In die beginjare van die Amerikaanse ruimteprogram was die hooftaak om die eienskappe van vuurpyl- en ruimtestelsels te verbeter. Dit het vinnig duidelik geword dat die toename in tegniese parameters gepaard gaan met aansienlike probleme en moet lei tot 'n styging in die koste van die bekendstelling. 'N Interessante oplossing vir hierdie probleem is voorgestel in die vorm van die Big Dumb Booster -konsep.
Groot dom vuurpyl
Die projekte van vuurpyl- en ruimtestelsels van daardie tyd word gekenmerk deur 'n hoë tegniese kompleksiteit. Om hoër eienskappe te verkry, is nuwe materiale ontwikkel en bekendgestel, belowende monsters van toerusting van alle klasse is gemaak, enjins is ontwikkel, ens. Dit alles het gelei tot 'n styging in die koste van die ontwikkeling en vervaardiging van missiele.
Berekeninge het getoon dat met die handhawing van sulke benaderings die koste van die onttrekking van vragte ten minste op dieselfde vlak sal bly of selfs sal begin styg. Om die ekonomiese prestasie te handhaaf of te verbeter, was radikaal nuwe oplossings op konsepvlak nodig. Die eerste studies in hierdie rigting het aan die einde van die vyftigerjare begin en het gou werklike resultate gelewer.
NASA het in samewerking met 'n aantal private lugvaartondernemings verskeie nuwe konsepte vir gevorderde stelsels uitgewerk. Een van hulle is Big Dumb Booster genoem - 'Big stupid (of primitiewe) lanseervoertuig.'
Die essensie van hierdie konsep was om die ontwerp van die lanseervoertuig en sy individuele komponente soveel as moontlik te vereenvoudig. Hiervoor was dit nodig om slegs goed bemeesterde materiale en tegnologieë te gebruik om die ontwikkeling van nuwes te laat vaar. Dit was ook nodig om die ontwerp van die vuurpyl self en die komponente daarvan te vereenvoudig. Terselfdertyd was dit nodig om die vragmotor te verhoog en sy vrag te verhoog.
Aanvanklike ramings dui daarop dat hierdie ontwerp- en vervaardigingsbenadering BDB in staat gestel het om dramatiese kosteverminderings by bekendstellings te lewer. In vergelyking met die bestaande en belowende draagraketten van die 'tradisionele' voorkoms, was die nuwe modelle baie keer meer ekonomies. Daar is ook produksiegroei verwag.
So kan die BDB -booster vinnig bou en voorberei vir die bekendstelling, en dan 'n groter vrag in 'n wentelbaan stuur. Voorbereiding en bekendstelling sou teen 'n redelike prys gewees het. Dit alles kan 'n goeie aansporing word vir die verdere ontwikkeling van ruimtevaarders, maar eers was dit nodig om fundamenteel nuwe projekte te ontwikkel en uit te voer.
Fundamentele oplossings
Verskeie ontwikkelingsorganisasies vir vuurpyl- en ruimtetegnologie het deelgeneem aan die ontwikkeling van die BDB -konsep. Hulle het 'n aantal lanseervoertuigprojekte voorgestel en tot verskillende mate van gereedheid gebring. Die voorgestelde monsters verskil aansienlik van mekaar in hul voorkoms of kenmerke, maar het terselfdertyd 'n aantal algemene kenmerke.
Om die koste van die vuurpyl te vereenvoudig en te verminder, is voorgestel om nie van ligte legerings te bou nie, maar van toeganklike en goed bemeesterde staal. In die eerste plek is hoë sterkte en smeebare grade uit die kategorie van staal wat in hegtenis geneem is, oorweeg. Sulke materiale het dit moontlik gemaak om groter missiele te bou met die vereiste sterkte parameters en 'n redelike prys. Daarbenewens kon staalstrukture by 'n wye verskeidenheid ondernemings bestel word, insluitend uit verskillende nywerhede - van lugvaart tot skeepsbou.
'N Groot vuurpyl met 'n swaar vrag het 'n kragtige aandrywingstelsel vereis, maar so 'n produk self was uiters duur en kompleks. Daar is voorgestel om hierdie probleem op te los deur die doeltreffendste soorte brandstof te gebruik, asook deur die ontwerp van die enjin te verander. Een van die hoofgedagtes op hierdie gebied was die verwerping van turbopomp -eenhede - een van die mees komplekse komponente van vuurpyl -enjins met vloeibare dryf. Dit was beplan om brandstof en oksideermiddel te voorsien weens die verhoogde druk in die tenks. Hierdie oplossing alleen het aansienlike kostebesparings besorg.
Die voorgestelde materiaal en legerings het die bou van groot strukture met die ooreenstemmende potensiaal verseker. Die vragvrag van 'n Big Dumb Booster-vuurpyl kan verhoog word tot 400-500 ton of meer. Met 'n toename in die grootte van die vuurpyl, het die hoeveelheid droë massa in die lanseringsgewig afgeneem, wat nuwe suksesse en ekstra besparings beloof het.
In die toekoms kan vuurpyle of hul elemente herbruikbaar gemaak word, wat vergemaklik is deur die gebruik van duursame staal. As gevolg hiervan is beplan om 'n bykomende verlaging van die bekendstellingskoste te verkry.
Om werklike resultate te verkry, was dit egter nodig om navorsingswerk te voltooi en dan eksperimentele ontwerp te begin. Vir die oënskynlike eenvoud, kan hierdie stadiums baie jare neem en aansienlike finansiering verg. Nietemin het ondernemings in die ruimtebedryf hierdie risiko geneem en belowende "primitiewe" lanseervoertuie begin ontwerp.
Gewaagde projekte
Die eerste projekte van 'n nuwe aard het in 1962 verskyn en is deur NASA -spesialiste geëvalueer. Hierdie variasies van die BDB was gebaseer op algemene idees, maar het dit op verskillende maniere gebruik. In die besonder was daar selfs verskille in die beginmetode.
Die regte rekordhouer kan die NEXUS -vuurpyl wees wat deur General Dynamics ontwikkel is. Dit was 'n enkelfase lanseervoertuig met 'n hoogte van 122 m en 'n maksimum deursnee van 45,7 m met stabiliseerders in 'n span van 50 m. Die geskatte lanseergewig bereik 21,8 duisend ton, die vrag om in 'n lae-aarde wentelbaan te begin. tot 900 ton. Vir ander wentelbane was die drakrag die helfte van die grootte.
Die NEXUS-vuurpyl was veronderstel om die vrag in 'n wentelbaan te lanseer en dan in die oseane te land met valskerms en vaste enjins. Na diens kan so 'n BDB 'n nuwe vlug uitvoer.
In dieselfde jaar verskyn die Sea Dragon -projek van die Aerojet -onderneming. Hy het 'n super-swaar seevuurraket voorgestel, en dit het geen aparte lanseergeriewe vereis nie. Daarbenewens is beplan om skeepsbou -ondernemings te betrek by die vervaardiging van sulke missiele, wat oor die nodige - nie die mees ingewikkelde - tegnologie beskik om metaalstrukture saam te stel.
"Sea Dragon" is gebou volgens 'n tweefase-skema met vereenvoudigde vuurpylenjins op albei. Die vuurpyllengte bereik 150 m, deursnee - 23 m. Gewig - ongeveer. 10 duisend ton, lading - 550 ton vir LEO. In die eerste fase is 'n petroleum-suurstof-enjin met 'n stoot van 36 miljoen kgf voorsien. In plaas van 'n grondlanseringskompleks, is 'n meer kompakte stelsel voorgestel. Dit is gemaak in die vorm van 'n groot ballasttenk met die nodige toestelle aan die onderkant van die eerste fase.
Soos deur die ontwerpers bedoel, was die Sea Dragon -vuurpyl veronderstel om deur 'n werf gemaak te word uit die gewone "skeepsmateriaal". Met behulp van 'n sleepboot moet die produk in 'n horisontale posisie na die lanseerplek gesleep word. Die lanseerstelsel het die vuurpyl van 'n horisontale na 'n vertikale posisie oorgedra met 'n trek van ongeveer die helfte van die romp. Dan kon die draak die enjins begin en opstyg. Die terugkeer van die stappe is uitgevoer met behulp van valskerms wat op die water beland het.
Goedkoop maar duur
Die projekte van super-swaar lanseervoertuie Big Dumb Booster was van groot belang in die konteks van die verdere ontwikkeling van ruimtevaarders. Die implementering daarvan het egter gepaard gegaan met 'n aantal kenmerkende probleme, sonder om die gewenste resultate te bereik.'N Nugtere beoordeling van tegniese voorstelle en projekte het gelei tot die sluiting van die hele rigting.
Die verdere ontwikkeling van die voorgestelde projekte van Aeroget, General Dynamics en ander maatskappye was 'n baie moeilike taak. Om 'n 'goedkoop' vuurpyl te skep, was groot uitgawes nodig vir projekontwikkeling en aanpassing van bestaande tegnologie vir ruimtetoepassings. Terselfdertyd was die gevolglike missiele in die afsienbare toekoms nie van belang nie: enige vrag van honderde ton was eenvoudig afwesig en word nie in die komende jare verwag nie.
NASA het dit as onvanpas geag om tyd, geld en moeite aan projekte te mors sonder werklike voordeel. Teen die middel van die sestigerjare het alle werk oor die BDB-onderwerp opgehou. Sommige van die deelnemers aan hierdie werke het probeer om projekte vir ander take te herskep, maar in hierdie geval het hulle nie 'n voortsetting gekry nie. Tot die belastingbetalers se vreugde het die werk aan die BDB vroeg opgehou, en min geld is aan die twyfelagtige program bestee.
Soos die verdere ontwikkeling van die Amerikaanse ruimtevaarders getoon het, het swaar en super -swaar lanseervoertuie wel baat gevind, maar stelsels met 'n drakrag van honderde ton was oorbodig, maar ook ingewikkeld en duur - ondanks die oorspronklike planne. Die ontwikkeling van die ruimtevaarder het sonder die 'Big Primitive Rocket' voortgegaan - en het die gewenste resultate getoon.
