Дуглас SASSTO - Douglas SASSTO

Дуглас авиациясы Келіңіздер SASSTO, «Орбитаға Сатурнды қолданудың бір сатысы» деп қысқаша а бір сатылы орбитаға (SSTO) қайта пайдалануға болатын іске қосу жүйесі жобаланған Филип Боно командасы 1967 ж.. SASSTO - бұл минималистік дизайндағы зерттеу, ұшыру қондырғысы бірнеше рет орналастыру мақсатымен Егіздер капсуласы мүмкін болатын ең төменгі шығындар үшін орбитада. SASSTO үдеткіші макет негізінде жасалған S-IVB бастап жоғарғы саты Сатурн отбасы, а модификацияланған тығынның шүмегі. SASSTO дизайны Дугласта ешқашан қадағаланбағанымен, оны SSTO ұшырғыштарына арналған жаңа зерттеулерде кеңінен атайды, атап айтқанда МББ «Бета» (Ballistisches Einstufiges Traeger-Aggregat)[1] дизайн, ол негізінен SASSTO жаңартылған нұсқасы болды.

Тарих

1962 жылы НАСА кейінгі зерттеулер бойынша бірқатар зерттеулер жібердіАполлон ұшыру қажеттіліктері, олар Марсқа пилоттық миссияны орындау үшін өте үлкен ұшырғыштарды болжады. Дугласта, өндірушілер S-IVB, Филип Боно ғарышты игеру құнын төмендету тәсілі ретінде сұйық отынмен жұмыс жасайтын бірқатар өте үлкен күшейткіштерді зерттеген топты басқарды. Оның дизайны ан ауқым экономикасы бұл үлкен ракеталарды кіші ракеталардан гөрі үнемді етеді, өйткені құрылым ұшырғыштың жалпы салмағының аз және аз бөлігін құрайды.[2] Бір сәтте іске қосқыштың құрғақ салмағы оның жүктей алатын жүктемесінен төмен болады, содан кейін ұлғаяды пайдалы жүктің үлесі негізінен ақысыз. Алайда, бұл нүкте көлік құралдарының салыстырмалы түрде үлкен өлшемдерімен қиылысады - Бону 1963 жылдан бастап жасаған OOST зерттеуінің ұзындығы 500 футтан (150 м) асады - және шығындарды төмендетудің бұл жолы өте үлкен жүктеме болған жағдайда ғана іске қосылуы керек. .

Осындай көліктердің бірқатарының дизайнын жасағаннан кейін, соның ішінде ROOST және РОМБУС / Ithacus / Pegasus сериясы, Боно S-IVB сатысы, содан кейін оперативті түрде қолдана бастағанын, егер ол жерден ұшырылса, өздігінен орбитаға жетуге өте жақын екенін байқады. Боно қызығушылық танытып, адам басқара алатындығын түсініп, S-IVB негізіндегі шағын СТО қандай тапсырмаларды орындай алатындығын қарастыра бастады. Егіздер капсуласы егер ол кейбір жаңартулармен жабдықталған болса, атап айтқанда аэроғарыштық қозғалтқыш бұл жақсартуға мүмкіндік береді нақты импульс және қамтамасыз ету биіктіктегі өтемақы.[3] Ол дизайнды «SASSTO» деп атады, «Орбитаға бір сатылы Сатурн қосымшасы».

Осы жаңартулар SASSTO салмағын бастапқы S-IVB-мен салыстырғанда төмендетуге және сонымен бірге оның өнімділігін арттыруға жанама әсер етуі мүмкін. Сонымен, зерттеуде оны қолданыстағы S-IV орнына қолдануға болатын бірнеше тәсілдер көрсетілген Сатурн И.Б. және Сатурн V олардың өнімділігін арттыра отырып, стектер. Сатурн I төменгі сатысында қолданылған кезде, ол пайдалы жүктемені жақсартады төмен жер орбитасы 35,000-ден 52,500 фунтқа дейін (23,800 кг) немесе егер 57,000 фунт (26,000 кг) болса шасси алынып тасталды және ол S-IVB сияқты жұмсалды. SASSTO осылайша береді НАСА қысқа мерзімді қымбат емес адам ұшыру мүмкіндігі, сонымен бірге қолданыстағы Сатурн инфрақұрылымында ауыр ұшыру мүмкіндігін жақсартуды ұсынады.

SASSTO бірқатар жаңа технологияларды қажет етті, алайда дамуды қауіпті етті. Атап айтқанда, аэроғарыштық қозғалтқыштың өнімділігі олардан едәуір жоғары болуы керек еді J-2 ол қозғалтқышты ұшыру, орбитадан шығару және қону үшін қолданылғандықтан, оны бірнеше рет қайта қосуға мүмкіндік береді. Төмен түсу кезінде қозғалтқыштарды 2500 футта (760 м) қайта қосуды талап ететін қонудың соңғы күйіп қалуы ерекше назар аударды. Көліктің салмағы да шамамен екі есеге азайды, бұл S-IVB дизайнының салыстырмалы түрде жақсы өнімділігін ескере отырып маңызды болмас еді.

Дизайн

SASSTO S-IVB-ді бастапқы нүкте деп мәлімдегенімен, бұл менмендік, ал көліктің S-IVB-мен оның өлшемдерінен басқа көп ұқсастықтары болған жоқ.[дәйексөз қажет ]

Ішкі жанармай цистернасы S-IV-ге қарағанда айтарлықтай өзгеше болды. The LH2 бұдан әрі цилиндрлік емес, сфералық болды және фюзеляждағы алға қарай жылжып кетті. The LOX бастапқыда LH2-нің жоғарғы жағындағы цистерналар LH2-ден төмен сақинада орналасқан кішігірім сфералық цистерналар қатарына қайта орналастырылды. Танктер қозғалтқышпен салыстырғанда ұшақ шеңберінде алға қарай жылжытылды, бұл өзгерістердің барлығы қозғалтқыштағы өзгерістерді азайту үшін жасалды ауырлық орталығы өйткені жанармай жанып кетті. Двигательдің үстіндегі фюзеляж бөлімі мойыннан төмен түсіріліп, үлкен шанышқы болып көрінді. Фюзеляждың жоғарғы бөлігі, сутегі цистернасының үстінде де мойынмен бекітілген.]] Тасымалданатын LH2 мөлшерін көбейту үшін, белгіленген өлшемдерді ескере отырып, SASSTO отынның 50% -ын мұздатуды ұсынды. еріген сутегі қоспасы. Бұл жетілдіру дәуірдің дизайнында сирек кездесетін емес, дегенмен, 1990 жылдарға дейін тұжырымдама бойынша байыпты даму жұмыстары жүргізілген жоқ.[4]

Ғарыш кемесінің артқы бөлігі 1500 пся жұмыс істейтін 36 инжектор сериясымен қоректенетін, 277000 фунт (1230 кН) итергішті шығаратын бір үлкен штепсельді саптама болды. Штепсельдік ұштар өскен сайын тиімділікке ие болғандықтан, 465 сек нақты импульс (J-2-нің 425-мен салыстырғанда) ерекше агрессивті болмады. Қозғалтқыш сондай-ақ сұйықтық сутегімен белсенді түрде салқындатылған алғашқы жылу қалқаны ретінде қызмет етті, содан кейін ол теңізге лақтырылды.

Төрт қону аяғы фюзеляждың бүйірлерінен созылып, қозғалтқыш аймағының «белсенді» бөлігімен де шегіне дейін артқа қарай созылды. Төрт кластерлік маневрлік қозғалтқыштар фюзеляждың бойынан артқа қарай жарты жолда аяқтар арасында орналасты. LOX және LH2 цистерналары арасындағы саңылауларда орналасқан алты кіші цистерналар тізбегі маневрлік қозғалтқыштарды тамақтандырды.

SASSTO 6200 фунт (2800 кг) жүкті 110 нми (200 км) орбитаға шығысқа қарай шығысқа қарай жіберілген кезде жеткізді. Кеннеди атындағы ғарыш орталығы. Бос салмағы 14 700 фунт (6 700 кг) болды, бұл S-IVB 28,500 фунтына (12 900 кг) қарағанда едәуір жеңіл және салмақты көтеру 216,000 фунт (98,000 кг) болды. Үлкен аэродинамикалық қаптамамен жабылған егіздер типтік пайдалы жүктеме болды.

Қайта кіру маневрі денеге арналған көтергіш профиль арқылы жасалған Apollo CSM. Айқас ауқымы шектеулі, шамамен 370 шақырым (шамамен 370 км) болды, және түпкілікті жақындағанда маневрлік мүлде болмады. Тегіс қонуға арналған орынды таңдау үшін шамамен 10 секундтық серуендеуге және шағын маневрлерге жанармай жеткілікті болды. SASSTO S-IVB өлшемімен бірдей болғандықтан, Дуглас оны қолданыста тасымалдауды ұсынды Aero Spaclines Super Guppy екеуіне де қонғаннан кейін Вендовер әуе базасы Ютада немесе Fort Bliss сыртында Эль Пасо, Техас.

Әзірлемелер

Дитрих Коэлл ұқсас даму үшін бастапқы нүкте ретінде SASSTO қолданды Messerschmitt-Bölkow-Blohm 1960 жылдардың аяғында. Bono нұсқасынан айырмашылығы, Koelle нақты S-IVB өлшеміне деген қажеттіліктен бас тартып, бар технологиялар мен материалдарды мүмкіндігінше қолданды. Нәтижесінде ғарыш кемесі сәл үлкенірек болды Бета, ол 4000 фунт (1800 кг) пайдалы жүктемені шламды отынсыз, дамыған жеңіл конструкциясыз немесе нақты аэроғарыштық қозғалтқышсыз іске қосты. Бета ұсыныстың бір бөлігі ретінде Коэлл 460 Isp жоғары қысымды LOX / LH2 қозғалтқышымен жабдықталған болса, тіпті қолданыстағы S-IVB де нөлдік жүктемемен орбитаға жете алатындығын атап өтті.[5]

Гари Хадсон, 1991 жылы мұндай қозғалтқыштың болғанын атап өтті RS-25, SSTO ұшыру қондырғыларының шынайы мүмкіндігін көрсету үшін ой эксперименті ретінде RS-25 қуатындағы S-IVB пайдалану.[6] Бұл зерттеу оның SASSTO-ға ұқсас «Феникс» ұшыру сериясының бөлігі болды.[7]

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

Ескертулер

  1. ^ http://www.astronautix.com/b/beta.html
  2. ^ «OOST» Мұрағатталды 2011-10-10 Wayback Machine
  3. ^ Боно, 1969 ж
  4. ^ Нэнси МакНелис және басқалары, «Ұлттық аэро-ғарыштық ұшақтың сутекті-сутекті технологиясы бағдарламасының қысқаша мазмұны» Мұрағатталды 4 шілде 2009 ж., Сағ Wayback Machine, NASA TM-106863, 1995 ж. Сәуір
  5. ^ Koelle, 1970
  6. ^ «Орбитаға арналған бір сатылы ой эксперименті», «Соңғы оқиғаларға» қосымша
  7. ^ Гари Хадсон, «Феникс VTOL SSTO тарихы және бір сатылы іске қосу жүйелеріндегі соңғы оқиғалар», Тынық мұхиты бассейні қоғамдарының 4-ші Халықаралық ғарыш конференциясының материалдары, AAS 77-том (1991), 329-351 б

Библиография

  • Филип Боно, Кеннет Уильям Гэтланд және Джон Уильям Вуд, «Кеңістіктің шекаралары», Макмиллан, 1969, ISBN  0-7137-3504-X
  • Дитрих Коэлл, «Бета, қайта пайдалануға болатын баллистикалық ғарыш шаттлының бір сатысы тұжырымдамасы», IAF конгресі, 1970 ж

Әрі қарай оқу

  • Филип Боно және басқалар, «Saturn S-IVB үдеткішті қалпына келтіруге арналған сынақ ретінде», Дуглас Инженерлік Қағаз 3808, 6-шы Еуропалық Ғарыштық Симпозиум, 1966 ж. Мамыр
  • Филип Боно, «Бір реттік күшейтетін парадокс - авиациялық техника немесе операциялар», Ғарыштық ұшу, 9 том (1967), 379–387 б

Сыртқы сілтемелер