stringtranslate.com

ВТВЛ

Аполлон-16 LM Orion на поверхности Луны, 1972 г.
Посадка DC-XA в 1996 году
Первая ступень Falcon 9 совершает вертикальную посадку, 2016 г.

Вертикальный взлет, вертикальная посадка ( VTVL ) — это форма взлета и посадки ракет. Было совершено множество полетов с использованием VTVL. Известным средством VTVL был лунный модуль Apollo , который доставил первых людей на Луну . Опираясь на десятилетия разработок, SpaceX использовала концепцию VTVL для своей флагманской первой ступени Falcon 9 , которая на данный момент осуществила более трехсот успешных посадок с двигателем.

Технологии VTVL впервые были серьезно разработаны для программы Apollo . К 90-м годам разработка больших надежных перезапускаемых ракетных двигателей сделала возможным использование уже отработанной технологии для ступеней ракет. Первым пионером стал демонстратор McDonnell Douglas DC-X . После успеха прототипа DC-X концепция была существенно развита с небольшими ракетами после 2000 года, отчасти благодаря поощрительным призовым конкурсам, таким как Lunar Lander Challenge .

Начиная с середины 2000-х годов VTVL интенсивно разрабатывалась как технология для многоразовых ракет, достаточно больших, чтобы перевозить людей . С 2005 по 2007 год Blue Origin провела ряд успешных испытаний, сначала с реактивным демонстратором Charon, а затем с демонстратором Goddard . Малые ракеты VTVL также разрабатывались Masten Space Systems , Armadillo Aerospace и другими. В 2013 году, после отказа ступени восстановления с парашютами, SpaceX продемонстрировала вертикальную посадку на прототипе Falcon 9, поднявшись на высоту 744 метра. [1] Позже Blue Origin ( New Shepard ) и SpaceX ( Falcon 9 ) продемонстрировали восстановление ракет-носителей после операций по возвращению на стартовую площадку (RTLS), при этом ракета-носитель New Shepard компании Blue Origin совершила первую успешную вертикальную посадку 23 ноября 2015 года после полета, который достиг открытого космоса , а полет Falcon 9 компании SpaceX 20 ознаменовал первую посадку коммерческой орбитальной ракеты-носителя примерно месяц спустя, 22 декабря 2015 года. Все, кроме одного запуска SpaceX Falcon Heavy, включали попытки VTVL для двух боковых ускорителей на каждой ракете. SpaceX также разрабатывает полностью многоразовую ракету под названием Starship . [2] Starship стала первой ракетой-носителем, продемонстрировавшей эту технологию с обеими своими ступенями в своем четвертом испытательном полете .

Ракеты вертикального взлета и посадки не следует путать с летательными аппаратами, которые взлетают и приземляются вертикально и используют воздух для поддержки и движения, например, вертолетами и реактивными самолетами с вертикальным взлетом и посадкой, которые являются летательными аппаратами вертикального взлета и посадки .

История

Первая ступень ракеты Falcon 9 приземлилась 21 декабря 2015 года после вывода коммерческих спутников на низкую околоземную орбиту.

Технология вертикальной посадки

Технология, необходимая для успешного выполнения ретропульсивной посадки — вертикальная посадка, или «VL», дополнение к стандартной технологии вертикального взлета (VT) первых десятилетий пилотируемых космических полетов — состоит из нескольких частей. Во-первых, тяга обычно должна быть векторизована и требует некоторой степени дросселирования . Однако отношение тяги к весу более 1 не является строго необходимым.

Транспортное средство должно быть способно вычислять свое положение и высоту; небольшие отклонения от вертикали могут вызвать большие отклонения в горизонтальном положении транспортного средства. Системы RCS обычно требуются для удержания транспортного средства под правильным углом. SpaceX также использует решетчатые стабилизаторы для управления ориентацией во время посадки своих ускорителей Falcon 9 .

Также может быть необходимо иметь возможность зажигать двигатели в различных условиях, включая вакуум , гиперзвуковые , сверхзвуковые , трансзвуковые и дозвуковые скорости . [44]

Дополнительный вес топлива, больший бак, посадочные опоры и механизмы их развертывания обычно снижают производительность системы мягкой посадки по сравнению с одноразовыми транспортными средствами , при прочих равных условиях. Главное преимущество технологии заключается в возможности существенного сокращения расходов на космические полеты в результате возможности повторного использования ракет после успешных посадок VTVL. [45]

Массовая культура

Вертикальная посадка ракеты, изображенная в комиксе 1951 года «Ракетный корабль X»

Вертикальная посадка космических кораблей была преобладающим способом посадки ракеты, предусмотренным в эпоху до космических полетов . Многие авторы научной фантастики , а также изображения в популярной культуре показывали ракеты, приземляющиеся вертикально, как правило, после приземления опираясь на стабилизаторы космического корабля . Эта точка зрения была достаточно укоренена в популярной культуре, что в 1993 году, после успешного испытательного полета прототипа ракеты на малой высоте, писатель высказал мнение: «DC-X стартовал вертикально, завис в воздухе... Космический корабль снова остановился в воздухе и, когда двигатели сбросили обороты, начал свою успешную вертикальную посадку. Так же, как Бак Роджерс ». [46] В 2010-х годах ракеты SpaceX также увидели обращение к этому популярному понятию культуры Бак Роджерс в «Квесте по созданию многоразовой ракеты „Бак Роджерс“ ». [47] [48]

В эпизоде ​​« Молодой Шелдон» « Заплатка, модем и Zantac® » Шелдон Купер разрабатывает уравнения для VTVL в 1980-х годах, но в то время их отвергло NASA из-за отсутствия технических возможностей для их реализации. Шелдон приходит к выводу, что он опережает свое время. Флэшфорвард в 2016 год показывает успешную миссию SpaceX CRS-8, после чего основатель SpaceX Илон Маск просматривает старый блокнот Шелдона, а затем прячет его в ящик стола. [49] [50] [51] [52]

Смотрите также

Ссылки

  1. ↑ Февраль 2016, Элизабет Хауэлл 06 (6 февраля 2016). "SpaceX's Grasshopper: Reusable Rocket Prototype". Space.com . Архивировано из оригинала 2021-01-16 . Получено 2021-01-18 .{{cite web}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link)
  2. ^ "SpaceX". SpaceX . Архивировано из оригинала 2011-03-07 . Получено 2021-05-26 .
  3. ^ "Самый полный веб-сайт о ракетных поясах и реактивных поясах". rocketbelts.americanrocketman.com . Архивировано из оригинала 2019-02-02 . Получено 2021-05-26 .
  4. ^ Уэйд, Марк. "OOST". Энциклопедия Astronautica. Архивировано из оригинала 2011-10-10 . Получено 2011-10-04 .
  5. ^ Crozier, Mal (2013). Nulka: A compelling story (PDF) . Канберра: Организация по оборонной науке и технологиям. стр. 40–41. ISBN 9780987544704. Архивировано (PDF) из оригинала 2021-02-25 . Получено 2021-03-19 .
  6. ↑ US 4562980, Динс, Арнольд Л.; Смит, Алан Дж. и Крозье, Малкольм Дж., «Ракетное транспортное средство», опубликовано 07.01.1986, передано Содружеству Австралии 
  7. ^ Зак, Анатолий (29.04.2009). «Россия рассматривает ракетную мощь „сначала“». BBC News . Архивировано из оригинала 24.04.2011 . Получено 11.10.2011 . РКК «Энергия», ... в 1980-х годах ... работала над строго засекреченным проектом по созданию большой пилотируемой капсулы под названием «Заря» для широкого спектра гражданских и военных миссий.
  8. ^ Клерккс, Грег: Затерянные в космосе: падение НАСА и мечта о новой космической эре , стр. 104. Secker & Warburg, 2004
  9. ^ "Cosmic Log: June 11-17, 2005". NBC News . 13 июня 2005. Архивировано из оригинала 2021-05-26 . Получено 2021-05-26 .
  10. ^ Испытательный аппарат Blue Origin Charon, архив 2020-11-11 в Wayback Machine , Музей авиации
  11. ^ Годдард Архивировано 15.05.2021 на Wayback Machine , страница Gunter's Space
  12. ^ X Prize Foundation. "2009 Northrop Grumman Lunar Lander X CHALLENGE". X Prize Foundation. Архивировано из оригинала 29 октября 2012 г. Получено 1 октября 2012 г.
  13. ^ "Dragon Drop Test – 20 августа 2010". Spacex.com. 2010-08-20. Архивировано из оригинала 2013-07-27 . Получено 2010-12-14 .
  14. ^ "SpaceX пропускает Red Dragon ради "значительно более крупных кораблей" на Марсе, подтверждает Маск". Teslarati . 19 июля 2017 г. Архивировано из оригинала 2021-05-26 . Получено 2021-05-26 .
  15. ^ [ требуется обновление ] "sRLV platforms comparison". NASA. 2011-03-07. Архивировано из оригинала 2021-02-20 . Получено 2011-03-10 . New Shepard, созданный "Blue Origin" (основан Джеффом Безосом): Тип: VTVL/Unpiloted ... Super Mod: Тип: VTVL/Unpiloted ... Xaero: Тип: VTVL/Unpiloted
  16. ↑ Бибби, Джо. «Проект Морфеус». NASA. Архивировано из оригинала 29 августа 2012 г. Получено 1 октября 2012 г.
  17. ^ "Прототип роботизированного посадочного модуля NASA 'Mighty Eagle' снова летит в Маршалле". NASA. Архивировано из оригинала 16 сентября 2012 года . Получено 14 августа 2012 года .
  18. ^ "Илон Маск говорит, что SpaceX попытается разработать полностью многоразовую космическую ракету-носитель". Washington Post . 29.09.2011. Архивировано из оригинала 01.10.2011 . Получено 11.10.2011 . Обе ступени ракеты вернутся на стартовую площадку и приземлятся вертикально, с помощью ракетной тяги, на шасси после доставки космического корабля на орбиту.
  19. ^ Уолл, Майк (2011-09-30). "SpaceX представляет план первой в мире полностью многоразовой ракеты". SPACE.com . Архивировано из оригинала 2011-10-10 . Получено 2011-10-11 .
  20. ^ "Прототип многоразовой ракеты почти готов к первому запуску". Spaceflight Now . 2012-07-09. Архивировано из оригинала 2013-05-21 . Получено 2012-07-13 . SpaceX построила бетонный стартовый комплекс площадью в пол-акра в Макгрегоре, и ракета Grasshopper уже стоит на площадке, оснащенная четырьмя серебристыми посадочными опорами, похожими на насекомые.
  21. ^ "Grasshopper Completes Highest Leap to Date". SpaceX.com. 10 марта 2013 г. Архивировано из оригинала 29 апреля 2013 г. Получено 11 марта 2013 г.
  22. ^ Испытательный прототип Grasshopper был снят с производства. «Grasshopper летит на самую высокую высоту на сегодняшний день». Информационный релиз в социальных сетях . SpaceX. 12 октября 2013 г. Архивировано из оригинала 17 января 2016 г. Получено 14 октября 2013 г. СМОТРЕТЬ: Grasshopper летит на самую высокую высоту на сегодняшний день — 744 м (2441 фут) в небе Техаса. http://youtu.be/9ZDkItO-0a4 Это было последнее запланированное испытание для 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.
  23. ^ Джеймс, Майкл; Солтон, Александрия; Даунинг, Мика (12 ноября 2013 г.). «Проект оценки воздействия на окружающую среду для выдачи экспериментального разрешения SpaceX на эксплуатацию транспортного средства Dragon Fly на испытательном полигоне Макгрегор, Техас, май 2014 г. – Приложения» (PDF) . Blue Ridge Research and Consulting, LCC. стр. 12. Архивировано (PDF) из оригинала 24 сентября 2015 г. . Получено 9 июня 2014 г. .
  24. ^ WordsmithFL (2017-07-19), Илон Маск, Конференция по исследованиям и разработкам МКС, 19 июля 2017 г., заархивировано из оригинала 2021-08-13 , извлечено 2018-08-02
  25. ^ Норрис, Гай (28.04.2014). "SpaceX Plans For Multiple Reusable Booster Tests: Controlled water landing marks a major step towards SpaceX's Falcon rapid-reusability goal". Aviation Week . Архивировано из оригинала 26.04.2014 . Получено 26.04.2014 . Полет F9R Dev 1 17 апреля, который длился менее 1 мин., был первым испытанием вертикальной посадки репрезентативной для производства возвращаемой первой ступени Falcon 9 v1.1, в то время как грузовой полет 18 апреля на МКС стал первой возможностью для SpaceX оценить конструкцию складных посадочных опор и модернизированных двигателей, которые управляют ступенью во время ее первоначального спуска.
  26. ^ "Blue Origin совершила историческую посадку ракеты". Архивировано 25 ноября 2015 г. на Wayback Machine Blue Origin , 24 ноября 2015 г. Получено: 24 ноября 2015 г.
  27. ^ @SpaceX (22 декабря 2015 г.). «Посадка первой ступени Falcon 9 подтверждена. Вторая ступень номинально продолжается» ( Твит ) – через Twitter .
  28. ^ SpaceX [@SpaceX] (8 апреля 2016 г.). «Посадка с самолета-преследователя» ( Твит ) – через Twitter .
  29. ^ Дюмон, Э.; Ишимото, С.; Татиоссиан, П. (июнь 2019 г.), «CALLISTO: демонстратор ключевых технологий многоразовых пусковых установок», 32-я конференция ISTS, Фукуи, Япония. , 19 (1): 106, Bibcode : 2021JSAST..19..106D, doi : 10.2322/tastj.19.106 , S2CID  209770790, архивировано из оригинала 30.10.2020 , извлечено 27.10.2020
  30. ^ "Китайская космическая компания Linkspace делает шаг к многоразовой ракете с испытательной посадкой". Архивировано из оригинала 2018-02-09 . Получено 2018-02-08 .
  31. ^ Grush, Loren (6 февраля 2018 г.). «SpaceX впервые запускает свою мощную ракету Falcon Heavy». The Verge. Архивировано из оригинала 9 февраля 2018 г. Получено 9 февраля 2018 г.
  32. ^ "ISRO фокусируется на вертикальной посадке – Times of India". The Times of India . 27 декабря 2018 г. Архивировано из оригинала 28.12.2018 . Получено 28.12.2018 .
  33. ^ ab Baylor, Michael (27 августа 2019 г.). "Starhopper компании SpaceX завершил 150-метровый тестовый прыжок". NASASpaceFlight . Архивировано из оригинала 2 декабря 2019 г. . Получено 27 августа 2019 г. .
  34. ^ Бургхардт, Томас (25 июля 2019 г.). «Starhopper успешно проводит дебютный прыжок в Бока-Чика». NASASpaceFlight.com . Архивировано из оригинала 26 июля 2019 г. . Получено 26 июля 2019 г. .
  35. ^ Мерфи, Майк (10 января 2019 г.). «Илон Маск демонстрирует огромную испытательную ракету Starship от SpaceX». MarketWatch . Архивировано из оригинала 12 января 2019 г. Получено 12 января 2019 г.
  36. ^ Чанг, Кеннет; Ростон, Майкл (2021-05-05). «SpaceX успешно приземлила прототип ракеты для полета на Марс и Луну после испытательного полета». The New York Times . ISSN  0362-4331. Архивировано из оригинала 2021-05-05 . Получено 2021-05-06 .
  37. ^ Ральф, Эрик (4 августа 2020 г.). «SpaceX Starship совершает прыжок к Марсу с идеальным дебютом прыжка». Архивировано из оригинала 5 августа 2020 г. Получено 4 августа 2020 г.
  38. ^ Чанг, Кеннет (2021-03-03). «SpaceX Mars Rocket Prototype Explodes, but This Time It Lands First». The New York Times . ISSN  0362-4331. Архивировано из оригинала 2021-06-05 . Получено 2021-03-04 .
  39. ^ Foust, Jeff (20 июля 2021 г.). «Blue Origin запускает Безоса на первом пилотируемом полете New Shepard». SpaceNews . Получено 20 июля 2021 г. .
  40. ^ "'Огромная задача, стоящая перед ISRO, — реализовать индийское космическое видение'". The Hindu . 2024-10-06. ISSN  0971-751X . Получено 2024-10-07 .
  41. ^ Чоудхари, Пуран (2024-10-07). "NGLV, Ganganyaan tech to help India's space tourism take off". The Economic Times . ISSN  0013-0389 . Получено 2024-10-07 .
  42. ^ "ISRO работает над двумя конкурирующими многоразовыми конструкциями пусковых установок". The Wire Science . 2019-01-02 . Получено 2024-10-07 .
  43. ^ abc NASASpaceflight (13.10.2024). 🔴ПОЛНЫЙ ПОВТОР: SpaceX запускает Starship Flight 5 (и ловит ускоритель) . Получено 13.10.2024 – через YouTube.
  44. ^ Бельфиоре, Майкл (30 сентября 2013 г.). «Маск: у SpaceX теперь есть «все детали» для по-настоящему многоразовых ракет». Popular Mechanics . Архивировано из оригинала 12 октября 2013 г. Получено 17 октября 2013 г.
  45. ^ «Многоразовые ракеты дешевле». Архивировано 25 ноября 2015 г. в Wayback Machine ZME Science , 20 августа 2015 г. Получено: 24 ноября 2015 г.
  46. ^ "Restoration Center Open House Highlights". Музей истории космонавтики Нью-Мексико. 2013-02-12. Архивировано из оригинала 2014-03-24 . Получено 2014-03-24 . DC-X стартовал вертикально, завис в воздухе на высоте 150 футов и начал двигаться вбок рысью. Пролетев 350 футов, бортовой спутниковый блок глобального позиционирования показал, что DC-X находится прямо над точкой приземления. Космический корабль снова остановился в воздухе и, когда двигатели сбросили тягу, начал успешную вертикальную посадку. Прямо как Бак Роджерс.
  47. ^ "SpaceX продолжает свои поиски по созданию многоразовой ракеты "Бак Роджерс"". 21st Century Tech . 2013-03-15. Архивировано из оригинала 2014-03-24 . Получено 2014-03-24 .
  48. ^ Илон Маск , Скотт Пелли (2014-03-30). Tesla и SpaceX: промышленная империя Илона Маска (видео и стенограмма). CBS. Событие происходит в 03:50–04:10 . Получено 2014-03-31 . Только четырем организациям удалось запустить космическую капсулу на орбиту и успешно вернуть ее: США, Россия, Китай и Илон Маск. Эта мечта Бака Роджерса началась много лет назад...
  49. ^ Даяни, Аахил (1 апреля 2022 г.). «В эпизоде ​​«Молодости Шелдона», который вы, вероятно, забыли, снимался Илон Маск — Looper». Looper.com .
  50. ^ "Молодой Шелдон: 5 лучших эпизодов Шелдона (и 5 худших)". ScreenRant . 18 августа 2021 г.
  51. ^ Вюрцбургер, Андреа (8 мая 2021 г.). «В преддверии своего появления в Saturday Night Live: камео Илона Маска на протяжении многих лет». PEOPLE.com .
  52. ^ Уиттингтон, Марк (1 декабря 2017 г.). «Как «Молодой Шелдон» решил проблему повторного использования ракет». Blasting News .
  53. ↑ Андерсон, Эрик (июль 1997 г.). «Руководство по полету Kankoh-maru». Космическое будущее. Архивировано из оригинала 2012-11-26 . Получено 2012-08-04 .

Внешние ссылки

Найдите VTVL в Викисловаре, бесплатном словаре.
На Викискладе есть медиафайлы по теме VTVL .