军事评论

美国宇航局着陆系统研究飞机研究计划(美国)

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在航天飞机可重复使用航天器的开发和运行期间,美国宇航局开展了大量不同的研究支持计划。 我们研究了有前景的技术的设计,制造和操作的各个方面。 其中一些计划的目的是改善空间技术的某些性能特征。 因此,在LSRA程序下研究了底盘在不同模式下的行为。


到九十年代初,航天飞机船已经成为美国向轨道运送货物的主要手段之一。 与此同时,该项目的发展并没有停止,现在影响了这类设备的主要运作功能。 特别是,船舶从一开始就面临着陆条件的某些限制。 它们不能种植低于8千英尺(略大于2,4 km)的云,并且侧风强于15节点(7,7 m / s)。 延长允许的天气条件范围可能会产生已知的积极后果。


飞行实验室CV-990 LSRA,7月1992


侧风的限制主要与底盘的强度有关。 航天飞机的着陆速度达到了190节(约352 km / h),由此滑动,补偿侧风,在机架和车轮上产生过大的负荷。 如果超过一定限度,此类负载可能会导致轮胎损坏和一些事故。 但是,着陆性能要求的降低应该会产生积极的结果。 正因为如此,在九十年代初,一个新的研究项目启动。

新的研究计划以其主要组成部分命名 - 着陆系统研究飞机(“飞机起落架研究”)。 在其框架内,它应该准备一个特殊的飞行实验室,借助于该实验室,可以在各种模式和各种条件下验证Shuttle底盘操作的特性。 另外,为了解决所提出的问题,有必要进行一些理论和实践研究,以及准备一些特殊设备的样品。


具有特殊设备的机器的一般视图


对改善着陆特性问题进行理论研究的结果之一是航天中心跑道的现代化。 JF 肯尼迪(佛罗里达州)。 在重建期间,修复了长度为4,6 km的混凝土带,现在其中很大一部分通过新配置进行区分。 在条带两端附近长度为1 km的图形接收了大量小横向槽。 在他们的帮助下,建议转移水,这减少了与降水有关的限制。

已经在重建的跑道上,计划测试飞行的LSRA实验室。 由于其设计的各种功能,它必须完全模仿航天器的行为。 空间方案所涉及的工作频段的使用也有助于获得最现实的结果。


飞行实验室在展台延伸的情况下进行着陆。 21十二月1992


为了节省和加快工作,他们决定将现有的飞机重建到飞行实验室。 特种设备的载体成为前客轮Convair 990 / CV-990 Coronado。 NASA机器建成并转移到1962的一家航空公司,并在民用航线上运营,直到下一个十年中期。 在1975中,该飞机由航空航天局购买并送往Ames研究中心。 随后,它成为几个飞行实验室用于不同目的的基础,并且在九十年代初,决定在其基础上建立LSRA机器。

LSRA项目的目的是研究Shuttle底盘在不同模式下的行为,因此CV-990飞机接收了相应的设备。 在机身的中央部分,在常规主支架之间,有一个隔间,用于安装模拟航天器单元的机架。 由于机身的体积有限,这种机架刚性地固定并且不能脱离飞行。 但是,机架配备了液压驱动装置,其任务是垂直移动装置。


飞行中的CV-990,4月1993


新型飞行实验室已收到航天飞机船的主架。 支架本身具有相当复杂的结构,具有减震器和多个支柱,但是,必要的强度值得注意。 在机架的下部,为一个带有加强轮胎的大轮子放置了一个轴。 已建立的单位从“Shuttle”借来,并辅以众多传感器和其他监控系统工作的设备。

根据着陆系统研究飞机项目的作者的设想,CV-990飞行实验室应该使用自己的底盘起飞,并在完成必要的转弯后接近着陆。 在着陆之前,从太空技术中借来的中央支援被拉了上来。 在接触飞机的主支腿并压缩其减震器时,液压系统必须降低航天飞机的支撑并模拟起落架的触感。 着陆后的运行部分使用测试的底盘进行。 在将速度降低到预定水平之后,液压系统必须再次升高测试支撑件。


建立主起落架和研究设备。 四月1993


与“外星人”计数器及其控件一起,原型获得了一些其他手段。 特别是,有必要安装一个镇流器,借助于该镇流器,模仿了空间技术典型的底盘负载。

在测试设备的开发阶段,很明显使用测试底盘可能会带来一定的危险。 具有高内压的加热轮,经历严重的机械载荷,可能在特定的外部影响下简单地爆炸。 这样的爆炸可能会伤害15半径范围内的人员。在距离加倍的情况下,测试人员可能会受到听力损害。 因此,使用危险车轮需要特殊设备。

NASA员工David Carrott提出了解决此问题的原始方法。 他获得了预制的无线电遥控模型 短歌 以1:16的比例进行第二次世界大战,并使用了其履带式底盘。 代替标准塔架的是,在壳体上安装了带有信号传输装置的摄像机以及无线电控制的电钻。 名为“轮胎突击车”的紧凑型机器必须独立接近缩小的CV-990实验室的底盘并在轮胎上钻孔。 因此,车轮中的压力降低到安全的水平,专家可以接近底盘。 如果车轮无法承受负荷并爆炸,则人员仍然安全。


测试登陆,17可能是1994


新测试系统的所有组件的准备工作在今年的1993开始时完成。 4月,CV-990 LSRA飞行实验室首次飞行检查空气动力学性能。 在第一次飞行和进一步的试验中,飞行员由飞行员查尔斯戈登控制。 富勒顿。 很快就确定了航天飞机的不可拆卸支撑通常不会损害航空母舰的空气动力学和飞行特性。 经过这样的检查后,可以进行与项目原始目标相对应的全面测试。

对新起落架的测试始于轮胎磨损检查。 在允许范围内以不同的速度进行大量着陆。 此外,研究了轮子在各种表面上的行为,为此,康维尔990 LSRA的飞行实验室被重复发送到NASA使用的不同机场。 这些初步研究使我们能够收集必要的信息并以某种方式调整进一步测试的计划。 此外,甚至他们也能够影响航天飞机综合体的进一步运作。


产品轮胎突击车与正在研究的轮胎一起使用。 27 July 1995


到1994开始,NASA专家开始测试该技术的其他功能。 现在,着陆是在不同侧风力的情况下进行的,包括超过允许航天飞机着陆的风力。 高着陆速度和滑动接触应该导致橡胶磨损增加,并且在新的测试过程中,建议彻底研究这种现象。

经过几个月的多次测试飞行和着陆使我们能够找到最佳模式,其中对车轮设计的负面影响很小。 通过它们的使用,可以在整个着陆速度范围内获得安全着陆的可能性,侧风可达20节点(10,3 m / s)。 如测试所示,轮胎轮胎部分擦除,有时甚至达到金属绳索。 然而,尽管有这样的磨损,轮胎仍保持其强度并允许安全地完成运行。


着陆破坏轮胎着陆。 2 August 1995


在不同侧风的不同速度下对现有轮胎的行为的研究在NASA的几个地点进行。 因此,可以找到最佳的表面和特征组合,并为在各种跑道上着陆提出建议。 这样做的主要结果是简化了空间技术的运作。 首先,所谓的 着陆窗 - 可接受的天气条件下的时间间隔。 此外,在发射后立即紧急降落航天器的情况下会产生一些积极影响。

在与设备的实际操作直接相关的主要研究计划完成后,下一阶段的测试开始了。 现在,该技术在可能性的极限下进行了测试,从而产生了可以理解的后果。 在几次测试着陆的框架内,实现了航天器底盘上的最大可能速度和载荷。 此外,滑移的行为超过了允许的限制。 并不总是机箱组件来应对产生的负载。


紧急着陆后调查车轮。 2 August 1995


所以,2 August 1995在高速着陆时发生了轮胎的破坏。 橡胶被撕裂; 裸金属线也无法承受负荷。 在失去支撑后,轮辋沿着跑道滑动并几乎到达轴线。 还遭受了机架的某些部分。 所有这些过程伴随着巨大的噪音,火花和在酒吧后面延伸的火热小径。 部分零件无法恢复,但专家能够确定车轮能力的极限。

11八月的测试着陆也以破坏告终,但这次大部分单位仍然完好无损。 在运行结束时,轮胎无法承受负荷并爆炸。 从进一步的运动中,大部分橡胶和绳索被撕掉。 在完成运行后,根本不存在橡胶和铁丝糊,与轮胎完全不同。


登陆11 August 1995的结果。


从春季1993到秋季1995,NASA试飞员在Convair CV-155 LSRA飞行实验室进行了990测试着陆。 在此期间,已经进行了大量研究并收集了大量数据。 在没有等待测试结束的情况下,航空航天专家开始总结该计划。 不迟于1994开始,为空间技术的着陆和后续维护提出了新的建议。 很快,所有这些想法都得到了实施,并带来了一些实际的好处。

根据着陆系统研究飞机研究计划的工作持续了数年。 在此期间,我们设法收集了大量必要信息并确定了现有系统的潜力。 在实践中,已经确认可以在不使用新的骨料的情况下增加一些着陆特性,这降低了着陆条件的要求并简化了梭子的操作。 早在九十年代中期,LSRA计划的所有主要结论都被用于制定现有的指导文件。


测试着陆12 August 1995 g。


在LSRA项目中使用的唯一一个基于客轮的飞行实验室很快再次进行了重组。 CV-990飞机保留了指定资源的很大一部分,因此可以用于一个或另一个角色。 随着他取下研究台安装车轮和修复装饰。 后来,这台机器再次用于某些研究过程中。

航天飞机综合体自八十年代初开始运作,但在最初几年,特派团的机组人员和组织者必须观察一些与着陆有关的艰难航天飞机。 登陆系统研究飞机研究计划使我们能够澄清该技术的实际能力并扩大允许的特征范围。 很快,这些研究取得了实际成果,并对设备的进一步运行产生了积极影响。


在网站的材料上:
https://nasa.gov/
https://dfrc.nasa.gov/
https://flightglobal.com/
作者:
使用的照片:
Nasa / nasa.gov
1 评论
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  1. Staryy26
    Staryy26 14十一月2017 15:56
    +5
    有趣的文章。 谢谢西里尔。 一个好处。 通常,这类作品没有被广泛报道,但是如果没有它们,很多事情将是不可能的