Korduvkasutatava kosmoselaeva Space Shuttle väljatöötamise ja käitamise käigus on NASA viinud läbi mitmesuguseid täiendavaid uurimisprogramme. Uuriti mitmesuguseid kõrgtehnoloogia projekteerimise, tootmise ja kasutamise aspekte. Mõnede nende programmide eesmärk oli parandada kosmosetehnoloogia teatavaid tööomadusi. Niisiis, šassii käitumist erinevates režiimides uuriti LSRA programmi raames.
Üheksakümnendate aastate alguses oli kosmosesüstikute laevadest saanud üks peamisi Ameerika vahendeid lasti orbiidile toimetamiseks. Samal ajal ei peatunud projekti areng, puudutades nüüd selliste seadmete töö põhijooni. Eelkõige seisid laevad algusest peale silmitsi teatud maandumistingimuste piirangutega. Neid ei saanud istutada pilvede alla 8000 jala (veidi üle 2,4 km) ja külgtuulega üle 15 sõlme (7,7 m / s). Lubatud meteoroloogiliste tingimuste ulatuse laiendamine võib kaasa tuua teadaolevaid positiivseid tagajärgi.
Lendav labor CV-990 LSRA, juuli 1992
Külgtuulepiirangud olid eelkõige seotud šassii tugevusega. Süstiku maandumiskiirus ulatus 190 sõlmeni (umbes 352 km / h), mistõttu külgtuult kompenseeriv libisemine tekitas tugipostidele ja ratastele tarbetuid koormusi. Kui teatud piir ületatakse, võivad sellised koormused põhjustada rehvide hävimise ja teatud õnnetusi. Kuid maandumistegevuse nõuete vähendamine oleks pidanud andma positiivseid tulemusi. Seetõttu käivitati üheksakümnendate alguses uus uurimisprojekt.
Uus uurimisprogramm on saanud nime selle põhikomponendi - maandumissüsteemide uurimislennukite - järgi. Selle raames pidi see ette valmistama spetsiaalse lendava labori, mille abil oleks võimalik kontrollida Shuttle -teliku töö iseärasusi kõikides režiimides ja erinevates tingimustes. Samuti oli määratud ülesannete lahendamiseks vaja läbi viia mõningaid teoreetilisi ja praktilisi uuringuid, samuti valmistada ette hulk erivarustuse näidiseid.
Masina üldvaade spetsiaalse varustusega
Maandumisomaduste parandamise küsimuste teoreetilise uuringu üheks tulemuseks oli kosmosekeskuse maandumisraja kaasajastamine. J. F. Kennedy, Florida. Rekonstrueerimise käigus taastati betoonriba pikkusega 4,6 km ja nüüd eristati selle olulist osa uue konfiguratsiooniga. Riba mõlema otsa lähedal asuvad 1 km lõigud said suure hulga väikesi külgsooni. Nende abiga tehti ettepanek suunata vett, mis vähendas sademetega seotud piiranguid.
Juba rekonstrueeritud rajal oli plaanis läbi viia LSRA lendlabori testid. Tänu oma disaini erinevatele omadustele pidi see täielikult simuleerima kosmoselaeva käitumist. Kosmoseprogrammis kasutatud tööriba kasutamine aitas kaasa ka kõige realistlikumate tulemuste saavutamisele.
Lendav laboratoorium maandub välja sirutatud tugijalaga. 21. detsember 1992
Lennulaboris töö säästmiseks ja kiirendamiseks otsustati olemasolev lennuk ümber ehitada. Erivarustuse vedajaks sai endine reisilennuk Convair 990 / CV-990 Coronado. NASA käsutuses olnud lennuk ehitati ja anti 1962. aastal üle ühele lennufirmale ning seda kasutati tsiviilliinidel järgmise kümnendi keskpaigani. 1975. aastal ostis lennuki Aerospace Agency ja saatis selle Amesi uurimiskeskusesse. Hiljem sai see aluseks mitmetele eri eesmärkidel lendavatele laboritele ja üheksakümnendate alguses otsustati selle baasil kokku panna LSRA masin.
Projekti LSRA eesmärk oli uurida Shuttle teliku käitumist erinevates režiimides ja seetõttu sai CV-990 lennuk vastava varustuse. Lennuki kere keskosas, standardsete peatugede vahel, oli kupee riiuli paigaldamiseks, mis simuleerib kosmoseaparaadi koost. Kere piiratud mahu tõttu oli selline tugijalg jäigalt fikseeritud ja seda ei saanud lennu ajal eemaldada. Riiul oli aga varustatud hüdraulilise ajamiga, mille ülesandeks oli üksuste vertikaalne liigutamine.
CV-990 lennul, aprill 1993
Uut tüüpi lendav labor on saanud kosmosesüstiku peatoe. Tugi ise oli amortisaatorite ja mitmete tugipostidega üsna keeruka struktuuriga, kuid seda eristas vajalik tugevus. Riiuli alumises osas oli telg ühele suurele tugevdatud rehviga rattale. Shuttle'ilt laenatud standardseadmeid täiendati arvukate andurite ja muude seadmetega, mis jälgivad süsteemide tööd.
Maandumissüsteemide uurimislennukite projekti autorite idee kohaselt pidi lendav laboratoorium CV-990 startima oma telikuid kasutades ja pärast vajalike pöörete sooritamist maanduma. Vahetult enne maandumist tõmmati üles kosmosetehnoloogiast laenatud keskne tugi. Lennuki põhipostide puudutamise ja nende amortisaatorite kokkusurumise hetkel pidi hüdraulika laskma süstiku toe alla ja simuleerima teliku puudutamist. Maandumisjärgne sõit tehti osaliselt testraami abil. Pärast kiiruse alandamist etteantud tasemele pidi hüdraulika uuesti katsetoe tõstma.
Loodud peamised maandumisseadmed ja uurimisseadmed. Aprill 1993
Koos "tulnukate" tugipostide ja nende juhtimisseadmetega sai katselennuk mõne muu vahendi. Eelkõige oli vaja paigaldada liiteseade, mille abil simuleeriti kosmosetehnoloogiale omast koormust šassiile.
Isegi katseseadmete väljatöötamise faasis selgus, et katseraamiga töötamine võib olla ohtlik. Kõrge siserõhuga kuumad rattad, mis on kogenud tõsist mehaanilist pinget, võivad ühe või teise välismõjuga lihtsalt plahvatada. Selline plahvatus ähvardas inimesi vigastada 15 m raadiuses. Kaks korda kaugemal olid testijad kuulmiskahjustusega. Seega oli ohtlike ratastega töötamiseks vaja erivarustust.
Sellele probleemile pakkus esialgse lahenduse välja NASA töötaja David Carrott. Ta ostis II maailmasõja tanki RC mudeli 1:16 ja kasutas selle roomikut. Tavalise torni asemel paigaldati kerele signaali edastusvahenditega videokaamera ja raadio teel juhitav elektriline puur. Kompaktne masin, mida nimetatakse rehvirünnakumasinaks, pidi iseseisvalt lähenema kortsunud CV-990 labori šassiile ja puurima rehvi augud. Tänu sellele vähendati ratta survet ohutule tasemele ja spetsialistid said šassiile läheneda. Kui ratas ei pidanud koormusele vastu ja plahvatas, jäid inimesed turvaliseks.
Proovimaandumine, 17. mai 1994
Uue katsesüsteemi kõigi komponentide ettevalmistamine viidi lõpule 1993. aasta alguses. Aprillis tõusis lennulabor CV-990 LSRA esimest korda õhku, et testida aerodünaamilisi omadusi. Esimese lennu ja edasiste katsete ajal juhtis laborit piloot Charles Gordon. Fullerton. Kiiresti tehti kindlaks, et süstiku fikseeritud tugi üldiselt ei kahjusta vedaja aerodünaamikat ja lennuomadusi. Pärast selliseid kontrolle oli võimalik jätkata täieõiguslike testidega, mis vastasid projekti algsetele eesmärkidele.
Uue šassii maandumiskatsed algasid rehvide kulumise kontrollimisega. Suur hulk maandumisi viidi läbi erineva kiirusega vastuvõetavas vahemikus. Lisaks uuriti rataste käitumist erinevatel pindadel, mille jaoks Convair 990 LSRA lennulabor saadeti korduvalt erinevatesse NASA kasutatavatesse lennuväljadesse. Sellised eeluuringud võimaldasid koguda vajalikku teavet ja teatud viisil kohandada edasiste testide plaani. Lisaks suutsid isegi nemad mõjutada kosmosesüstiku kompleksi edasist tööd.
Tire Assault Vehicle toode töötab katsetatava rehviga. 27. juuli 1995
1994. aasta alguseks hakkasid NASA spetsialistid katsetama muid tehnoloogilisi võimalusi. Nüüd tehti maandumisi külgtuule erineva tugevusega, sealhulgas need, mis ületasid süstiku maandumiseks lubatud. Suur maandumiskiirus koos libisemisega puudutamisel oleks pidanud suurendama kummi kulumist ja eeldati, et uued katsed uurivad seda nähtust hoolikalt.
Mitme kuu jooksul läbi viidud katselendude ja maandumiste seeria võimaldas leida optimaalsed režiimid, milles negatiivne mõju ratta konstruktsioonile oli minimaalne. Nende kasutamisega oli võimalik saada ohutu maandumise võimalus külgtuulega kuni 20 sõlme (10, 3 m / s) kogu maandumiskiiruse vahemikus. Katsed on näidanud, et rehvide kumm oli osaliselt hõõrdunud, mõnikord kuni metallnöörini. Sellest kulumisest hoolimata säilitasid rehvid oma tugevuse ja võimaldasid jooksu ohutult lõpetada.
Maandumine rehvide hävitamisega. 2. august 1995
Olemasolevate rehvide käitumise uurimine erinevatel kiirustel erinevate külgtuultega viidi läbi mitmetes NASA objektides. Tänu sellele oli võimalik leida parim pindade ja omaduste kombinatsioon ning anda soovitusi erinevatele maandumisradadele maandumiseks. Selle peamine tulemus oli kosmosetehnoloogia toimimise lihtsustamine. Esiteks, nn. maandumisaknad - ajavahemikud vastuvõetavate ilmastikutingimustega. Lisaks sellele esines kosmoselaeva hädamaandumisel kohe pärast starti mõningaid positiivseid tagajärgi.
Pärast põhiuurimisprogrammi valmimist, millel oli otsene seos seadmete praktilise toimimisega, algas järgmine katsetamisetapp. Nüüd katsetati tehnikat võimaluste piiril, mis tõi kaasa arusaadavad tagajärjed. Mitme proovimaandumise raames saavutati maksimaalsed võimalikud kiirused ja koormused kosmoselaeva šassiil. Lisaks uuriti lubatud piire ületavat libisemiskäitumist. Šassii komponendid ei suutnud alati tulenevate koormustega toime tulla.
Uuritud ratas pärast hädamaandumist. 2. august 1995
Niisiis, 2. augustil 1995 suurel kiirusel maandudes rehv hävis. Kumm oli rebenenud; paljastatud metalljuhe ei pidanud ka koormusele vastu. Kaotanud toe, libises velg mööda rajapinda ja lihvis peaaegu teljeni. Kahjustada said ka mõned riiuli osad. Kõiki neid protsesse saatis koletu müra, sädemed ja leti taga laiuv tulejälg. Mõned osad ei allunud enam restaureerimisele, kuid eksperdid suutsid määrata ratta võimete piirid.
Katse dessant 11. augustil lõppes samuti hävinguga, kuid seekord jäi enamik üksusi terveks. Juba jooksu lõpus ei pidanud rehv koormusele vastu ja plahvatas. Edasisest liigutamisest rebiti suurem osa kummist ja nöörist ära. Pärast jooksu lõppu jäi plaadile vaid kummi- ja traadiplaat, mitte sugugi nagu rehv.
Maandumistulemus 11. augustil 1995
Alates 1993. aasta kevadest kuni 1995. aasta sügiseni viisid NASA katsepiloodid läbi 155 katse maandumist lennulaboris Convair CV-990 LSRA. Selle aja jooksul on läbi viidud arvukalt uuringuid ja kogutud suur hulk andmeid. Katsete lõppu ootamata hakkasid lennundustööstuse eksperdid programmi tulemusi kokku võtma. Hiljemalt 1994. aasta alguses koostati uued soovitused kosmosetehnika maandumiseks ja sellele järgnevaks hoolduseks. Peagi kõik need ideed ellu viidi ja tõid mingit praktilist kasu.
Töö maandumissüsteemide uurimise õhusõidukite uurimisprogrammi raames jätkus mitu aastat. Selle aja jooksul oli võimalik koguda palju vajalikku teavet ja määrata olemasolevate süsteemide potentsiaal. Praktikas kinnitati võimalust suurendada mõningaid maandumisomadusi ilma uute üksuste kasutamiseta, mis vähendas maandumistingimustele esitatavaid nõudeid ja lihtsustas süstikute tööd. Juba üheksakümnendate keskel kasutati kõiki LSRA programmi peamisi järeldusi olemasolevate juhenddokumentide väljatöötamisel.
Proovimaandumine 12. august 1995
Ainus reisilennuki baasil lendav labor, mida kasutati LSRA projekti raames, läks peagi uuesti ülesehitamisele. Lennukile CV-990 jäi märkimisväärne osa määratud ressursist ja seetõttu võis seda kasutada ühes või teises rollis. Sellelt eemaldati rataste paigaldamise uurimisalus ja nahk taastati. Hiljem kasutati seda masinat taas erinevate uuringute käigus.
Kosmosesüstiku kompleks on tegutsenud juba kaheksakümnendate aastate algusest, kuid esimestel aastatel pidid meeskonnad ja missiooni korraldajad täitma mõningaid maandumisega seotud üsna karme. Maandumissüsteemide uurimise õhusõidukite uurimisprogramm võimaldas selgitada tehnoloogia tegelikke võimeid ja laiendada lubatud omaduste vahemikke. Peagi viisid need uuringud reaalsete tulemusteni ja avaldasid positiivset mõju seadmete edasisele tööle.
