RSS RSS

< < Перейти на главную< < Войти на сайт< < Поиск по сайту
Космический корабль Шаттл - Устройство и эксплуатация
Автор: fos   
(5 Голосов)
Индекс материала
Космический корабль Шаттл
Suttle - Устройство и эксплуатация
Suttle - Разработка и испытания
Все страницы

 

 

Твердотопливные ускорители. Два твердотопливных ускорителя обеспечивают импульс тяги, необходимый для прохождения «Шаттла» через плотные нижние слои земной атмосферы. Каждый ускоритель имеет длину 45,7 м и диаметр 3,7 м (в районе топливных сегментов двигателя), стартовую массу 750 000 кг; масса выработанного ускорителя 87 000 кг. Ускоритель состоит из трех основных частей: юбки (хвостового отсека), двигателя и передней сборки.


Юбка служит опорой всей системе при старте. Стартовый вес корабля с ускорителями передается через юбки и восемь мощных пироболтов (по четыре на каждую юбку), которыми «Шаттл» крепится к стартовому столу. Эти болты устанавливаются во время сборки и освобождают систему в момент запуска ускорителя путем подрыва пиропатронов, срезающих гайки, которые держат болты. Два гидропривода, расположенные в юбке, управляют вектором тяги путем поворота сопла РДТТ в первые две минуты полета.


Корпус двигателя состоит из четырех последовательно расположенных сегментов, которые содержат смесевой твердотопливный заряд из алюминиевого порошка, перхлората аммония, полимерного связующего и катализатора скорости горения (окись железа) с поверхностным ингибитором горения. Размер сегментов определяется максимальным размером груза, который может быть перевезен в железнодорожном вагоне. При сборке сегменты соединяются соединительными скобами, через которые проходят стальные шпильки; по окружности нижнего торца сегмента сделана круговая канавка, в которую вставляется верхняя часть следующего сегмента. Три мощных резиновых кольца и специальный герметик обеспечивают герметичное уплотнение и предохраняют соединение от воздействия горячих газообразных продуктов сгорания.


Два центральных сегмента двигателя практически одинаковы. В переднем сегменте поверхность горения заряда имеет звездообразную форму, что позволяет увеличить тягу при отрыве от стартового стола; эта часть заряда выгорает непосредственно перед достижением максимума динамического давления на участке выведения. На верхнем днище корпуса двигателя (переднего сегмента) крепится устройство зажигания. Задний сегмент сужается до образования горловины сопла. К ней через гибкий переходник крепится расширяющаяся часть сопла.


В передней сборке находится система спасения ускорителя. Вытяжной (тормозной) парашют стабилизирует ускоритель во время спуска, а затем вытягивает три основных парашюта, на которых ускоритель опускается в океан. Для спуска достаточно двух основных парашютов, третий используется как запасной. Поскольку в полете ускорители несколько отклоняются от своего первоначального положения, небольшая собственная система наведения, расположенная в передней сборке, выдает компьютерам корабля скорректированные данные.
Топливный блок.


Во внешнем топливном блоке находится топливо, необходимое для работы трех основных ЖРД «Шаттла». Его длина 46,9 м, диаметр 8,3 м, сухая масса 30 000 кг, масса топлива до 700 000 кг. За исключением нескольких специальных деталей, топливный блок сделан из панелей алюминиевого сплава, отштампованных и сваренных между собой.
Топливный блок содержит два бака: один ; в форме яйца ; с жидким кислородом, а другой ; цилиндрический ; с жидким водородом. Поскольку плотность жидкого кислорода много больше, более тяжелый кислородный бак помещен выше, чтобы облегчить центровку «Шаттла».
Бочкообразный межбаковый отсек представляет собой массивную оребренную конструкцию, приваренную к верхнему днищу водородного бака и нижнему днищу кислородного бака. Мощный коробчатый шпангоут межбакового отсека несет передние узлы крепления двух твердотопливных ускорителей. По двум магистралям питания диаметром 43 см, которые проходят через нижний узел крепления РДТТ, водород и кислород подаются в основные ЖРД корабля.


Топливный блок также обеспечивает конструктивную прочность всей системы. «Орбитер», как и ускорители, крепится к топливному блоку в двух точках. Каждый ускоритель дополнительно крепится шаровым шарнирным соединением вблизи своей вершины на уровне межбакового отсека и тремя распорками около основания топливного блока. Верхнее соединение воспринимает тяговое усилие от ускорителей, а нижнее фиксирует ускоритель на месте. «Орбитер» удерживается нижним узлом крепления и передним креплением типа сошки. Нижнее крепление представляет собой коробчатую балку, удерживаемую на топливном блоке двумя двойными распорками с двумя мощными пироболтами, которыми крепится днище корабля в районе хвостовой части фюзеляжа. Тяговое усилие основных двигателей корабля воспринимается нижним узлом крепления. Верхний узел крепления удерживает нос корабля в правильном положении при нахождении на стартовом столе и во время подъема.

 

Подготовка «Шаттла» к полету начинается с ремонта ускорителей и «Орбитера», использовавшихся в предыдущем полете. После спуска на парашютах в Атлантический океан ускорители подбираются двумя спасательными судами и буксируются на мыс Канаверал (шт. Флорида), где осматриваются, подвергаются чистке и разборке. Передняя сборка и юбка перевозятся в космический центр им. Кеннеди (КЦК) и подготавливаются для следующего полета. Корпуса твердотопливных ускорителей возвращают производителю (корпорация «Тиокол» в шт. Юта) для контроля и заливки топлива, а затем перевозят в КЦК.


Если приземление «Орбитера» произошло на военно-воздушной базе Эдвардс или в другом месте из-за плохой погоды или аварийной ситуации, корабль грузится на специально оборудованный самолет «Боинг-747» для доставки его в КЦК. После прибытия в КЦК «Орбитер» помещается в монтажно-испытательный комплекс ; специальное здание, где инженеры и техники проверяют все его системы; снимают, ремонтируют и вновь устанавливают двигатели; вынимают старый полезный груз и устанавливают новый.
Полностью вся система собирается в корпусе вертикальной сборки. Сначала устанавливаются ускорители на подвижной пусковой платформе, а затем между ними монтируется топливный блок. После этого «Орбитер» вывозится из монтажно-испытательного комплекса, устанавливается в специальный стапель, поднимается вертикально, аккуратно устанавливается в нужное положение и крепится болтами к топливному блоку. После проведения завершающих проверок вся сборка на пусковой платформе транспортируется на стартовую позицию.


Отсчет времени.
Отсчет времени перед стартом начинается приблизительно за трое суток до пуска, когда руководитель полета выпускает «извещение всем постам», предписывающее обслуживающему персоналу занять свои рабочие места. Члены экипажа корабля прибывают в КЦК за двое суток до старта и изучают особенности программы полета и действий в аварийных ситуациях. Стартовая команда начинает заправку топливного блока компонентами в ночь перед стартом. Экипаж просыпается за пять часов до старта (Т
2. Фактически до старта у них остается больше трех часов, поскольку предстартовый отсчет имеет несколько запланированных перерывов на устранение наземными службами возможных мелких непредвиденных неполадок. Последние десятиминутные остановки запланированы на моменты Т ;20 и Т ;9 мин.


Когда в момент Т ;9 мин начинается последний этап предстартового отсчета, все системы корабля активизируются и выводятся на полную мощность. В момент T ;5 мин наземная система электропитания отключается, и происходит переход на питание от бортовых систем. В момент Т ;31 с бортовые компьютеры принимают на себя отсчет времени. В момент Т ;9 с топливо начинает поступать в основные двигатели, а в момент Т 6,7 с начинается процесс воспламенения. При достижении 90% расчетной тяги двигатели прижимают «Шаттл» к топливному блоку и толкают его вперед. «Шаттл» изгибается, как огромная плоская пружина; верхушка топливного блока отклоняется почти на метр, а затем возвращается обратно.


Подъем.
В момент Т, когда верхушка бака возвращается в первоначальное положение, поступает команда на включение твердотопливных ускорителей и отстрел нижних крепежных болтов, что позволяет «Шаттлу» оторваться от стартового стола. В момент Т +7 с отходит пусковая башня, и ЦУП в космическом центре им. Джонсона берет на себя управление полетом. «Шаттл» поворачивается на небольшой угол, чтобы вектор тяги проходил через центр тяжести системы. В момент Т +60 с топливо в передних сегментах ускорителей выгорает, а тяга основных ЖРД «Шаттла» снижается, чтобы уменьшить нагрузки на конструкцию в период максимального динамического давления. В момент Т +90 с, когда плотность атмосферы и аэродинамическое сопротивление уменьшаются, мощность двигателей снова увеличивается; увеличивается также и тяга ускорителей вследствие увеличения поверхности горения заряда топлива. В момент Т +120 с заряд ускорителей полностью выгорает, они отделяются, на парашютах спускаются в океан, а затем подбираются для повторного использования. Связка «Орбитер»; топливный блок продолжает совместный полет до момента Т +520 с, когда вырабатывается топливо и выключаются основные двигатели.


Через несколько секунд после этого пустой топливный блок отделяется, а «Орбитер» выходит на эллиптическую околоземную орбиту с апогеем 298 км и перигеем 93 км. Из точки перигея возможен сход с орбиты после половины витка, а в точке апогея включаются два двигателя системы орбитального маневрирования на две минуты для выхода на круговую орбиту. После этого космонавты открывают створки грузового отсека, чтобы можно было сбрасывать избыточное тепло из корабля (которое до этого момента отводилось путем испарения воды из водяных баков), и развертывают оборудование, которое будет использоваться в полете.


Возвращение с орбиты.
В конце полета после выполнения программы исследований экипаж упаковывает оборудование и закрывает створки грузового отсека. Время возвращения определяется моментом, когда земной след (т.е. проекция траектории на поверхность Земли) «Орбитера» оказывается на расстоянии 800 км от запланированного места приземления. Экипаж (точнее, командир и пилот) начинают возвращение с разворачивания корабля так, чтобы он летел хвостом вперед; при этом вектор тяги двигателей ОМС направлен против направления полета. Находясь примерно над противоположной от места приземления точкой земного шара, экипаж включает двигатели приблизительно на пять минут, тормозя корабль и уменьшая высоту орбиты. Затем экипаж разворачивает корабль носом вперед с большим углом атаки. Таким образом осуществляется торможение корабля при спуске в атмосфере. В плотных слоях атмосферы на несколько минут теряется радиосвязь из-за образования вокруг корабля плазмы, которая отражает радиоволны.


Когда становятся эффективными аэродинамические органы управления (т.е. когда скорость достаточно снизится, а плотность атмосферы возрастет), экипаж опускает нос корабля и выключает двигатели системы ориентации. Приблизительно за 1600 км от места посадки экипаж может совершить несколько S-образных разворотов, чтобы компенсировать отклонение от расчетной скорости. «Шаттл» не летит прямо на посадочную полосу, а пролетает ее и делает крутой спиральный разворот. Обычно только при входе в этот разворот корабль переходит на дозвуковую скорость.


Окончательный заход на посадочную полосу происходит по крутой глиссаде с наклоном 22`. Перед началом посадочной полосы корабль выпускает трехколесное посадочное шасси (носовое и два основных колеса). При этом он увеличивает угол атаки (для улучшения управления), основные колеса касаются посадочной полосы, затем мягко опускается носовое колесо шасси и выпускается хвостовой парашют для торможения корабля. В это время наземная команда со специальным оборудованием проверяет наличие в воздухе паров топлива и токсических веществ. Специальный автомобиль, подъехав к остановившемуся «Орбитеру», забирает летный экипаж, а наземная команда проводит дезактивацию корабля

.
Посадочная полоса КЦК является предпочтительным местом посадки, поскольку в этом случае доставка корабля в монтажно-испытательный комплекс осуществляется быстрее и дешевле. Посадочная полоса на высохшем озере Роджерс военно-воздушной базы Эдвардс в пустыне Мохаве (шт. Калифорния) (где проходили почти все летные испытания и посадки во время первых экспериментальных полетов, поскольку там больше места в случае ошибок при посадке) остается в резерве и используется, когда плохая погода не позволяет совершить посадку в КЦК. (Спускаемый аппарат может совершать полеты и во время дождя, однако при высоких скоростях водяные капли вызывают повреждение теплозащитных плиток.) Специально оборудованные аэродромы в Сенегале, Испании, на Гавайях, Окинаве и в других местах могут принять «Орбитер» в случае аварийной ситуации. В экстремальных ситуациях он может приземлиться в любом аэропорту, имеющем посадочную полосу, пригодную для больших реактивных самолетов.


Проектирование транспортной космической системы «Шаттл» началось в конце 1960-х годов, когда программа «Аполлон» доставки человека на Луну была близка к завершению, и руководство НАСА начало планировать свою деятельность на следующее десятилетие. Оно было озабочено дороговизной космических полетов и стремилось снизить стоимость наиболее дорогого первого шага; выведения аппарата на низкую околоземную орбиту. Оригинальный проект, из которого впоследствии возник «Шаттл», представлял собой полностью многоразовый двухступенчатый летательный аппарат; каждая ступень его была похожа на гигантский реактивный самолет. Первая ступень; ускоритель; должна была с экипажем из двух космонавтов возвращаться на место старта после выведения на большую высоту второй ступени; орбитального корабля, собственные двигатели которого далее выводят его на конечную орбиту. Орбитальный корабль после выполнения программы входит в атмосферу и возвращается для посадки вблизи места старта. Считая, что орбитальный корабль может быть снова готов к повторному полету через две недели, специалисты НАСА предусматривали эксплуатацию «Шаттлов» в самолетном режиме с запусками каждую неделю, стоимостью менее 10 млн. долл. за каждый запуск. Однако при этом требовались очень большие затраты на разработку (по оценкам, от 10 до 12 млрд. долл.).


Администрация Никсона поручила НАСА изучить альтернативные проекты, в которых затраты на разработку были бы меньше, даже ценой увеличения расходов на предполетную подготовку и снижения функциональных возможностей. Основным экспертом выступало министерство обороны. Группа его специалистов сформулировала следующие требования к запускаемой полезной нагрузке: диаметр; 5 м, длина; 18 м, масса; 29 000 кг.


После одобрения проекта в январе 1972 министерство финансов выделило НАСА на него 5,15 млрд. долл. К этому времени НАСА снизило стоимость «Шаттла» за счет отказа от пилотируемого ускорителя в пользу беспилотных и уменьшения размеров пилотируемого орбитального корабля за счет размещения топлива для основных двигателей в сбрасываемом топливном блоке. В середине 1972 инженеры НАСА выбрали конструктивную схему, в которой ускорители и основные двигатели при подъеме работают вместе. Были выбраны твердотопливные ускорители из-за меньшего риска при проектировании и более легкой их модификации на поздних этапах в случае невозможности достичь нужных параметров основного двигателя.

 



 

Комментарии  

 
0 #57 Jovita 28.03.2018 05:56
What i do not realize is in fact how you're not really much more smartly-appreciated than you may
be now. You are so intelligent. You understand therefore considerably when it comes to this matter, made me individually
consider it from a lot of numerous angles. Its like women and men are
not fascinated except it's one thing to do with Woman gaga!
Your personal stuffs excellent. At all times care for it up!



Feel free to visit my webpage Myitlab Assignment Downloads: http://ibefog.2essaywriter.com/322-myitlab-assignment-downloads.html
Цитировать
 
 
0 #56 Iona 27.03.2018 05:28
Firsxt off Ι woᥙld like to sɑү superb blog! І haɗ а quick question ѡhich I'd likе to aѕk if you do not mind.
I wɑs intеrested tⲟ know how you center yourself andd clpear yoսr head before writing.
Ӏ've had a tough tіme clearing mmy tһoughts in getting
my ideas oᥙt. I do enjoy writing howeever it jսѕt seеms lіke tһe first 10 to 15
minutеs are wawted just tгying too figire out how tо begіn. Any ideas or tips?
Cheers!

Ꮋere is mʏ weblog ... mezo: http://mezocoupons.blogspot.com/
Цитировать
 
 
0 #55 Lurlene 25.03.2018 10:10
I don't eᴠen кnow how I еnded up here, bᥙt I thouɡht this
post wаs ɡood. Ӏ ɗοn't ҝnoᴡ ԝho yօu are but definitely yoᥙ are going to а famous blogger іf yoᥙ aren't already ;) Cheers!


mү blog post ... mezo: http://mezocoupons.blogspot.com/
Цитировать
 
 
0 #54 Myrna 23.03.2018 05:28
Why users still use to read news papers when in this
technological world all is existing on web?

Visit my web site: Atomic Bomb Essay Assignment: http://2essaywriter.com/157-atomic-bomb-essay-assignment.html
Цитировать
 
 
0 #53 Kacey 16.03.2018 17:49
I'd like to thank you for the efforts you have put in writing this website.
I really hope to view the same high-grade content by you later on as well.
In fact, your creative writing abilities has motivated me to
get my own site now ;)

My site - Dieta di cetrioli e carote: http://yejoru.dieta-vita.com
Цитировать
 
 
0 #52 Lou 16.03.2018 10:18
I absolutely love your blog and find nearly all of your post's to be exactly
I'm looking for. Do you offer guest writers to write content in your case?
I wouldn't mind creating a post or elaborating on many of the subjects you write related to here.
Again, awesome website!

Feel free to surf to my blog; come perdere peso quando non cè il
fiele: http://yeloka.dieta-vita.com
Цитировать
 
 
0 #51 Guadalupe 13.03.2018 09:26
Hello, There's no doubt that your blog could be having
web browser compatibility issues. When I take
a look at your site in Safari, it looks fine however, if opening in I.E.,
it's got some overlapping issues. I simply wanted to give you a quick heads up!
Besides that, excellent site!

Feel free to visit my web blog recensioni di dieta 6 petali: http://emajak.dieta-vita.com
Цитировать
 
 
0 #50 Marilou 13.03.2018 06:49
Hurrah, that's what I was searching for, what a data!
existing here at this webpage, thanks admin of this site.


Feel free to surf to my site ... dieta per
una madre di un bambino prematuro: http://iwefok.dieta-vita.com
Цитировать
 
 
0 #49 Bobbye 10.03.2018 06:33
Hi there, I discovered your blog by way of Google whilst looking for
a related subject, your site got here up, it seems to
be good. I have bookmarked it in my google bookmarks.

Hi there, simply turned into alert to your weblog through Google, and
found that it's really informative. I am gonna watch out for brussels.

I'll be grateful in case Сan You Write
an Essay in One Day: http://assignmenthelp24.com/%d1%81an-you-write-an-essay-in-one-day/ continue this in future.
A lot of other folks can be benefited out of your writing.
Cheers!
Цитировать
 
 
0 #48 Noel 08.03.2018 00:03
online casino
online casino: http://casinoline17.com/
casino online usa
online casino real money: http://casinoline17.com/
online casino
Цитировать
 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить