Ракеты-носители. Космодромы. С. Уманский (553620), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Основная цель этих испытаний состоит в том, чтобы убедиться в способности «Х-34» к автоматической посадке и готовности к следующему полету. Третья ступенька программы «Х-33» соединяет коммерческое планирование с демонстрацией на Земле и в полете перспективных конструкций, материалов и технологии, двигательной установки с тем, чтобы: 1) разработать технологии, необходимые для штатной системы; 2) продемонстрировать, что аппарат можно разработать и эксплуатировать с небольшими затратами; 3) снизить коммерческий и технический риск и пробудить к творческой разработке и эксплуатации полностью многоразовой пусковой системы.
Программа «Х-ЗЗ» предусматривает создание полу- размерного экспериментального образца. В совокупности эти три программы обеспечат получение беспроцентной информационной базы в виде 40 — 50 летных США — РАКЕТЫ-НОСИТЕЛИ испытаний новых технологий и рабочих идей к началу разработок новой системы. В июле 1996 года НАСА поручило компании «Локхид — Мартин» спроектировать, изготовить и провести летные испытания аппарата «Х-ЗЗ», а также продемонстрировать ключевые технологии и представить готовые бизнеспланы и планы коммерческих предприятий. По программе «Х-33» начата окончательная сборка, а на военно-воздушной базе Эдварс в Калифорнии начато строительство стартового комплекса.
«Х-33» — это уже не проект на бумаге, а сборка летного образца космического аппарата. Совместно с предприятиями НАСА соберет и критически обработает информацию, необходимую для разработки полноразмерной модели многоразовой транспортной космической системы. Оба партнера сделают важный вклад в понимание технической осуществимости и возможности практического использования многоразовой транспортной космической системы, а также жизнеспособность и роль государства. Такой новаторский подход устранил ненужный контроль со стороны государства и создал взаимовыгодные отношения между НАСА и предприятиями. ЗЛРУЬЕЖЫЫЕ РЛКЕТЫ-ЫЕТГИТЕЛИ МНОГОРАЗОВЫЕ ТРАНСПОРТНЫЕ КОСМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ, РАЗРАБАТЫВАЕМЫЕ ПРИ ФИНАНСОВОЙ ПОМОШИ НАСА В начале девяностых голов в зарубежной печати был опубликован ряд статей, описываюнднх различныс проекты одноступенчатых многоразовых транспортных космических аппаратов (МТКА), способных стартовать с Земли, совершить орбитальный полет в невесомости и вернуться обратно к месту старта (ЮТΠ— хепй! е з саяе Со Огйй).
Отличительной чертой этих проектов является то обстоятельство, что они основывая»тся как на уже существующих технологиях, так и на технологиях ближайшего будущего, что делает возможным их осуществление в обозримом будущем. На конкурсной основе был принят проект аппарата «Дельта Клиппер», разработанный специалистами и мы«Макдоннел. Дуглас»с вс тикальнымста том пер» сможет находиться на орбите более 7 суток. При дозаправке в космоге может использоваться как межорбитальный аппарат для полета на геостационарную орбиту или при обслуживании трассы околоземная орбита — лунная база. Силовая установка будет укомплектована перспективными ЖРД фирмы РгаГЕАЮййптеу. Система управления, применяющаяся для управления пространственным положением аппарата в полете, использует в качестве топлива те же компоненты, что и маршевые двигатели; кислород и водород.
Управление на атмосферном участке полета осуществляется с помощью четырех поворотных аэродинамических щитков, установленных в нижней части аппарата. Трехместная кабина и помещение для полезных грузов находятся в средней части аппарата, в нижней части размещен водородный бак, а в верхней — кислородный бак. Носитель «Дельта Клиппе» е нии расходов по программе предполагается, что натурный аппарат может быть построен при общих затратах около 2 млрд долларов, а стоимость доставки на орбиту 1 кг полезного груза не будет превышать 1600 — 2000 долларов.
11 сентября 1993 года проведено испытание опытного образца в 1/3 натуральной величины, массой около 20 т. Аппарат поднялся на высогу 91 и, переместился в горизонтальном направлении на 107 м и совершил мягкую посадку через 66 секунд после старта. На аппарате установлено четыре ЖРД суммарной тягой около 240 кН. В последующие годы было проведено еще несколько летных пспыташш аппарата «Лельта Клиппер.
в околоземнол~ пространстве. Цель программы «Х-34» — продемонстрировать в полете ключевые технические решения и режимы работы летательных аппаратов многоразового использования (К1Х), определяемые следующими задачами: обеспечение низкой стоимости доставки грузов в космос и конкурентоспособность на рынке коммерческих запусков. Летательный аппарат проектируется и создается ко по ацией ОгЬ1га1 йс~епсев Сот огайоп. На ц ш А — гл к г т ы - м ы г' и т е л и при пассивном полете; па больших высотах добавляется реактивное управление. На участке полета с рабозающим основным двигателем управление по тангажу и рысканик~ осуществляется изменением направления вектора тяги.
Программа разделена на два этапа. " На первом этапе проводится проектирование и из~озовление летательного аппарата и будут выполнены два полета при числах М до 3,8. — На втором этапе в течение 12 месяцев выполняются 25 полетов в диапазоне достижимых скоростей. Старты будут производиться из мест, выбор которых гарантирует приобретение опыта работы в широком диапазоне погодных условий и условий окружающей среды. Летом 1996 г, было принято решение о создании летательного аппарата «Х-33».
Этот прототип одноступенчатого летательного аппарата предназначен для доставки грузов на орбиту, будет демонстрировать вертикальный взлет и посадку в планирукнцем режиме, используя подъемную силу, создаваемую его корпусом. Аппарат — непилотируемый, с автономной системой п авления, однако он даст возмо 930 1216 3390 4390 жидкий кислород жидкий волорол 5,5 без ложигания генераторного газа Соотношение компонентов Схема Степень расширения сопла диапазон регулирования тяги, '/« Размеры, см: головная часть 58 40-119 высота 338 ширина 224 высота 117 ширина 224 лонная часть Расстояние от перелней кромки ло лонной части, см 201 1ьз~ ЗАРУБЕЖНЫЕ РАКЕТЫ-НОСИТЕЛИ можными габаритами и минимальной стоимостью, так как он полностью занимает донную часть, уменьшает донное сопротивление и сочетается с летательным аппаратом, что приводит к экономии массы по сравнению с двигателем, имеющим круглое, осесимметричное сопло.
Общий вид и принципиальная схема двигателя «Аэроспайк» приведены на рис. 79. В колоколообразном сопле заданной формы и длины газы расширяются только так, чтобы найти лучший компромисс их формы и длины для конкретных летательных аппаратов и траекторий полета. На больших высотах газы могут расширяться и дальше, если сопло имеет большую длину и тем самым будут обеспечены лучшие характеристики. Однако, так как сопло не такто просто удлинить, от улучшения характеристик по существу приходится отказываться. «Аэроспайк» дает возможность решить эту проблему. Его выхлопная струя с одной стороны открыта атмосфере и свободно расширяется, что позволяет двигателю работать с оптимальным расширением газов на всех высотах.
Этот факт компенсирует уменьшение атмосферного давления по мере подъема летательного аппарата, поддерживая характеристики двигателя на высоком уровне на всей траектории полета. Свободная струя расширяется в наружном направлении, подстраивая давление выхлопных газов к местному атмосферному давлению. А с другой стороны, воздействует на наклонную поверхность сопла, создавая тягу.
Это свойство высотной компенсации позволяет использовать простую, не сулящую больших затруднений схему двигателя без дожигания генераторного газа. Двигатель «Аэроспайк» прямоугольной формы («линейный»), вписывается в летательный аппарат с прямоугольной кормой. Приспособляемость двигателя «Аэроспайк» снижает массу его конструкции по сравнению с двигателями, имеющими обычное профилированное сопло, тем самым уменьшаются габариты и стоимость летательного аппарата.
Кроме того, «Аэроспайк» хорошо вписывается в конструкцию летательного аппарата, вытекающая из него струя горячих газов почти полностью заполняет донную часть летательного аппарата, тем самым снижая донное сопротивление, которое обусловлено существованием открытых, не заполненным газом зон в донной части летательного аппарата. Подобно летательному аппарату «Х-ЗЗ», линейный двигатель «Аэроспайк» проектируется в масштабе. Для «Х-33» будут изготовлены четыре двигателя. Два из них установят на летательном аппарате, а два других будут испытываться; один из них переберут и используют как резервный.
Каждый из двух двигателей «Х-33» будет иметь 20 камер сгорания; камеры размещены вдоль переднего края централъного тела — по десять штук с каждой стороны и создают тягу на Земле 2 х 930 кН. Полноразмерный двигатель «Аэроспайк» с 14 камерами сгорания (по семь штук с каждой стороны) будет создавать тягу около 2000 кН. Топливом для модельного и полномасштабного двигателя являются жидкий кислород и жидкий водород. Единственным продуктом сгорания этого топлива будут пары воды. Управление летательными аппаратами «Х-34» и «Х-33» по тангажу, крену и рысканию будет осуществляться путем создания разнотяговости, т. е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
