Спейс шаттл

Космический аппарат Спейс Шаттл 10000-15000 [c.142]

Композиционные материалы нельзя назвать совершенно новыми они уже широко используются в промышленности. Хотя области применения композиционных материалов и металлов аналогичны, первые открывают более широкие возможности. На их основе изготовляются самые различные изделия — начиная от жестяных консервных банок и кончая котлами для атомных реакторов из нержавеющей стали. Композиционные материалы, если даже говорить только о пластмассах, армированных волокнами, используются еще шире от изготовления бытовых ванн до космических кораблей Спейс шаттл . Прежде чем перейти к рассмотрению наиболее прогрессивных материалов, какими являются армированные углеродными волокнами пластмассы (углепластики), сопоставим композиционные материалы с другими материалами, а затем уже подробнее остановимся на углепластиках. [c.9]

Космический корабль "Спейс шаттл" [c.207]

Ракеты для вывода искусственных спутников на околоземную орбиту почти всегда используются также и в военных целях. Поэтому, за исключением приведенной выше информации о космическом корабле Спейс шаттл , данные о космических ракетах в литературе публикуются крайне редко. Однако ясно, что так же, как для искусственных спут- [c.207]

Разнообразные композиционные материалы уже применяются в орбитальном космическом корабле многоразового использования Спейс шаттл (рис. 8.5). Трубчатые элементы конструкции средней части корпуса этого космического корабля изготовлены из композиционного ма- [c.271]

В этом контексте достойно упоминания, что Советскому Союзу удалось вывести на орбиту перспективные космические станции. Большим успехом советской науки и техники является запуск космического корабля многоразового использования Буран с помощью нового, исключительно мощного носителя Энергия , способного выводить на околоземную орбиту около 100 т полезного груза. США продолжают запуски космических челноков Спейс Шаттл и в то же время приняли решение о доработке для аэрокосмических задач ракет одноразового использования типа Титан-4 и Атлас-1 . [c.5]

Ниже дается анализ трех схем ЖРД с центральным телом, работающего на двух горючих, и с соплом двойного расширения. Будут обсуждены их достоинства при использовании в качестве двигателей перспективных кораблей многоразового использования типа Спейс Шаттл . [c.181]

Рис. 119. Узлы соплового блока ТТУ ВКС Спейс Шаттл [186].

ТВЕРДОТОПЛИВНЫЙ УСКОРИТЕЛЬ ВКС СПЕЙС ШАТТЛ [c.227]

Рис. 137. Конфигурация ВКС Спейс Шаттл [15].

Рис. 138. Траектории ТТУ и орбитального модуля ВКС Спейс Шаттл [15].

В качестве примеров двигательных установок стабилизации и управления положением на орбите приведены реактивная система управления (РСУ) корабля Спейс Шаттл , двигательный блок многоцелевого модульного аппарата второго поколения Марк II , тормозная ДУ космического аппарата Галилей , объединенная двигательная установка спутника Олимпия и, наконец, РСУ для спутника, работающая на продуктах разложения однокомпонентного топлива. [c.243]

Рис. 157. Воздушно-космический самолет Спейс Шаттл .

Рис. 158. Двигательный блок маршевого двигателя ВКС Спейс Шаттл .

Рис. 160. Основные узлы маршевого двигателя ВКС Спейс Шаттл [35].

Рис. 164. Характеристики запуска (а), номинального режима (б) и выклю чения (в) маршевого двигателя ВКС Спейс Шаттл [82].

СИСТЕМА ОРБИТАЛЬНОГО МАНЕВРИРОВАНИЯ ВКС СПЕЙС ШАТТЛ [c.258]

Спутники, выводимые на геостационарные орбиты, используют аккумуляторные батареи для работы в тени Земли. При выходе из тени энергия аккумуляторных батарей не используется. Корпорация R A предложила улучшить с их помощью характеристики однокомпонентных импульсных ЖРД. Идею усовершенствования иллюстрирует рис. 181. Экономия гидразина от ее использования позволяет увеличить срок службы спутника с 8 до 10 лет. Предлагается реализовать эту идею на спутниках массой —1270 кг, выводимых на орбиту с помощью ВКС Спейс Шаттл и разгонного блока PAM-D или ракеты-носителя Ариан-3 (одновременный запуск двух спутников). [c.274]

В марте 1983 г. в Японии был осуществлен первый эксперимент в космосе. Поэтому понятен интерес японских специалистов к тому, что в космическом корабле Спейс шаттл уже используются углепластики, например для изготовления створок багажного отсека и стержня антенны дистанционного управления кораблем. Кроме того, при производстве фюзеляжа, крыльев и других деталей корабля Спейс шаттл , нагревающихся до высокой температуры во время возвращения на Землю, тоже используются армированные углеродными волокнами композищюнные материалы. [c.207]

Используя космический корабль Спейс шаттл , НАСА планирует примерно в 2000 г. закончить строительство космической солнечной электростанции. Предполагается, что в космосе будет сооружена платформа размером 10,4 х 5,2 х 0,5 км мощность солнечной электростанции составит 9000 МВт. Солнечная энергия будет передаваться на Землю в виде микроволн и затем на специальных наземных подстанциях преобразовываться в электрическую энергию [8]. Такая крупногабаритная платформа проектируется с использованием описанных выше складных конструкций. Детали платформы будут сложенными транспортироваться в космос, где будет проводиться сборка. Рассматриваются следующие два варианта такой транспортировки. Согласно первому из них на Земле будут формовать сплющенные трубы (длина около 2,6 м, диаметр с одного края около 10 см, с другого - 5 см), сматывать их в рулон, транспортировать на корабле Спейс шаттл и собирать в космосе [9]. По второму варианту предварительно формуют тонкую ленту из термопласта (например, полиэфирсульфона) и углеродных волокон, наматывают ее на бобину, транспортируют в космос, формуют в космосе с помощью показанной на рис. 6.3 автоматической формовочной машины, а затем осуществляют сборку. Особенности второго метода - использование в качестве полимерных матриц термопластичных смол с введенными в них специальными добавками и последующее соединение частей (с помощью растворителя или под действием давления и температуры) уже в космосе. Второй способ представляется более предпочтительным. Согласно [8], для изготовления платформы размером 10,4 X 5,2 X 0,5 км предполагается использовать около 1000 т углепластиков. [c.207]

Основным ДОСТОИНСТВОМ этих материалов является высокая удельная прочность. Поэтому, используя арамидные волокна, можно снижать вес конструкций, что оказывается весьма эффективным с точки зрения улучшения технико-экономических характеристик летательных аппаратов и I. д. Например, если сравнивать характеристики армированных пластиков на основе волокон KEVLAR49 и других волокон, то из данных табл. 8.2 следует, что можно снизить вес изделий на основе арамидных волокон по сравнению с изделиями на основе стеклянных волокон примерно на 50% и на основе углеродных волокон примерно на 20%. Поэтому материалы на основе волокон KEVLAR49 используются для изготовления элементов конструкций космического корабля Спейс шаттл (рис. 8.5). [c.264]

В гл. 10 рассмотрены вопросы регулирования модуля н вектора тяги как для РДТТ, так и для ЖРД. Заключительная часть книги (гл. 11 и 12) посвящена применению ЖРД и РДТТ для осуществления космических полетов и содержит анализ ряда космических программ. Рассматриваются, в частности, двигательные установки ракеты-носителя Ариан и воздушно-космического самолета (ВКС) Спейс Шаттл , двигатели межорби-тальных транспортных аппаратов и вспомогательные двигательные установки космических орбитальных станций, обсуждаются достижения Японии в области ракетного двигателестроения. [c.14]

Для оценки взрывоопасности пригоден хорошо апробированный подход, используемый длительное время в производстве взрывчатых веществ, сущность которого заключается в минимизации риска для персонала, количества перерабатываемого сырья и потенциальных возможностей воспламенения. При проектировании производства можно руководствоваться следующими двумя принципами во-первых, иметь по-возможности наименьшее число операторов, подвергающихся опасности, и широко использовать дистанционное управление и телеметрию, и, во-вторых, выполнять различные технологические операции в отдельных зданиях, расположенных на безопасном расстоянии друг от друга. Однако при заливке больших РДТТ или их секций приходится иметь дело со значительными количествами топлива (например, одна секция твердотопливного ускорителя системы Спейс Шаттл содержит 125 000 кг топлива). Что касается воспламенения, то свойства ТРТ и взрывчатого вещества (ВВ) различны (см., например, [157]). ТРТ обладают высокими когезионными свойствами и даже при сравнительно больших напряжениях прочны и взрывобезопасны. ВВ же предназначаются для детонации при ударном инициировании, легко разрушаются и, как правило, специально изготавливаются с плотностью, меньшей теоретической, поэтому энергия удара, необходимая для инициирования, не так велика. В ТРТ скорость горения лимитируется температуропроводностью, а в ВВ необходим переход горения в детонацию. [c.56]

Одним из результатов работы, проведенной в конце 1960-х гг. американской Межведомственной комиссией по ракетным двигателям на химическом топливе RPG, стало признание того, что экономичность, устойчивость и работоспособность ЖРД взаимосвязаны. Такой вывод был сделан на основании анализа дробления, испарения и горения распыленного топлива, который стал отправной точкой для поиска технических решений в этих трех направлениях. В результате появилась возможность оптимизировать процесс выбора конструкторских решений, сократив тем самым период разработки и уменьшив массу двигателя. Большинство ЖРД, разработанных до 1970 г., создавались методом проб и ошибок. Случалось, что до нахождения оптимальной конструкции приходилось опробовать до 100 вариантов смесительной головки. Обычно лишь после достижения требуемого уровня экономичности и обеспечения устойчивой работы начинались поиски способов обеспечения требуемого ресурса. Поэтому разработанные ранее ЖРД (эксплуатация некоторых из них еш е продолжается) имели неоптимальное соотношение компонентов топлива, в них использовались специальные устройства для повышения устойчивости, а масса конструкции оказывалась завышенной. Маршевый двигатель ВКС Спейс Шаттл и экспериментальный ЖРД с кольцевой камерой сгорания и центральным телом стали первыми двигателями, разработанными с применением новых методов. Рабочие характеристики ЖРД определяются выбором установочных параметров, к которым относятся свойства компонентов топлива и технические требования к системе подачи топлива, смесительной головке и камере сгорания. Исходя из них, можно рассчитать полноту сгорания, удельный импульс, устойчивость горения и температуру стенки камеры. Достигнутый удельный импульс, как и для РДТТ, представляет собой разницу между термодинамическим потенциалом топлива и потерями, сопутст-вуюш.ими его реализации. Динамическая устойчивость определяется балансом между причинами, вызываюш ими внутрика- [c.164]

В поворотных системах весь двигатель, сопло или выхлопные патрубки турбины установлены в подшипниках и могут поворачиваться в пределах какого-то угла с изменением направления вектора тяги. Это наиболее распространенный способ управления (маршевые двигатели Н-1 и F-1 ракет-носителей семейства Сатурн , маршевый двигатель ВКС Спейс Шаттл SSME, RL-10, ЖРД с центральным телом), так как характеризуется минимальными потерями удельного импульса. Газовые рули и дефлекторы изменяют направление движения газового потока на выходе из сопла. Они доказали свою высокую надежность, но подвержены сильной эрозии и их применение приводит к потерям осевой тяги. Вторичньш впрыск рабочего тела (газа или жидкости) через стенку расширяющейся части сопла в основной поток продуктов сгорания приводит к возникновению косых скачков уплотнения, вызывающих изменение направления истечения части газа. Вспомогательные управляющие сопла постепенно эволюционировали к ЖРД малой тяги, которые также используются для управления космическим аппаратом и регулирования скорости полета при выключенном маршевом двигателе. Маленькие верньерные ЖРД применялись на ракетах Тор и Атлас . Они же используются в системе реактивного управления ВКС Спейс Шаттл . [c.201]

Ниже описываются некоторые из этих двигателей, а именно ускорители ракеты-носителя Титан-П1 С , твердотопливный ускоритель воздушно-космической системы Спейс Шаттл , вспомогательный твердотопливный ускоритель ракеты-носителя Ариан 3 и ряд двигателей космических летательных аппаратов, предназначенных для перевода полезной нагрузки с низкой околоземной орбиты на геостационарную, в частности РДТТ межорбитальных буксиров (МБ). [c.224]

Высокая эффективность, продемонстрированная твердотопливными ускорителями ракеты-носителя Титан III , послужила основной причиной того, что NASA (после изучения преимуществ и недостатков твердотопливных ускорителей по сравнению с жидкостными) решило использовать 2 ТТУ диаметром 3,71 м, длиной 38,1 м, снаряженных 502 580 кг того же топлива на основе ПБАН и имеющих четырехсекционную конструкцию. Система Спейс Шаттл показана на рис. 137. Два РДТТ, запускаемые вместе с маршевыми двигателями космического летательного аппарата многоразового использования Спейс Шаттл , отделяются после сгорания (номинально через 122 с) на высоте около 50 км. К этому времени Спейс Шаттл находится приблизительно в 45 км от стартовой площадки и движется со скоростью 5150 км/ч. После отделения ускорителей открывается группа парашютов — сначала вытяжной, затем стабилизирующий и, наконец, основная связка, уменьшающая вертикальную составляющую скорости ускорителя к моменту его соударения с водой приблизительно до 96 км/ч. Траектория отработавшего ускорителя показана на рис. 138. После ремонтно-восстановительных работ корпус ускорителя транспортируют обратно в космический центр, заливают новым зарядом ТРТ и подготавливают к повторному запуску. Металли- [c.227]

Сопло ускорителя утоплено на 20,4% (рис. 140). Диаметр критического сечения сопла 1,384 м, выходного сечения— 3,759 м, так что степень расширения равна 7,38. Сопло состоит из термоизолированных алюминиевых и стальных узлов и имеет гибкое соединение (см. разд. 10.3), которое обеспечивает управление вектором тяги. Вся сужающаяся часть сопла, гибкое соединение и часть выходного раструба утоплены в кормовую обечайку корпуса двигателя. Пиротехническое воспламенительное устройство представляет собой ракетную камеру с соплом, выполненную из стали D6a и термоизолированную изнутри и снаружи, содержащую приблизительно 80 кг быст-рогорящего ТРТ в виде одноканального заряда с формой 40-лучевой звезды. Интересно отметить, что для разработки ТТУ потребовалось лишь 4 стендовых доводочных испытания и 3 пуска на соответствие техническим условиям. На рис. 141 показана типичная регистрограмма тяги ТТУ ВКС Спейс Шаттл . [c.230]

Для западноевропейской PH Ариан 5 разрабатывается ускоритель аналогичной конструкции [43], содержащий 160т ТРТ па основе ПБКГГ (86% твердых компонентов, включая 18% А1). Такой ТТУ на начальном участке полета должен развивать тягу 5,5 МН, которая в трансзвуковом диапазоне должна снижаться до уровня в 3,5 МН. Максимальное расчетное давление в камере составит 7 МПа. Полная длина ТТУ 19 м, диаметр 3,1 м. Ускоритель будет состоять из 4 секций и утопленного сопла. Форма каналов зарядов примерно такая же, как в ускорителях ВКС Спейс-Шаттл , за исключением того, что в первой секции вместо сечения в форме 11-лучевой звезды будет использован заряд с круговым цилиндрическим каналом, в котором выполнено 17 пропилов вдоль образующих. [c.231]

Рассматриваемые РДТТ успешно прошли достаточно много (29) стендовых испытаний. Полетный двухступенчатый двигатель в сборке PH Титан 34 D в июне 1982 г. был использован для выведения на геосинхронную орбиту двух спутников ВВС США. При первом полете в составе системы Спейс Шаттл в апреле 1983 г. возникли неполадки во второй ступени, и спутник TDRS-A не вышел на запланированную орбиту (она была достигнута после отделения спутника от межорби-тального буксира и использования собственного топливного запаса, предназначенного для маневрирования и управления положением на орбите). После экспертизы [20] выяснилось, что неполадки были вызваны перегревом уплотнения, и были проведены соответствуюш,ие усовершенствования конструкции. Следуюш,ий запуск в январе 1985 г. спутника военного назначения с борта ВКС Спейс Шаттл оказался успешным. [c.241]

Стабилизируемый вращением двигатель IPSM II, обозначаемый PAM-DII (рис. 151), был применен ВВС США для перевода спутника орбитальной геодезической системы с орбиты ВКС Спейс Шаттл на более высокую орбиту. [c.242]

ЖРД, применяемые в космической технике, по своему назначению можно разделить на три категории для выведения на орбиту, для межорбитального перехода и для управления положением на орбите. Из маршевых ЖРД, используемых для выведения, будут рассмотрены только кислородо-водородные — от двигателей небольших тяг (RL-10, НМ-7 и LE-5) до маршевого двигателя ВКС Спейс Шаттл с последующим сравнением их параметров. Мощные двигатели стартовых ступеней ракет-носителей типа F-1 неоднократно описывались в литературе и здесь рассматриваться не будут. Ожидается, что на ракетах-носителях следующего поколения вместо них будут использоваться ЖРД, подобные тем, схемы которых рассмотрены в гл. 9. [c.243]

Среди двигательных установок, применяемых для межорбитального перехода и маневрирования, рассмотрены система орбитального маневрирования ВКС Спейс Шаттл (США), способная перевести корабль на круговую орбиту, изменить его орбиту и даже возвратить на Землю, также американский апо-гейный двигатель спутника LEASAT для перевода последнего с низкой околоземной орбиты (НОЗО) на геостационарную орбиту (ГСО) и разработанный в Японии ЖРД небольшой тяги, предназначенный для перевода крупных космических аппаратов с орбиты на орбиту. [c.243]

Эта двигательная установка служит главным образом для управления положением и стабилизации спутников с длительным периодом существования, выводимых ВКС Спейс Шаттл на низкую околоземную орбиту с целью изучения верхних слоев атмосферы, производства материалов в условиях невесомости и т. д. Двигательная установка разработана фирмой Мар-тин-Мариетта [63] и имеет вытеснительную систему подачи. В двигателе используется однокомпонентное топливо — гидразин, запас которого может составлять от 900 до 2700 кг. Первоначально она предназначалась для многоцелевого модульного космического аппарата на основе стандартизованного модуля. На рис. 174 приведено схематическое изображение этого модуля, оснащенного рассматриваемой двигательной установкой, в состав которой входят четыре основных импульсных двигателя тягой по 445 Н и 12 верньерных импульсных двигателей тягой 22 Н каждый. [c.267]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...