WikiDer > ВТВЛ
Вертикальный взлет, вертикальная посадка (ВТВЛ) является формой взлет и посадка для ракет. Пролетело несколько аппаратов ВТВЛ. Самая известная и коммерчески успешная ракета VTVL - это ракета SpaceX. Сокол 9 Начальная ступень.
Технологии VTVL были существенно развиты с помощью малых ракет после 2000 года, отчасти из-за поощрительные призовые соревнования словно Лунный посадочный модуль. Успешные малые ракеты ВТВЛ были разработаны Мастен Космические Системы, Armadillo Aerospace, и другие.
Начиная с середины 2000-х, VTVL интенсивно развивалась как технология для многоразовые ракеты достаточно большой, чтобы транспорт людей, с двумя компаниями, Blue Origin (Новый Шепард) и позже SpaceX (Сокол 9), обе продемонстрировали восстановление ракет-носителей после вернуться на стартовую площадку (RTLS): ракета-носитель New Shepard от Blue Origin совершила первую успешную вертикальную посадку 23 ноября 2015 года после испытательного полета, достигшего космическое пространство, и SpaceX Falcon 9 рейс 20 знаменует первую посадку коммерческого орбитального ускорителя примерно месяц спустя, 22 декабря 2015 года.
Ракеты VTVL не следует путать с самолетами, которые взлетают и приземляются вертикально и используют воздух для поддержки и движения, например: вертолеты и прыжковые струи, которые СВВП самолет.
История
- 1961 Ремень Bell Rocket, продемонстрирован личный ракетный пояс ВТВЛ.[1]
- Концепции ракет ВТВЛ изучали Филип Боно компании Douglas Aircraft Co. в 1960-х.[2]
- Лунный модуль Аполлона был двухступенчатым аппаратом ВТВЛ 1960-х годов для посадки и взлета с Луны.
- Советский Союз провел некоторые опытно-конструкторские работы, но так и не запустил пилотируемую капсулу с вертикальной посадкой под названием Заря в конце 1980-х гг.[3]
- В Макдоннелл Дуглас DC-X был беспилотный прототип ВТВЛ ракета-носитель совершивший несколько успешных испытательных полетов в 1990-х годах. В июне 1996 года аппарат установил рекорд высоты в 3140 метров (10300 футов) перед тем, как совершить вертикальную посадку.[4]
- Роторная ракета в 1999 году успешно испытали систему вертикальной посадки для своей конструкции Roton, основанную на системе вертолета с ракетным приводом, но не смогли собрать средства для постройки полноценного транспортного средства.
- В 2002 Илон Маск был создан Технологии освоения космоса Corp. SpaceX. Компания была основана на философии, согласно которой простота, надежность и экономическая эффективность тесно связаны. [5]
- 13 июня 2005 г. Blue Origin Анонсирована суборбитальная многоразовая ракета-носитель VTVL[6]
- 2005 Харон синего происхождения испытательная машина с реактивным двигателем проверила технологии автономного наведения и управления, которые позже использовались в ракетах Blue Origins VTVL.[7]
- 2006, 2007 Голубое происхождение Годдард субшкальный демонстратор для более позднего суборбитального корабля New Shephard, совершил 3 успешных полета до выхода на пенсию.[8]
- В 2006-2009 гг. Armadillo AerospaceСкорпион / Супер Мод, Мастен Космические Системы' Xombie и Голубой шар Unreasonable Rocket, летающий на ракетах VTVL, соревновались в Northrop Grumman / НАСА Лунный посадочный модуль. Последующие конструкции VTVL, включая Masten's Ксаэро и Армадилло Стиг были нацелены на скоростной полет на более высокую суборбитальный высоты.[9]
- SpaceX объявил о планах в 2010 году в конечном итоге установить развертываемое шасси на Космический корабль Дракон и использовать автомобиль двигатели совершить наземную посадку.[10]
- В 2010 году три корабля VTVL были предложены НАСА в ответ на запрос НАСА. суборбитальный Запрос на многоразовую ракету-носитель (sRLV) в рамках Программы полетов НАСА: Blue Origin Новый Шепард, то Мастен Ксаэро, а Армадилло Супер мод.[11]
- Морфеус - это проект НАСА 2010-х годов по разработке вертикального испытательного стенда, на котором демонстрируются новые двигательные установки, работающие на экологически чистом топливе, а также технология автономной посадки и обнаружения опасностей.[12]
- Могучий орел был роботизированным прототипом спускаемого аппарата начала 2010-х годов, который разрабатывался НАСА с августа 2012 года.[13]
- В сентябре 2011 года SpaceX объявила, что попытается разработать автоматический спуск и восстановление обоих Сокол 9 этапы, с ВТВЛ Дракон капсула.[14][15]
- 2012: SpaceX's Кузнечик ракета ВТВЛ первой ступени усилитель испытательный автомобиль, разработанный для проверки различных технических аспектов его работы на малых высотах и малых скоростях. крупногабаритная многоразовая ракетная техника.[16] Испытательный автомобиль прошел восемь успешных испытаний.[17] полеты в 2012–2013 гг. Grasshopper v1.0 совершил свой восьмой и последний испытательный полет 7 октября 2013 года, поднявшись на высоту 744 метра (2441 фут) (0,46 мили) перед тем, как совершить восьмую успешную посадку на VTVL.[18]
- 2013–2017: DragonFly прототип маловысотный ракетный тестовый образец для приземляемой двигателем версии SpaceX Дракон космическая капсула. Они намеревались впоследствии использовать технологию на Дракон 2, их экипаж второго поколения многоразовая космическая капсула, для посадки после возвращение из космоса, а также система прерывания запуска. Прототип DragonFly использовался для маловысотного движителя. летные испытания в 2014 и 2015 гг.[19] Однако к середине 2017 года разработка была прекращена.[20]
- 2014: SpaceX's Многоразовая разработка Falcon 9 был примерно на 50 футов длиннее, чем Grasshopper, и был построен на их полноразмерных Сокол 9 v1.1 разгонный бак, летной конструкции посадочные ноги и газообразный азот двигатели для управления положением ускорителя. F9R Dev1 совершил свой первый испытательный полет в апреле 2014 года на высоту 250 метров (820 футов) перед тем, как совершить номинальную вертикальную посадку.[21]
- 23 ноября 2015 г. Blue Originс Новый Шепард Ракета-носитель совершила первую в истории успешную вертикальную посадку после беспилотного суборбитального испытательного полета что достигло космоса.[22]
- 21 декабря 2015 г. SpaceX20-е Сокол 9 на первом этапе осуществлена первая в истории успешная вертикальная посадка ракеты-носителя орбитального класса после запуска 11 коммерческих спутников на низкая околоземная орбита на Falcon 9 Flight 20.[23]
- 8 апреля 2016 года Falcon 9 SpaceX совершил первую успешную посадку на свой Автономный дрон-космодром как часть SpaceX CRS-8 миссия по доставке грузов на Международная космическая станция.[24]
- С 2017 г. DLR, CNES и JAXA разрабатывают многоразовый демонстрационный образец ракеты ВТВЛ под названием КАЛЛИСТО (Совместные действия, ведущие к инновациям в пусковых установках в операциях по выбрасыванию на этап. [25]
- В январе 2018 года Китайская частная космическая компания LinkSpace успешно испытали свою многоразовую экспериментальную орбитальную ракету с успешным вертикальным взлетом и вертикальной посадкой (ВТВЛ)[26]
- 6 февраля 2018 года SpaceX успешно приземлила два своих первых ускорителя во время их демонстрационный полет Falcon Heavy.[27]
- В 2018 г. ISRO раскрыл подробности об испытательном автомобиле ADMIRE, для которого разрабатывалась площадка для испытаний и посадки. Транспортное средство будет иметь сверхзвуковую ретро-двигательную установку, специальные выдвижные опоры для приземления, которые будут действовать как управляемые стабилизаторы сетки и будут управляться интегрированной навигационной системой, которая будет иметь лазерный высотомер и приемник NavIC.[28]
- Испытания VTVL на малых высотах большого диаметра 9 метров (30 футов) Starhopper, ранняя тестовая статья для SpaceX Starship, произошло в Стартовая площадка SpaceX в Южном Техасе возле Браунсвилл, Техас в июле и августе 2019 года были совершены полеты до ~ 150 м (490 футов).[29][30][31]
- 9 м × 50 м (30 футов × 164 футов) Орбитальные прототипы звездолета строятся и начали испытательные полеты ВТВЛ в августе 2020 года.[32][29]
Технология вертикальной посадки
Технология, необходимая для успешного достижения ретропропульсивный Посадка - вертикальная посадка или "VL" в дополнение к стандартной технологии вертикального взлета (VT) первых десятилетий пилотируемых космических полетов - состоит из нескольких частей. Во-первых, тяга должна быть больше веса, во-вторых, тяга обычно должна быть вектор и требует некоторой степени удушение. Система навигации должна позволять вычислять положение и высоту транспортного средства, небольшие отклонения от вертикали могут вызвать большие отклонения горизонтального положения транспортного средства. RCS системы обычно требуются для удержания транспортного средства под правильным углом. SpaceX также использует решетчатые плавники за контроль отношения во время посадки своих Сокол 9 бустеры.
Также может быть необходимо иметь возможность зажигать двигатели в различных условиях, потенциально включая: вакуум, гиперзвуковой, сверхзвуковой, трансзвуковой, и дозвуковой.[33]
Дополнительный вес топлива, больший бак, посадочные ноги и их механизмы развертывания обычно снижают производительность системы мягкой посадки по сравнению с расходные материалыпри прочих равных. Основное преимущество технологии заключается в возможности значительного сокращения космических полетов. расходы в результате возможности повторно использовать ракеты после успешных приземлений ВТВЛ.[34]
Популярная культура
Вертикальная посадка космические корабли был преобладающим режимом посадки ракет, предусмотренным вкосмический полет эпоха. Много научная фантастика авторы, а также изображения в популярной культуре показали, что ракеты приземляются вертикально, как правило, после приземления на космический корабль плавники. Эта точка зрения настолько укоренилась в массовой культуре, что в 1993 году после успешного испытательного полета прототипа ракеты на малой высоте писатель высказал мнение: «DC-X запускался вертикально, завис в воздухе ... воздух снова и, когда двигатели уменьшили обороты, начал успешную вертикальную посадку. Бак Роджерс."[35]В 2010-е годы SpaceX ракеты также видели название этого популярного в культуре понятия Бак Роджерс в «Квесте по созданию Бак Роджерс Многоразовая ракета ".[36][37]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ История американского ракетного пояса Rocketman
- ^ Уэйд, Марк. "ОСТ". Энциклопедия Astronautica. Архивировано из оригинал на 2011-10-10. Получено 2011-10-04.
- ^ Зак, Анатолий (2009-04-29). "Россия впервые обдумывает ракетную мощь'". Новости BBC. Получено 2011-10-11.
РКК "Энергия" ... в 1980-х ... работала над засекреченным проектом по созданию большой пилотируемой капсулы под названием "Заря" ("Рассвет") для широкого круга гражданских и военных задач.
- ^ Клеркс, Грег: Затерянные в космосе: падение НАСА и мечта о новой космической эре, стр. 104. Секер и Варбург, 2004 г.
- ^ https://storage.googleapis.com/rideshare-static/Rideshare_Payload_Users_Guide.pdf
- ^ "NBC News Cosmic Log Секреты космоса становятся достоянием общественности"
- ^ Испытательный автомобиль Blue Origin Charon, Музей авиации
- ^ Годдард, Космическая страница Гюнтера
- ^ X Prize Foundation. «2009 Northrop Grumman Lunar Lander X CHALLENGE». X Prize Foundation. Архивировано из оригинал 29 октября 2012 г.. Получено 1 октября, 2012.
- ^ «Испытание на падение дракона - 20 августа 2010 года». Spacex.com. 2010-08-20. Получено 2010-12-14.
- ^ [нуждается в обновлении]«Сравнение платформ sRLV». НАСА. 2011-03-07. Получено 2011-03-10.
Новый Shepard, созданный "Blue Origin" (основанный Джеффом Безосом): Тип: VTVL / Unpiloted ... Super Mod: Тип: VTVL / Unpiloted ... Xaero: Тип: VTVL / Unpiloted
- ^ Бибби, Джо. "Проект Морфеус". НАСА. Получено 1 октября, 2012.
- ^ «Роботизированный спускаемый аппарат НАСА« Могучий орел »снова летит в Маршалле». НАСА. Получено 14 августа, 2012.
- ^ «Илон Маск говорит, что SpaceX попытается разработать полностью многоразовую космическую ракету-носитель». Вашингтон Пост. 2011-09-29. Архивировано из оригинал на 2011-10-01. Получено 2011-10-11.
Обе ступени ракеты вернутся на стартовую площадку и приземлятся вертикально под действием мощности ракеты на шасси после вывода космического корабля на орбиту.
- ^ Уолл, Майк (30.09.2011). «SpaceX представляет план по созданию первой в мире ракеты многоразового использования». SPACE.com. Получено 2011-10-11.
- ^ «Опытный образец многоразовой ракеты почти готов к первому запуску». Космический полет сейчас. 2012-07-09. Получено 2012-07-13.
SpaceX построила в МакГрегоре бетонную пусковую площадку площадью полакра, и ракета Grasshopper уже стоит на площадке, снабженная четырьмя серебряными опорами, похожими на насекомых.
- ^ «Кузнечик совершил самый высокий прыжок на сегодняшний день». SpaceX.com. 10 марта 2013 г.. Получено 11 марта 2013.
- ^ Опытный образец испытательной машины Grasshopper снят с производства.«Кузнечик взлетает на самую большую на сегодняшний день высоту». Информационный выпуск в социальных сетях. SpaceX. 12 октября 2013 г.. Получено 14 октября 2013.
СМОТРЕТЬ: Кузнечик взлетает на самую высокую на сегодняшний день высоту - 744 м (2441 фут) в небо Техаса. http://youtu.be/9ZDkItO-0a4 Это было последнее запланированное испытание установки Grasshopper; Следующими будут испытания на малой высоте опытного образца Falcon 9 Reusable (F9R) в Техасе, за которыми последуют испытания на большой высоте в Нью-Мексико.
- ^ Джеймс, Майкл; Солтон, Александрия; Даунинг, Мика (12 ноября 2013 г.). «Проект экологической экспертизы для выдачи SpaceX экспериментального разрешения на эксплуатацию летательного аппарата Dragon Fly на полигоне МакГрегора, штат Техас, май 2014 г. - Приложения» (PDF). Blue Ridge Research and Consulting, LCC. п. 12.
- ^ WordsmithFL (19.07.2017), Илон Маск, Конференция по исследованиям и разработкам ISS, 19 июля 2017 г., получено 2018-08-02
- ^ Норрис, Гай (2014-04-28). «Планы SpaceX по многократным испытаниям многоразовых бустеров: управляемая посадка на воду знаменует собой важный шаг к цели SpaceX по быстрому повторному использованию Falcon». Авиационная неделя. Получено 2014-04-26.
Полет F9R Dev 1 17 апреля, который длился менее 1 минуты, стал первым испытанием вертикальной посадки репрезентативной восстанавливаемой первой ступени Falcon 9 v1.1, в то время как грузовой полет 18 апреля на МКС стал первой возможностью для SpaceX. оценить конструкцию складных опор и модернизированных подруливающих устройств, управляющих ступенью при ее начальном спуске.
- ^ «Blue Origin совершит историческую ракетную посадку». Blue Origin, 24 ноября 2015 г. Дата обращения: 24 ноября 2015 г.
- ^ [1]
- ^ SpaceX [@SpaceX] (8 апреля 2016 г.). «Посадка с погонного самолета» (Твит) - через Twitter.
- ^ Dumont, E; Ишимото, S; Татиосян, П (июнь 2019), "CALLISTO: демонстратор ключевых технологий многоразового запуска", 32-й ISTS, Фукуи, Япония.
- ^ https://gbtimes.com/chinese-space-company-linkspace-takes-step-towards-resuable-rocket-with-landing-test
- ^ Груш, Лорен (6 февраля 2018 г.). «SpaceX впервые запускает свою мощную ракету Falcon Heavy». Грани. Получено 9 февраля, 2018.
- ^ «Isro делает упор на возможности вертикальной посадки - Times of India». Таймс оф Индия. Получено 2018-12-28.
- ^ а б Бэйлор, Майкл (27 августа 2019 г.). «Starhopper SpaceX завершил 150-метровый тестовый прыжок». НАСАКосмическийПолет. Получено 27 августа 2019.
- ^ Бургхардт, Томас (25 июля 2019 г.). «Стархоппер успешно дирижирует дебютным Boca Chica Hop». NASASpaceFlight.com. Получено 26 июля 2019.
- ^ Мерфи, Майк (10 января 2019 г.). «Илон Маск демонстрирует массивную испытательную ракету SpaceX Starship». MarketWatch. Получено 12 января 2019.
- ^ Ральф, Эрик (4 августа 2020 г.). «SpaceX Starship прыгает к Марсу с безупречным дебютом». Получено 4 августа 2020.
- ^ Бельфиоре, Майкл (30 сентября 2013 г.). «Маск: у SpaceX теперь есть« все элементы »для действительно многоразовых ракет». Популярная механика. Получено 17 октября, 2013.
- ^ «Многоразовые ракеты дешевле». ZME Science, 20 августа 2015 г. Дата обращения: 24 ноября 2015 г.
- ^ «Основные моменты дня открытых дверей Реставрационного центра». Музей истории космоса Нью-Мексико. 2013-02-12. Получено 2014-03-24.
DC-X стартовал вертикально, завис в воздухе на высоте 150 футов и начал движение вбок на собачьем ухе. Пройдя 350 футов, бортовой спутниковый блок глобального позиционирования показал, что DC-X находится прямо над точкой посадки. Космический корабль снова остановился в воздухе и, когда двигатели заглохли, начал успешную вертикальную посадку. Прямо как Бак Роджерс.
- ^ «SpaceX продолжает свои поиски по созданию многоразовой ракеты« Бак Роджерс »». Технология 21-го века. 2013-03-15. Получено 2014-03-24.
- ^ Илон Маск, Скотт Пелли (2014-03-30). Tesla и SpaceX: индустриальная империя Илона Маска (видео и стенограмма). CBS. Событие происходит в 03: 50–04: 10. Получено 2014-03-31.
Только четыре организации запустили космическую капсулу на орбиту и успешно вернули ее: США, Россия, Китай и Илон Маск. Эта мечта Бака Роджерса началась много лет назад ...
- ^ Андерсон, Эрик (июль 1997 г.). "Канко-мару Руководство по летной эксплуатации". Космическое будущее. Получено 2012-08-04.
внешняя ссылка
Искать ВТВЛ в Викисловаре, бесплатном словаре. |
Викискладе есть медиафайлы по теме ВТВЛ. |
- Astronautix.com - Список концептов ракет ВТВЛ из прошлого
- Hobbyspace.com - Разработка ракет ВТВЛ по всему миру