Az űrsikló újrafelhasználható űrhajó fejlesztése és üzemeltetése során a NASA sokféle segédkutatási programot hajtott végre. A fejlett technológia tervezésének, gyártásának és működésének számos aspektusát tanulmányozták. Néhány ilyen program célja az űrtechnika bizonyos működési jellemzőinek javítása volt. Tehát az alváz viselkedését különböző módokban tanulmányozták az LSRA program keretében.
A kilencvenes évek elején az űrsikló hajók az egyik fő amerikai eszközré váltak a rakomány pályára juttatására. Ugyanakkor a projekt fejlesztése nem állt meg, most érintve az ilyen berendezések működésének fő jellemzőit. Különösen a kezdetektől fogva a hajók bizonyos korlátozásokkal szembesültek a leszállási feltételek tekintetében. Nem telepíthették őket 8000 láb alatti (kissé 2,4 km feletti) felhőkkel és 15 csomót (7,7 m / s) meghaladó oldalszéllel. Az engedélyezett meteorológiai feltételek tartományának bővítése ismert pozitív következményekkel járhat.
Repülő laboratórium CV-990 LSRA, 1992. július
Az oldalszél korlátozásai elsősorban az alváz szilárdságához kapcsolódtak. A Shuttle leszállási sebessége elérte a 190 csomót (kb. 352 km / h), ami miatt az oldalsó szelet kompenzáló csúszás szükségtelen terhelést okozott a támaszokon és a kerekeken. Ha egy bizonyos határértéket túllépnek, az ilyen terhek a gumiabroncsok tönkremeneteléhez és bizonyos balesetekhez vezethetnek. A leszállási teljesítményre vonatkozó követelmények csökkentésének azonban pozitív eredményeket kellett volna hoznia. Emiatt a kilencvenes évek elején új kutatási projekt indult.
Az új kutatási program a fő összetevőről - a leszállórendszerek kutató repülőgépeiről - kapta a nevét. Ennek keretében egy speciális repülő laboratóriumot kellett előkészítenie, amelynek segítségével ellenőrizni lehetett a Shuttle futómű működésének sajátosságait minden üzemmódban és különböző feltételek mellett. Továbbá a kijelölt feladatok megoldásához szükség volt néhány elméleti és gyakorlati kutatás elvégzésére, valamint számos speciális berendezés minta elkészítésére.
A gép általános nézete speciális felszereléssel
A leszállási jellemzők javításának kérdéseivel kapcsolatos elméleti vizsgálat egyik eredménye az Űrközpont kifutópályájának korszerűsítése volt. J. F. Kennedy, Florida. A rekonstrukció során helyreállították a 4, 6 km hosszú betonszalagot, és most jelentős részét új konfiguráció jellemezte. A szalag mindkét vége közelében lévő 1 km -es szakaszok nagyszámú kis oldalbarázdát kaptak. Segítségükkel javasolták a víz elvezetését, ami csökkentette a csapadékkal kapcsolatos korlátozásokat.
Már a rekonstruált kifutón tervezték az LSRA repülő laboratóriumának tesztelését. Kialakításának különböző jellemzői miatt teljesen szimulálnia kellett az űrhajó viselkedését. Az űrprogramban használt munkasáv használata is hozzájárult a legreálisabb eredmények eléréséhez.
A repülő laboratórium kinyújtott rúddal landol. 1992. december 21
A repülő laboratóriumban végzett munka megmentése és felgyorsítása érdekében a meglévő repülőgépek újjáépítése mellett döntöttek. Az egykori Convair 990 / CV-990 Coronado utasszállító hajó lett a különleges felszerelések szállítója. A NASA rendelkezésére álló repülőgépet 1962 -ben építették meg és adták át az egyik légitársaságnak, és a következő évtized közepéig polgári vonalakon üzemeltették. 1975 -ben a repülőgépet megvásárolta az Aerospace Agency, és elküldte az Ames kutatóközpontba. Ezt követően számos repülő laboratórium alapjává vált különböző célokra, és a kilencvenes évek elején úgy döntöttek, hogy egy LSRA gépet szerelnek össze a bázisán.
Az LSRA projekt célja az volt, hogy tanulmányozza a Shuttle futóművek viselkedését különböző üzemmódokban, és ezért a CV-990 repülőgép megkapta a megfelelő felszerelést. A törzs középső részén, a standard főtámaszok között egy rekeszt helyeztek el az űreszköz -szerelést szimuláló állvány felszerelésére. A törzs korlátozott térfogata miatt az ilyen rugót mereven rögzítették, és repülés közben nem lehetett eltávolítani. Az állvány azonban hidraulikus hajtással volt felszerelve, amelynek feladata az egységek függőleges mozgatása volt.
CV-990 repülés közben, 1993. április
Az új típusú repülő laboratórium megkapta az űrsikló főcsapját. Maga a támasz meglehetősen bonyolult szerkezetű volt lengéscsillapítókkal és több támasszal, de megkülönböztette a szükséges szilárdságot. Az állvány alsó részében egy tengely volt egy nagy kerékhez, megerősített gumiabronccsal. A Shuttle -től kölcsönzött szabványos egységeket számos érzékelővel és más berendezésekkel egészítették ki, amelyek figyelemmel kísérik a rendszerek működését.
A Landing Systems Research Aircraft projekt szerzői elképzelése szerint a CV-990 repülő laboratóriumnak saját futóművével kellett felszállnia, és a szükséges fordulatok elvégzése után leszállnia. Közvetlenül a leszállás előtt felhúzták az űrtechnológiától kölcsönvett központi támaszt. Abban a pillanatban, amikor megérintette a repülőgép főtartóit, és összenyomta lengéscsillapítóikat, a hidraulika le kellett engednie a transzfer tartóját, és szimulálni kellett a futómű érintését. A leszállás utáni futás részben a teszt alváz segítségével történt. Miután a sebességet egy előre meghatározott szintre csökkentették, a hidraulikának újra fel kellett emelnie a teszttartót.
Létrehozták a fő futóművet és kutató berendezéseket. 1993. április
Az "idegen" támasztószerkezettel és vezérlőivel együtt a kísérleti repülőgép más eszközöket is kapott. Különösen ballasztot kellett felszerelni, amelynek segítségével szimulálták az alváznak az űrtechnológiában rejlő terhelését.
Már a vizsgálóberendezés fejlesztési fázisában is világossá vált, hogy a tesztalvállal való munkavégzés veszélyes lehet. A nagy belső nyomású forró kerekek, amelyek komoly mechanikai igénybevételt tapasztaltak, egyszerűen felrobbanhatnak egyik vagy másik külső ütés hatására. Egy ilyen robbanás 15 m sugarú körben emberek sérülésével fenyegetett. A kétszeres távolságnál a tesztelők halláskárosodást kockáztattak. Így speciális felszerelésre volt szükség a veszélyes kerekekkel való munkavégzéshez.
E problémára eredeti megoldást javasolt a NASA munkatársa, David Carrott. Vásárolt egy második világháborús tank 1:16 méretarányú RC modelljét, és használta annak lánctalpas alvázát. A szabványos torony helyett a jeltovábbító eszközökkel ellátott videokamerát, valamint rádióvezérelt elektromos fúrót szereltek a hajótestre. A gumiabroncs-támadó járműnek nevezett kompakt gépnek önállóan kellett megközelítenie a gyűrött CV-990 laboratórium alvázát, és lyukakat kellett fúrnia a gumiabroncsba. Ennek köszönhetően a kerék nyomása biztonságos szintre csökkent, és a szakemberek megközelíthették az alvázat. Ha a kerék nem bírta a terhelést és felrobbant, akkor az emberek biztonságban maradtak.
Tesztleszállás, 1994. május 17
Az új tesztrendszer összes összetevőjének előkészítését 1993 elején fejezték be. Áprilisban először emelkedett a levegőbe a CV-990 LSRA repülő laboratórium, hogy tesztelje az aerodinamikai teljesítményt. Az első repülés és a további vizsgálatok során a laboratóriumot Charles Gordon pilóta üzemeltette. Fullerton. Gyorsan megállapították, hogy az űrsikló rögzített támasza általában nem rontja a fuvarozó aerodinamikáját és repülési jellemzőit. Az ilyen ellenőrzések után teljes körű teszteket lehetett folytatni, amelyek megfeleltek a projekt eredeti céljainak.
Az új futómű leszállási tesztjei a gumiabroncsok kopásának ellenőrzésével kezdődtek. Nagyszámú leszállást hajtottak végre különböző sebességgel az elfogadható tartományon belül. Ezenkívül tanulmányozták a kerekek viselkedését különböző felületeken, amelyekhez a Convair 990 LSRA repülő laboratóriumot többször elküldték a NASA által használt különböző repülőterekre. Az ilyen előzetes tanulmányok lehetővé tették a szükséges információk összegyűjtését és bizonyos módon a terv módosítását a további vizsgálatokhoz. Ezen kívül még ők is képesek voltak befolyásolni az űrsikló komplexum további működését.
A Tire Assault Vehicle termék a tesztelt abronccsal működik. 1995. július 27
1994 elejére a NASA szakemberei megkezdték más technológiai lehetőségek tesztelését. Most a leszállásokat az oldalszél különböző erősségeiben hajtották végre, beleértve azokat is, amelyek meghaladják a Shuttle leszálláshoz megengedett értéket. A nagy leszállási sebességnek és a tapintással történő csúszásnak együtt kellett járnia a gumi kopásának fokozódásával, és várhatóan új tesztekkel alaposan tanulmányozzák ezt a jelenséget.
A több hónapon keresztül végrehajtott próbarepülések és leszállások sora lehetővé tette az optimális üzemmódok megtalálását, amelyekben a keréktervezésre gyakorolt negatív hatás minimális volt. Használatukkal meg lehetett szerezni a biztonságos leszállás lehetőségét akár 20 csomós (10, 3 m / s) oldalszélben a leszállási sebesség teljes tartományában. A tesztek kimutatták, hogy a gumik gumija részben kopott, néha a fémzsinórig. A kopás ellenére a gumik megőrizték erejüket, és lehetővé tették a futás biztonságos befejezését.
Leszállás gumiabroncsok megsemmisítésével. 1995. augusztus 2
A meglévő gumiabroncsok viselkedését különböző sebességgel, különböző oldalszéllel vizsgálták a NASA több helyszínén. Ennek köszönhetően sikerült megtalálni a felületek és jellemzők legjobb kombinációját, valamint javaslatokat tenni a leszállásra a különböző kifutópályákon. Ennek fő eredménye az űrtechnika működésének egyszerűsítése volt. Mindenekelőtt az ún. leszállóablakok - időintervallumok elfogadható időjárási körülmények között. Ezenkívül néhány pozitív következménye is volt annak, hogy az űreszköz közvetlenül a start után vészhelyzetbe került.
A fő kutatási program befejezése után, amely közvetlen kapcsolatban állt a berendezések gyakorlati működésével, megkezdődött a tesztelés következő szakasza. Most a technikát a lehetőségek határán tesztelték, ami érthető következményekhez vezetett. Több tesztleszállás keretében sikerült elérni az űrhajó alvázán a lehetséges legnagyobb sebességet és terhelést. Ezenkívül tanulmányozták a megengedett határokat meghaladó csúszási viselkedést. Az alváz alkatrészei nem mindig tudtak megbirkózni az ebből eredő terhelésekkel.
A vizsgált kerék vészleszállás után. 1995. augusztus 2
Tehát 1995. augusztus 2 -án, amikor nagy sebességgel landolt, a gumiabroncs megsemmisült. A gumi szakadt; a kitett fémzsinór sem bírta a terhelést. Miután elvesztette a támaszt, a felni a futópálya felszínén csúszott, és szinte a tengelyig lecsiszolt. Az állvány egyes részei is megsérültek. Mindezeket a folyamatokat szörnyű zaj, szikrák és a pult mögött húzódó tűznyom kísérte. Az alkatrészek egy részét már nem kellett restaurálni, de a szakértők meg tudták határozni a kerék képességeinek határait.
Az augusztus 11 -i tesztleszállás is pusztulással végződött, de ezúttal a legtöbb egység sértetlen maradt. A futás végén az abroncs nem bírta a terhelést, és felrobbant. A további mozgástól a gumi és a zsinór nagy része leszakadt. A futás befejezése után csak a gumi és a drót rendetlensége maradt a korongon, egyáltalán nem olyan, mint egy gumiabroncs.
Leszállás eredménye 1995. augusztus 11 -én
1993 tavaszától 1995 őszéig a NASA tesztpilótái 155 tesztleszállást hajtottak végre a Convair CV-990 LSRA repülő laboratóriumban. Ez idő alatt számos tanulmányt végeztek, és nagy mennyiségű adatot gyűjtöttek össze. A tesztek végére várva a repülőgépipar szakértői elkezdték összegezni a program eredményeit. Legkésőbb 1994 elején új ajánlásokat fogalmaztak meg az űrtechnika leszállására és későbbi karbantartására. Hamarosan mindezek az ötletek megvalósultak, és valamiféle gyakorlati hasznot hoztak.
A Landing Systems Research Repülőgép kutatási program keretében folytatott munka több éven keresztül folytatódott. Ez idő alatt sok szükséges információt sikerült összegyűjteni és meghatározni a meglévő rendszerek lehetőségeit. A gyakorlatban megerősítették annak lehetőségét, hogy egyes leszállási jellemzőket új egységek használata nélkül növeljenek, ami csökkentette a leszállási feltételekre vonatkozó követelményeket és egyszerűsítette a transzferek működését. Már a kilencvenes évek közepén az LSRA program összes fő megállapítását felhasználták a meglévő útmutató dokumentumok kidolgozásában.
Tesztleszállás 1995. augusztus 12
Az egyetlen repülőlaboratórium, amely utasszállító hajó alapján készült, és amelyet az LSRA projekt részeként használtak, hamarosan visszatért az újjáépítéshez. A CV-990 típusú repülőgép megtartotta a kiosztott erőforrás jelentős részét, ezért egy vagy másik szerepkörben használható. A kerekek rögzítésére szolgáló kutatóállványt eltávolították róla, és a bőrt helyreállították. Később ezt a gépet ismét használták különböző tanulmányok során.
Az űrsikló komplexum a nyolcvanas évek eleje óta működik, de az első néhány évben a legénységnek és a misszió szervezőinek eleget kellett tenniük a leszálláshoz kapcsolódó meglehetősen kemény előírásoknak. A Landing Systems Research Aircraft kutatási program lehetővé tette a technológia valódi képességeinek tisztázását és a jellemzők megengedett tartományának bővítését. Ezek a vizsgálatok hamarosan valódi eredményekhez vezettek, és pozitív hatással voltak a berendezés további működésére.
