«Энергия» - «Буран»

     Конструкция планера выполнена в основном из освоенных отечественной промышленностью высокопрочных сталей и алюминиевых и титановых сплавов с широким применением композиционных материалов на полимерной и металлической матрицах, сотовых конструкций с алюминиевой, стальной и титановой основами, применяются алюминиево-берилиевые материалы.

     При входе в плотные слои атмосферы орбитальный корабль тормозится. При торможении корабля, как и любой головной части боевой ракеты, гасится та энергия, которая была сообщена кораблю при разгоне его до космической скорости. При этом на поверхности торможения корабля выделяется большое количество тепла. Максимальная температура на носке фюзеляжа и передней кромке крыла достигает 1500-1600 ╟С. На наветренной поверхности фюзеляжа - до 1300 ╟С, на подветренной - до 700 ╟С. Максимально допустимая для конструкции планера температура не может превышать 160 ╟С.

     Подходящих для летательных аппаратов конструкционных материалов, не теряющих работоспособность при более высоких температурах, пока нет. В этой связи для поддержания теплового состояния конструкции планера в расчетном интервале температур на всех участках полета его поверхность защищена теплозащитным покрытием. Диапазон температур, действующих на конструкции, значительно расширяется в сторону ее охлаждения в условиях орбитального полета до -130 ╟С. Таким образом, теплозащитное покрытие многофункционально и потребовало разработки принципиально новых материалов с особыми прочностными и теплофизическими свойствами. Они должны были обеспечить надежность аппарата на всех этапах полета. Главными свойствами этого покрытия должны были стать: возможность многократного использования с минимальным ремонтом и легкость, не нарушающая весовую значимость пассивного элемента конструкции.

     На "Буране" от теплового воздействия при спуске в атмосфере приходится защищать более тысячи квадратных метров поверхности - это почти в сто раз больше, чем на спускаемом аппарате всем хорошо известного корабля "Союз". Если попытаться перенести на "Буран" технические решения, принятые для "Союза", то нужны будут теплозащитные покрытия массой около 45 т - почти половины всей массы корабля.

     При всех названных требованиях теплозащита должна была иметь еще и высокую прочность, чтобы противостоять статическим и особенно динамическим виброакустическим нагрузкам на этапах активного выведения на орбиту и торможения. Кроме того, при многократном применении она не должна была допустить каких-либо заметных изменений свойств и размеров.

     На различных участках поверхности планера устанавливается теплозащита различных типов, соответствующая тепловой нагрузке в этой зоне. Наиболее теплонапряженные участки поверхности планера - носок фюзеляжа и передние кромки крыла и вертикального оперения - выполняются из жаростойкого конструкционного материала "углерод-углерод". Носок фюзеляжа, например, представляет собой изготовленный из имеющего внутреннюю теплоизоляцию "углерод-углерода" кок, который присоединяется к фюзеляжу с помощью ниобиевых стержней. Основу тепловой защиты остальной поверхности корабля составляет плитка размером 150х150 и 200х200 мм толщиной до 70 мм, разработанное теплозащитное покрытие состоит из супертонкого чистого кварцевого волокна. Каждая такая плитка защищена эрозионностойким покрытием. "Черное" покрытие обеспечивает устойчивость плиточной защиты в потоке плазмы, переизлучает тепловую энергию в окружающее пространство. "Белое" уменьшает нагрев корабля солнечными лучами за счет регламентированного соотношения приданных им оптических характеристик. В межполетный период покрытия предохраняют плитки от механических повреждений, загрязнения и воздействия влаги.

     Для восстановления рабочих характеристик плитки разработаны также ремонтные покрытия. Их применение позволяет отказаться от демонтажа плиток с корабля и проведения полного цикла их изготовления.

     Крепление плитки к металлической обшивке корабля осуществляется специально разработанным кремний-органическим клеем. Уникальность и сложность его создания заключается в том, что при минимальном расходе (весе) клея требовалось надежно соединить плитку с металлом через столь же пористую фетровую прокладку. Вторая проблема - сохранение прочности при температурах до 300 ╟С, третья - эластичность клея при минус 150 ╟С. И еще - приклеивание теплозащиты к поверхности корабля необходимо было выполнить при обычной температуре.