Ottimizzato razzo concetto di lancio da un aereo
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Ottimizzato razzo concetto di lancio da un aereo

Ottimizzato razzo concetto lancio dall'aereo.

 

Autore: Igor Makarov.

 

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L'articolo è dedicato all'idea di creare un cosmodromo cellulare volante, considerando la possibilità di stabilire sulla base del piano un -225 e rucola ucraino produzione ciclone -4. L'articolo si occupa della strategia di richiamo lancio dall'aereo e fornisce i calcoli e grafici necessari.

Importanza dell'articolo è quello di fornire un lancio richiamo dall'aeromobile, che include una combinazione di due diversi approcci al lancio del servofreno dal velivolo. La prima parte della sua traiettoria razzo vola come un aereo. La seconda parte della traiettoria del razzo supera utilizzando un paracadute frenatura e grazie a lui sembra corretta posizione di partenza.

Lo studio ha utilizzato un metodo di costruzione di un modello matematico per l'ambiente di programmazione "Delphi-7» Pascal. Gli autori hanno costruito un modello matematico del primo volo del booster all'ala dopo la sua separazione dal velivolo. Il secondo modello matematico è stato creato per descrivere il volo del booster dopo la sparatoria di superfici di supporto e di frenata con un giro nella posizione desiderata per la successiva esecuzione.

Parole chiave: inizio aria, di richiamo, modello matematico, superfici di supporto, frenata velivoli ad ala paracadute ovalovidne.

La storia dell'aviazione mondiale è strettamente legato con il nostro paese. Già nel secolo scorso, l'ingegnere Alessandro 1910 Kudashev a Kiev, ha costruito il primo aereo in grado di volare realmente compiere un controllo (quando il pilota controlla il velivolo, con l'aiuto della ruota).

Anche a Kiev ha iniziato la sua carriera mondiale dell'aviazione famoso Igor Sikorsky. Non meno famoso Oleg Antonov, che ha creato aereo da trasporto più grande del mondo An e An -124 -225, che sono conosciuti ben oltre i confini dell'Unione Sovietica, anche lavorato per molti anni in Ucraina e ha creato il complesso aviazione-scientifico tecnica più evoluta e moderna che porta il suo nome - lo Stato Enterprise im.O.K.Antonova.

Il nostro paese v'è una potenza spaziale, perché nel nostro paese opera giganti come l'industria spaziale CB "Sud" e "Pivdenmash", sono impegnati in non solo booster di produzione e satelliti, ma anche per la loro produzione presso lo stabilimento di produzione. E 'attraverso tali imprese di Ucraina è coinvolta in molti progetti internazionali, come ad esempio il progetto di un nuovo tipo di motore "Vega" (sotto gli auspici dell'Agenzia spaziale europea), "Sea Launch" (lancio del razzo vettore dalla piattaforma mare nell'Oceano Pacifico), in cui il razzo ucraino ZENIT - 3SL utilizzato come il vettore satellite principale, l'elaborazione di missili balistici intercontinentali "Dnepr" per il lancio di piccoli satelliti; progetto "Cyclone -4» insieme con l'Agenzia Spaziale Brasiliana per il lancio dal cosmodromo 'Alcantara' e molti altri progetti.

In questo lavoro, vi proponiamo un nuovo progetto sotto il nome "Air Launch". Il progetto prevede iniziare launcher "Cyclone -4» da un aereo - 225 «Mriya».

La componente economica del progetto

L'idea stessa di avviare un richiamo con l'aeromobile non è nuova, perché nei giorni del ventesimo secolo in paesi come l'Unione Sovietica e gli Stati Uniti, gli scienziati stanno sviluppando progetti basati su piani diversi, ma dopo numerosi fattori di rischio, nessuno dei progetti non ha ottenuto implementata. Tuttavia, l'idea di costruire uno spazioporto mobile è stato realizzato nell'ambito del progetto internazionale "Sea Launch". Questa ex piattaforma petrolifera offshore che è in acque neutrali Pacifico ed è in grado di muoversi a quello che sarebbe durante l'avvio booster essere il più vicino all'equatore, per ogni grado di scostamento dall'equatore aumenta la velocità 100 m / s , che incide negativamente le opportunità di energia-booster.

 

Nave comando (per piattaforma) e di iniziare la piattaforma internazionale del cosmodromo "Sea Launch".

Nave comando (per piattaforma) e di iniziare la piattaforma internazionale del cosmodromo "Sea Launch".

 

Grazie a questo ripetitore di trasporto, risparmio di avvio di richiamo dal velivolo circa 2-2,5 milioni.

 

Strategia di lancio

 

Air Launch - un modo per lanciare razzi o aerei da un'altezza di diversi chilometri, ha consegnato la macchina a correre. Veicoli di consegna serve spesso come un altro aereo, ma possono anche servire un pallone o dirigibile

Con il lancio di Air dovrebbe evidenziare il "Air lancio in orbita." Lancio Air in orbita - un metodo di lanciare booster e / o veicoli spaziali in aria da aerei a reazione decollo orizzontale sia così subsonica e supersonica. Quando si utilizza questo metodo per il lancio di una straordinaria vantaggi rispetto convenzionali missili di lancio verticali, anche riducendo il peso, potenza e costi di contrastare missili.

Sul terreno Loading richiamo attaccato alla superficie di appoggio su un piano con un meccanismo di sollevamento speciale (simile nel design alla piattaforma di sollevamento alla nave orbitale "Buran", che è stato utilizzato per sollevare il carico (borace) all'altezza di 25 metri, abbassandolo mediante gru l'altezza necessaria per caricare e collegare la nave al piano). Esistono regimi tali dispositivi per facilitare l'incarnazione di questo sviluppo una realtà.

Dopo queste operazioni, l'aereo vola e inviato alla zona di partenza. Sul bordo del velivolo di lancio deve salire 10000 m e raggiungere la velocità desiderata (calcolato) (860 km / h). Una volta raggiunta tale prodotto aeromobili prestazioni volo per il sistema di controllo automatico è uscita ad un angolo di beccheggio in gradi 10. A questo punto, il sistema esegue una separazione automatica delle serrature che tengono il missile - supporto sul piano. Il passo successivo sarà lasciare il booster e manovrare l'aereo. Aereo fa una manovra evitare per abbassare e ripetitore esegue una manovra "slitta". A proposito di manovra di richiamo descritto di seguito. Consultare aeromobili manovra aircraft missile dopo l'espulsione inizia la frenata e riduzione con rullo simultanea lateralmente (rotolo sinistro o destro dipende dalla direzione del vento al momento dell'espulsione dal ripetitore aereo). Rocket dopo aver raggiunto i massimi inizia a diminuire le manovre altitudine e la selezione veloce. L'aereo partì dalla traiettoria del razzo di nuovo al campo d'aviazione. Il razzo con gli organi di comando (alettoni, elevatori, timone) stabilizza e segue una traiettoria prestabilita. Dopo aver raggiunto l'altezza quando l'angolo di beccheggio missile è piccola (previsto - 9360m) tenuto superfici portanti tiro e rilasciare il paracadute frenante. Dopo l'apertura della frenante continua riduzione della velocità e inversione razzo con la sua uscita in posizione verticale rispetto al centro di gravità. Dopo aver eseguito queste azioni di richiamo avvia i principali motori del primo stadio, spara paracadute frenante e avvia la modalità di volo normale.

Una strategia di sviluppo simile e lo Start dell'aria

L'autore ha preso in considerazione solo gli analoghi che lanciano razzi di peso non inferiore a tonnellate 15, infatti tali veicoli di lancio hanno le caratteristiche energetiche necessarie per uso commerciale. Nei 1960-zioni e poi negli Stati Uniti sono stati creati tali richiami lanciati dagli aerei, aerei razzi sperimentali, tra cui il primo aereo supersonico - equipaggio spaceplane suborbitale nordamericana X -15, come Bell X -1, Lockheed D - 21 Boeing X - 43 ecc ... Simili (ma non suborbitali) sistemi erano anche in Francia (Leduc), e in altri paesi. Lancio Air spaceplane è stato utilizzato per testare l'Enterprise in un massiccio programma di riutilizzabile sistema di trasporto spaziale Space Shuttle. Il primo dei progetti dettagliati sistema di aria-lancio AKS era non realizzate "a spirale» 1960- x - 1970-zioni con overclocker samoleta- ipersonici, rucola e il piano orbitale. inizio Air è stato utilizzato per il volo subsonico samoleta- analogico suo piano orbitale.

progetti degli Stati Uniti: negli Stati Uniti ha un sistema di tempo fa realizzata Pegasus (RN) / L -1011 (aereo). Sviluppato Corporation Orbital Sciences Corporation. Inizia è fatto con l'aiuto di società di velivoli L -1011 Lockheed Corporation, appositamente attrezzato per questo scopo. Uffici razzo da un aereo avviene ad un'altitudine di 12 km. peso carrier - kg 18500 (Pegasus), 23130 kg (Pegasus XL) Uscita massa utile a terra bassa orbita veicolo "Pegasus" - a 443 kg. valore iniziale (a 1994) - 11 milioni. Dal momento che 1990 2008 condotta su tutto 40 veicolo di lancio "Pegasus" con il ritiro di satelliti artificiali in orbita, di cui non hanno avuto successo dall'inizio 3. Sviluppato un sistema diverso e ci sono altri progetti ACS.

 

Aerei e Lockheed -1011 booster "Pegasus"

Velivoli Lockheed -1011 e rucola "Pegasus"

 

Russo - progetti ucraini: in Russia ha chiesto di elaborare progetti di gioco di dollari e "Air Launch". La prima bozza del spaceplane con carburante esterno viene eseguito dalla scheda di super-pesante di un aereo - 225 (325) «Dream". L'elemento principale del secondo progetto è una appositamente modificata pesante Antonov - 124- 100Vse "Ruslan", a bordo della quale, ad un'altitudine di circa 10 km di Stato sviluppato Rocket Center "Design Bureau. Makeev, "è condotta la cosiddetta" malta "booster lancio che trasporta la carica orbita calcolata. Ci sono anche progetti "Burlak" e altri in cui il pH di un satellite è lanciato a bordo di vari velivoli Tu booster -160, An -124, Tu - 22M.

progetti ucraini: in Ucraina con il supporto samoleta- Un -225 sviluppato progetti AKC "Svityaz" (LV Zenit) AKRK "Eagle" e "Rus" (spaceplane alato). Un aereo di richiamo -225 -100 sviluppato ASTC Oleg Antonov, ed è una modifica della base di An - 225 «Mriya». Aereo installato attrezzature speciali per il fissaggio del ripetitore sulla fusoliera, situato all'interno delle cabine pressurizzate a bordo le attrezzature di partenza e gli operatori devono applicare l'inizio RN. Booster "Svityaz" viene creata sulla base di componenti, assiemi e veicoli sistemi "Zenit" lancio. E 'costruito su uno schema a tre stadi. Esso utilizza propellenti non tossici - ossigeno liquido e kerosene. Nella derivazione del veicolo spaziale nel geostazionaria richiamo orbita è dotato di propellente solido gradi apice.

AKRK "Eagle" a due stadi complesso -kosmichesky dell'aviazione. Come la prima fase del piano complesso si BOOSTER lo sviluppo di Kiev Aviation scientifico - Complesso tecnico. Antonov AN - 124 («Ruslan"). Il secondo passo sarà uno sviluppo di richiamo payload Dnepropetrovsk CB "Sud", che dovrebbe iniziare con l'elemento portante della fusoliera samoleta-.

Nelle prime fasi della AKRK ucraina "Eagle" è un veicolo spaziale usa e getta. In futuro, saranno inviati nello spazio e tornare sulla Terra, e anche veicoli spaziali multiple. In contrasto con il lancio e booster "Shuttle" "Buran" sarà effettuato non con i media la sospensione esterna samoleta-, e dalla metà, vale a dire, con la fusoliera. Nel mondo non vi era tale scientifiche - soluzioni tecniche. Tale schema è eseguito su un vicino terrosi payload orbita presenta una serie di vantaggi. Questo miglioramento AKRK design aerodinamico, in generale, più alto è il ramo di sicurezza della seconda fase del booster, più ottimale tecno - performance economica, più elevati di occultamento dei problemi delle prestazioni AKRK a doppia destinazione (come puramente scientifico e commerciale, così come speciale, per scopi militari) .

Kazako - Progetto russo: Kazakistan propone un gioco di progetto "Ishim" (MiG -31 + RN). Progetti di start aria AKC kosmoplanov sono stati stabiliti in Germania (Zenger -2), Giappone (ASSTS), la Cina (Shenlong prototipo e la prossima generazione di gioco), e così via. D. Con l'aiuto di aria lanciato spaceplane suborbitale eseguire privato SpaceShipOne, SpaceShipTwo, M -55 e altri progetti simili. Aria lanciato suborbitale palloncino con equipaggio con razzi previste nel progetto di Stabilo ARCASPACE Romania.

Il principale concorrente della strategia di lancio, ha proposto in un russo, con l'AN - 124- 100Vse perché controparte americana ha tempi 10 basso peso del carico utile. Il fattore principale, che non consente di realizzare e uso commerciale di strategia di lancio spaziale russo è un "cemento" tiro missili dal velivolo. Ora gli esperti russi stanno lavorando per risolvere questo problema. Il primo lancio è previsto per 2015 anno.

 

Immissione sul piano PH An-124 "Ruslan".

Sistemazione in aereo An-RN 124 «Ruslan».

 

Aereo da trasporto pesante scopo An - 225 «Mriya"

 

Sviluppo del velivolo, per lo spostamento di oggetti ingombranti dei sistemi spaziali (in Vol H videoconferenza "Energia - Buran".) Ha avuto inizio nel 1985 anno. Primo volo Un -225, costruita nello stabilimento aereo di Kiev, è stato realizzato nel mese di dicembre 21 1988, 13 e 1989 maggio -225 Un già mosso "Buran", con Zhukovsky di Baikonur. Questo aereo è stato trovato record del mondo 106.

Il disegno del velivolo

Fusoliera. Ha due ponti: la parte superiore è l'equipaggio di cabina e la cabina del personale addetto, locali di servizio (cucina, guardaroba, WC), al di sotto - la cabina di carico. È possibile posizionare carichi fino a 250 tonnellate. Per garantire l'uso di carico e scarico e rampa gruzolyuk anteriore.

Ala. L'ala è fatto di oggetti lunghi (fino a 30 metri) premuto pannelli. I pannelli sono interconnessi fissaggio titanio, sigillatura e fornisce un elevato livello di resistenza.

Il piumaggio del velivolo. Dvuhkilevoe. Lo stabilizzatore ha un'apertura 30 metri, ha un cassone fatta di pannelli sagomati e lastre laminati di lega di alluminio. L'ascensore ha sei sezioni, tre su ogni console. ASCENSORE - due sezioni su ogni pinna.

Telaio. Si compone di un due fronti e chetyrnadtsatistoechnoy carrello principale. Tutti i rack hanno la capacità di separare la questione al fine di evitare l'atterraggio senza carrello di atterraggio. Montato anche sulla massa sistema di controllo del telaio e l'equilibrio. Freni - carbonio.

Motori. I motori degli aeromobili sono installati Un -225 D- 18T (avviamento spinta un motore - 23,06 t). Motore turbofan, con consumi di tre alberi 0,57 kg kg di spinta per l'anno a crociera.

Sistema. Tutti i sistemi di aeromobili è altamente automatizzato e richiede attenzione minima all'equipaggio durante il volo. La loro performance è mantenuta 34 computer di bordo. Volo - sistemi di navigazione radio e forniscono piano di controllo in modalità automatica e manuale in tutte le fasi del volo, così come l'elaborazione e la consegna ai sistemi e alle luci del velivolo in pozzetto con tutto il necessario volo - informazioni sulla navigazione. Il sistema di controllo comprende il sistema di controllo elettro-ruota con ridondanza quadrupla e meccanizzazione del sistema di controllo ala fili con doppia ridondanza. complesso idraulico costituito da quattro principale e due sistemi idraulici di backup per il funzionamento delle superfici di controllo, dispositivi di sollevamento, carrello di atterraggio e sollevamento, apertura e chiusura dei portelloni e porte.

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