Учебный самолет «Шаттл» ( STA) — это бывший учебный аппарат НАСА , который повторял профиль захода на посадку и характеристики управления космического корабля «Шаттл» , позволяя пилотам имитировать приземление шаттла в контролируемых условиях, прежде чем приступить к выполнению задачи на борту орбитального корабля. STA также использовался для оценки погодных условий непосредственно перед запуском и приземлением космического корабля "Шаттл".
НАСА разработало STA, используя Grumman Gulfstream II в качестве базовой авиационной платформы. На ранних этапах программы «Шаттл» НАСА рассматривало возможность использования авиалайнера Boeing 737 в качестве основы для STA, но отклонило его из-за стоимости и остановило свой выбор на менее дорогом Gulfstream II. [1]
Внешний вид самолета был изменен, чтобы выдерживать высокие аэродинамические нагрузки, возникающие во время тренировочных полетов . Модернизированная кабина обеспечила высокоточную имитацию органов управления шаттла и точки обзора пилота; даже сиденья были установлены в том же положении, что и в космическом шаттле.
Четыре STA обычно располагались в передовом оперативном пункте НАСА в Эль-Пасо , штат Техас , и перемещались через Эллингтон Филд ( Хьюстон , Техас) для технического обслуживания. [2] STA также использовался в Космическом центре Кеннеди во Флориде. В основном на нем летали астронавты, отрабатывающие приземления на посадочной площадке шаттла и в космической гавани Уайт-Сэндс , а также для оценки погодных условий перед запусками и приземлениями космических кораблей.
3 декабря 2003 года учебный самолет НАСА Gulfstream II Shuttle (STA) совершил серию имитационных посадок шаттла к посадочной площадке шаттла Космического центра Кеннеди. На борту самолета находился неопознанный пилот-астронавт НАСА и двое инструкторов. Самолет находился на конечном этапе захода на посадку на высоте 13 000 футов, когда бортовые приборы указали на неисправность одного из реверсоров тяги реактивного двигателя. Самолет благополучно приземлился. Осмотр после приземления показал, что один из реверсоров тяги массой 585 фунтов, шириной 4 фута и длиной 5 футов упал с самолета. Позже дайверы обнаружили реверсор тяги на дне близлежащей реки Банана. Расследование показало, что вышел из строя затвор, в результате чего деталь выпала из самолета. [3] [4]
STA был особенно важен для пилотов шаттлов, проходящих обучение, поскольку на Орбитальном аппарате не было атмосферных двигателей, которые позволяли бы кораблю «уходить на второй круг» после неудачного захода на посадку. После входа в атмосферу «Шаттл» представлял собой очень тяжелый планер ( его ласково называли «летающим кирпичом») и поэтому имел только один шанс успешно приземлиться.
Чтобы соответствовать скорости снижения и профилю сопротивления настоящего шаттла на высоте 37 000 футов (11 300 м), основное шасси C-11A было опущено (носовая стойка оставалась убранной из-за ограничений ветровой нагрузки), а тяга двигателя была изменена на обратную. Его закрылки могли отклоняться вверх для уменьшения подъемной силы, а также вниз для увеличения подъемной силы.
На окнах левой кабины были установлены крышки , чтобы обеспечить тот же обзор, что и из кабины шаттла, а левое кресло пилота было оснащено теми же органами управления, что и шаттл. Обычные органы управления полетом STA были перенесены вправо, туда, где сидел инструктор. Оба положения сидений имели проекционный дисплей (HUD).
В ходе обычного упражнения пилот снизился до высоты 20 000 футов (6 000 м) со скоростью 280 узлов (519 км/ч) на расстоянии 15 миль (24 км) от цели приземления. Затем пилот перевернул STA на высоте 12 000 футов (3700 м), в 7 милях (11 км) от приземления. Затем нос самолета опустили для увеличения скорости до 300 узлов (560 км/ч) и снизились под углом 20 градусов по внешней глиссаде (ОГС). Точка прицеливания по внешней глиссаде находилась на расстоянии 7500 футов (2286 м) от порога взлетно-посадочной полосы, и в дополнение к системе MLS для визуального наведения использовались PAPI . На высоте 2000 футов (610 м) система наведения переключилась на предварительную, а вскоре после этого, на высоте 1700 футов (518 м), пилот начал маневр выравнивания, чтобы постепенно уменьшить угол снижения и перейти на внутреннюю глиссаду (IGS), которая составлял 1,5 градуса с высоты 300 футов (91 м) и далее при использовании системы «шарикового стержня» для визуального наведения. Выпуск шасси шаттла моделировался на высоте 300 футов (90 м) над землей, поскольку основное шасси STA оставалось опущенным на протяжении всего моделирования. Передняя стойка STA была опущена на высоте 150 футов (46 м) над уровнем земли на случай непреднамеренного приземления на поверхность взлетно-посадочной полосы.
Если скорость была правильной, зеленый свет на приборной панели имитировал посадку шаттла, когда глаза пилота находились на высоте 32 футов (10 м) над взлетно-посадочной полосой. Именно в таком положении находилась голова пилота во время фактической посадки. Во время учений STA все еще летел на высоте 20 футов (6 м) над землей. Пилот-инструктор отключил режим моделирования, убрал реверсоры тяги, а инструктор выполнил уход на второй круг , так и не посадив самолет (при тренировочных заходах на посадку).
Сложная компьютерная система, установленная на борту STA, моделировала динамику полета орбитального аппарата с почти идеальной точностью. Высокореалистичная симуляция орбитального корабля, выполненная STA, не ограничивалась характеристиками управления, но также реализовывала интерфейсы управления шаттлом для пилота.
Бортовой компьютер, называемый Advanced Digital Avionics System (ADAS), управлял управлением прямой подъемной силой (DLC) и обратной тягой в полете в режиме моделирования. [5]
Каждый командир шаттла отработал таким образом не менее 1000 приземлений, как и пилот шаттла каждой миссии. [2]
Четыре самолета Gulfstream II составляли ныне выведенный из эксплуатации парк STA, хотя другие самолеты Gulfstream II, не имеющие возможностей STA, все еще используются НАСА для перевозки персонала. Хотя большая часть парка самолетов имела маркировку, аналогичную изображенной выше, схемы окраски самолетов немного различаются.
22 августа 2011 года НАСА объявило, что все четыре учебных самолета «Шаттл» будут выведены из эксплуатации на различных объектах НАСА по всей стране, а N944 будет выведен из эксплуатации в Центре летных исследований Драйдена . [6]
Бортовые номера STA были:
Я отправился в Боинг в Сиэтле, чтобы посмотреть, можно ли использовать его авиалайнер 737 для моделирования орбитального корабля, особенно при его последнем заходе на посадку на большой высоте. Мы обнаружили, что это можно было бы сделать на тренажере 737, если бы пилот мог использовать реверс тяги и все тяговые устройства машины на скорости 300 узлов. Настоящим недостатком были расходы на Боинг 737, которые мы не могли себе позволить.
