Программа NASP и ее развитие (Часть 2)

В ходе реализации программы NASP подрядчикам удалось добиться определенных успехов при разработке новых СПВРД, конструкционных материалов и т.п. (из-за секретности проекта подробные сведения в печати не публиковались). Однако серьезные технические проблемы выявили невозможность со* здания подобных аппарат
Наиболее сложной задачей проекта было признано обеспечение эффективной теплозащиты аппарата Х-30. Высокие тепловые нагрузки предопределялись выбранной схемой выведения, рассчитанной на максимальное использование BP Д. Таким образом, большая часть гиперзвукового полета проходила в плотных слоях атмосферы, что приводило к чрезмерному нагреву конструкции.

Вопрос теплозащиты проектировавшегося изделия стал одним из парадоксов программы Х-30. По сообщениям прессы, серия экспериментов по отработке сист ... Читать дальше »

Программа NASP и ее развитие

Низкая рентабельность МТКС «Спейс Шаттл» вынудила США активизировать исследования по более эффективному средству выведения КА. Наибольшую заинтересованность в этих работах проявляло Министерство обороны, так как новая транспортная система оказалась малопригодной для решения многих задач этого ведомства. (В целом за прошедший период эксплуатации МТКС было осуществлено лишь 11 полетов, полностью посвященных программам Министерства обороны. Но при этом следует отметить, что для выведения попутных грузов и проведения экспериментов в интересах различных военных организаций эта система используется достаточно часто.)

Среди основных проблем, затруднявших использование МТКС «Спейс Шаттл» в военных целях, отмечаются следующие:

— низкая оперативность применения из-за продолжительного периода предстартовой подготовки и загруженности системы по программам NASA;

— высокий уровень уязвимости МТКС как в наземных условиях, так и при выпол ... Читать дальше »

Спейс Шаттл. Модернизация МТКС

Несмотря на то что мероприятия по модернизации системы «Спейс Шаттл» велись постоянно, наиболее существенным доработкам МТКС подверглась после взрыва «Челленджера». В ходе их выполнения была усовершенствована конструкция ТТУ, особенно узлов крепления сборок и сопловой части. Свыше 200 изменений было внесено в конструкцию орбитальных ступеней, около 100 — в программные средства, маршевые двигатели SSME были улучшены по 35 позициям. Итогом проведенных в 1986—1988 гг. мероприятий стало снижение вероятности гибели экипажа МТКС до 0,0025, то есть в одном из 400 полетов.

Однако последняя катастрофа опровергла все расчеты. При состоявшемся 16 января 2003 г. 113-м запуске МТКС отвалившийся от подвесного топливного отсека 800-граммовый кусок теплоизоляции решил судьбу «Колумбии», ее экипажа и всей программы в целом — при возвращении на Землю через образовавшийся в передней кромке левого крыла пробой проникла высокотемпературная плазма, ко ... Читать дальше »

Спейс Шаттл. Экономические аспекты программы

Как уже отмечалось, важнейшими факторами, в значительной степени определявшими решения по программе «Спейс Шаттл», были ограниченный бюджет и сжатые сроки проведения работ. Тем не менее разработка МТКС продолжалась десять лёт, ее первый полет состоялся с трехлетней отсрочкой в 1981 г. Первоначальный бюджет программы (5,15 млрд долл.) был превышен на 30% и достиг 6,74 млрд долл. в ценах 1971 г.

В ходе выполнения проектно-конструкторской части программы «Спейс Шаттл» компании «Rockwell» не удалось в полной мере обеспечить многие технико-эксплуатационные характеристики МТКС. Наибольшими расхождениями между проектными и реальными значениями отличаются экономические показатели созданной транспортной системы. Так, например, определенная в начале 1970-х годов стоимость изготовления одной орбитальной ступени в 250 млн долл. возросла до 2 млрд долл. (по курсу 1983 г.); затраты на производство двух ТТУ достигли 64 млн до ... Читать дальше »

Спейс Шаттл. Вспомогательные бортовые комплексы и средства

В начале 1970-х годов в связи с ограниченными объемами финансирования перспективных проектов планы создания орбитальной станции были отложены на неопределенное время. Поэтому МТКС «Спейс Шаттл» сразу же проектировалась как многофункциональное и универсальное средство многоцелевого назначения. Новую транспортную систему предполагалось использовать для выведения и орбитального обслуживания космических аппаратов, а также как автономную платформу для проведения научных и прикладных исследований.

Тем самым изначально были предопределены высокая сложность, значительные эксплуатационные затраты и низкая эффективность МТКС при решении ряда задач. В частности, использование дорогостоящей пилотируемой системы для запуска КА теперь признается нерентабельным. После развертывания в течение первых 24—48 ч полета крупногабаритного спутника астронавты могли заниматься лишь исследованиями с помощью оборудования, размещ ... Читать дальше »

Спейс Шаттл. Справочные данные твердотоплевный двигатель RSRM

Разработчик — «Thiokol».

Применение— стартовые ускорители МТКС «Спейс Шаттл».

Начало эксплуатации базовой модели -— 1981 г.

Масса — 569,64 т.

Длина — 38,47 м.

Диаметр — 3,71 м.

Материал корпуса — сталь D6AC с минимальной толщиной 1,16 см.

Сопло:

— длина — 4,54 м;

— диаметр критического сечения — 1,37 м;

— диаметр внешнего среза — 3,8 м;

— степень расширения — 7,72;

— материал — сталь D6AC, алюминий (сопловой насадок).

Топливо — ТР-Н1148.

Масса топлива — 501,75 т.

Продолжительность работы — 124 с.

Тяга в вакууме — 1175 т (средняя), 1507 т (максимальная).

Удельный импульс в вакууме — 268 с.

Давление — 45 атм (среднее), 62,1 атм (максимальное).

После утраты «Челленджера» и гибели его экипажа стали высказываться сомнения в обоснованности сделанного в 1972 г. выбора в пользу ... Читать дальше »

Спейс Шаттл. Справочные данные: жидкостный ракетный двигатель SSME (базовая модель)

Разработчик— «Rocketdyne».

Применение — орбитальная ступень МТКС «Спейс Шаттл».

Начало эксплуатации 1981 г.

«Сухая» масса— 3,18 т.

Длина — 4,24 м.

Максимальный диаметр — 2,39 м.

Окислитель — жидкий кислород, расход компонента 408 кг/с.

Горючее — жидкий водород, расход компонента 68 кг/с.

Соотношение компонентов— 6:1.

Турбонасосный агрегат окислителя:

— масра — 261 кг;

— мощность — 17,9 МВт;

— скорость вращения — 28500 об/мин;

— давление подачи — 292,5 атм.

Турбонасосный агрегат горючего:

— масса — 351,1 кг;

— мощность — 46,23 МВт;

— скорость вращения — 34 800 об/мин;

— давление подачи — 415 атм.

Камера сгорания:

— давление — 204 атм;

— температура — 3300 °С;

— материалы — нержавеющая сталь и медный сплав NARloy-Z;

— ... Читать дальше »

Спейс Шаттл. Общее описание системы

Основные характеристики подготовленной в 1981 г. к эксплуатации МТКС «Спейс Шаттл» стали такими:

— стартовая масса — 2040 т;

— длина — 56,1 м;

— высота — 23,3 м;

— масса полезного груза: — 25 т (орбита высотой 204 км, наклонением 28°), 18,6 т (204 км, 57°), 13,4 т (204 км, 98°, при запуске с базы Ванденберг).

Вертикальный старт транспортной системы обеспечивается тремя двигателями SSME орбитальной ступени с общей тягой 537 т и двумя твердотопливными ускорителями с максимальной тягой по 1500 т.

Для эксплуатации в составе МТКС было изготовлено четыре орбитальных ступени: «Колумбия» («Columbia» — «Земля Колумба»), «Челленджер» («Challenger» — «Бросающий вызов»), «Дискавери» («Discovery» — «Открытие») и «Атлантис» («Atlantis» — «Атлантический»). Длина каждой ступени составляет 37,2 м, размах крыла — 23,8 м, высота — 17,3 м (на шасси), масса конструкции — 78—82 т (в зависимости от модели ОС), масса п ... Читать дальше »

Спейс Шаттл. Выбор схемы

В конце 1960-х годов по мере завершения подготовки к полетам с высадкой на Луну NASA активизировало работы по изучению путей дальнейшего развития пилотируемой программы. Следующим этапом освоения космоса было определено развертывание сначала станции «Скайлэб», проектировавшейся на элементной базе проекта «Сатурн-Аполлон». Позднее намечалось создать орбитальный комплекс нового поколения, рассчитанный на 10—12 человек. Эта станция рассматривалась в качестве передовой базы для освоения с участием человека ближнего околоземного пространства, а затем и дальнего космоса (в частности, предлагалось в конце 1970-х построить обитаемую базу на поверхности Луны, а в 1980-е годы осуществить пилотируемые полеты к Марсу).

В то же время отмечалось, что необходимой предпосылкой успешной реализации подобных планов является наличие дешевого средства выведения в космос значительных по своей массе объектов и грузов. Наиболее эффективным решением данной проблемы ... Читать дальше »

МТКС «Спейс шаттл»

Программа «Спейс Шаттл», вобравшая в себя и блистательные успехи, и тяжелейшие за всю историю космонавтики катастрофы, заслуживает отдельной книги, если не многотомного описания. Поэтому в разделе представлены лишь общие характеристики МТКС и ее основных компонентов, подведены некоторые итоги двадцатидвухлетней эксплуатации первой многоразовой авиационно-космической системы, а также описаны работы по ее модернизации и совершенствованию.

Проектно-конструкторские изыскания по формированию концепции транспортной системы нового поколения, до недавнего времени активно проводившиеся NASA и которые сейчас выполняются военными организациями, предопределили начало этого раздела — оно посвящено истокам программы «Спейс Шаттл», ее исходному замыслу и эволюции ранних проектов МТКС, завершившейся выбором современной конфигурации.