Сочинский “Буран” становится 3D-донором для нового музейного экспоната

Проект реконструкции легендарного космического корабля продолжается: мы отсканировали недостающие элементы конструкции у его “близнеца” в Сочи.

В январе 2025 года специалисты RangeVision приняли участие в 3D-сканировании космического корабля “Буран” - вернее, его третьей версии под названием “Байкал”, - которому предстоит стать интерактивным экспонатом в Музейном комплексе гражданской и военной техники в Верхней Пышме. “Байкал” в музей был доставлен с существенными потерями - у него отсутствовали носовой обтекатель, переднее шасси и вся кормовая часть с двигателями. Конструкторская документация к космическому кораблю недоступна, поэтому предполагалось скопировать недостающие элементы конструкции у другого, полностью сохранившегося космического корабля серии “Буран”, находящегося в Сочи. Этот этап проекта осуществили ровно через месяц, в конце февраля.

ОК-КС: рождённый не для полёта

В начале 1980-х для отработки наземных испытаний нового советского многоразового орбитального корабля "Буран" было построено несколько полноразмерных образцов. В том числе, ОК-КС (изделие 0.03) - Орбитальный Корабль - Комплексный Стенд. По составу систем это был наиболее близкий к “Бурану” макет. В нём стоял полный комплект штатной радиоэлектроники, приводов и механизмов, которые попадали в “Буран” только после отработки и тестирования на ОК-КС в штатных и нештатных ситуациях. Этот корабль ни разу не был в космосе, но именно благодаря ему и ещё нескольким братьям-близнецам стала возможна успешная реализация программы “Энергия-Буран”.

С 1992 года макет был законсервирован и до 2017 года находился на хранении в РКК “Энергия” в подмосковном Королёве. 27 июня 2017 года состоялась церемония передачи ОК-КС Образовательному центру «Сириус» в Сочи. Макет был разобран и перевезён в “Сириус” сначала на колонне грузовиков, затем на морском судне. Далее его снова собрали и привели в полное соответствие лётному образцу корабля «Буран», и с 2018 года он является частью интерактивной научно-популярной выставки о космосе.

Несколько лет назад этот Буран приехал в Сочи, разобранный на части. Источник: https://sochisirius.ru/news/1335

Донор геометрии

ОК-КС сейчас представляет собой интерактивный музейный экспонат: внутри восстановлены все системы и оборудование, установлены проекторы, организован удобный вход. Но нас больше интересовало то, что снаружи, а именно безупречно сохранившаяся хвостовая часть и стойка переднего шасси.

Космический корабль «Буран», второй из трёх “братьев”

Все объекты планировалось отсканировать за два дня, учитывая не только сложность подготовки и организации работ, но и рабочее расписание самого корабля, к которому периодически приходили экскурсионные группы и делегации. Забегая вперёд, скажем, что сам процесс сканирования занял около 6 часов чистого времени.

У этого “Бурана” все двигатели в отличном состоянии - идеальный донор геометрии

Процесс сканирования ОК-КС

У нас было: 2 сканера, 2 ноутбука, 2-4 тысячи маркеров, пара удлинителей, собранная на месте двухэтажная тура, 3 инженера и менеджер. Похоже на начало известного фильма, и сам процесс оказался не менее увлекательным.

Проект готовился в сжатые сроки, поэтому пришлось работать в тех условиях, какие оказались доступны. Для того, чтобы подобраться к двигателям, мы использовали обычную монтажную туру, так что сканирование добавило дозу адреналина специалистам. 3D-сканеры и ноутбуки запитали от самого “Бурана”.

Коллеги из “Сириуса” собирают 6-метровую туру для доступа к двигателям

Сканирование двигателей “Бурана”

Сканировать хвостовую часть оказалось непросто. Сильно выступающие дюзы маршевых двигателей, нависающие над головой маневровые двигатели, крохотная площадка - и всё это на высоте 6 метров. При этом разная детализация: от крупных гладких поверхностей до мелких конструктивных деталей неизвестного нам назначения. Собрать всю эту геометрию, просто стоя на лесах, было невозможно. Пришлось местами пробираться на корточках, местами лежать, где-то даже прыгать с туры на корабль и обратно. Делать это пришлось на холодном февральском ветру, к которому вечером добавился снегопад.

В то же время, ввиду симметричности хвостовой части и достаточно простой геометрии основных элементов, отпала необходимость сканировать двигатели целиком. Главной задачей было собрать размеры и конфигурации объектов, по которым их можно будет потом смоделировать из примитивов - плоскостей, сфер, дуг.

На оклейку сканируемых поверхностей было потрачено порядка 2000 маркеров. Процесс сканирования с учётом нанесения маркеров и прогрева сканеров занял чуть более 5 часов. Сканы проверяли на месте на полноту геометрии и сшиваемость, после чего уже на земле в тёплом помещении собирали финальную модель. Специалисты работали по очереди, сменяясь каждый час.

Двигатели сканировали на высоте 6 метров

Сканирование стойки шасси “Бурана”

Стойку переднего шасси сканировать было одновременно и проще, и сложнее. Проще - потому что она значительно меньше по размерам и расположена на земле. На её обклейку ушло всего 30 маркеров. Но при этом она имеет сложную геометрию, большое количество деталей, и для полноценного сбора геометрии нужно было снимать её в тесном пространстве со всех возможных ракурсов и заглядывать глубоко в переплетение элементов металлоконструкции. Полное сканирование заняло примерно 20 минут, после чего собранные на месте сканы уже в тёплом офисе объединили в модель.

Сканирование стойки переднего шасси. Она в отличном состоянии

Заканчивали сканирование уже в полной темноте, но для лазерного 3D-сканера это не проблема.

Ночная тьма не мешала Helix делать своё дело

Сканирование “Бурана” - итоги

Итоговая модель двигателей ОК-КС после чистки от мусора состояла из почти 8 млн. полигонов. Далее её упростили, оптимизировали и выровняли относительно хвостовой части “Бурана” из Верхней Пышмы.

Собранная геометрия двигателей “Бурана”

Убедившись, что двигатели от сочинского “Бурана” идеально совпадают с хвостовой частью верхнепышминского, специалисты по реверс-инжинирингу, уже покинув холодный Сочи, построили твердотельную модель. Она позволит подготовить конструкторскую документацию для изготовления этого элемента конструкции космического корабля.

Полученная на основе сканов твердотельная модель двигателей идеально совмещается со сканом хвостовой части верхнепышминского “реципиента”

Дальнейшее развитие проекта

В дальнейшем планируется вернуться в Верхнюю Пышму и отсканировать всю наружную поверхность фюзеляжа и крыльев “Бурана” с использованием системы фотограмметрии для максимально точной сшивки сканов, поскольку “Буран” - один из самых крупных объектов, что нам доводилось сканировать. Мы непременно расскажем об итогах этого амбициозного проекта.