VTVL - VTVL

Tento článek je o raketách. U letadel schopných vertikálního vzletu a přistání viz VTOL.
Pixel je Quad který vzlétl a přistál svisle
DC-XA přistání v roce 1996

Vertikální vzlet, vertikální přistání (VTVL) je forma vzlet a přistání pro rakety. Létalo několik plavidel VTVL. Nejznámější a komerčně nejúspěšnější raketa VTVL je SpaceX Falcon 9 první etapa.

Technologie VTVL byly po roce 2000 podstatně vyvinuty s malými raketami, zčásti kvůli soutěže o motivační ceny jako Výzva Lunar Lander. Úspěšné malé rakety VTVL byly vyvinuty společností Masten Space Systems, Armadillo Aerospace, a další.

Od poloviny dvacátých let se VTVL intenzivně vyvíjela jako technologie pro opakovaně použitelné rakety dostatečně velký na to přepravovat lidi, se dvěma společnostmi, Modrý původ (New Shepard ) a později SpaceX (Falcon 9 ), oba prokázali zotavení nosných raket po roce vrátit se na místo spuštění (RTLS) operace s posilovací raketou New Shepard společnosti Blue Origin provedly první úspěšné vertikální přistání 23. listopadu 2015 po zkušebním letu, který dosáhl vesmír a SpaceX Let Falcon 9 20 první přistání komerčního orbitálního posilovače zhruba o měsíc později, 22. prosince 2015.

Rakety VTVL nelze zaměňovat s letadly, která vzlétají a přistávají svisle a která používají vzduch k podpoře a pohonu, jako jsou vrtulníky a skokové trysky, které jsou VTOL letadlo.

Dějiny

  • 1961 Bell Rocket Belt, předveden osobní raketový pás VTVL.[1]
  • Koncepty raket VTVL byly studovány Philip Bono společnosti Douglas Aircraft Co. v 60. letech.[2]
  • Lunární modul Apollo bylo dvoustupňové vozidlo VTVL z 60. let pro přistání a vzlet z Měsíce.
  • Sovětský svaz provedl určité vývojové práce, ale nikdy neletěl, zavolala kapsle s posádkou s vertikálním přistáním Zarya na konci 80. let.[3]
  • The McDonnell Douglas DC-X byl bezpilotní prototyp VTVL nosná raketa který v 90. letech provedl několik úspěšně testovacích letů. V červnu 1996 dosáhlo vozidlo výškového rekordu 3140 metrů (10 300 ft), než provedlo svislé přistání.[4]
  • Rotační raketa v roce 1999 úspěšně otestovali vertikální přistávací systém pro svůj design Roton, založený na systému vrtulníků s hrotem rakety, ale nebyli schopni získat finanční prostředky na výrobu plného vozidla.
  • V roce 2002 Elon Musk byla založena Technologie průzkumu vesmíru Corp. SpaceX. Společnost byla založena na filozofii, že jednoduchost, spolehlivost a efektivita nákladů spolu úzce souvisí. [5]
  • 13. června 2005 Modrý původ Oznámeno VTVL Suborbital Reusable Launch Vehicle[6]
  • 2005 Modrý původ Charon testovací vozidlo poháněné proudovým motorem ověřilo technologie autonomního vedení a řízení, které se později používaly v raketách Blue Origins VTVL.[7]
  • 2006, 2007 Modrý původ Goddard demonstrant subškály pro pozdější suborbitální vozidlo New Shephard, provedl 3 úspěšné lety před odchodem do důchodu.[8]
  • V letech 2006-2009 Armadillo Aerospace Scorpius / Super Mod, Masten Space Systems ' Xombie a nepřiměřené raketové modré koule létající rakety VTVL soutěžily v Northrop Grumman / NASA Výzva Lunar Lander. Následné VTVL designy včetně Masten's Xaero a pásovce Stig byly zaměřeny na let vyšší rychlostí na vyšší suborbitální nadmořské výšky.[9]
  • SpaceX v roce 2010 oznámily plány na případnou instalaci nasazitelného podvozku na Dračí kosmická loď a používat vozidlo trysky provést pozemní přistání.[10]
  • V roce 2010 byla v reakci na NASA nabídnuta tři plavidla VTVL suborbitální opětovné použití nosné rakety (sRLV) v rámci programu Flight Operations Program NASA: Modrý původ New Shepard, Masten Xaero a Pásovec Super Mod.[11]
  • Morpheus je projekt NASA z roku 2010, který vyvíjí vertikální zkušební stanoviště, které předvádí nové pohonné systémy se zeleným pohonem a technologii autonomního přistání a detekce nebezpečí.[12]
  • Mocný orel byl robotický prototypový přistávací modul z počátku 20. let, který NASA vyvíjela v srpnu 2012.[13]
První etapa Falconu 9 přistávala 22. prosince 2015 poté, co vyslala komerční satelity na nízkou oběžnou dráhu Země

Technologie vertikálního přistání

Technologie potřebná k úspěšnému dosažení retropropulzivní přistání - vertikální přistání neboli „VL“ doplněk ke standardní technologii vertikálního vzletu (VT) v prvních desetiletích lidských vesmírných letů - má několik částí. Za prvé, tah musí být větší než hmotnost, za druhé je obvykle tah nutný vektorováno a vyžaduje určitý stupeň škrcení. Vedení musí být schopné vypočítat polohu a nadmořskou výšku vozidla, malé odchylky od svislice mohou způsobit velké odchylky vodorovné polohy vozidla. RCS k udržení vozidla ve správném úhlu jsou obvykle vyžadovány systémy. SpaceX také použít mřížkové ploutve pro ovládání postoje při přistání jejich Falcon 9 posilovače.

Může být také nutné být schopen zapálit motory v různých podmínkách, které mohou potenciálně zahrnovat vakuum, nadzvukový, nadzvukový, transonic, a podzvukový.[33]

Přídavná hmotnost paliva, větší nádrž, přistávací nohy a jejich mechanismy nasazení obvykle sníží výkon systému měkkého přistání ve srovnání s spotřební vozidla, všechny ostatní věci jsou stejné. Hlavní přínos této technologie je viděn v potenciálu podstatného snížení vesmírného letu náklady v důsledku možnosti opětovného použití raket po úspěšných přistáních VTVL.[34]

Populární kultura

Vertikální přistávací raketa vyobrazená v komiksu z roku 1951 Raketová loď X

Svislé přistání kosmické lodě byl převládající způsob přistání rakety, který se předpokládal vvesmírný let éra. Mnoho sci-fi autoři i vyobrazení v populární kultuře ukázaly rakety přistávající svisle, obvykle odpočívající po přistání na vesmírném vozidle ploutve. Tento pohled byl v populární kultuře dostatečně zakořeněný, že v roce 1993, po úspěšném zkušebním letu prototypu rakety v malé výšce, se autor domníval: „DC-X vystartoval svisle, vznášel se ve vzduchu ... Kosmická loď zastavila znovu vzduch a jak motory škrtily dozadu, zahájil úspěšné svislé přistání Buck Rogers."[35]V 2010s, SpaceX rakety také viděli označení tohoto pojmu populární kultury Bucka Rogerse v „Quest to Create a ‚Buck Rogers ' Opakovaně použitelná raketa. “[36][37]

Viz také

Reference

  1. ^ American Rocketman Rocket Belt History
  2. ^ Wade, Marku. „OOST“. Encyclopedia Astronautica. Archivovány od originál dne 10.10.2011. Citováno 2011-10-04.
  3. ^ Zak, Anatoly (2009-04-29). „Rusko nejprve přemýšlí o raketové síle'". BBC novinky. Citováno 2011-10-11. RKK Energia, ... v 80. letech ... pracovala na vysoce klasifikovaném projektu vývoje velké kapsle s posádkou zvané Zarya („Dawn“) pro širokou škálu civilních a vojenských misí.
  4. ^ Klerkx, Greg: Lost in Space: The Fall of NASA and the Dream of a New Space Age, strana 104. Secker & Warburg, 2004
  5. ^ https://storage.googleapis.com/rideshare-static/Rideshare_Payload_Users_Guide.pdf
  6. ^ „Tajemství NBC News Cosmic Log Space jsou zveřejněna“
  7. ^ Blue Origin Charon Test Vehicle, Muzeum letu
  8. ^ Goddard Gunterova vesmírná stránka
  9. ^ X Prize Foundation. „2009 Northrop Grumman Lunar Lander X CHALLENGE“. X Prize Foundation. Archivovány od originál 29. října 2012. Citováno 1. října 2012.
  10. ^ „Dragon Drop Test - 20. srpna 2010“. Spacex.com. 20. 8. 2010. Citováno 2010-12-14.
  11. ^ [potřebuje aktualizaci ]"srovnávané platformy sRLV". NASA. 07.03.2011. Citováno 2011-03-10. Nový Shepard, který vytvořil „Modrý původ“ (založený Jeffem Bezosem): Typ: VTVL / Unpiloted ... Super Mod: Typ: VTVL / Unpiloted ... Xaero: Typ: VTVL / Unpiloted
  12. ^ Bibby, Joe. „Projekt Morpheus“. NASA. Citováno 1. října 2012.
  13. ^ „Robotický prototyp Lander NASA„ Mighty Eagle “letí znovu u Marshalla“. NASA. Citováno 14. srpna 2012.
  14. ^ „Elon Musk říká, že SpaceX se pokusí vyvinout plně opakovaně použitelné kosmické nosné rakety“. Washington Post. 29.9.2011. Archivovány od originál dne 01.10.2011. Citováno 2011-10-11. Obě fáze rakety by se po vynesení kosmické lodi na oběžnou dráhu vrátily na místo startu a vertikálně se pod raketovou silou dotkly podvozku.
  15. ^ Wall, Mike (2011-09-30). „SpaceX představuje plán první plně použitelné rakety na světě“. SPACE.com. Citováno 2011-10-11.
  16. ^ "Opakovaně použitelný prototyp rakety téměř připraven k prvnímu startu". Vesmírný let teď. 2012-07-09. Citováno 2012-07-13. SpaceX zkonstruoval v McGregoru betonové odpalovací zařízení o rozloze půl hektaru a na podložce již stojí raketa Grasshopper, vybavená čtyřmi stříbrnými přistávacími nohami podobnými hmyzu.
  17. ^ „Grasshopper dokončil dosud nejvyšší skok“. SpaceX.com. 10. března 2013. Citováno 11. března 2013.
  18. ^ Testovací vozidlo prototypu Grasshopper bylo vyřazeno.„Kobylka letí do své dosud nejvyšší výšky“. Zveřejnění informací o sociálních médiích. SpaceX. 12. října 2013. Citováno 14. října 2013. SLEDOVÁNÍ: Kobylka letí do své dosavadní nejvyšší výšky - 744 m (2441 stop) na oblohu Texasu. http://youtu.be/9ZDkItO-0a4 Toto byl poslední plánovaný test plošiny Grasshopper; Dalším krokem budou testy s nízkou nadmořskou výškou vývojového vozidla Falcon 9 Reusable (F9R) v Texasu, po nichž budou následovat testy ve vysokých nadmořských výškách v Novém Mexiku.
  19. ^ James, Michael; Salton, Alexandria; Downing, Micah (12. listopadu 2013). „Návrh environmentálního posouzení pro vydání experimentálního povolení společnosti SpaceX k provozu vozidla Dragon Fly na zkušebním místě McGregor v Texasu, květen 2014 - dodatky“ (PDF). Blue Ridge Research and Consulting, LCC. p. 12.
  20. ^ WordsmithFL (2017-07-19), Elon Musk, ISS R&D Conference, 19. července 2017, vyvoláno 2018-08-02
  21. ^ Norris, Guy (2014-04-28). „Plány SpaceX pro více testů posilovače opakovaně použitelných: Řízené přistání na vodě představuje velký krok směrem k cíli SpaceX Falcon pro rychlou opětovnou použitelnost“. Letecký týden. Citováno 2014-04-26. Let F9R Dev 1 ze dne 17. dubna, který trval méně než 1 minutu, byl prvním testem vertikálního přistání výrobně reprezentativní obnovitelné první etapy Falcon 9 v1.1, zatímco nákladní let z 18. dubna na ISS byl první příležitostí pro SpaceX vyhodnotit design skládacích přistávacích nohou a vylepšených trysek, které ovládají scénu během jejího počátečního sestupu.
  22. ^ „Modrý původ přistává s historickými raketami.“ Modrý původ, 24. listopadu 2015. Citováno: 24. listopadu 2015.
  23. ^ [1]
  24. ^ SpaceX [@SpaceX] (8. dubna 2016). "Přistání z stíhací roviny" (Tweet) - prostřednictvím Cvrlikání.
  25. ^ Dumont, E; Ishimoto, S; Tatiossian, P (červen 2019), „CALLISTO: Demonstrátor klíčových technologií opakovaně použitelného spouštěče“, 32. ISTS, Fukui, Japonsko.
  26. ^ https://gbtimes.com/chinese-space-company-linkspace-takes-step-towards-resuable-rocket-with-landing-test
  27. ^ Grush, Loren (6. února 2018). „SpaceX uvádí na trh svoji výkonnou raketu Falcon Heavy poprvé“. The Verge. Citováno 9. února 2018.
  28. ^ „Isro se zaměřuje na schopnost vertikálního přistání - doba Indie“. The Times of India. Citováno 2018-12-28.
  29. ^ A b Baylor, Michael (27. srpna 2019). „Spacehop's Starhopper dokončil testovací skok 150 metrů“. NASASpaceFlight. Citováno 27. srpna 2019.
  30. ^ Burghardt, Thomas (25. července 2019). „Starhopper úspěšně diriguje debut Boca Chica Hop“. NASASpaceFlight.com. Citováno 26. července 2019.
  31. ^ Murphy, Mike (10. ledna 2019). „Elon Musk předvádí masivní testovací raketu vesmírné lodi SpaceX“. MarketWatch. Citováno 12. ledna 2019.
  32. ^ Ralph, Eric (4. srpna 2020). „Hvězdná loď SpaceX skočí na Mars s dokonalým chmelovým debutem“. Citováno 4. srpna 2020.
  33. ^ Belfiore, Michael (30. září 2013). „Musk: SpaceX má nyní„ všechny kousky “pro skutečně opakovaně použitelné rakety. Populární mechanika. Citováno 17. října 2013.
  34. ^ „Opakovaně použitelné rakety levnější.“ Věda ZME, 20. srpna 2015. Citováno: 24. listopadu 2015.
  35. ^ „Hlavní body restauračního centra v den otevřených dveří“. New Mexico Museum of Space History. 12. února 2013. Citováno 2014-03-24. DC-X vystartoval svisle, vznášel se ve vzduchu ve výšce 150 stop a začal se pohybovat do strany psím klikem. Poté, co urazil 350 stop, palubní globální satelitní jednotka naznačila, že DC-X je přímo nad místem přistání. Kosmická loď opět zastavila ve vzduchu a jak motory škrtily dozadu, zahájila úspěšné svislé přistání. Stejně jako Buck Rogers.
  36. ^ „SpaceX pokračuje ve své snaze vytvořit„ opakovaně použitelnou raketu “„ Buck Rogers “. Technika 21. století. 2013-03-15. Citováno 2014-03-24.
  37. ^ Elon Musk, Scott Pelley (2014-03-30). Tesla a SpaceX: Průmyslová říše Elona Muska (video a přepis). CBS. Událost se koná v 03: 50–04: 10. Citováno 2014-03-31. Pouze čtyři subjekty vypustily vesmírnou kapsli na oběžnou dráhu a úspěšně ji přivedly zpět: USA, Rusko, Čína a Elon Musk. Tento sen Buck Rogers začal před lety ...
  38. ^ Anderson, Erik (červenec 1997). „Letová příručka Kankoh-maru“. Vesmírná budoucnost. Citováno 2012-08-04.

externí odkazy