ПТУ
Пневматическое тормозное устройство

О проекте

В июле 2005 года планируется осуществить демонстрационный полет спускаемого аппарата "Демонстратор-2R" (D-2R) для подтверждения возможности спуска в атмосфере Земли пневматических тормозных устройств. Заказчики проекта -Европейское космическое агентство и немецкая фирма EADS ST.

Цель эксперимента - подтверждение возможности использования пневматических тормозных устройств (ПТУ) с гибкой теплозащитой для спуска грузов из космоса на Землю.

Эксперимент выполняется с помощью специального космического аппарата, далее в тексте называемого "Демонстратором" .

Вес Демонстратора в транспортном положении - около 140 кГ.

В сложенном виде аппарат помещается в защитную капсулу и устанавливается вместо боевого блока на конверсионную ракету-носитель (РН) "Волна" ВМФ России. В соответствии с программой полета РН выводит аппарат на баллистическую траекторию, максимальная высота которой- 260 км. Стартует ракета из-под воды с борта подводной лодки из акватории Баренцева моря. Заканчивается полет на полигоне Кура на севере Камчатки.

ПТУ представляет собой двухкаскадное устройство, изготовленное из специальной ткани.
Первый каскад - конус, максимальный диаметр которого - 2,3 м.
Второй каскад - конус, максимальный диаметр которого - 3,8 м.

За 150 сек. до входа демонстратора в атмосферу начинается наполнение первого каскада надувного тормозного устройства, который обеспечивает снижение скорости аппарата с 7 км/сек (перед входом в атмосферу ) до дозвуковой.

Ввод дополнительного каскада обеспечивает снижение скорости к моменту посадки до 15 -17 м/сек.

Условно трассу спуска Демонстратора в атмосфере можно разделить на два участка:
- участок аэродинамического торможения (первый каскад ПТУ)
- участок предпосадочного торможения (добавился второй каскад ПТУ).

На участке аэродинамического торможения перед лобовым экраном Демонстратора образуется ударная волна, проходя через которую набегающий поток воздуха нагревается до температуры порядка 6000 °К.

Жесткое теплозащитное покрытие закрывает металлический лобовой экран от воздействия высокотемпературных потоков.

Для обеспечения сохранности оболочки основного ПТУ в таких температурных условиях, создана гибкая тепловая защита (ГТЗ). ГТЗ нанесена на наружную поверхность конической оболочки ПТУ и состоит из двух частей:
- сублимирующего (уносимого) теплозащитного покрытия и теплоизолирующего слоя.

Такая теплозащита обеспечивает внутри контейнера с аппаратурой температуру не выше 25-30 °С.

Наполнение обоих каскадов ПТУ производится газообразным азотом, который находится в специальных шаровых баллонах.

В проекте участвуют: Федеральное космическое агентство; Европейское космическое агентство; Научно-производственное объединение им. С.А.Лавочкина; Государственный ракетный центр "Конструкторское бюро им. академика В.П.Макеева"; фирма AEDS ST; Международный научно-технический центр; Институт космических исследований Российской Академии Наук; Военно-Морской флот России.

Цели эксперимента
Основной задачей экспедиции является подтверждение возможности использования пневматических тормозных устройств с гибкой теплозащитой для спуска грузов из космоса на Землю.
В этом эксперименте демонстрируются следующие возможности при работе с пневматическими устройствами:

• укладка пневматического тормозного устройства (ПТУ) в компактный объем;
• срабатывание системы раскрытия и наддува оболочки ПТУ в космосе;
• обеспечение целостности и работоспособности ПТУ после хранения в уложенном состоянии;
• эффективность тепловой защиты ПТУ при прохождении максимальных тепловых потоков;
• сохранение формы спускаемого аппарата с ПТУ под воздействием максимальных скоростных напоров;
• работа системы наддува ПТУ в течение всего времени спуска в атмосфере;
• срабатывание системы амортизации, обеспечивающей заданный уровень ударных нагрузок при соударении с поверхностью Земли;
• эффективность выбранной системы поиска аппарата после приземления.

Схема полета
Конструкция
Хронология запусков КА "Демонстратор"
Планы на будущее