Kuriant ir eksploatuojant daugkartinio naudojimo erdvėlaivį „Space Shuttle“, NASA atliko daugybę įvairių pagalbinių tyrimų programų. Buvo tiriami įvairūs pažangių technologijų projektavimo, gamybos ir veikimo aspektai. Kai kurių iš šių programų tikslas buvo pagerinti tam tikras kosminių technologijų veikimo charakteristikas. Taigi, važiuoklės elgesys įvairiais režimais buvo tiriamas pagal LSRA programą.
Devintojo dešimtmečio pradžioje „Space Shuttle“laivai tapo viena iš pagrindinių amerikiečių priemonių pristatyti krovinius į orbitą. Tuo pačiu metu projekto kūrimas nesustojo, dabar paliesdamas pagrindinius tokios įrangos veikimo bruožus. Visų pirma, laivai nuo pat pradžių susidūrė su tam tikrais iškrovimo sąlygų apribojimais. Jie negalėjo būti apsodinti debesimis žemiau 8000 pėdų (šiek tiek daugiau nei 2,4 km) ir šoniniu vėju, didesniu nei 15 mazgų (7,7 m / s). Išplėtus leistinų meteorologinių sąlygų diapazoną gali atsirasti žinomų teigiamų pasekmių.
Skraidanti laboratorija CV-990 LSRA, 1992 m. Liepa
Šoninio vėjo apribojimai pirmiausia buvo susiję su važiuoklės tvirtumu. „Shuttle“nusileidimo greitis pasiekė 190 mazgų (apie 352 km / h), todėl slydimas, kompensuojantis šoninį vėją, sukėlė nereikalingas apkrovas ant statramsčių ir ratų. Viršijus tam tikrą ribą, tokios apkrovos gali sugadinti padangas ir sukelti tam tikrų nelaimingų atsitikimų. Tačiau nusileidimo našumo reikalavimų sumažinimas turėjo duoti teigiamų rezultatų. Dėl to devintojo dešimtmečio pradžioje buvo pradėtas naujas mokslinių tyrimų projektas.
Naujoji mokslinių tyrimų programa pavadinta pagal jos pagrindinį komponentą - nusileidimo sistemų tyrimų lėktuvą. Jos rėmuose ji turėjo paruošti specialią skraidančią laboratoriją, kurios pagalba būtų galima patikrinti „Shuttle“važiuoklės veikimo ypatumus visais režimais ir įvairiomis sąlygomis. Taip pat, norint išspręsti pavestas užduotis, reikėjo atlikti keletą teorinių ir praktinių tyrimų, taip pat paruošti nemažai specialios įrangos pavyzdžių.
Bendras mašinos vaizdas su specialia įranga
Vienas iš teorinių tūpimo charakteristikų gerinimo klausimų tyrimo rezultatų buvo Kosmoso centro kilimo ir tūpimo tako modernizavimas. J. F. Kennedy, Florida. Rekonstrukcijos metu buvo atkurta 4,6 km ilgio betoninė juosta, o dabar didelė jos dalis išsiskyrė nauja konfigūracija. 1 km atkarpos, esančios netoli abiejų juostos galų, gavo daug mažų šoninių griovelių. Su jų pagalba buvo pasiūlyta nukreipti vandenį, o tai sumažino su krituliais susijusius apribojimus.
Jau ant rekonstruoto kilimo ir tūpimo tako buvo planuojama atlikti LSRA skraidymo laboratorijos bandymus. Dėl įvairių jo dizaino ypatybių jis turėjo visiškai imituoti erdvėlaivio elgesį. Naudojant kosminėje programoje naudojamą darbo juostą, taip pat buvo galima pasiekti realiausių rezultatų.
Skraidanti laboratorija leidžiasi ištiestomis atramomis. 1992 m. Gruodžio 21 d
Siekiant sutaupyti ir pagreitinti darbą skraidančioje laboratorijoje, nuspręsta atstatyti esamus orlaivius. Specialios įrangos vežėju tapo buvęs keleivinis laineris „Convair 990 / CV-990 Coronado“. NASA turimas lėktuvas buvo pastatytas ir perduotas vienai iš oro linijų bendrovių 1962 m., O iki kito dešimtmečio vidurio buvo eksploatuojamas civilinėmis linijomis. 1975 m. Orlaivį įsigijo Aerospace Agency ir išsiuntė į Ames tyrimų centrą. Vėliau jis tapo pagrindu kelioms įvairios paskirties skraidančioms laboratorijoms, o devintojo dešimtmečio pradžioje buvo nuspręsta ant jo pagrindo surinkti LSRA mašiną.
LSRA projekto tikslas buvo ištirti „Shuttle“važiuoklės elgesį įvairiais režimais, todėl CV-990 lėktuvas gavo atitinkamą įrangą. Centrinėje fiuzeliažo dalyje, tarp standartinių pagrindinių atramų, buvo įrengtas skyrius stelažui, kuris imituoja erdvėlaivio surinkimą, sumontuoti. Dėl riboto fiuzeliažo tūrio toks statramstis buvo tvirtai pritvirtintas ir jo nebuvo galima nuimti skrydžio metu. Tačiau stelaže buvo sumontuota hidraulinė pavara, kurios užduotis buvo perkelti agregatus vertikaliai.
CV-990 skrydžio metu, 1993 m. Balandžio mėn
Naujo tipo skraidanti laboratorija gavo pagrindinį „Space Shuttle“statramstį. Pati atrama turėjo gana sudėtingą struktūrą su amortizatoriais ir keliais statramsčiais, tačiau ji išsiskyrė reikiamu stiprumu. Apatinėje stovo dalyje buvo ašis vienam dideliam ratui su sustiprinta padanga. Standartiniai vienetai, pasiskolinti iš „Shuttle“, buvo papildyti daugybe jutiklių ir kitos įrangos, kuri stebi sistemų veikimą.
Kaip suprato projekto „Nusileidimo sistemų tyrimų lėktuvai“autoriai, skraidanti laboratorija CV-990 turėjo pakilti naudodama savo važiuoklę ir, atlikusi reikiamus posūkius, nusileisti. Prieš pat nusileidimą centrinė atrama, pasiskolinta iš kosmoso technologijų, buvo ištraukta. Palietus pagrindinius orlaivio statramsčius ir suspaudžiant jų amortizatorius, hidraulika turėjo nuleisti šaudyklės atramą ir imituoti paliesti važiuoklę. Važiavimas po nusileidimo buvo iš dalies atliktas naudojant bandomąją važiuoklę. Sumažinus greitį iki iš anksto nustatyto lygio, hidraulika turėjo vėl pakelti bandymo atramą.
Sukurta pagrindinė važiuoklė ir tyrimų įranga. 1993 m. Balandžio mėn
Kartu su „svetimu“statramsčiu ir jo valdikliais eksperimentinis orlaivis gavo kitas priemones. Visų pirma reikėjo įrengti balastą, kurio pagalba buvo imituojama važiuoklės apkrova, būdinga kosmoso technologijoms.
Net bandymo įrangos kūrimo etape paaiškėjo, kad darbas su bandomąja važiuokle gali būti pavojingas. Karšti ratai su dideliu vidiniu slėgiu, patyrę rimtą mechaninį įtempį, gali tiesiog sprogti dėl vienokio ar kitokio išorinio smūgio. Toks sprogimas grasino sužaloti žmones 15 m spinduliu. Dvigubu atstumu bandytojai rizikavo pakenkti klausai. Taigi, norint dirbti su pavojingais ratais, reikėjo specialios įrangos.
Originalų šios problemos sprendimą pasiūlė NASA darbuotojas Davidas Carrottas. Jis įsigijo 1:16 mastelio RC modelio Antrojo pasaulinio karo tanką ir naudojo jo vikšrinę važiuoklę. Vietoj standartinio bokšto ant korpuso buvo sumontuota vaizdo kamera su signalo perdavimo priemonėmis, taip pat radijo bangomis valdomas elektrinis grąžtas. Kompaktiška mašina, vadinama padangų užpuolimo transporto priemone, turėjo savarankiškai priartėti prie suglamžytos CV-990 laboratorijos važiuoklės ir išgręžti skyles padangoje. Dėl šios priežasties slėgis rate buvo sumažintas iki saugaus lygio, o specialistai galėjo priartėti prie važiuoklės. Jei ratas neatlaikė apkrovos ir sprogo, žmonės liko saugūs.
Bandomasis nusileidimas, 1994 m. Gegužės 17 d
Visi naujosios bandymų sistemos komponentai buvo paruošti 1993 m. Pradžioje. Balandžio mėnesį pirmą kartą į orą pakilo skraidymo laboratorija CV-990 LSRA, kuri išbandė aerodinamines savybes. Pirmojo skrydžio ir tolesnių bandymų metu laboratoriją valdė pilotas Charlesas Gordonas. Fullertonas. Greitai buvo nustatyta, kad fiksuota šaudyklės atrama apskritai nepažeidžia vežėjo aerodinamikos ir skrydžio charakteristikų. Po tokių patikrinimų buvo galima tęsti visapusiškus bandymus, kurie atitiko pirminius projekto tikslus.
Naujos važiuoklės nusileidimo bandymai prasidėjo nuo padangų nusidėvėjimo patikrinimo. Daug nusileidimų buvo atlikta įvairiu greičiu priimtino diapazono ribose. Be to, buvo ištirtas ratų elgesys įvairiuose paviršiuose, dėl kurių „Convair 990 LSRA“skraidymo laboratorija buvo pakartotinai išsiųsta į skirtingus NASA naudojamus aerodromus. Tokie preliminarūs tyrimai leido surinkti reikiamą informaciją ir tam tikru būdu pakoreguoti tolesnių bandymų planą. Be to, net jie galėjo daryti įtaką tolesnei „Space Shuttle“komplekso veiklai.
Padangų užpuolimo transporto priemonė veikia su bandoma padanga. 1995 m. Liepos 27 d
1994 metų pradžioje NASA specialistai pradėjo bandyti kitas technologines galimybes. Dabar nusileidimai buvo atlikti esant skirtingo stiprumo šoniniam vėjui, įskaitant tuos, kurie viršijo leistiną „Shuttle“nusileidimą. Dėl didelio nusileidimo greičio kartu su slydimu prisilietus turėjo padidėti gumos dilimas, ir buvo tikimasi, kad nauji bandymai atidžiai ištirs šį reiškinį.
Keletą mėnesių atlikti bandomieji skrydžiai ir tūpimai leido rasti optimalius režimus, kuriuose neigiamas poveikis ratų konstrukcijai buvo minimalus. Naudojant juos, buvo galima gauti galimybę saugiai nusileisti skersvėjyje iki 20 mazgų (10, 3 m / s) visame nusileidimo greičio diapazone. Bandymai parodė, kad padangų guma buvo iš dalies nusitrynusi, kartais iki metalinio laido. Nepaisant tokio susidėvėjimo, padangos išlaikė savo jėgą ir leido saugiai užbaigti važiavimą.
Nusileidimas sunaikinant padangas. 1995 m. Rugpjūčio 2 d
Esamų padangų elgesio skirtingu greičiu ir skirtingu šoniniu vėju tyrimas buvo atliktas keliose NASA vietose. Dėl to buvo galima rasti geriausią paviršių ir charakteristikų derinį, taip pat pateikti rekomendacijas dėl nusileidimo ant įvairių pakilimo takų. Pagrindinis to rezultatas buvo supaprastinti kosmoso technologijų veikimą. Visų pirma, vadinamasis. nusileidimo langai - laiko intervalai su priimtinomis oro sąlygomis. Be to, įvykus avariniam erdvėlaivio nusileidimui iš karto po paleidimo buvo tam tikrų teigiamų pasekmių.
Baigus pagrindinę tyrimų programą, kuri buvo tiesiogiai susijusi su praktiniu įrangos veikimu, prasidėjo kitas bandymų etapas. Dabar technika buvo išbandyta ribojant galimybes, o tai lėmė suprantamas pasekmes. Per kelis bandomuosius tūpimus buvo pasiektas didžiausias galimas greitis ir apkrova erdvėlaivio važiuoklėje. Be to, buvo tiriamas slydimo elgesys, viršijantis leistinas ribas. Važiuoklės komponentai ne visada galėjo susidoroti su susidariusiomis apkrovomis.
Ištirtas ratas po avarinio nusileidimo. 1995 m. Rugpjūčio 2 d
Taigi, 1995 m. Rugpjūčio 2 d., Nusileidus dideliu greičiu, padanga buvo sunaikinta. Guma buvo suplėšyta; apnuogintas metalinis laidas taip pat neatlaikė apkrovos. Netekęs atramos ratlankis nuslydo išilgai kilimo ir tūpimo tako paviršiaus ir nušlifavo beveik iki ašies. Taip pat buvo pažeistos kai kurios stovo dalys. Visus šiuos procesus lydėjo siaubingas triukšmas, kibirkštys ir ugnies pėdsakas, nusidriekęs už prekystalio. Kai kurios dalys nebebuvo restauruojamos, tačiau ekspertai sugebėjo nustatyti rato galimybių ribas.
Rugpjūčio 11 d. Bandomasis nusileidimas taip pat baigėsi sunaikinimu, tačiau šį kartą dauguma vienetų liko nepažeisti. Jau bėgimo pabaigoje padanga neatlaikė apkrovos ir sprogo. Nuo tolesnio judėjimo dauguma gumos ir virvės buvo nuplėšta. Pasibaigus važiavimui ant disko liko tik gumos ir vielos netvarka, visai ne kaip padanga.
Nusileidimo rezultatas 1995 m. Rugpjūčio 11 d
Nuo 1993 m. Pavasario iki 1995 m. Rudens NASA bandomieji pilotai atliko 155 bandomuosius nusileidimus „Convair CV-990 LSRA“skraidančioje laboratorijoje. Per tą laiką buvo atlikta daugybė tyrimų ir surinkta daug duomenų. Nelaukdami bandymų pabaigos, aviacijos ir kosmoso pramonės ekspertai pradėjo apibendrinti programos rezultatus. Ne vėliau kaip 1994 m. Pradžioje buvo suformuotos naujos rekomendacijos dėl kosminių technologijų nusileidimo ir tolesnės priežiūros. Netrukus visos šios idėjos buvo įgyvendintos ir atnešė tam tikros praktinės naudos.
Darbas pagal nusileidimo sistemų tyrimų orlaivių tyrimų programą tęsėsi keletą metų. Per tą laiką pavyko surinkti daug reikalingos informacijos ir nustatyti esamų sistemų potencialą. Praktiškai buvo patvirtinta galimybė padidinti kai kurias tūpimo charakteristikas nenaudojant naujų agregatų, o tai sumažino nusileidimo sąlygų reikalavimus ir supaprastino maršrutinių autobusų darbą. Jau devintojo dešimtmečio viduryje visos pagrindinės LSRA programos išvados buvo panaudotos rengiant esamus rekomendacinius dokumentus.
Bandomasis nusileidimas 1995 m. Rugpjūčio 12 d
Vienintelė skraidanti laboratorija keleivinio lainerio pagrindu, naudojama kaip LSRA projekto dalis, netrukus grįžo prie atstatymo. Lėktuvas CV-990 išsaugojo didelę dalį priskirtų išteklių, todėl galėjo būti naudojamas atliekant vienokius ar kitokius vaidmenis. Iš jo buvo nuimtas ratų tvirtinimo tyrimų stovas ir atkurta oda. Vėliau ši mašina vėl buvo naudojama atliekant įvairius tyrimus.
„Space Shuttle“kompleksas buvo eksploatuojamas nuo devintojo dešimtmečio pradžios, tačiau per pirmuosius kelerius metus įgulos ir misijos organizatoriai turėjo laikytis kai kurių gana sunkių, susijusių su nusileidimu. Nusileidimo sistemų tyrimų lėktuvų tyrimų programa leido išsiaiškinti realias technologijos galimybes ir išplėsti leistinus charakteristikų diapazonus. Netrukus šie tyrimai davė tikrų rezultatų ir turėjo teigiamą poveikį tolesniam įrangos veikimui.
