در سال های اولیه برنامه فضایی آمریکا ، وظیفه اصلی بهبود ویژگی های سیستم های موشکی و فضایی بود. به سرعت مشخص شد که افزایش پارامترهای فنی با مشکلات قابل توجهی همراه است و باید منجر به افزایش هزینه پرتاب شود. یک راه حل جالب برای این مشکل در قالب مفهوم Big Dumb Booster ارائه شد.
موشک بزرگ احمق
پروژه های سیستم های موشکی و فضایی آن زمان با پیچیدگی فنی بالا متمایز بودند. برای به دست آوردن ویژگی های بالاتر ، مواد جدیدی تولید و معرفی شد ، نمونه های امیدوار کننده ای از تجهیزات در همه کلاس ها ایجاد شد ، موتورها توسعه یافتند و غیره. همه اینها منجر به افزایش هزینه توسعه و تولید موشک شد.
محاسبات نشان داد که با حفظ چنین رویکردهایی ، هزینه برداشت محموله حداقل در همان سطح باقی می ماند یا حتی شروع به رشد می کند. برای حفظ یا بهبود عملکرد اقتصادی ، به طور اساسی راه حل های جدیدی در سطح مفهوم مورد نیاز بود. اولین مطالعات در این راستا در اواخر دهه پنجاه آغاز شد و به زودی نتایج واقعی به دست آورد.
ناسا ، با همکاری تعدادی از شرکت های خصوصی هوافضا ، چندین مفهوم جدید را برای سیستم های پیشرفته طراحی کرده است. یکی از آنها Big Dumb Booster نام داشت - "وسیله پرتاب بزرگ احمقانه (یا اولیه)".
ماهیت این مفهوم این بود که طراحی وسیله پرتاب و اجزای جداگانه آن تا حد امکان ساده شود. برای این کار ، لازم بود فقط از مواد و فن آوری های مسلط استفاده کرد و توسعه موارد جدید را کنار گذاشت. همچنین لازم بود که طراحی خود راکت و اجزای آن ساده شود. در همان زمان ، افزایش حامل و افزایش بار آن ضروری بود.
برآوردهای اولیه نشان می دهد که این رویکرد طراحی و ساخت ، BDB را قادر ساخته است تا هزینه های چشمگیری را در راه اندازی کاهش دهد. در مقایسه با موشک های حامل موجود و امیدوار کننده ظاهر "سنتی" ، مدل های جدید چندین برابر اقتصادی تر بودند. رشد تولید نیز پیش بینی می شد.
بنابراین ، تقویت کننده BDB می تواند به سرعت ساخته شده و برای پرتاب آماده شود و سپس بار بیشتری را به مدار بفرستد. آماده سازی و راه اندازی آن با هزینه معقولی انجام می شد. همه اینها می تواند انگیزه خوبی برای توسعه بیشتر فضانوردی باشد ، اما ابتدا توسعه و اجرای پروژه های اساساً جدید ضروری بود.
راه حل های اساسی
چندین سازمان توسعه فناوری موشک و فضا در توسعه مفهوم BDB شرکت کردند. آنها تعدادی از پروژه های وسیله نقلیه پرتاب را به درجات مختلف پیشنهاد و ارائه کرده اند. نمونه های پیشنهادی در ظاهر یا ویژگی های آنها تفاوت قابل توجهی با یکدیگر داشتند ، اما در عین حال تعدادی ویژگی مشترک داشتند.
برای ساده سازی و کاهش هزینه موشک ، پیشنهاد شد که نه از آلیاژهای سبک ، بلکه از فولادهای قابل دسترسی و مسلط ساخته شود. اول از همه ، درجه های مقاوم و شکل پذیر از دسته فولادهای مارنج در نظر گرفته شد. چنین موادی امکان ساخت موشک های بزرگتر با پارامترهای قدرت مورد نیاز و هزینه مناسب را فراهم کرد. علاوه بر این ، سازه های فولادی را می توان از طیف گسترده ای از شرکت ها ، از جمله سفارش داد. از صنایع مختلف - از هوانوردی گرفته تا کشتی سازی.
یک موشک بزرگ با بار سنگین به یک پیشرانه قوی نیاز داشت ، اما چنین محصولی به خودی خود بسیار گران و پیچیده بود. پیشنهاد شد که این مشکل با استفاده از کارآمدترین انواع سوخت و همچنین تغییر طراحی موتور حل شود. یکی از ایده های اصلی در این زمینه رد واحدهای توربو پمپ بود - یکی از پیچیده ترین اجزای موتورهای موشک پیشرانه مایع. به دلیل افزایش فشار در مخازن ، تأمین سوخت و اکسید کننده برنامه ریزی شده بود. این راه حل به تنهایی موجب صرفه جویی قابل توجهی در هزینه ها شد.
مواد و آلیاژهای پیشنهادی ساخت سازه های بزرگ با پتانسیل مربوطه را تضمین می کند. محموله موشک Big Dumb Booster را می توان به 400-500 تن یا بیشتر افزایش داد. با افزایش اندازه موشک ، نسبت جرم خشک در وزن پرتاب کاهش یافت ، که موفقیت های جدید و صرفه جویی اضافی را نوید داد.
در آینده ، راکت ها یا عناصر آنها را می توان مجدداً استفاده کرد ، که با استفاده از فولادهای بادوام تسهیل شد. با توجه به این امر ، برنامه ریزی شده بود که هزینه پرتاب اضافی کاهش یابد.
با این حال ، برای به دست آوردن نتایج واقعی ، لازم بود کار تحقیقاتی تکمیل شود ، و سپس طراحی آزمایشی راه اندازی شود. با وجود همه سادگی های ظاهری ، این مراحل می تواند سالها طول بکشد و به بودجه قابل توجهی نیاز دارد. با این وجود ، شرکتهای صنعت فضایی این ریسک را کردند و طراحی وسایل نقلیه پرتاب کننده "اولیه" را آغاز کردند.
پروژه های جسورانه
اولین پروژه های جدید در سال 1962 ظاهر شد و توسط متخصصان ناسا ارزیابی شد. این تغییرات BDB بر اساس ایده های رایج بود ، اما از آنها به روش های مختلف استفاده کرد. به طور خاص ، حتی در روش شروع تفاوت هایی وجود داشت.
رکورددار واقعی می تواند موشک NEXUS باشد که توسط جنرال دینامیکس توسعه یافته است. این یک وسیله پرتاب یک مرحله ای با ارتفاع 122 متر و حداکثر قطر 45.7 متر با تثبیت کننده ها در بازه 50 متر بود. وزن برآورد شده پرتاب به 21.8 هزار تن رسید ، بار برای پرتاب به مدار زمین پایین افزایش یافت تا 900 تن برای سایر مدارها ، ظرفیت حمل نصف اندازه آن بود.
موشک NEXUS قرار بود بار را به مدار پرتاب کند و سپس با استفاده از چتر نجات و موتورهای فرود جامد در اقیانوس ها فرود بیاید. پس از سرویس ، چنین BDB می تواند پرواز جدیدی را انجام دهد.
در همان سال ، پروژه Sea Dragon از شرکت Aerojet ظاهر شد. او یک موشک حامل پرتاب سنگین فوق سنگین را پیشنهاد کرد و نیازی به امکانات پرتاب جداگانه نداشت. علاوه بر این ، برنامه ریزی شده بود که شرکت های کشتی سازی در تولید چنین موشک هایی مشارکت داشته باشند ، که دارای فن آوری های لازم - نه پیچیده ترین - برای مونتاژ سازه های فلزی هستند.
"دریا اژدها" طبق یک طرح دو مرحله ای با موتورهای موشکی ساده شده در هر دو ساخته شد. طول موشک به 150 متر رسید ، قطر - 23 متر وزن - تقریبا. 10 هزار تن ، بار - 550 تن برای LEO. در مرحله اول ، یک موتور نفت سفید-اکسیژن با رانش 36 میلیون کیلوگرم وزن بدن ارائه شد. به جای مجموعه راه اندازی زمینی ، سیستم فشرده تری پیشنهاد شد. به شکل یک مخزن بالاست بزرگ ساخته شده است که وسایل لازم در پایین مرحله اول متصل شده است.
همانطور که طراحان تصور کردند ، موشک Sea Dragon قرار بود توسط یک کارخانه کشتی سازی از مواد معمول "کشتی" ساخته شود. سپس ، با کمک یک یدک کش ، محصول را در حالت افقی باید به محل پرتاب بکشید. سیستم پرتاب انتقال موشک را از حالت افقی به عمودی با پیش بینی حدود نیمی از بدنه فراهم کرد. سپس اژدها می تواند موتورها را روشن کرده و بلند شود. بازگشت مراحل با کمک چتر نجات با فرود بر روی آب انجام شد.
ارزان اما گران
پروژه های وسایل نقلیه پرتاب فوق سنگین Big Dumb Booster در زمینه توسعه بیشتر فضانوردی بسیار مورد توجه قرار گرفت. با این حال ، اجرای آنها با تعدادی از مشکلات مشخص همراه بود ، بدون غلبه بر آنها دستیابی به نتایج مطلوب غیرممکن بود.ارزیابی هوشیارانه پیشنهادات و پروژه های فنی منجر به بسته شدن کل مسیر شد.
توسعه بیشتر پروژه های پیشنهادی از Aeroget ، General Dynamics و سایر شرکت ها کار بسیار دشواری بود. برای ایجاد یک موشک "ارزان" ، هزینه های زیادی برای توسعه پروژه و تطبیق فناوری های موجود برای برنامه های فضایی مورد نیاز بود. در عین حال ، موشکهای حاصله در آینده قابل پیش بینی هیچ گونه علاقه ای نداشتند: هیچ محموله ای به صدها تن به سادگی وجود نداشت و در سالهای آینده قابل پیش بینی نبود.
ناسا هدر دادن زمان ، پول و تلاش برای پروژه ها را بدون سود واقعی نامناسب دانست. در اواسط دهه شصت ، همه کارها در زمینه BDB متوقف شده بود. برخی از شرکت کنندگان در این آثار سعی کردند پروژه ها را برای کارهای دیگر بازسازی کنند ، اما در این مورد ادامه ای دریافت نکردند. برای خوشحالی مالیات دهندگان ، کار بر روی BDB زود متوقف شد و پول کمی برای برنامه مشکوک هزینه شد.
همانطور که توسعه بیشتر فضانوردی آمریکایی نشان داد ، وسایل نقلیه پرتاب سنگین و فوق سنگین مورد استفاده قرار گرفت ، اما سیستم هایی با ظرفیت حمل صدها تن اضافی و همچنین بسیار پیچیده و گران بودند - با وجود برنامه های اولیه. توسعه فضانوردی بدون "موشک اولیه اولیه" ادامه یافت - و نتایج مورد نظر را نشان داد.
