Under utvecklingen och driften av rymdfärjan för återanvändbara rymdfarkoster har NASA genomfört en mängd olika hjälpforskningsprogram. En rad olika aspekter av design, tillverkning och drift av avancerad teknik studerades. Syftet med några av dessa program var att förbättra vissa operativa egenskaper hos rymdteknik. Så, chassiets beteende i olika lägen studerades inom ramen för LSRA -programmet.
I början av nittiotalet hade rymdfärjefartyg blivit ett av de viktigaste amerikanska medlen för att leverera last till omloppsbana. Samtidigt slutade inte utvecklingen av projektet, och berörde nu huvuddragen i driften av sådan utrustning. I synnerhet från början mötte fartyg vissa restriktioner för landningsförhållanden. De kunde inte planteras med moln under 8000 fot (drygt 2,4 km) och med en sidvind större än 15 knop (7,7 m / s). Ett utökat utbud av tillåtna meteorologiska förhållanden kan leda till kända positiva konsekvenser.
Flygande laboratorium CV-990 LSRA, juli 1992
Sidvindsbegränsningar var främst relaterade till styrkan i chassit. Shuttleens landningshastighet nådde 190 knop (cirka 352 km / h), på grund av vilket glidningen, som kompenserade för sidvinden, skapade onödiga belastningar på fjäderbenen och hjulen. Om en viss gräns överskrids kan sådana laster leda till förstörelse av däck och till vissa olyckor. Minskningen av krav på landningsprestanda borde dock ha haft positiva resultat. På grund av detta lanserades ett nytt forskningsprojekt i början av nittiotalet.
Det nya forskningsprogrammet är uppkallat efter huvudkomponenten - Landing Systems Research Aircraft. Inom ramen var det tänkt att förbereda ett speciellt flyglaboratorium, med hjälp av vilket det skulle vara möjligt att kontrollera särdragen i driften av Shuttle landningsställ i alla lägen och under olika förhållanden. För att lösa de tilldelade uppgifterna var det också nödvändigt att utföra en del teoretisk och praktisk forskning samt förbereda ett antal prov på specialutrustning.
Allmän bild av maskinen med specialutrustning
Ett av resultaten av den teoretiska studien av frågorna om förbättring av landningsegenskaper var moderniseringen av rymdcentrets bana. J. F. Kennedy, Florida. Under rekonstruktionen restaurerades betongremsan med en längd av 4, 6 km, och nu utmärktes en betydande del av den av en ny konfiguration. Avsnittet på 1 km nära bandets båda ändar fick ett stort antal små sidospår. Med deras hjälp föreslogs det att leda bort vatten, vilket minskade begränsningarna i samband med nederbörd.
Redan på den rekonstruerade banan var det planerat att genomföra tester av LSRA flyglaboratorium. På grund av de olika funktionerna i dess design var den tvungen att helt simulera ett rymdfarkosts beteende. Användningen av arbetsremsan som används i rymdprogrammet bidrog också till att få de mest realistiska resultaten.
Det flygande laboratoriet landar med fjäderbenet utsträckt. 21 december 1992
För att spara och påskynda arbetet i det flygande laboratoriet beslutades det att bygga om det befintliga flygplanet. Den tidigare passagerarfartyget Convair 990 / CV-990 Coronado blev bärare av specialutrustningen. Flygplanet till NASA: s förfogande byggdes och överfördes till ett av flygbolagen 1962 och opererades på civila linjer fram till mitten av nästa decennium. År 1975 köptes flygplanet av Aerospace Agency och skickades till Ames forskningscenter. Därefter blev det grunden för flera flyglaboratorier för olika ändamål, och i början av nittiotalet beslutades att montera en LSRA -maskin på basen.
Målet med LSRA-projektet var att studera Shuttle-landningsutrustningens beteende i olika lägen, och därför fick CV-990-flygplanet lämplig utrustning. I den centrala delen av flygkroppen, mellan de vanliga huvudstöden, fanns ett fack för att installera ett ställ som simulerar en rymdfarkoster. På grund av flygkroppens begränsade volym fixerades en sådan fjäderben styvt och kunde inte avlägsnas under flygning. Racket var dock utrustat med en hydraulisk drivning, vars uppgift var att flytta enheterna vertikalt.
CV-990 under flygning, april 1993
Flyglaboratoriet av den nya typen har fått rymdfärjans huvuddämpare. Själva stödet hade en ganska komplex struktur med stötdämpare och flera stöttor, men det kännetecknades av den nödvändiga styrkan. I ställets nedre del fanns en axel för ett stort hjul med förstärkt däck. Standardenheterna som lånats från Shuttle kompletterades med många sensorer och annan utrustning som övervakar systemens funktion.
Som tänkt av författarna till projektet Landing Systems Research Aircraft skulle CV-990 flyglaboratoriet ta fart med sitt eget landningsutrustning och, efter att ha genomfört de nödvändiga svängarna, landa. Direkt före landning drogs det centrala stödet, lånat från rymdteknologi, upp. I det ögonblick då man rörde flygplanets huvudstivare och komprimerade deras stötdämpare var hydrauliken tvungen att sänka skyttelstödet och simulera beröring av landningsstället. Efterlandningskörningen gjordes delvis med hjälp av testchassit. Efter att ha reducerat hastigheten till en förutbestämd nivå, måste hydrauliken höja teststödet igen.
Etablerade huvudsakliga landningsställ och forskningsutrustning. April 1993
Tillsammans med "främmande" fjäderbenet och dess kontroller fick experimentflygplanet några andra medel. I synnerhet var det nödvändigt att installera ballast, med hjälp av vilken lasten på chassit, inneboende i rymdteknologi, simulerades.
Även under utvecklingsfasen av testutrustningen blev det klart att arbetet med testchassit kan vara farligt. Heta hjul med högt inre tryck, som har upplevt allvarlig mekanisk belastning, kan helt enkelt explodera med en eller annan yttre påverkan. En sådan explosion hotade att skada människor inom en radie av 15 m. Vid dubbelt så långt riskerade testarna att höra skador. Därför krävdes särskild utrustning för att arbeta med farliga hjul.
En original lösning på detta problem föreslogs av NASA -anställda David Carrott. Han köpte en RC -modell i skala 1:16 av en andra världskrigstank och använde dess bandchassi. I stället för ett standardtorn installerades en videokamera med signalöverföringsmedel samt en radiostyrd elektrisk borr på skrovet. Den kompakta maskinen, kallad Tire Assault Vehicle, var tvungen att självständigt närma sig chassit i det skrynkliga CV-990-laboratoriet och borra hål i däcket. Tack vare detta reducerades trycket i hjulet till en säker nivå och specialister kunde närma sig chassit. Om hjulet inte tål belastningen och exploderade, förblev människor säkra.
Testlandning, 17 maj 1994
Förberedelsen av alla komponenter i det nya testsystemet slutfördes i början av 1993. I april tog CV-990 LSRA flyglaboratorium upp luften för första gången för att testa aerodynamisk prestanda. Under den första flygningen och ytterligare tester drevs laboratoriet av piloten Charles Gordon. Fullerton. Det konstaterades snabbt att pendelns fasta stöd i allmänhet inte försämrar transportörens aerodynamik och flygegenskaper. Efter sådana kontroller var det möjligt att fortsätta med fullvärdiga tester som motsvarade projektets ursprungliga mål.
Landningstester av det nya chassit började med en däckkontroll. Ett stort antal landningar utfördes med olika hastigheter inom det acceptabla området. Dessutom studerades hjulens beteende på olika ytor, för vilket Convair 990 LSRA flyglaboratorium upprepade gånger skickades till olika flygplatser som NASA använde. Sådana förstudier gjorde det möjligt att samla in nödvändig information och på ett visst sätt justera planen för ytterligare tester. Dessutom kunde även de påverka den vidare driften av rymdfärjan.
Produkten Tire Assault Vehicle fungerar med däcket som testas. 27 juli 1995
I början av 1994 började NASA -specialister testa andra tekniska möjligheter. Nu genomfördes landningarna på sidostormens olika styrkor, inklusive de som översteg den tillåtna för Shuttle -landningen. Den höga landningshastigheten, i kombination med slip on touch, borde ha resulterat i ökad nötning av gummit, och nya tester förväntades noggrant studera detta fenomen.
En serie testflygningar och landningar, som genomförts under flera månader, gjorde det möjligt att hitta de optimala lägena där den negativa påverkan på hjuldesignen var minimal. Med deras användning var det möjligt att få möjlighet till en säker landning i en sidvind på upp till 20 knop (10, 3 m / s) i hela landningshastigheten. Tester har visat att gummit på däcken delvis slits, ibland ner till metallsladden. Trots detta slitage behöll dock däcken sin styrka och möjliggjorde en säker avslutning av körningen.
Landar med däckdestruktion. 2 augusti 1995
Studien av beteendet hos befintliga däck vid olika hastigheter med olika sidvindar utfördes på flera NASA -platser. Tack vare detta var det möjligt att hitta den bästa kombinationen av ytor och egenskaper, samt göra rekommendationer för landning på olika banor. Huvudresultatet av detta var att förenkla driften av rymdteknik. Först och främst den sk. landningsfönster - tidsintervaller med acceptabla väderförhållanden. Dessutom fanns det några positiva konsekvenser i samband med nödlandningen av rymdfarkosten omedelbart efter uppskjutningen.
Efter slutförandet av huvudforskningsprogrammet, som hade en direkt koppling till den praktiska driften av utrustning, började nästa teststeg. Nu testades tekniken vid gränsen för möjligheter, vilket ledde till förståeliga konsekvenser. Inom ramen för flera testlandningar uppnåddes högsta möjliga hastigheter och belastningar på rymdfarkostchassit. Dessutom studerades glidbeteende som överskrider tillåtna gränser. Chassikomponenterna klarade inte alltid av de resulterande belastningarna.
Det undersökta hjulet efter en nödlandning. 2 augusti 1995
Så, den 2 augusti 1995, när du landade i hög hastighet, förstördes däcket. Gummit revs; den exponerade metallkabeln klarade inte heller belastningen. Efter att ha tappat stöd gled fälgen längs banans yta och slipade ner nästan till axeln. Vissa delar av stället skadades också. Alla dessa processer åtföljdes av monströst buller, gnistor och ett eldspår som sträckte sig bakom disken. Några av delarna var inte längre föremål för restaurering, men experter kunde fastställa gränserna för hjulets kapacitet.
Testlandningen den 11 augusti slutade också med förstörelse, men den här gången förblev de flesta enheterna intakta. Redan i slutet av körningen kunde däcket inte stå emot belastningen och exploderade. Från ytterligare rörelse revs det mesta av gummit och sladden av. Efter slutet av körningen var det bara en röra av gummi och tråd kvar på skivan, inte alls som ett däck.
Landningsresultat den 11 augusti 1995
Från våren 1993 till hösten 1995 genomförde NASA: s testpiloter 155 testlandningar av Convair CV-990 LSRA flyglaboratorium. Under denna tid har många studier genomförts och en stor mängd data har samlats in. Utan att vänta på slutet av testerna började experter inom flygindustrin sammanfatta programmets resultat. Senast i början av 1994 bildades nya rekommendationer för landning och efterföljande underhåll av rymdteknik. Snart genomfördes alla dessa idéer och gav någon form av praktisk nytta.
Arbetet under forskningsprogrammet Landing Systems Research Aircraft fortsatte i flera år. Under denna tid var det möjligt att samla in mycket nödvändig information och bestämma potentialen för befintliga system. I praktiken bekräftades möjligheten att öka några av landningsegenskaperna utan användning av nya enheter, vilket minskade kraven på landningsförhållanden och förenklade driften av skyttlarna. Redan i mitten av nittiotalet användes alla de viktigaste resultaten av LSRA-programmet i utvecklingen av befintliga vägledningsdokument.
Testlandning 12 augusti 1995
Det enda flyglaboratoriet på basis av ett passagerarfartyg, som användes som en del av LSRA -projektet, gick snart tillbaka till ombyggnaden. CV-990-flygplanet behöll en betydande del av den tilldelade resursen och kunde därför användas i en eller annan roll. Forskningsstället för hjulmontering togs bort från det och huden återställdes. Senare användes denna maskin igen under olika studier.
Rymdfärjan har varit i drift sedan början av åttiotalet, men under de första åren fick besättningarna och uppdragsarrangörerna följa några ganska tuffa anknytningar till landningen. Forskningsprogrammet Landing Systems Research Aircraft gjorde det möjligt att klargöra teknikens verkliga kapacitet och utöka de tillåtna egenskaperna. Snart ledde dessa studier till verkliga resultat och hade en positiv effekt på utrustningens vidare drift.
