Советские программы пилотируемых полетов к Луне
Лунный корабль (ЛК,11Ф94)

Разработкой лунного корабля руководил Ю.М. Фрумкин. Ведущим конструктором был Е. Вяткин.
ЛК состоял из двух разделяющихся частей: лунного посадочного агрегата (ЛПА) и лунного взлетного аппарата (ЛВА). При выведении на орбиту Земли в составе ЛРК "Л-3" и до момента отделения от ЛОКа на орбите Луны, ЛК располагался внутри цилиндрической оболочки переходного отсека, которая в верхней части через конический переходник соединялась с энергоотсеком лунного орбитального корабля, а в нижней – с верхним переходником ракетного блока "Д". Начальный вес ЛК составлял около 5,5 т.

ЛПА предназначался для посадки ЛК на поверхность Луны, и состоял из корпуса в виде ферменной конструкции с максимальным диаметром 2,27 метра и лунного посадочного устройства (ЛПУ) в виде четырех опор. Внутри корпуса ЛПА размещалась двигательная установка ракетного блока "Е", который жестко крепился к нижней части ЛВА. На корпусе ЛПА крепилось ЛПУ. ЛПУ представляло собой 4 стойки круглыми посадочными опорами. Размах по опорам сложенных стоек (ЛК в цилиндрической оболочке) составлял 2,26 метра, размах при раскрытых стойках (после выведения ЛК из оболочки) – 3,75 метра. На стойках устанавливались 4 твердотопливных двигателя, с помощью которых опоры ЛПУ прижимались к поверхности Луны в момент посадки ЛК.

На ЛПА размещались герметичный навесной приборный отсек (НПО) с посадочным радиолокатором "Планета", размешенным под ним. Радиолокатор имел 4 антенны, лучи которых образовывали в пространстве асимметричную пирамиду. Три боковых луча определяли векторы скорости, а центральный – расстояние до поверхности. Кроме того, на ЛПА крепилась комплексная исследовательская установка (КИУ) массой 105 кг, в состав которой входил операционный манипулятор "ААЛ" массой 59,17 кг и бур с ресурсом работы 60 минут. Кроме того, на ЛПА располагались две откидывающиеся остронаправленные параболические антенны системы радиосвязи, система "Квант-3", три аккумуляторные батареи и трап для спуска космонавта на поверхность Луны и 4 баллона с водой для испарителя.

Сверху на ЛПА располагался ЛВА, который со-стоял из кабины, приборного отсека (ПО), отсека двигателей ориентации (ДО) и ракетного блока "Е". Кабина представляла собой геометрическую фигуру с размерами 2,3х3,0 метра, составленную из сферических сегментов, и предназначалась для размещения одного космонавта-пилота ЛК в скафандре "Кречет-94", который фиксировался стоя специальным приспособлением перед приборной доской и пультом управления. Азотно-кислородная атмосфера кабины с давлением 560 мм рт. столба с пониженным содержанием азота позволяла космонавту открывать гермошлем для приема воды и пищи. Пульт управления ЛК, созданный в КБ, которым руководил С.А. Бородин, располагался справа от космонавта. С него осуществлялось управление различными системами корабля.

В передней части кабины имелась полусферическая вогнутость с иллюминатором и коллима-торным устройством, на которое с помощью оптической системы проецировалось место посадки с углом обзора всего 7 градусов, с помощью которых космонавт визуально наблюдал за процессом автоматической посадки ЛК, и мог в случае необходимости перейти на ручное управление, регу-лируя тягу двигателя ракетного блока "Е" и ис-пользуя двигатели ориентации. Система управления ЛК, разработанная в НИИ Командных приборов под руководством Н.А. Пилюгина, позволяла выполнить всю программу полета ЛК с посадкой, взлетом и стыковкой в полностью автоматическом режиме и включала в себя кроме прочего бортовую ЦВМ, имеющую три независимых параллельных канала, а так же гироскопические приборы, объединенные в трехосную гиростабилизированную платформу. Ручное управление космонавт должен был осуществлять с помощью специальной пальцевой ручки. Это было сделано из-за того, что в условиях стесненной кабины и избыточном давлении герметизированного скафандра пальцевые суставы имели лучшую подвижность, чем кистевые или локтевые. В верхней части кабины, над вогнутостью располагался еще один иллюминатор, на котором снаружи устанавливался широкоугольный визир. Через этот иллюминатор космонавт наблюдал за ходом стыковки с лунным орбитальным кораблем и мог ориентировать ЛК двигателями ориентации ЛК, управляя ими с помощью пульта управления, размещенного слева от этого иллюминатора.

На левом борту кабины располагался овальный люк, открывающийся вовнутрь, для выхода космонавта на поверхность Луны. В кабине размещалась СЖО, обеспечивающая азотно-кислородную атмосферу. Для сброса давления перед выходом на поверхность Луны и в открытый космос имелся специальный клапан с ручным приводом, а для восстановления атмосферы имелась система наддува. На задней части кабины, с противоположной стороны от сферической вогнутости, размещался ПО, выполненный в виде короткого цилиндра с выпуклыми эллиптическими днищами, одно из которых было направлено внутрь кабины. ПО герметичен, в нем размещались приборы и аппаратура систем ориентации и управления ЛК, радиосвязи, сближения и стыковки "Контакт" и система электропитания ЛВА с двумя аккумуляторными батареями, установленными снаружи.

Сверху на кабине располагался отсек ДО высо-той 0,68 метра, на котором размещались 4 блока двигателей ориентации ЛК. Внутри отсека нахо-дились два топливных бака (в одном – горючее, в другом – окислитель) с запасом топлива более 100 кг и система подачи топлива. В каждом блоке устанавливались 2 ЖРД тягой по 40 кгс и 2 ЖРД тягой по 10 кгс. Двигатели образовывали два независимых контура управления ориентацией ЛК. В каждый контур входило по 8 двигателей: 2 тягой по 40 кгс обеспечивали управление по тангажу, 2 тягой также по 40 кгс – по рысканию, и 4 двигателя тягой по 10 кгс осуществляли управление по крену. Двигатели были разработаны в ТМКБ "Союз" под руководством В.Г. Степанова.

Сверху на отсеке ДО был установлен пассив-ный стыковочный узел, представлявший собой плоскую плату диаметром 1,08 метра с 96 стыковочными ячейками. Каждая ячейка имела форму призмы, переходящей в конус и была способна принять и зафиксировать штангу активного стыковочного узла ЛОКа. Вокруг СУ располагался кольцеобразный экран-радиатор системы терморегулирования ЛК, который, кроме того, защищал от-сек ДО и кабину корабля от соударения со стыковочным узлом ЛОКа в случае неудачной стыковки. На отсеке ДО размещались также антенны системы сближения и стыковки "Контакт" и система радиосвязи. В качестве антенны метрового диапазона использовалась кольцевая щель между радиатором системы охлаждения и стыковочным узлом.

Ракетный блок "Е" жестко крепился к нижней части кабины ЛВА. В состав блока "Е" входили основной однокамерный двигатель с широким диапазоном регулирования тяги, резервный двухкамерный двигатель, работающий по упрощенной циклограмме, тороидальный бак с окислителем (азотный тетраксид) и чечевицеобразный бак с горючим (НДМГ) объемом 1,2 куб. м каждый. Тяга каждого двигателя достигала 2050 кгс. Масса ракетного блока "Е" превышала 2 тонны. Основной двигатель обеспечивал с высоты 1-3 км гашение скорости и горизонтальное маневрирование ЛК до нескольких сот метров при посадке на Луну. При этом осуществлялось глубокое дросселирование (уменьшение) тяги двигателя. Кроме того, основной двигатель обеспечивал старт и выведение ЛВА на орбиту Луны. Резервный двигатель предназначался для выведения ЛВА на орбиту Луны при отказе основного двигателя. Для того чтобы газы ЖРД, отраженные от поверхности при взле-те, не перевернули ЛВА в центре масс был уста-новлен экран сферической формы для отражения этих газов в нужном направлении. Блок "Е" был разработан в янгелевском КБ "Южное" (г.Днепропетровск) под непосредственным руководством Б.И. Губанова.

Электрическая и гидравлическая связь ЛПА и ЛВА осуществлялась через специальную кабель-мачту, которая откидывалась на безопасный угол при старте ЛВА.

Лунный корабль был рассчитан на автономное существование в течении 2 суток. На лунных кораблях (с N9) предполагалось устанавливать солнечную термоэмиссионную энергоустановку (СТЭУ) с солнечными батареями.
Перед полетом весь ЛК закрывался экранно-вакуумной теплоизоляцией, которая сглаживала углы и в комплексе с водяными испарителями обеспечивала надежную теплозащиту ЛК в составе ЛРК размещался внутри цилиндрического переходника, из которого он выталки-вался по специальным направляющим, охватывающим ЛК снаружи. Внизу они крепились к ЛК на опорных ногах, а в верхней части опирались на специальные амортизированные подкосы. После выталкивания они отстреливались, а опорные ноги занимали рабочее положение.