Pengangkutan Angkasa Ulang-alik dan Buran. Sejarah ciptaan dan pengeluaran

Perpustakaan teknikal percuma

SEJARAH TEKNOLOGI, TEKNOLOGI, OBJEK DI SEKITAR KITA
Perpustakaan percuma / Buku Panduan / Sejarah teknologi, teknologi, objek di sekeliling kita

Pengangkutan Angkasa Ulang-alik dan Buran. Sejarah ciptaan dan pengeluaran

Sejarah teknologi, teknologi, objek di sekeliling kita

Buku Panduan / Sejarah teknologi, teknologi, objek di sekeliling kita

Komen artikel

The Space Shuttle atau ringkasnya Shuttle (eng. Space Shuttle - "angkasa ulang-alik") ialah kapal angkasa pengangkutan yang boleh diguna semula Amerika. Pengangkutan ulang-alik itu digunakan sebagai sebahagian daripada program kerajaan Sistem Pengangkutan Angkasa (STS) NASA. Difahamkan bahawa pengangkutan ulang-alik itu akan "bergerak seperti pengangkutan ulang-alik" antara orbit Bumi rendah dan Bumi, menyampaikan muatan dalam kedua-dua arah.

Pengangkutan ulang-alik dan Buran angkasa lepas
Pengangkutan Angkasa di angkasa

Program ulang-alik telah dibangunkan oleh Rockwell Amerika Utara bagi pihak NASA sejak 1971. Semasa mencipta sistem, beberapa penyelesaian teknikal digunakan untuk modul lunar program Apollo pada tahun 1960-an: eksperimen dengan penggalak propelan pepejal, sistem untuk pengasingannya dan mendapatkan bahan api dari tangki luaran. Secara keseluruhan, lima pengangkutan telah dibina (dua daripadanya mati dalam kemalangan) dan satu prototaip. Penerbangan ke angkasa lepas telah dijalankan dari 12 April 1981 hingga 21 Julai 2011.

Walaupun pelancaran angkasa lepas jarang berlaku, persoalan kos kenderaan pelancaran tidak menarik banyak perhatian kepada dirinya sendiri. Tetapi apabila penerokaan ruang angkasa berkembang, ia mula mendapat kepentingan. Kos kenderaan pelancar dalam jumlah kos pelancaran kapal angkasa berbeza-beza. Jika kenderaan pelancar itu bersiri dan kapal angkasa yang dilancarkannya unik, kos kenderaan pelancar itu adalah kira-kira 10 peratus daripada jumlah kos pelancaran. Jika kapal angkasa bersiri dan pembawanya unik - sehingga 40 peratus atau lebih.

Kos pengangkutan angkasa yang tinggi dijelaskan oleh fakta bahawa kenderaan pelancar itu digunakan sekali sahaja. Satelit dan stesen angkasa beroperasi di orbit atau di ruang antara planet, membawa hasil saintifik atau ekonomi tertentu, manakala peringkat roket, yang mempunyai reka bentuk yang kompleks dan peralatan mahal, terbakar dalam lapisan atmosfera yang padat. Sememangnya, timbul persoalan untuk mengurangkan kos pelancaran angkasa lepas dengan melancarkan semula kenderaan pelancar.

Terdapat banyak projek sistem sedemikian. Salah satunya ialah pesawat angkasa lepas. Ini adalah mesin bersayap yang, seperti kapal udara, akan berlepas dari pelabuhan angkasa dan, setelah menghantar muatan ke orbit (satelit atau kapal angkasa), akan kembali ke Bumi. Tetapi masih mustahil untuk mencipta pesawat sedemikian, terutamanya kerana nisbah jisim muatan yang diperlukan dan jumlah jisim mesin. Banyak skim lain pesawat boleh guna semula ternyata tidak menguntungkan dari segi ekonomi atau sukar untuk dilaksanakan.

Namun begitu, di Amerika Syarikat, mereka tetap menuju ke arah penciptaan kapal angkasa yang boleh diguna semula. Ramai pakar menentang projek yang begitu mahal. Tetapi Pentagon menyokongnya.

Pembangunan sistem Shuttle Angkasa ("angkasa lepas") bermula di Amerika Syarikat pada tahun 1972. Ia berdasarkan konsep kapal angkasa yang boleh digunakan semula yang direka untuk melancarkan satelit buatan dan objek lain ke orbit berhampiran Bumi. Space Shuttle ialah gabungan peringkat orbit berawak, dua penggalak roket pepejal dan tangki bahan api besar yang terletak di antara penggalak ini.

Shuttle dilancarkan secara menegak dengan bantuan dua penggalak bahan dorong pepejal (masing-masing berdiameter 3,7 meter), serta enjin roket bahan dorong cecair peringkat orbit, yang dikuasakan oleh bahan api (hidrogen cecair dan oksigen cecair) daripada bahan api yang besar. tangki. Penggalak propelan pepejal hanya beroperasi di bahagian awal trajektori. Masa larian mereka hanya lebih dua minit. Pada ketinggian 70-90 kilometer, penggalak dipisahkan, dipayung terjun ke dalam air, ke lautan, dan ditarik ke pantai untuk menggunakannya semula selepas dipulihkan dan dicas semula. Apabila memasuki orbit, tangki bahan api (diameter 8,5 meter dan panjang 47 meter) dijatuhkan dan dibakar dalam lapisan atmosfera yang padat.

Pengangkutan ulang-alik dan Buran angkasa lepas
Pelancaran ulang-alik

Unsur kompleks yang paling kompleks ialah peringkat orbit. Ia menyerupai pesawat roket dengan sayap delta. Sebagai tambahan kepada enjin, ia menempatkan kokpit dan petak kargo. Peringkat orbit deorbit seperti kapal angkasa konvensional dan mendarat tanpa tujah, hanya disebabkan oleh daya angkat sayap nisbah aspek yang kecil. Sayap membenarkan peringkat orbit untuk melakukan beberapa gerakan dalam jarak dan dalam perjalanan dan, akhirnya, untuk mendarat di atas jalur konkrit khas. Kelajuan pendaratan pentas jauh lebih tinggi daripada mana-mana pejuang - kira-kira 350 kilometer sejam. Badan peringkat orbit mesti menahan suhu 1600 darjah Celsius. Perisai haba terdiri daripada 30922 jubin silikat yang dilekatkan pada fiuslaj dan dipasang rapat antara satu sama lain.

Ulang-alik Angkasa ialah sejenis kompromi dari segi teknikal dan ekonomi. Muatan maksimum yang dihantar oleh Shuttle ke orbit adalah dari 14,5 hingga 29,5 tan, dan jisim pelancarannya ialah 2000 tan, iaitu muatan hanya 0,8-1,5 peratus daripada jumlah jisim kapal angkasa yang diisi minyak. Pada masa yang sama, angka ini untuk roket konvensional dengan muatan yang sama ialah 2-4 peratus. Jika kita mengambil sebagai penunjuk nisbah muatan kepada berat struktur, tidak termasuk bahan api, maka kelebihan yang memihak kepada roket konvensional akan meningkat lebih banyak lagi. Begitulah harga untuk peluang untuk sekurang-kurangnya sebahagiannya menggunakan semula struktur kapal angkasa.

Salah seorang pencipta kapal angkasa dan stesen, juruterbang angkasawan USSR, Profesor K.P. Feoktistov menilai kecekapan ekonomi Shuttle seperti berikut: "Tidak perlu dikatakan, bukan mudah untuk mencipta sistem pengangkutan yang ekonomik. Sesetengah pakar juga keliru tentang idea Shuttle dengan yang berikut. bahawa dalam setahun hanya satu "pesawat", untuk mewajarkan pembinaannya, mesti dimasukkan ke dalam orbit kira-kira seribu tan kargo yang berbeza. Sebaliknya, terdapat kecenderungan untuk mengurangkan berat kapal angkasa, meningkatkan tempoh kehidupan aktif mereka di orbit dan, secara amnya, untuk mengurangkan bilangan kenderaan pelancaran dengan menyelesaikan satu set tugasan bagi setiap kenderaan tersebut.

Skim "Space Shuttle" (klik untuk besarkan)

Dari sudut kecekapan, penciptaan kapal pengangkutan boleh guna semula dengan kapasiti tampung yang besar adalah pramatang. Adalah lebih menguntungkan untuk membekalkan stesen orbit dengan bantuan kenderaan pengangkutan automatik jenis Progress. Hari ini, kos satu kilogram kargo yang dilancarkan ke angkasa oleh Shuttle ialah $25000, dan oleh Proton - $5000.

Tanpa sokongan langsung Pentagon, projek itu tidak mungkin dibawa ke peringkat eksperimen penerbangan. Pada awal projek, sebuah jawatankuasa telah ditubuhkan di ibu pejabat Tentera Udara AS untuk kegunaan Shuttle. Keputusan telah dibuat untuk membina landasan pelancaran ulang-alik di Pangkalan Tentera Udara Vandenberg di California, dari mana kapal angkasa tentera dilancarkan. Pelanggan tentera bercadang untuk menggunakan Shuttle untuk menjalankan program yang luas untuk mengerahkan satelit peninjau di angkasa, sistem untuk pengesanan radar dan menyasarkan peluru berpandu tempur, untuk penerbangan peninjauan berawak, penciptaan pos arahan angkasa lepas, platform orbit dengan senjata laser, untuk " pemeriksaan" makhluk asing di orbit. objek angkasa dan penghantarannya ke Bumi. Shuttle juga dianggap sebagai salah satu pautan utama dalam program keseluruhan untuk mencipta senjata laser angkasa.

Jadi, sudah dalam penerbangan pertama, krew kapal angkasa Columbia menjalankan tugas ketenteraan yang berkaitan dengan memeriksa kebolehpercayaan peranti sasaran untuk senjata laser. Laser yang diletakkan di orbit mestilah tepat ditujukan kepada peluru berpandu ratusan dan ribuan kilometer darinya.

Sejak awal 1980-an, Tentera Udara AS telah menyediakan beberapa eksperimen yang tidak dikelaskan dalam orbit kutub untuk membangunkan peralatan canggih untuk mengesan objek yang bergerak di udara dan ruang tanpa udara.

Bencana Challenger pada 28 Januari 1986 membuat pelarasan kepada pembangunan lanjut program angkasa AS. Challenger meneruskan penerbangan terakhirnya, melumpuhkan keseluruhan program angkasa Amerika. Semasa pengangkutan ulang-alik disediakan, kerjasama NASA dengan Jabatan Pertahanan dipersoalkan. Tentera Udara telah membubarkan kumpulan angkasawannya dengan berkesan. Komposisi misi saintifik tentera, yang menerima nama STS-39 dan dipindahkan ke Cape Canaveral, juga berubah.

Tarikh untuk penerbangan seterusnya berulang kali ditolak. Program ini disambung semula hanya pada tahun 1990. Sejak itu, Shuttles kerap membuat penerbangan angkasa lepas. Mereka mengambil bahagian dalam pembaikan teleskop Hubble, penerbangan ke stesen Mir, dan pembinaan ISS.

Pada masa penerbangan Shuttle disambung semula di USSR, sebuah kapal yang boleh digunakan semula sudah sedia, yang dalam banyak aspek mengatasi kapal Amerika. Pada 15 November 1988, kenderaan pelancar Energia baharu melancarkan kapal angkasa boleh guna semula Buran ke orbit Bumi yang rendah. Setelah membuat dua orbit mengelilingi Bumi, dipandu oleh mesin ajaib, dia mendarat dengan indah di landasan konkrit Baikonur, seperti pesawat Aeroflot.

Pengangkutan ulang-alik dan Buran angkasa lepas
Permulaan kompleks "Tenaga - Buran"

Kenderaan pelancar Energia ialah roket asas bagi keseluruhan sistem kenderaan pelancar, yang dibentuk oleh gabungan beberapa peringkat modular bersatu yang berbeza dan mampu melancarkan kenderaan seberat 10 hingga ratusan tan ke angkasa! Asasnya, teras, adalah langkah kedua. Ketinggiannya ialah 60 meter, diameternya kira-kira 8 meter. Ia mempunyai empat enjin roket pendorong cecair yang dikuasakan oleh hidrogen (bahan api) dan oksigen (pengoksida). Tujahan setiap enjin sedemikian di permukaan bumi ialah 1480 kN. Empat blok berlabuh secara berpasangan di sekitar peringkat kedua di pangkalannya, membentuk peringkat pertama kenderaan pelancaran. Setiap blok dilengkapi dengan enjin empat ruang paling berkuasa di dunia RD-170 dengan tujahan 7400 kN berhampiran Bumi.

"Pakej" blok peringkat pertama dan kedua membentuk kenderaan pelancar yang kuat dan berat dengan berat pelancaran sehingga 2400 tan, membawa muatan sebanyak 100 tan. Jumlah tujahan enjinnya pada permulaan penerbangan mencecah 36000 kN.

"Buran" mempunyai persamaan luaran yang hebat dengan "Shuttle" Amerika. Kapal itu dibina mengikut skema pesawat tanpa ekor dengan sayap delta sapuan berubah-ubah, ia mempunyai kawalan aerodinamik yang berfungsi semasa mendarat selepas kembali ke lapisan atmosfera yang padat - kemudi dan elevons. Dia mampu membuat penurunan terkawal di atmosfera dengan gerakan sisi sehingga 2000 kilometer.

Panjang Buran ialah 36,4 meter, lebar sayap adalah kira-kira 24 meter, ketinggian kapal pada casis adalah lebih daripada 16 meter. Berat pelancaran kapal adalah lebih daripada 100 tan, di mana 14 tan adalah bahan api. Kabin yang dikimpal semua yang dimeterai untuk anak kapal dan kebanyakan peralatan untuk penerbangan sebagai sebahagian daripada kompleks roket dan angkasa lepas, penerbangan autonomi di orbit, penurunan dan pendaratan dimasukkan ke dalam petak hidung. Jumlah kabin - lebih daripada 70 meter padu.

Pengangkutan ulang-alik dan Buran angkasa lepas

Buran di angkasa

Apabila kembali ke lapisan atmosfera yang padat, bahagian permukaan kapal yang paling tertekan haba memanaskan sehingga 1600 darjah, manakala haba yang sampai terus ke struktur logam kapal tidak boleh melebihi 150 darjah. Oleh itu, "Buran" dibezakan oleh perlindungan haba yang kuat, yang menyediakan keadaan suhu normal untuk struktur kapal semasa laluan lapisan padat atmosfera semasa mendarat.

Salutan pelindung haba lebih daripada 38 ribu jubin diperbuat daripada bahan khas: gentian kuarza, gentian organik suhu tinggi, sebahagiannya bahan berasaskan karbon. Perisai seramik mempunyai keupayaan untuk mengumpul haba tanpa menghantarnya ke badan kapal. Jumlah jisim perisai ini adalah kira-kira 9 tan.

Panjang petak kargo Buran adalah kira-kira 18 meter. Petak kargonya yang luas boleh memuatkan muatan seberat sehingga 30 tan. Kapal angkasa besar boleh diletakkan di sana - satelit besar, blok stesen orbit. Berat pendaratan kapal ialah 82 tan.

"Buran" dilengkapi dengan semua sistem dan peralatan yang diperlukan untuk kedua-dua penerbangan automatik dan dikendalikan. Ini adalah cara navigasi dan kawalan, dan sistem kejuruteraan radio dan televisyen, dan peranti automatik untuk mengawal rejim terma, dan sistem sokongan hidup anak kapal, dan banyak lagi.

Sistem pendorong utama, dua kumpulan enjin untuk bergerak, terletak di hujung bahagian ekor dan di hadapan badan kapal.

Perubahan yang menjadikan sistem Energiya-Buran berbeza daripada sistem Shuttle Angkasa mempunyai keputusan berikut: dalam sistem Energia-Buran, hanya pengorbit itu sendiri merupakan elemen yang boleh digunakan semula dalam penerbangan pertama, manakala blok peringkat pertama dan unit pusat adalah hilang semasa proses pelancaran.

Sebaliknya, sistem ruang pengangkutan sejagat telah dicipta, yang, tidak seperti orang Amerika, memungkinkan untuk melancarkan ke angkasa bukan sahaja Buran, tetapi juga beban berat sewenang-wenangnya dengan berat sehingga 100 tan, manakala di Amerika Syarikat pesawat ulang-alik adalah bahagian penting sistem pengangkutan dan kargo terhad kepada 29,5 tan, dan disebabkan penjajaran pengorbit, tiada satu penerbangan dengan muatan penuh pernah dibuat. Di Amerika Syarikat, terdapat rancangan untuk mencipta sistem kargo sekali sahaja berdasarkan Shuttle-C, tetapi ia tidak dilaksanakan.

Pengarang: Musskiy S.A.

Kami mengesyorkan artikel yang menarik bahagian Sejarah teknologi, teknologi, objek di sekeliling kita:

▪ Lunokhod

▪ litar bersepadu

▪ Mesin jahit

Lihat artikel lain bahagian Sejarah teknologi, teknologi, objek di sekeliling kita.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan 15.04.2024

Dalam dunia teknologi moden di mana jarak menjadi semakin biasa, mengekalkan hubungan dan rasa dekat adalah penting. Perkembangan terkini dalam kulit tiruan oleh saintis Jerman dari Universiti Saarland mewakili era baharu dalam interaksi maya. Penyelidik Jerman dari Universiti Saarland telah membangunkan filem ultra nipis yang boleh menghantar sensasi sentuhan dari jauh. Teknologi canggih ini menyediakan peluang baharu untuk komunikasi maya, terutamanya bagi mereka yang mendapati diri mereka jauh daripada orang tersayang. Filem ultra-nipis yang dibangunkan oleh penyelidik, hanya 50 mikrometer tebal, boleh disepadukan ke dalam tekstil dan dipakai seperti kulit kedua. Filem ini bertindak sebagai penderia yang mengenali isyarat sentuhan daripada ibu atau ayah, dan sebagai penggerak yang menghantar pergerakan ini kepada bayi. Ibu bapa yang menyentuh fabrik mengaktifkan penderia yang bertindak balas terhadap tekanan dan mengubah bentuk filem ultra-nipis. ini ...>>

Petgugu Global kotoran kucing 15.04.2024

Menjaga haiwan peliharaan selalunya boleh menjadi satu cabaran, terutamanya dalam hal menjaga kebersihan rumah anda. Penyelesaian menarik baharu daripada pemula Global Petgugu telah dipersembahkan, yang akan menjadikan kehidupan lebih mudah bagi pemilik kucing dan membantu mereka memastikan rumah mereka bersih dan kemas dengan sempurna. Startup Petgugu Global telah melancarkan tandas kucing unik yang boleh menyiram najis secara automatik, memastikan rumah anda bersih dan segar. Peranti inovatif ini dilengkapi dengan pelbagai sensor pintar yang memantau aktiviti tandas haiwan kesayangan anda dan diaktifkan untuk membersihkan secara automatik selepas digunakan. Peranti ini bersambung ke sistem pembetung dan memastikan penyingkiran sisa yang cekap tanpa memerlukan campur tangan daripada pemilik. Selain itu, tandas mempunyai kapasiti storan boleh siram yang besar, menjadikannya sesuai untuk isi rumah berbilang kucing. Mangkuk sampah kucing Petgugu direka bentuk untuk digunakan dengan sampah larut air dan menawarkan pelbagai jenis tambahan ...>>

Daya tarikan lelaki penyayang 14.04.2024

Stereotaip bahawa wanita lebih suka "budak jahat" telah lama tersebar luas. Walau bagaimanapun, penyelidikan baru-baru ini yang dijalankan oleh saintis British dari Universiti Monash menawarkan perspektif baru mengenai isu ini. Mereka melihat bagaimana wanita bertindak balas terhadap tanggungjawab emosi lelaki dan kesanggupan untuk membantu orang lain. Penemuan kajian itu boleh mengubah pemahaman kita tentang perkara yang menjadikan lelaki menarik kepada wanita. Kajian yang dijalankan oleh saintis dari Universiti Monash membawa kepada penemuan baharu tentang daya tarikan lelaki kepada wanita. Dalam eksperimen itu, wanita ditunjukkan gambar lelaki dengan cerita ringkas tentang tingkah laku mereka dalam pelbagai situasi, termasuk reaksi mereka terhadap pertemuan dengan gelandangan. Sebahagian daripada lelaki itu tidak mengendahkan gelandangan itu, manakala yang lain membantunya, seperti membelikan dia makanan. Kajian mendapati lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan lebih menarik perhatian wanita berbanding lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan. ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Pemasangan kasut maya 18.04.2007

Pengaturcara Jerman telah membuat cermin maya yang membolehkan anda mencuba semua kasut di kedai dengan cepat. Kelimpahan di rak kedai membawa kepada masalah pilihan: anda ingin mencuba segala-galanya, tetapi ia memerlukan masa.

Para saintis dari Institut Telekomunikasi Fraunhofer dan Institut Heinrich Hertz (Jerman) memutuskan untuk membantu fesyen: mereka mencipta cermin maya dan bersetuju dengan sebuah kedai di Champs Elysees di Paris untuk memasangnya di sana. Tidak seperti biasa, cermin maya menangkap kedudukan kaki dan kaki pelanggan dengan bantuan kamera dan menayangkan imej ke skrin. Daripada pangkalan data, program memilih sepasang kasut yang diperlukan dan meletakkannya pada kaki dalam imej.

"Terima kasih kepada algoritma baharu untuk memproses imej tiga dimensi, program ini begitu pantas sehingga ia mempunyai masa untuk menghasilkan semula pergerakan pelanggan dalam masa nyata," kata Jurgen Rurainski, salah seorang pencipta cermin maya.

Berita menarik lain:

▪ Spesifikasi Format Blu-ray Selesai

▪ Bahaya maut epal

▪ Silang kata membantu memastikan fikiran anda jelas

▪ ladang solar terapung

▪ Empat inci untuk pemain

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian tapak Dan kemudian seorang pencipta (TRIZ) muncul. Pemilihan artikel

▪ artikel Ambik kemasyhuran dan bakat yang tidak jelas. Ungkapan popular

▪ artikel Di manakah terletaknya objek seni bina yang digambarkan pada wang kertas euro? Jawapan terperinci

▪ pasal Setaria. Legenda, penanaman, kaedah aplikasi

▪ artikel Pengesan gas pada sensor GH-312. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

▪ artikel Cermin perak diperbuat daripada perak nitrat dan glukosa. Pengalaman kimia

Tinggalkan komen anda pada artikel ini:

Semua bahasa halaman ini

Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web