Selama pengembangan dan pengoperasian pesawat ruang angkasa yang dapat digunakan kembali Space Shuttle, NASA telah menjalankan sejumlah besar program penyelidikan tambahan. Pelbagai aspek reka bentuk, pembuatan dan operasi teknologi canggih telah dipelajari. Tujuan beberapa program ini adalah untuk meningkatkan ciri operasi teknologi ruang angkasa tertentu. Oleh itu, tingkah laku casis dalam mod yang berbeza dikaji dalam rangka program LSRA.
Menjelang awal tahun sembilan puluhan, kapal Space Shuttle telah menjadi salah satu cara utama Amerika untuk menghantar kargo ke orbit. Pada masa yang sama, pembangunan projek tidak berhenti, kini menyentuh ciri utama operasi peralatan tersebut. Khususnya, sejak awal, kapal menghadapi sekatan tertentu terhadap keadaan pendaratan. Mereka tidak dapat ditanam dengan awan di bawah 8,000 kaki (sedikit lebih dari 2,4 km) dan dengan arah silang yang lebih besar dari 15 knot (7,7 m / s). Memperluas jangkauan keadaan meteorologi yang dibenarkan boleh menyebabkan akibat positif yang diketahui.
Makmal terbang CV-990 LSRA, Julai 1992
Sekatan melintang terutamanya berkaitan dengan kekuatan casis. Kelajuan pendaratan Shuttle mencapai 190 knot (kira-kira 352 km / j), yang menyebabkan slip, mengimbangi angin sisi, menimbulkan beban yang tidak perlu pada strut dan roda. Sekiranya had tertentu terlampaui, beban tersebut dapat menyebabkan kehancuran tayar dan kemalangan tertentu. Walau bagaimanapun, pengurangan keperluan prestasi pendaratan semestinya memberikan hasil yang positif. Oleh kerana itu, sebuah projek penyelidikan baru dilancarkan pada awal tahun sembilan puluhan.
Program penyelidikan baru dinamai komponen utamanya - Landing Systems Research Aircraft. Dalam kerangka kerja, seharusnya menyediakan makmal terbang khas, dengan bantuan yang mana mungkin untuk memeriksa keanehan operasi gear pendaratan Shuttle dalam semua mod dan dalam berbagai keadaan. Juga, untuk menyelesaikan tugas yang diberikan, perlu melakukan penyelidikan teori dan praktikal, serta menyiapkan sejumlah sampel peralatan khas.
Pandangan umum mesin dengan peralatan khas
Salah satu hasil kajian teoritis mengenai masalah peningkatan ciri pendaratan adalah pemodenan landasan Pusat Angkasa. J. F. Kennedy, Florida. Semasa pembinaan semula, jalur konkrit dengan panjang 4, 6 km dipulihkan, dan sekarang sebahagian besarnya dibezakan oleh konfigurasi baru. Bahagian 1 km berhampiran kedua-dua hujung jalur menerima sebilangan besar alur lateral kecil. Dengan bantuan mereka, diusulkan untuk mengalihkan air, yang mengurangkan sekatan yang berkaitan dengan pemendakan.
Sudah berada di landasan pacu yang dibina semula, ia dirancang untuk menjalankan ujian makmal terbang LSRA. Oleh kerana pelbagai ciri reka bentuknya, ia harus meniru tingkah laku kapal angkasa sepenuhnya. Penggunaan jalur kerja yang digunakan dalam program ruang angkasa juga menyumbang untuk memperoleh hasil yang paling realistik.
Makmal terbang mendarat dengan strut diperpanjang. 21 Disember 1992
Untuk menyelamatkan dan mempercepat kerja di makmal terbang, diputuskan untuk membangun kembali pesawat yang ada. Bekas kapal penumpang Convair 990 / CV-990 Coronado menjadi pembawa peralatan khas. Pesawat yang dimiliki oleh NASA dibina dan dipindahkan ke salah satu syarikat penerbangan pada tahun 1962, dan dikendalikan oleh orang awam sehingga pertengahan dekad berikutnya. Pada tahun 1975, pesawat tersebut dibeli oleh Agensi Aeroangkasa dan dihantar ke pusat penyelidikan Ames. Selanjutnya, ia menjadi asas bagi beberapa makmal terbang untuk pelbagai tujuan, dan pada awal tahun sembilan puluhan diputuskan untuk memasang mesin LSRA di pangkalannya.
Matlamat projek LSRA adalah untuk mengkaji tingkah laku gear pendaratan Shuttle dalam mod yang berbeza, dan oleh itu pesawat CV-990 menerima peralatan yang sesuai. Di bahagian tengah pesawat, antara penyokong utama standard, sebuah petak terletak untuk memasang rak yang mensimulasikan pemasangan kapal angkasa. Kerana jumlah fuselage yang terhad, tali pinggang seperti itu dipasang dengan kaku dan tidak dapat dikeluarkan semasa penerbangan. Walau bagaimanapun, rak itu dilengkapi dengan pemacu hidraulik, yang tugasnya adalah menggerakkan unit secara menegak.
CV-990 dalam penerbangan, April 1993
Makmal terbang jenis baru telah menerima tali utama Space Shuttle. Sokongan itu sendiri mempunyai struktur yang agak kompleks dengan penyerap kejutan dan beberapa penyangga, tetapi dibezakan oleh kekuatan yang diperlukan. Di bahagian bawah rak, ada gandar untuk satu roda besar dengan tayar bertetulang. Unit standard yang dipinjam dari Shuttle dilengkapi dengan banyak sensor dan peralatan lain yang memantau operasi sistem.
Seperti yang dikandung oleh penulis projek Landing Systems Research Aircraft, makmal terbang CV-990 seharusnya lepas landas dengan menggunakan alat pendaratan sendiri dan, setelah menyelesaikan giliran yang diperlukan, untuk mendarat. Segera sebelum mendarat, sokongan pusat, yang dipinjam dari teknologi angkasa, ditarik. Pada saat menyentuh penyangga utama pesawat dan memampatkan penyerap kejutannya, hidraulik harus menurunkan sokongan ulang-alik dan mensimulasikan menyentuh gear pendaratan. Larian selepas pendaratan dilakukan sebahagiannya menggunakan casis ujian. Setelah mengurangkan kelajuan ke tahap yang telah ditentukan, hidraulik terpaksa meningkatkan sokongan ujian sekali lagi.
Peralatan pendaratan utama dan peralatan penyelidikan. April 1993
Bersama dengan tali "alien" dan kawalannya, pesawat eksperimen itu menerima beberapa kaedah lain. Khususnya, perlu memasang pemberat, dengan bantuan yang disimulasikan beban pada casis, yang wujud dalam teknologi ruang angkasa.
Walaupun semasa fasa pengembangan peralatan ujian, menjadi jelas bahawa bekerja dengan casis ujian boleh membahayakan. Roda panas dengan tekanan dalaman yang tinggi, yang mengalami tekanan mekanikal yang serius, hanya boleh meletup dengan kesan luaran satu atau lain. Letupan seperti itu mengancam akan mencederakan orang dalam radius 15 m. Pada jarak dua kali, penguji berisiko mengalami kerosakan pendengaran. Oleh itu, peralatan khas diperlukan untuk bekerja dengan roda berbahaya.
Penyelesaian asal untuk masalah ini dicadangkan oleh pekerja NASA David Carrott. Dia membeli model RC skala 1:16 tangki WWII dan menggunakan casisnya yang dilacak. Daripada menara standard, kamera video dengan alat penghantaran isyarat, serta gerudi elektrik yang dikendalikan radio, dipasang di lambung kapal. Mesin kompak, yang disebut Tyre Assault Vehicle, harus secara mandiri mendekati casis makmal CV-990 yang rapuh dan menggerudi lubang tayar. Berkat ini, tekanan pada roda dikurangkan ke tahap yang selamat, dan pakar dapat mendekati casis. Sekiranya roda tidak tahan dengan beban dan meletup, maka orang tetap selamat.
Pendaratan ujian, 17 Mei 1994
Penyediaan semua komponen sistem ujian baru selesai pada awal tahun 1993. Pada bulan April, makmal terbang CV-990 LSRA terbang ke udara untuk pertama kalinya untuk menguji prestasi aerodinamik. Semasa penerbangan pertama dan ujian lanjutan, makmal dikendalikan oleh juruterbang Charles Gordon. Fullerton. Dengan cepat terbukti bahawa sokongan tetap dari pesawat ulang-alik, secara umum, tidak mengganggu ciri aerodinamik dan penerbangan syarikat penerbangan. Setelah pemeriksaan seperti itu, adalah mungkin untuk meneruskan ujian penuh yang sesuai dengan tujuan awal projek.
Ujian pendaratan casis baru dimulakan dengan pemeriksaan haus tayar. Sebilangan besar pendaratan dilakukan dengan pelbagai kelajuan dalam jarak yang boleh diterima. Di samping itu, tingkah laku roda pada pelbagai permukaan telah dikaji, di mana makmal terbang Convair 990 LSRA berulang kali dihantar ke aerodroma yang berbeza yang digunakan oleh NASA. Kajian awal sedemikian memungkinkan untuk mengumpulkan maklumat yang diperlukan dan dengan cara tertentu menyesuaikan rancangan untuk ujian selanjutnya. Di samping itu, bahkan mereka dapat mempengaruhi operasi kompleks Space Shuttle selanjutnya.
Produk Tyre Assault Vehicle berfungsi dengan tayar yang diuji. 27 Jul 1995
Pada awal tahun 1994, pakar NASA mula menguji kemampuan teknologi lain. Kini pendaratan dilakukan dengan kekuatan angin yang berlainan, termasuk yang melebihi yang dibenarkan untuk pendaratan Shuttle. Kelajuan pendaratan yang tinggi, digabungkan dengan slip on touch, seharusnya mengakibatkan peningkatan getaran pada getah, dan ujian baru diharapkan dapat mengkaji fenomena ini dengan teliti.
Serangkaian penerbangan dan pendaratan ujian, yang dilakukan selama beberapa bulan, memungkinkan untuk mencari mod optimum di mana kesan negatif pada reka bentuk roda adalah minimum. Dengan penggunaannya, kemungkinan terjadinya pendaratan yang aman dalam arah silang hingga 20 knot (10, 3 m / s) di seluruh rentang kecepatan pendaratan. Ujian telah menunjukkan bahawa getah tayar itu sebahagiannya tercalar, kadang-kadang jatuh ke tali logam. Walaupun haus dan lusuh ini, tayar tetap kuat dan memungkinkan untuk menyelesaikan larian dengan selamat.
Mendarat dengan kerosakan tayar. 2 Ogos 1995
Kajian mengenai tingkah laku tayar yang ada pada kelajuan yang berbeza dengan putaran silang yang berbeza telah dilakukan di beberapa lokasi NASA. Berkat ini, mungkin terdapat kombinasi permukaan dan ciri terbaik, serta memberi cadangan untuk mendarat di pelbagai landasan. Hasil utama ini adalah untuk memudahkan operasi teknologi ruang angkasa. Pertama sekali, yang disebut. pendaratan - selang waktu dengan keadaan cuaca yang boleh diterima. Di samping itu, terdapat beberapa akibat positif dalam konteks pendaratan darurat kapal angkasa sebaik sahaja dilancarkan.
Setelah menyelesaikan program penyelidikan utama, yang mempunyai kaitan langsung dengan operasi praktikal peralatan, tahap pengujian seterusnya dimulakan. Sekarang teknik ini diuji pada batas kemungkinan, yang menyebabkan konsekuensi yang dapat dimengerti. Dalam rangka beberapa pendaratan ujian, kecepatan dan muatan maksimum pada casis kapal angkasa tercapai. Di samping itu, tingkah laku slip melebihi had yang dibenarkan telah dikaji. Komponen casis tidak selalu dapat mengatasi beban yang dihasilkan.
Roda yang disiasat selepas pendaratan kecemasan. 2 Ogos 1995
Jadi, pada 2 Ogos 1995, ketika mendarat dengan kelajuan tinggi, tayar itu musnah. Getah itu koyak; tali logam yang terdedah juga gagal menahan beban. Setelah kehilangan sokongan, pelek itu meluncur di sepanjang permukaan landasan dan mengisar hampir ke gandar. Beberapa bahagian rak juga rosak. Semua proses ini disertai dengan bunyi bising, percikan api dan api yang melambung di belakang kaunter. Sebilangan bahagian tidak lagi mengalami pemulihan, tetapi para pakar dapat menentukan had kemampuan roda.
Pendaratan ujian pada 11 Ogos juga berakhir dengan kehancuran, tetapi kali ini kebanyakan unit tetap tidak berfungsi. Sudah di akhir larian, tayar tidak tahan dengan beban dan meletup. Dari pergerakan yang lebih jauh, sebahagian besar getah dan tali itu terkoyak. Selepas akhir larian, hanya kesan getah dan wayar yang tersisa di cakera, sama sekali tidak seperti tayar.
Hasil pendaratan pada 11 Ogos 1995
Dari musim bunga 1993 hingga musim gugur 1995, juruterbang ujian NASA melakukan 155 pendaratan di makmal terbang Convair CV-990 LSRA. Selama ini, banyak kajian telah dilakukan dan sejumlah besar data telah dikumpulkan. Tanpa menunggu akhir ujian, pakar dalam industri aeroangkasa mula meringkaskan hasil program. Tidak lewat dari awal tahun 1994, cadangan baru dibentuk untuk pendaratan dan penyelenggaraan teknologi ruang angkasa berikutnya. Tidak lama kemudian, semua idea ini dilaksanakan dan membawa manfaat praktikal.
Kerja di bawah program penyelidikan Pesawat Landing Sistem Penyelidikan berterusan selama beberapa tahun. Selama ini, adalah mungkin untuk mengumpulkan banyak maklumat yang diperlukan dan menentukan potensi sistem yang ada. Dalam praktiknya, kemungkinan peningkatan beberapa ciri pendaratan tanpa penggunaan unit baru telah disahkan, yang mengurangkan syarat untuk mendarat dan mempermudah operasi Shuttles. Sudah pada pertengahan tahun sembilan puluhan, semua penemuan utama program LSRA digunakan dalam pengembangan dokumen panduan yang ada.
Pendaratan ujian 12 Ogos 1995
Satu-satunya makmal terbang berdasarkan kapal penumpang, yang digunakan sebagai sebahagian daripada projek LSRA, segera kembali dibina. Pesawat CV-990 mengekalkan sebahagian besar sumber yang diberikan, dan oleh itu dapat digunakan dalam satu peranan atau yang lain. Tempat penyelidikan untuk pemasangan roda dikeluarkan dari kulitnya dan kulitnya dipulihkan. Kemudian, mesin ini digunakan lagi dalam pelbagai kajian.
Kompleks Space Shuttle telah beroperasi sejak awal tahun delapan puluhan, tetapi selama beberapa tahun pertama, kru dan penyelenggara misi harus mematuhi beberapa kompleks yang agak sulit berkaitan dengan pendaratan. Program penyelidikan Pesawat Landing Sistem Penyelidikan memungkinkan untuk memperjelas keupayaan sebenar teknologi dan memperluas julat ciri yang dibenarkan. Tidak lama kemudian, kajian ini membawa hasil yang nyata dan memberi kesan positif terhadap operasi peralatan yang lebih jauh.
