ناسا در طول توسعه و بهره برداری از فضاپیمای قابل استفاده مجدد شاتل فضایی ، انواع زیادی از برنامه های تحقیقاتی کمکی را انجام داده است. جنبه های مختلفی از طراحی ، ساخت و عملکرد فناوری پیشرفته مورد مطالعه قرار گرفت. هدف برخی از این برنامه ها بهبود ویژگی های عملیاتی خاص فناوری فضایی بود. بنابراین ، رفتار شاسی در حالت های مختلف در چارچوب برنامه LSRA مورد مطالعه قرار گرفت.
در اوایل دهه نود ، کشتی های شاتل فضایی به یکی از اصلی ترین وسایل آمریکایی برای حمل محموله به مدار تبدیل شده بودند. در عین حال ، توسعه پروژه متوقف نشد ، در حال حاضر ویژگی های اصلی عملکرد چنین تجهیزات را لمس می کنم. به طور خاص ، از همان ابتدا ، کشتی ها با محدودیت های خاصی در شرایط فرود مواجه شدند. نمی توان آنها را با ابرهای زیر 8000 پا (کمی بیش از 2.4 کیلومتر) و با باد مخالف بیشتر از 15 گره (7.7 متر بر ثانیه) کاشت. گسترش دامنه شرایط هواشناسی مجاز می تواند منجر به پیامدهای مثبت شناخته شده شود.
آزمایشگاه پرواز CV-990 LSRA ، جولای 1992
محدودیت های باد مخالف در درجه اول به استحکام شاسی مربوط می شد. سرعت فرود شاتل به 190 گره (حدود 352 کیلومتر در ساعت) رسید ، به همین دلیل لغزش ، با جبران باد جانبی ، بارهای غیر ضروری را بر روی پایه ها و چرخ ها ایجاد می کند. اگر از حد معینی تجاوز شود ، چنین بارهایی می تواند منجر به تخریب لاستیک و تصادفات خاص شود. با این حال ، کاهش الزامات عملکرد فرود باید نتایج مثبتی داشته باشد. به همین دلیل ، یک پروژه تحقیقاتی جدید در اوایل دهه نود آغاز شد.
این برنامه تحقیقاتی جدید به دلیل م mainلفه اصلی آن - Landing Systems Research Aircraft - نامگذاری شده است. در چارچوب آن ، قرار بود آزمایشگاه مخصوص پرواز را آماده کند ، که با کمک آن می توان ویژگی های عملکرد دنده فرود شاتل را در همه حالت ها و شرایط مختلف بررسی کرد. همچنین ، برای حل وظایف محوله ، لازم بود برخی تحقیقات نظری و عملی انجام شود و همچنین تعدادی نمونه تجهیزات ویژه تهیه شود.
نمای کلی دستگاه با تجهیزات ویژه
یکی از نتایج مطالعه نظری مسائل مربوط به بهبود ویژگی های فرود ، نوسازی باند مرکز فضایی بود. جی اف کندی ، فلوریدا در طول بازسازی ، نوار بتنی به طول 4 ، 6 کیلومتر بازسازی شد و اکنون بخش قابل توجهی از آن با پیکربندی جدیدی متمایز شده است. بخشهای به طول 1 کیلومتر در نزدیکی هر دو انتهای نوار تعداد زیادی شیار جانبی کوچک دریافت کردند. با کمک آنها ، تغییر آب پیشنهاد شد ، که محدودیت های مربوط به بارندگی را کاهش داد.
در حال حاضر در باند بازسازی شده ، برنامه ریزی شده بود که آزمایشات آزمایشگاه پرواز LSRA را انجام دهد. با توجه به ویژگی های مختلف طراحی آن ، باید رفتار یک فضاپیما را کاملاً شبیه سازی می کرد. استفاده از نوار کاری مورد استفاده در برنامه فضایی نیز به دستیابی به واقعی ترین نتایج کمک کرد.
آزمایشگاه پرواز در حال حرکت با تسمه کشیده است. 21 دسامبر 1992
به منظور صرفه جویی و تسریع کار در آزمایشگاه پرواز ، تصمیم گرفته شد هواپیماهای موجود را بازسازی کنند.هواپیمای مسافربری سابق Convair 990 / CV-990 Coronado حامل تجهیزات ویژه شد. هواپیمای در اختیار ناسا در سال 1962 ساخته و به یکی از خطوط هوایی منتقل شد و تا اواسط دهه آینده در خطوط غیرنظامی به کار گرفته شد. در سال 1975 ، این هواپیما توسط آژانس هوافضا خریداری و به مرکز تحقیقاتی ایمز ارسال شد. متعاقباً ، مبنای چندین آزمایشگاه پرواز برای اهداف مختلف قرار گرفت و در اوایل دهه نود تصمیم گرفته شد که یک ماشین LSRA را بر اساس آن مونتاژ کنیم.
هدف پروژه LSRA مطالعه رفتار تجهیزات فرود شاتل در حالت های مختلف بود و بنابراین هواپیماهای CV-990 تجهیزات مناسب را دریافت کردند. در قسمت مرکزی بدنه ، بین تکیه گاه های اصلی استاندارد ، محفظه ای برای نصب قفسه ای قرار داشت که مجموعه فضاپیماها را شبیه سازی می کند. با توجه به حجم محدود بدنه ، چنین نرده ای به طور محکم ثابت شد و نمی تواند در پرواز برداشته شود. با این حال ، قفسه مجهز به درایو هیدرولیک بود که وظیفه آن حرکت واحدها به صورت عمودی بود.
CV-990 در پرواز ، آوریل 1993
آزمایشگاه پروازی نوع جدید تکیه گاه اصلی شاتل فضایی را دریافت کرده است. تکیه گاه خود دارای ساختار نسبتاً پیچیده ای با کمک فنر و چند پایه بود ، اما با قدرت لازم متمایز می شد. در قسمت پایین قفسه ، یک محور برای یک چرخ بزرگ با لاستیک تقویت شده وجود داشت. واحدهای استاندارد وام گرفته شده از شاتل با سنسورهای متعدد و تجهیزات دیگری که عملکرد سیستمها را زیر نظر دارد ، تکمیل شد.
همانطور که نویسندگان پروژه تحقیقاتی سیستم های فرود فرود تصور کردند ، آزمایشگاه پرواز CV-990 قرار بود با استفاده از تجهیزات فرود خود به پرواز درآید و پس از انجام پیچهای لازم ، به زمین برسد. بلافاصله قبل از فرود ، پشتیبانی مرکزی که از فناوری فضایی وام گرفته شده بود ، بالا کشیده شد. در لحظه لمس پایه های اصلی هواپیما و فشرده سازی کمک فنرهای آنها ، هیدرولیک مجبور شد پشتیبانی شاتل را پایین بیاورد و لمس دنده فرود را شبیه سازی کند. اجرای پس از فرود تا حدی با استفاده از شاسی آزمایشی انجام شد. پس از کاهش سرعت به سطح از پیش تعیین شده ، هیدرولیک مجبور شد دوباره پشتیبانی تست را بالا ببرد.
ایجاد تجهیزات اصلی فرود و تجهیزات تحقیقاتی. آوریل 1993
هواپیمای آزمایشی همراه با تند «بیگانه» و کنترل های آن وسایل دیگری را دریافت کرد. به طور خاص ، نصب بالاست ضروری بود ، که با کمک آن بار روی شاسی ، ذاتی در فناوری فضایی ، شبیه سازی شد.
حتی در مرحله توسعه تجهیزات آزمایش ، مشخص شد که کار با شاسی آزمایش می تواند خطرناک باشد. چرخ های داغ با فشار داخلی بالا ، که فشار مکانیکی جدی را تجربه کرده اند ، می توانند به سادگی با یک یا یک ضربه خارجی منفجر شوند. چنین انفجاری تهدید می کند که افراد در شعاع 15 متر مجروح می شوند. در دو برابر مسافت ، آزمایش کنندگان خطر آسیب شنوایی را داشتند. بنابراین ، تجهیزات خاصی برای کار با چرخ های خطرناک مورد نیاز بود.
یک راه حل اصلی برای این مشکل توسط دیوید کاروت کارمند ناسا پیشنهاد شد. او یک مدل RC با مقیاس 1:16 از مخزن جنگ جهانی دوم خرید و از شاسی ردیابی شده آن استفاده کرد. به جای برج استاندارد ، یک دوربین فیلمبرداری با وسایل انتقال سیگنال و همچنین یک مته برقی با رادیو کنترل بر روی بدنه نصب شد. ماشین جمع و جور ، به نام Tire Assault Vehicle ، مجبور بود به طور مستقل به شاسی آزمایشگاه مچاله شده CV-990 نزدیک شود و سوراخ هایی را در تایر ایجاد کند. با تشکر از این ، فشار در چرخ به سطح ایمن کاهش یافت و متخصصان می توانند به شاسی نزدیک شوند. اگر چرخ نتواند بار را تحمل کند و منفجر شود ، مردم سالم می مانند.
فرود آزمایشی ، 17 مه 1994
آماده سازی تمام اجزای سیستم آزمایش جدید در اوایل سال 1993 به پایان رسید. در آوریل ، آزمایشگاه پرواز CV-990 LSRA برای اولین بار برای آزمایش عملکرد آیرودینامیکی به هوا رفت.در اولین پرواز و آزمایش های بیشتر ، آزمایشگاه توسط خلبان چارلز گوردون اداره می شد. فولرتون. به سرعت مشخص شد که پشتیبانی ثابت شاتل ، به طور کلی ، ایرودینامیک و ویژگی های پرواز حامل را مختل نمی کند. پس از چنین بررسی هایی ، امکان انجام آزمایشات کامل و مطابق با اهداف اصلی پروژه وجود داشت.
آزمایش فرود شاسی جدید با بررسی فرسودگی لاستیک آغاز شد. تعداد زیادی فرود با سرعت های مختلف در محدوده قابل قبول انجام شد. علاوه بر این ، رفتار چرخ ها در سطوح مختلف مورد مطالعه قرار گرفت ، برای این منظور آزمایشگاه پرواز Convair 990 LSRA بارها و بارها به آئودروم های مختلف مورد استفاده ناسا ارسال شد. چنین مطالعات مقدماتی امکان جمع آوری اطلاعات لازم و تنظیم برنامه برای آزمایشات بیشتر را فراهم کرد. علاوه بر این ، حتی آنها توانستند بر عملکرد بیشتر مجتمع شاتل فضایی تأثیر بگذارند.
محصول Tire Assault Vehicle با تایر مورد آزمایش کار می کند. 27 ژوئیه 1995
در آغاز سال 1994 ، متخصصان ناسا آزمایش سایر قابلیت های فناوری را آغاز کردند. اکنون فرودها با قدرت های مختلف باد جانبی انجام می شود ، از جمله آنهایی که برای فرود شاتل از حد مجاز بیشتر است. سرعت فرود بالا ، همراه با لغزش هنگام لمس ، باید منجر به افزایش ساییدگی لاستیک می شد و انتظار می رفت آزمایش های جدید این پدیده را با دقت مطالعه کنند.
مجموعه ای از پروازها و فرودهای آزمایشی ، که طی چند ماه انجام شد ، امکان یافتن حالت های بهینه را فراهم کرد که در آنها تأثیر منفی بر طراحی چرخ حداقل بود. با استفاده از آنها ، امکان فرود ایمن در باد مخالف حداکثر 20 گره (10 ، 3 متر بر ثانیه) در کل محدوده سرعت فرود فراهم شد. آزمایشات نشان داده است که لاستیک لاستیک ها تا حدی ساییده شده است ، گاهی اوقات تا بند ناف فلزی. با وجود این فرسودگی ، لاستیک ها قدرت خود را حفظ کرده و امکان تکمیل ایمن دویدن را فراهم کردند.
فرود با تخریب لاستیک. 2 آگوست 1995
مطالعه رفتار لاستیک های موجود با سرعت های مختلف با باد مخالف در چندین سایت ناسا انجام شد. با تشکر از این ، امکان یافتن بهترین ترکیب سطوح و ویژگی ها و همچنین ارائه توصیه هایی برای فرود در باند های مختلف وجود داشت. نتیجه اصلی این امر ساده سازی عملکرد فناوری فضایی بود. اول از همه ، به اصطلاح. فرود پنجره ها - فواصل زمانی با شرایط آب و هوایی قابل قبول. علاوه بر این ، برخی پیامدهای مثبت در زمینه فرود اضطراری فضاپیما بلافاصله پس از پرتاب وجود داشت.
پس از اتمام برنامه اصلی تحقیقاتی ، که ارتباط مستقیمی با عملکرد عملی تجهیزات داشت ، مرحله بعدی آزمایش آغاز شد. اکنون این تکنیک در حد امکان آزمایش شده است ، که منجر به عواقب قابل فهم شد. در چارچوب چندین فرود آزمایشی ، حداکثر سرعت و بارهای ممکن بر روی شاسی سفینه به دست آمد. علاوه بر این ، رفتار لغزش بیش از حد مجاز مورد مطالعه قرار گرفت. اجزای شاسی همیشه قادر به تحمل بارهای حاصله نبودند.
چرخ مورد بررسی پس از فرود اضطراری. 2 آگوست 1995
بنابراین ، در 2 آگوست 1995 ، هنگام فرود با سرعت بالا ، لاستیک از بین رفت. لاستیک پاره شد ؛ سیم فلزی در معرض بار نیز نمی تواند تحمل کند. با از دست دادن پشتیبانی ، لبه در امتداد سطح باند حرکت کرد و تقریباً تا محور خرد شد. برخی قسمت های قفسه نیز آسیب دیده است. همه این فرایندها با سر و صدای هیولایی ، جرقه و دنباله ای از آتش که پشت پیشخوان کشیده بود ، همراه بود. برخی از قطعات دیگر تحت ترمیم قرار نگرفتند ، اما متخصصان توانستند محدودیت های قابلیت چرخ را تعیین کنند.
فرود آزمایشی در 11 آگوست نیز با نابودی پایان یافت ، اما این بار اکثر واحدها دست نخورده باقی ماندند. در حال حاضر در پایان اجرا ، تایر نتوانست بار را تحمل کند و منفجر شد.با حرکت بیشتر ، بیشتر لاستیک و بند ناف پاره شد. پس از پایان اجرا ، فقط یک خرابی از لاستیک و سیم روی دیسک باقی ماند ، به هیچ وجه مانند یک لاستیک.
نتیجه فرود در 11 آگوست 1995
از بهار 1993 تا پاییز 1995 ، خلبانان آزمایشی ناسا 155 فرود آزمایشی آزمایشگاه پرواز Convair CV-990 LSRA را انجام دادند. در این مدت ، مطالعات متعددی انجام شده و حجم زیادی از داده ها جمع آوری شده است. بدون انتظار برای پایان آزمایشات ، متخصصان صنعت هوافضا شروع به جمع بندی نتایج این برنامه کردند. حداکثر تا آغاز سال 1994 ، توصیه های جدیدی برای فرود و نگهداری متعاقب آن از فناوری فضایی ارائه شد. به زودی همه این ایده ها اجرا شد و نوعی سود عملی به همراه داشت.
کار تحت برنامه تحقیقاتی Landing Systems Research Aircraft برای چندین سال ادامه داشت. در این مدت ، امکان جمع آوری بسیاری از اطلاعات لازم و تعیین پتانسیل سیستم های موجود وجود داشت. در عمل ، امکان افزایش برخی از ویژگی های فرود بدون استفاده از واحدهای جدید تأیید شد ، که شرایط لازم برای فرود را کاهش داد و عملکرد شاتل ها را ساده کرد. در اواسط دهه نود ، همه یافته های اصلی برنامه LSRA در توسعه اسناد راهنمای موجود استفاده شد.
فرود آزمایشی 12 آگوست 1995
تنها آزمایشگاه پرواز بر اساس خط مسافری ، که به عنوان بخشی از پروژه LSRA استفاده می شد ، به زودی برای بازسازی بازگشت. هواپیمای CV-990 بخش قابل توجهی از منابع اختصاص داده شده را در اختیار داشت و بنابراین می تواند در یک نقش یا نقش دیگر مورد استفاده قرار گیرد. پایه تحقیق برای نصب چرخ از آن برداشته شد و پوست ترمیم شد. بعدها ، این دستگاه در طی مطالعات مختلف دوباره مورد استفاده قرار گرفت.
مجتمع شاتل فضایی از اوایل دهه هشتاد شروع به کار کرده است ، اما طی چند سال اول ، خدمه و سازمان دهندگان ماموریت مجبور به رعایت برخی موارد نسبتاً سخت مربوط به فرود شدند. برنامه تحقیقاتی Landing Systems Research Aircraft امکان روشن شدن قابلیت های واقعی فناوری و گسترش دامنه های مجاز ویژگی ها را فراهم کرد. به زودی ، این مطالعات به نتایج واقعی منجر شد و تأثیر مثبتی بر عملکرد بیشتر تجهیزات داشت.
