всего отсека, межбаковой силовой конструкцией, узлами связи с ускорителями и орбитальным кораблем имеет значение конструктивного совершенства 0,0445.

     Дренажная система топливных баков "Энергия". Конструкция дренажно-предохранительных клапанов на обоих баках принципиально идентична и отличается лишь уровнем давления настройки и конфигурацией, связанной с особенностями компоновки этих клапанов. За основу была принята проверенная и отработанная конструкция дренажно-предохранительных клапанов, применяемых на криогенных баках предыдущих разработок. Простота, надежность - вот основные определяющие критерии, принимаемые во внимание при выборе типа дренажно-предохранительных клапанов для баков центрального блока. Управление клапанами при работе в режиме дренажа осуществляется со стартового наземного комплекса путем подвода управляющего гелия давлением 52,7 атм.

     Конструкция дренажно-предохранительного клапана функционирует в следующем порядке. Баковое давление через приемную трубку воздействует на управляющий механизм. Если давление в баке слишком велико, открывается тарельчатый клапан управляющего механизма и под действием бакового давления происходит перемещение основного поршня и соответственно открытие основного тарельчатого клапана. Если необходимо дренировать газ из бака по команде, то основной тарельчатый клапан открывается с помощью сервопоршня, на который подается управляющее давление гелия. При сбросе давления происходит закрытие основного клапана под действием пружины.

     Отвод или сброс паров из воздушного бака осуществляется по дренажной магистрали к разделительной колодке межбакового отсека, тогда как пары из кислородного бака сбрасываются непосредственно за борт в атмосферу.