במהלך הפיתוח וההפעלה של החללית הניתן לשימוש חוזר במעלית החלל, ביצעה נאס א מגוון רחב של תוכניות מחקר עזר. נחקרו מגוון היבטים של תכנון, ייצור ותפעול של טכנולוגיה מתקדמת. מטרת חלק מתוכניות אלה הייתה לשפר מאפיינים תפעוליים מסוימים של טכנולוגיית החלל. אז התנהגות המארז במצבים שונים נחקרה במסגרת תוכנית LSRA.
בתחילת שנות התשעים, ספינות מעבורת החלל הפכו לאחד האמצעים האמריקאים העיקריים להעברת מטען למסלול. יחד עם זאת, פיתוח הפרויקט לא נעצר, ונגע כעת במאפיינים העיקריים של הפעלת ציוד כזה. בפרט, כבר מההתחלה עמדו ספינות בפני מגבלות מסוימות בתנאי הנחיתה. לא ניתן היה לשתול אותם בעננים מתחת לגובה 8,000 רגל (מעט מעל 2.4 ק מ) ועם רוח רוחבית של יותר מ -15 קשר (7.7 מ ' / שניות). הרחבת טווח התנאים המטאורולוגיים המותרים עלולה להביא לתוצאות חיוביות ידועות.
מעבדה מעופפת CV-990 LSRA, יולי 1992
הגבלות רוחבי רוח היו קשורות בעיקר לחוזק המארז. מהירות הנחיתה של המעבורת הגיעה ל -190 קשרים (כ -352 קמ ש), שבגלל זה החלקה, שפצה על הרוח הצדדית, יצרה עומסים מיותרים על התמוכות והגלגלים. אם חורג ממגבלה מסוימת, עומסים כאלה עלולים לגרום להרס צמיגים ולתאונות מסוימות. עם זאת, לצמצום דרישות ביצועי הנחיתה היו אמורות להיות תוצאות חיוביות. בגלל זה, פרויקט מחקר חדש הושק בתחילת שנות התשעים.
תכנית המחקר החדשה נקראת על שם המרכיב העיקרי שלה - מטוסים למחקר מערכות נחיתה. במסגרתו היא הייתה אמורה להכין מעבדה מעופפת מיוחדת, שבעזרתה ניתן יהיה לבדוק את תכונות הפעולה של הנחיתה של המעבורת בכל המצבים ובתנאים שונים. כמו כן, כדי לפתור את המשימות שהוקצו, היה צורך לבצע כמה מחקר תיאורטי ומעשי, כמו גם להכין מספר דוגמאות של ציוד מיוחד.
מבט כללי על המכונה עם ציוד מיוחד
אחת מתוצאות המחקר התיאורטי בנושאי שיפור מאפייני הנחיתה הייתה מודרניזציה של מסלול המסלול של מרכז החלל. ג'יי.פ. קנדי, פלורידה. במהלך השיפוץ שוחזרה רצועת הבטון באורך של 4, 6 ק מ, וכעת חלק ניכר ממנה נבדל על ידי תצורה חדשה. הקטעים של קילומטר אחד ליד שני קצות הרצועה קיבלו מספר רב של חריצים לרוחב קטנים. בעזרתם הוצע להסיט את המים, מה שהקטין את המגבלות הקשורות למשקעים.
כבר על המסלול המשוחזר תוכנן לערוך בדיקות של המעבדה המעופפת של LSRA. בשל המאפיינים השונים של עיצובו, היה עליה לדמות לחלוטין את התנהגותה של חללית. השימוש ברצועת העבודה המשמשת בתוכנית החלל תרם גם הוא להשגת התוצאות המציאותיות ביותר.
המעבדה המעופפת נוחתת כשהתמצית מורחבת. 21 בדצמבר 1992
על מנת לחסוך ולזרז את העבודה במעבדה המעופפת, הוחלט לבנות מחדש את המטוס הקיים.קו הנוסעים לשעבר Convair 990 / CV-990 Coronado הפך לנשא הציוד המיוחד. המטוס שעמד לרשות נאס א נבנה והועבר לאחת מחברות התעופה בשנת 1962, והוא הופעל בקווים אזרחיים עד אמצע העשור הקרוב. בשנת 1975 נרכש המטוס על ידי הסוכנות האווירית ונשלח למרכז המחקר איימס. לאחר מכן, הוא הפך להיות הבסיס למספר מעבדות מעופפות למטרות שונות, ובתחילת התשעים הוחלט להרכיב מכונת LSRA בבסיסו.
מטרתו של פרויקט LSRA הייתה ללמוד את התנהגותו של ציוד הנחיתה של המעבורת במצבים שונים, ועל כן קיבל מטוס CV-990 את הציוד המתאים. בחלק המרכזי של גוף המטוס, בין התומכים הראשיים הסטנדרטיים, נמצא תא להתקנת מתלה המדמה מכלול חללית. בשל נפחו המצומצם של גוף המטוס, תמוכת כזו תוקנה בנוקשות ולא ניתן היה להסירה בטיסה. עם זאת, המדף היה מצויד בכונן הידראולי, שמשימתו הייתה להזיז את היחידות בצורה אנכית.
CV-990 בטיסה, אפריל 1993
המעבדה המעופפת מהסוג החדש קיבלה את המרחק העיקרי של מעבורת החלל. לתמיכה עצמה היה מבנה מורכב למדי עם בולמי זעזועים וכמה תמוכות, אך הוא נבדל בכוח הדרוש. בחלק התחתון של המדף, היה ציר לגלגל אחד גדול עם צמיג מחוזק. היחידות הסטנדרטיות שהושאלו ממעבורת נוספו עם חיישנים רבים וציוד אחר העוקב אחר פעולת המערכות.
כפי שהוגשו על ידי כותבי פרויקט מטוסי מחקר מערכות נחיתה, המעבדה המעופפת CV-990 הייתה אמורה להמריא באמצעות ציוד נחיתה משלה ולאחר השלמת הסיבובים הדרושים, לנחות. מיד לפני הנחיתה, התמיכה המרכזית, שאולה מטכנולוגיית החלל, נמשכה למעלה. ברגע הנגיעה בתמוכות הראשיות של המטוס ודחיסת בולמי הזעזועים שלהם, היה על ההידראוליקה להוריד את תמיכת המעבורת ולדמות נגיעה בציוד הנחיתה. הריצה לאחר הנחיתה נעשתה חלקית באמצעות שלדת הבדיקה. לאחר הורדת המהירות לרמה שנקבעה מראש, נאלצה ההידראוליקה להעלות שוב את תמיכת הבדיקה.
הוקם ציוד נחיתה עיקרי וציוד מחקר. אפריל 1993
יחד עם תמונת "החייזרים" ובקרותיו, קיבל מטוס הניסוי כמה אמצעים אחרים. בפרט, היה צורך להתקין נטל, שבעזרתו הודמה העומס על השלדה, הטמון בטכנולוגיית החלל.
אפילו בשלב הפיתוח של ציוד הבדיקה, התברר כי עבודה עם שלדת הבדיקה עלולה להיות מסוכנת. גלגלים חמים עם לחץ פנימי גבוה, שחוו מתח מכני רציני, עלולים פשוט להתפוצץ עם השפעה חיצונית כזו או אחרת. פיצוץ כזה איים לפגוע באנשים ברדיוס של 15 מ '. במרחק כפול מהמרחק, הסיכונים בודקים את הסיכון לנזק שמיעה. לפיכך, נדרש ציוד מיוחד לעבודה עם גלגלים מסוכנים.
פתרון מקורי לבעיה זו הוצע על ידי עובד נאס א דיוויד קרוט. הוא רכש דגם RC בקנה מידה 1:16 של טנק מלחמת העולם השנייה והשתמש במארז המעקב שלו. במקום מגדל סטנדרטי הותקנו מצלמת וידיאו עם אמצעי העברת אותות, וכן מקדחה חשמלית מבוקרת רדיו. המכונה הקומפקטית, שנקראה Tire Assault Vehicle, הייתה צריכה להתקרב באופן עצמאי לשלדה של המעבדה המקומטת CV-990 ולקדוח חורים בצמיג. הודות לכך, הלחץ בגלגל הופחת לרמה בטוחה, ומומחים יכלו להתקרב לשלדה. אם הגלגל לא עמד בעומס והתפוצץ, אז אנשים נותרו בטוחים.
מבחן נחיתה, 17 במאי, 1994
הכנת כל מרכיבי מערכת הבדיקות החדשה הושלמה בתחילת 1993. בחודש אפריל עלתה מעבדת הטיסה CV-990 LSRA לראשונה לאוויר כדי לבדוק את הביצועים האווירודינמיים.במהלך הטיסה הראשונה ובדיקות נוספות הופעלה המעבדה על ידי הטייס צ'ארלס גורדון. פולרטון. מהר מאוד נקבע שהתמיכה הקבועה של המעבורת, באופן כללי, אינה פוגעת באווירודינמיקה ובמאפייני הטיסה של המוביל. לאחר בדיקות כאלה, ניתן היה להמשיך בבדיקות מן המניין שהתאימו למטרות המקוריות של הפרויקט.
בדיקות הנחיתה של השלדה החדשה החלו בבדיקת בלאי הצמיגים. מספר גדול של נחיתות בוצעו במהירויות שונות בטווח המקובל. בנוסף נחקרה התנהגות הגלגלים על משטחים שונים, שלשמה נשלחה שוב ושוב מעבדת הטיסה של Convair 990 LSRA לנמלי תעופה שונים בהם השתמשו נאס א. מחקרים מקדימים כאלה איפשרו לאסוף את המידע הדרוש ובאופן מסוים להתאים את התוכנית לבדיקות נוספות. בנוסף, אפילו הם הצליחו להשפיע על המשך הפעולה של מתחם מעבורת החלל.
המוצר Tire Assault Vehicle עובד עם הצמיג הנבדק. 27 ביולי 1995
בתחילת 1994, מומחי נאס א החלו לבדוק יכולות טכנולוגיות אחרות. כעת הנחיתות בוצעו בעוצמות שונות של רוח הצד, כולל אלה העולות על המותרת לנחיתת המעבורת. מהירות הנחיתה הגבוהה, בשילוב עם החלקה במגע, היו אמורות להביא לשחיקה מוגברת של הגומי, וצפויים בדיקות חדשות לחקור את התופעה בקפידה.
סדרה של טיסות ונחיתות ניסוי, שבוצעו במשך מספר חודשים, אפשרו למצוא את המצבים האופטימליים שבהם ההשפעה השלילית על עיצוב הגלגל הייתה מינימלית. עם השימוש בהם ניתן היה להגיע לנחיתה בטוחה ברוח רוחבית של עד 20 קשרים (10, 3 מ ' / שניות) בכל טווח מהירויות הנחיתה. בדיקות הראו כי הגומי של הצמיגים שוחק חלקית, לפעמים עד לכבל המתכת. למרות בלאי זה, הצמיגים שמרו על כוחם ואפשרו השלמה בטוחה של הריצה.
נוחתות עם הרס צמיגים. 2 באוגוסט 1995
מחקר ההתנהגות של צמיגים קיימים במהירויות שונות עם רוח רוח רוח שונה בוצע במספר אתרי נאס א. הודות לכך, ניתן היה למצוא את השילוב הטוב ביותר של משטחים ומאפיינים, כמו גם להמליץ על נחיתה על מסלולים שונים. התוצאה העיקרית של זה הייתה לפשט את הפעולה של טכנולוגיית החלל. קודם כל, מה שנקרא. חלונות נחיתה - מרווחי זמן עם תנאי מזג אוויר מקובלים. בנוסף, היו כמה השלכות חיוביות בהקשר לנחיתת החירום של החללית מיד לאחר השיגור.
לאחר השלמת תוכנית המחקר העיקרית, שהייתה לה קשר ישיר עם ההפעלה המעשית של הציוד, החל שלב הבדיקה הבא. כעת הטכניקה נבדקה בגבול האפשרויות, מה שהוביל לתוצאות מובנות. במסגרת מספר נחיתות ניסוי, הושגו המהירויות והעומסים המרביים האפשריים על שלדת החללית. בנוסף, נחקרה התנהגות החלקה העולה על הגבולות המותרים. רכיבי השלדה לא תמיד הצליחו להתמודד עם העומסים שנוצרו.
הגלגל שנחקר לאחר נחיתת חירום. 2 באוגוסט 1995
אז, ב -2 באוגוסט 1995, כשנחתו במהירות גבוהה, הצמיג נהרס. הגומי נקרע; גם כבל המתכת החשוף לא עמד בעומס. לאחר שאיבד את תמיכתו, השפה החליקה לאורך משטח המסלול וטוחנת כמעט עד לציר. חלקים מסוימים של המתלה ניזוקו אף הם. כל התהליכים הללו לוו ברעש מפלצתי, ניצוצות ושובל אש שנמתח מאחורי הדלפק. חלק מהחלקים כבר לא היו נתונים לשיפוץ, אך מומחים הצליחו לקבוע את גבולות יכולות הגלגל.
נחיתת הניסוי ב -11 באוגוסט הסתיימה גם היא בהרס, אך הפעם רוב היחידות נותרו על כנן. כבר בסוף הריצה הצמיג לא עמד בעומס והתפוצץ.מתנועה נוספת, רוב הגומי והחוט נקרעו. לאחר סיום הריצה, רק בלגן של גומי וחוט נשאר בדיסק, בכלל לא כמו צמיג.
תוצאת הנחיתה ב- 11 באוגוסט 1995
מאביב 1993 ועד סתיו 1995, טייסי ניסוי של נאס א ערכו 155 נחיתות בדיקה של מעבדת המעופפים LSV Convair CV-990 LSRA. במהלך תקופה זו, נערכו מחקרים רבים ונאספה כמות גדולה של נתונים. מבלי לחכות לסיום הבדיקות, מומחים בתעשייה האווירית החלו לסכם את תוצאות התוכנית. לא יאוחר מתחילת 1994, נוצרו המלצות חדשות לנחיתה ותחזוקה לאחר מכן של טכנולוגיית החלל. עד מהרה כל הרעיונות הללו יושמו והביאו איזושהי תועלת מעשית.
העבודה במסגרת תוכנית המחקר של מערכות נחיתה נמשכה מספר שנים. במהלך תקופה זו, ניתן היה לאסוף הרבה מידע נחוץ ולקבוע את הפוטנציאל של מערכות קיימות. בפועל אושרה האפשרות להגדיל חלק ממאפייני הנחיתה ללא שימוש ביחידות חדשות, מה שהוריד את הדרישות לתנאי הנחיתה ופשט את פעולת ההסעות. כבר באמצע שנות התשעים, כל הממצאים העיקריים של תוכנית LSRA שימשו בפיתוח מסמכי הנחיה קיימים.
נחיתת ניסוי 12 באוגוסט 1995
המעבדה היחידה המעופפת על בסיס מסלול נוסעים, המשמשת במסגרת פרויקט LSRA, חזרה במהרה לבנייה מחדש. מטוס CV-990 שמר על חלק משמעותי מהמשאב שהוקצה, ולכן יכול לשמש אותו בתפקיד כזה או אחר. דוכן המחקר להתקנת גלגלים הוסר ממנו והעור שוחזר. מאוחר יותר, שוב נעשה שימוש במכונה זו במהלך מחקרים שונים.
מתחם מעבורת החלל פועל מאז תחילת שנות השמונים, אך במהלך השנים הראשונות נאלצו הצוותים ומארגני המשימה לעמוד בכמה קשוחים למדי הקשורים לנחיתה. תוכנית המחקר של מערכות נחיתה במטוסים איפשרה להבהיר את היכולות האמיתיות של הטכנולוגיה ולהרחיב את טווחי המאפיינים המותרים. עד מהרה, מחקרים אלה הובילו לתוצאות של ממש והיו להם השפעה חיובית על המשך הפעולה של הציוד.
