大笨拙助推器:NASA的简单但复杂的火箭
在美国太空计划的早期,主要任务是改善火箭和太空系统的特性。 很快就很清楚,技术参数的增加与重大困难有关,应导致发射费用的增加。 提出了一个有趣的解决方案,作为“大笨蛋助推器”的概念。
“大笨蛋火箭”
当时的太空火箭系统项目具有很高的技术复杂性。 为了获得更好的特性,开发并引入了新材料,创建了各种设备的有前途的模型,开发了发动机等。 所有这些导致导弹的开发和生产成本增加。
计算表明,在维持这种方法的同时,货物撤离的成本将至少保持相同水平,甚至开始增长。 为了保持或改善经济绩效,在概念层面需要根本性的新解决方案。 最早的研究方向是在五十年代末,并很快产生了实际的结果。
美国国家航空航天局(NASA)与许多私人航空航天公司合作,一直在为有前途的系统开发几种新概念。 其中一个被称为“大笨拙的助推器”-“大笨拙(或原始)的助推器”。
这个概念的实质是简化运载火箭及其各个组件的设计。 为此,仅应使用发达的材料和技术,而放弃开发新的材料和技术。 还需要简化火箭本身及其部件的设计。 同时,有必要增加载波,增加其有效载荷。
根据最初的估计,这种设计和生产方法使BDB可以大大降低发射成本。 与现有的和有希望的“传统”外观运载火箭相比,新模型更加经济。 生产率也有望提高。
这样,可以快速构建BDB助推器并为发射做好准备,然后将更大的载荷发送到轨道。 准备和发射将是合理的费用。 所有这些都可能是航天事业进一步发展的良好动力,但是,起初有必要开发和实施根本上新的项目。
主要决定
在BDB概念的发展过程中,一些参与了火箭和太空技术发展的组织参加了会议。 他们提出了许多运载火箭项目,并提出了不同程度的准备。 所提出的样本在外观或特性上存在显着差异,但同时具有许多共同的特征。
为了简化和降低火箭弹的成本,建议不要使用轻合金制造,而应使用易于开发的发达钢材制造。 首先,考虑了马氏体时效钢类别的高强度和粘性等级。 这种材料可以制造出具有所需强度参数和合理成本的大型导弹。 此外,钢结构可以订购给许多企业,包括 来自不同行业-来自 航空 造船。
大型重载导弹需要强大的推进系统,但这种产品本身极其昂贵且复杂。 由于最有效的燃料类型以及通过改变发动机的设计,提出了解决该问题的方法。 该领域的主要思想之一是拒绝涡轮泵装置-火箭发动机最复杂的部件之一。 由于油箱压力的增加,计划供应燃料和氧化剂。 仅此解决方案即可显着降低成本。
所提出的材料和合金确保了具有相应潜力的大型结构的建造。 大笨拙助推器导弹的有效载荷可以达到400-500吨或更多。 随着火箭尺寸的增加,干重在起始重量中所占的比例下降,这有望获得新的成功并节省更多资金。
将来,导弹或它们的元件可以重新使用,这通过使用耐用的钢而变得容易。 因此,计划进一步降低发射成本。
但是,要获得真实的结果,必须完成研究工作,然后启动实验设计工作。 尽管看起来很简单,但这些阶段可能会持续很多年,需要大量资金。 尽管如此,航天工业企业还是冒了这个风险,开始设计有前途的“原始”运载火箭。
大胆的项目
1962年出现了第一种新型项目,并由NASA专家进行了评估。 这些BDB变体基于共同的想法,但使用方式有所不同。 特别是,即使在启动方法上也存在差异。
真正的记录保持者可能是通用动力公司开发的NEXUS火箭。 这是一种单级运载火箭,高度为122 m,最大直径为45,7 m,稳定器范围为50 m,估计运载重量为21,8万吨,有效载荷达到低地球轨道-可达900吨,对于其他轨道,运载能力是一半。
NEXUS火箭本应将重物送入轨道,然后使用降落伞和固体推进剂着陆发动机降落在海洋中。 维修后,这样的BDB可以执行新的飞行。
同年,来自Aerojet的Sea Dragon项目出现了。 他提供了一种用于海上发射的超重型运载工具,而她不需要任何单独的发射设施。 此外,计划使造船企业参与这种导弹的生产,这些导弹拥有组装金属结构所必需的技术,而不是最复杂的技术。
海龙号飞机采用两阶段设计,两架飞机均配有简化的液体推进剂火箭发动机。 火箭的长度达到150 m,直径-23 m。质量-大约 10万吨,有效载荷-能源部550吨。 在第一阶段,提供了推力为36万千克力的煤油-氧气发动机。 提出了一种更紧凑的系统,而不是地面发射系统。 它以大型压载舱的形式制成,并在第一阶段的底部安装了必要的设备。
正如设计师所设想的那样,“海龙号”火箭是由造船厂用通常的“轮船”材料制成的。 然后,应使用拖船将水平位置的产品拖到发射场。 发射系统为火箭从水平向垂直提供了大约一半的吃水深度。 然后“龙”可以启动发动机并起飞。 步骤的返回是使用降落伞降落在水面上进行的。
便宜但昂贵
在太空探索的进一步发展中,超重型运载火箭“ Big Dumb Booster”的项目引起了人们的极大兴趣。 然而,它们的实施伴随着许多特征上的困难,而没有克服这些困难就不可能获得期望的结果。 对技术建议和项目的清醒评估导致整个方向的关闭。
Aeroget,General Dynamics和其他公司进一步拟议的项目是一项艰巨的任务。 要制造“便宜”的火箭,需要大量资金来开发项目并使现有技术适应太空应用。 同时,在可预见的将来所产生的导弹没有任何意义:根本没有数百吨的有效载荷,而且在未来几年中预计不会。
NASA认为在没有真正利益的情况下将时间,金钱和精力花在项目上是不合适的。 到XNUMX年代中期,有关BDB主题的所有工作都停止了。 这些作品中的一些参与者试图为其他任务重新制作项目,但是即使在这种情况下,他们也没有得到延续。 令纳税人高兴的是,BDB的工作在早期阶段就停止了,并且没有在可疑项目上花费很多钱。
正如美国太空计划的进一步发展所示,重型和超重型运载火箭确实找到了应用,但尽管有最初的计划,但承载能力达数百吨的系统却是多余的,而且过于复杂和昂贵。 在没有“大原始火箭”的情况下,航空航天的发展仍在继续-并显示出预期的结果。
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