Pirmaisiais Amerikos kosmoso programos metais pagrindinis uždavinys buvo pagerinti raketų ir kosminių sistemų charakteristikas. Greitai paaiškėjo, kad techninių parametrų padidėjimas buvo susijęs su dideliais sunkumais ir dėl to turėtų padidėti paleidimo kaina. Įdomus šios problemos sprendimas buvo pasiūlytas „Big Dumb Booster“koncepcijos pavidalu.
Didžioji kvaila raketa
To meto raketų ir kosmoso sistemų projektai išsiskyrė dideliu techniniu sudėtingumu. Norint gauti aukštesnes charakteristikas, buvo sukurtos ir pristatytos naujos medžiagos, sukurti perspektyvūs visų klasių įrangos pavyzdžiai, sukurti varikliai ir kt. Visa tai padidino raketų kūrimo ir gamybos išlaidas.
Skaičiavimai parodė, kad išlaikant tokius metodus, krovinių išėmimo kaina išliks bent jau tokio paties lygio arba net pradės augti. Norint išlaikyti ar pagerinti ekonominius rezultatus, reikėjo radikaliai naujų sprendimų koncepcijos lygiu. Pirmieji tyrimai šia kryptimi buvo pradėti penktojo dešimtmečio pabaigoje ir netrukus davė tikrų rezultatų.
NASA, bendradarbiaudama su keliomis privačiomis aviacijos ir kosmoso kompanijomis, sukūrė keletą naujų pažangių sistemų koncepcijų. Vienas iš jų buvo pavadintas „Big Dumb Booster“- „Didžiulė kvaila (arba primityvi) raketa“.
Šios koncepcijos esmė buvo kiek įmanoma supaprastinti raketos ir atskirų jos komponentų dizainą. Tam reikėjo naudoti tik gerai įvaldytas medžiagas ir technologijas, atsisakant naujų kūrimo. Taip pat reikėjo supaprastinti pačios raketos ir jos komponentų konstrukciją. Tuo pačiu metu reikėjo padidinti vežėją, didinant jo naudingąją apkrovą.
Pirminiai skaičiavimai rodo, kad šis projektavimo ir gamybos metodas leido BDB smarkiai sumažinti paleidimo išlaidas. Palyginti su esamomis ir perspektyviomis „tradicinės“išvaizdos raketomis, nauji modeliai buvo daug kartų ekonomiškesni. Taip pat buvo tikimasi gamybos augimo.
Taigi, BDB stiprintuvas galėtų greitai sukurti ir pasiruošti paleidimui, o paskui į orbitą nusiųsti didesnę apkrovą. Paruošimas ir paleidimas būtų kainavę už priimtiną kainą. Visa tai galėtų tapti gera paskata toliau plėtoti astronautiką, tačiau pirmiausia reikėjo sukurti ir įgyvendinti iš esmės naujus projektus.
Pagrindiniai sprendimai
Kuriant BDB koncepciją dalyvavo kelios raketų ir kosmoso technologijų kūrimo organizacijos. Jie pasiūlė ir įvairaus laipsnio parengė daugybę paleidimo priemonių projektų. Siūlomi pavyzdžiai savo išvaizda ar savybėmis pastebimai skyrėsi vienas nuo kito, tačiau tuo pat metu jie turėjo daug bendrų bruožų.
Siekiant supaprastinti ir sumažinti raketos kainą, buvo pasiūlyta statyti ne iš lengvųjų lydinių, bet iš prieinamų ir gerai įvaldytų plienų. Visų pirma buvo atsižvelgta į martensitinių plienų kategorijos didelio stiprumo ir plastiškumo rūšis. Tokios medžiagos leido sukurti didesnes raketas su reikiamais stiprumo parametrais ir pagrįstomis sąnaudomis. Be to, plienines konstrukcijas galima užsisakyti iš įvairių įmonių, įskaitant. iš įvairių pramonės šakų - nuo aviacijos iki laivų statybos.
Didelė raketa su didele apkrova reikalavo galingos varomosios sistemos, tačiau pats toks produktas buvo itin brangus ir sudėtingas. Šią problemą buvo pasiūlyta išspręsti naudojant efektyviausias kuro rūšis, taip pat pakeitus variklio konstrukciją. Viena iš pagrindinių šios srities idėjų buvo turbopumpinių agregatų - vieno sudėtingiausių skystojo kuro raketų variklių komponentų - atmetimas. Dėl padidėjusio slėgio rezervuaruose buvo planuojama tiekti degalus ir oksidatorių. Vien šis sprendimas leido žymiai sutaupyti išlaidų.
Siūlomos medžiagos ir lydiniai užtikrino didelių konstrukcijų su atitinkamu potencialu statybą. Raketos „Big Dumb Booster“naudingąją apkrovą galima padidinti iki 400–500 tonų ar daugiau. Padidėjus raketos dydžiui, sumažėjo sausos masės dalis paleidimo masėje, o tai žadėjo naujus laimėjimus ir papildomą taupymą.
Ateityje raketas ar jų elementus būtų galima pakartotinai naudoti, o tai palengvino patvarių plienų naudojimas. Dėl šios priežasties buvo planuojama papildomai sumažinti paleidimo išlaidas.
Tačiau norint gauti realių rezultatų, reikėjo užbaigti tiriamąjį darbą ir tada pradėti eksperimentinį dizainą. Nepaisant visų paprastumo, šie etapai gali užtrukti daugelį metų ir pareikalauti didelių lėšų. Nepaisant to, kosmoso pramonės įmonės prisiėmė šią riziką ir pradėjo kurti perspektyvias „primityvias“raketas.
Drąsūs projektai
Pirmieji naujos rūšies projektai pasirodė 1962 m., Juos įvertino NASA specialistai. Šie BDB variantai buvo pagrįsti bendromis idėjomis, tačiau jas panaudojo skirtingais būdais. Visų pirma, buvo skirtumų net pradiniame metode.
Tikrasis rekordininkas galėtų būti „General Dynamics“sukurta raketa „NEXUS“. Tai buvo vieno etapo raketos, kurių aukštis 122 m, o maksimalus skersmuo 45,7 m, su stabilizatoriais 50 m atstumu. Numatomas paleidimo svoris siekė 21,8 tūkst. iki 900 tonų. Kitoms orbitoms keliamoji galia buvo perpus mažesnė.
Raketa NEXUS turėjo paleisti krovinį į orbitą, o paskui nusileisti vandenynuose, naudojant parašiutus ir kietojo kuro kuro nusileidimo variklius. Po tarnybos toks BDB galėtų atlikti naują skrydį.
Tais pačiais metais pasirodė bendrovės „Aerojet“projektas „Sea Dragon“. Jis pasiūlė ypač sunkų jūrų paleidimo stiprintuvą ir tam nereikėjo jokių atskirų paleidimo įrenginių. Be to, į tokių raketų gamybą buvo planuojama įtraukti laivų statybos įmones, kurios turi būtinas - ne pačias sudėtingiausias - metalinių konstrukcijų surinkimo technologijas.
„Jūros drakonas“buvo pastatytas pagal dviejų pakopų schemą su supaprastintais raketų varikliais abiejuose. Raketos ilgis siekė 150 m, skersmuo - 23 m. Svoris - apytiksliai. 10 tūkst. Tonų, naudingoji apkrova - 550 tonų LEO. Pirmajame etape buvo pateiktas žibalo-deguonies variklis, kurio trauka 36 milijonai kgf. Vietoj paleidimo ant žemės komplekso buvo pasiūlyta kompaktiškesnė sistema. Jis buvo pagamintas didelio balasto bako pavidalu su reikiamais įtaisais, pritvirtintais pirmojo etapo apačioje.
Kaip suprato dizaineriai, „Sea Dragon“raketą turėjo pagaminti laivų statykla iš įprastų „laivo“medžiagų. Tada vilkiko pagalba horizontalia padėtimi esantį gaminį reikia nutempti į paleidimo vietą. Paleidimo sistema leido perkelti raketą iš horizontalios į vertikalią, kai grimzlė sudarė maždaug pusę korpuso. Tada drakonas galėjo užvesti variklius ir pakilti. Žingsnių grąžinimas buvo atliktas padedant parašiutams, nusileidus ant vandens.
Pigu, bet brangu
Itin sunkių raketų „Big Dumb Booster“projektai labai domino tolesnę astronautikos plėtrą. Tačiau jų įgyvendinimas buvo susijęs su daugybe būdingų sunkumų, kurių neįveikus nebuvo galima pasiekti norimų rezultatų. Blaiviai įvertinus techninius pasiūlymus ir projektus, buvo uždaryta visa kryptis.
Tolesnis „Aeroget“, „General Dynamics“ir kitų bendrovių siūlomų projektų kūrimas buvo labai sunki užduotis. Norint sukurti „pigią“raketą, reikėjo didelių išlaidų projektams plėtoti ir esamoms technologijoms pritaikyti kosmoso reikmėms. Tuo pačiu metu artimoje ateityje susidariusios raketos nesudomino: jokių šimtų tonų naudingos apkrovos paprasčiausiai nebuvo ir nebuvo tikimasi ateinančiais metais.
NASA manė, kad nedera eikvoti laiko, pinigų ir pastangų projektams be realios naudos. Iki šeštojo dešimtmečio vidurio visi darbai BDB tema buvo sustabdyti. Kai kurie šių darbų dalyviai bandė perdarinėti projektus kitoms užduotims atlikti, tačiau šiuo atveju tęsinio nesulaukė. Mokesčių mokėtojų džiaugsmui, darbas BDB sustojo anksti, o abejotinai programai buvo išleista mažai pinigų.
Kaip parodė tolesnė Amerikos astronautikos plėtra, sunkios ir itin sunkios nešančiosios raketos buvo panaudotos, tačiau sistemos, kurių keliamoji galia siekė šimtus tonų, buvo perteklinės, taip pat pernelyg sudėtingos ir brangios, nepaisant pradinių planų. Astronautikos plėtra tęsėsi be „Didžiosios primityvios raketos“- ir parodė norimus rezultatus.
