Tijekom razvoja i rada svemirske letjelice Space Shuttle za višekratnu uporabu, NASA je provela veliki broj pomoćnih istraživačkih programa. Proučavani su različiti aspekti projektiranja, proizvodnje i rada napredne tehnologije. Svrha nekih od ovih programa bila je poboljšati određene operativne karakteristike svemirske tehnologije. Dakle, ponašanje šasije u različitim načinima rada proučavano je u okviru programa LSRA.
Do ranih devedesetih godina svemirski brodovi postali su jedno od glavnih američkih sredstava za isporuku tereta u orbitu. Istodobno, razvoj projekta nije stao, sada se dotiču glavne značajke rada takve opreme. Konkretno, brodovi su se od samog početka suočavali s određenim ograničenjima uvjeta slijetanja. Nisu se mogli zasaditi oblacima ispod 8000 stopa (nešto više od 2,4 km) i s bočnim vjetrom većim od 15 čvorova (7,7 m / s). Proširenje raspona dopuštenih meteoroloških uvjeta moglo bi dovesti do poznatih pozitivnih posljedica.
Leteći laboratorij CV-990 LSRA, srpanj 1992
Ograničenja bočnog vjetra prvenstveno su se odnosila na snagu šasije. Brzina slijetanja Shuttlea dosegla je 190 čvorova (oko 352 km / h), zbog čega je klizanje, kompenzirajući bočni vjetar, stvorilo nepotrebno opterećenje na podupiračima i kotačima. Ako se prekorači određena granica, takva opterećenja mogu dovesti do uništenja guma i do određenih nesreća. Međutim, smanjenje zahtjeva pri slijetanju trebalo je imati pozitivne rezultate. Zbog toga je početkom devedesetih pokrenut novi istraživački projekt.
Novi istraživački program dobio je ime po svojoj glavnoj komponenti - Zrakoplovu za slijetanje sustava. U njegovim je okvirima trebalo pripremiti poseban leteći laboratorij, uz pomoć kojeg bi bilo moguće provjeriti posebnosti rada stajnog trapa Shuttle u svim načinima i pod različitim uvjetima. Također, za rješavanje postavljenih zadataka bilo je potrebno provesti neka teorijska i praktična istraživanja, kao i pripremiti niz uzoraka posebne opreme.
Opći prikaz stroja s posebnom opremom
Jedan od rezultata teorijskog proučavanja pitanja poboljšanja karakteristika slijetanja bila je modernizacija piste Svemirskog centra. J. F. Kennedy, Florida. Tijekom rekonstrukcije obnovljena je betonska traka duljine 4,6 km, a sada se njezin značajan dio odlikovao novom konfiguracijom. Dionice od 1 km blizu oba kraja trake dobile su veliki broj malih bočnih utora. Uz njihovu pomoć, predloženo je preusmjeravanje vode, čime su smanjena ograničenja povezana s oborinama.
Već na rekonstruiranoj pisti planirano je provođenje ispitivanja letećeg laboratorija LSRA. Zbog različitih značajki svog dizajna morala je potpuno simulirati ponašanje svemirske letjelice. Korištenje radne trake koja se koristi u svemirskom programu također je pridonijelo postizanju najrealnijih rezultata.
Leteći laboratorij slijeće s ispruženim podupiračem. 21. prosinca 1992. godine
Kako bi se uštedjeli i ubrzali radovi u letećem laboratoriju, odlučeno je da se obnove postojeći zrakoplovi. Nekadašnji putnički brod Convair 990 / CV-990 Coronado postao je nosilac posebne opreme. Zrakoplovi kojima je NASA raspolagala izgrađeni su i prebačeni u jedan od zračnih prijevoznika 1962. godine, a na civilnim linijama su se koristili do sredine sljedećeg desetljeća. 1975. zrakoplov je kupila Aerospace Agency i poslala u istraživački centar Ames. Nakon toga postao je osnova za nekoliko letećih laboratorija za različite namjene, a početkom devedesetih odlučeno je da se na njegovoj bazi sastavi stroj LSRA.
Cilj projekta LSRA bio je proučavanje ponašanja stajnog trapa Shuttle u različitim načinima rada, te je stoga zrakoplov CV-990 dobio odgovarajuću opremu. U središnjem dijelu trupa, između standardnih glavnih nosača, bio je smješten odjeljak za ugradnju stalka koji simulira sklop svemirske letjelice. Zbog ograničenog volumena trupa, takav je podupirač čvrsto fiksiran i nije se mogao ukloniti u letu. No, stalak je bio opremljen hidrauličkim pogonom čiji je zadatak bio pomicanje jedinica okomito.
CV-990 u letu, travanj 1993
Leteći laboratorij novog tipa dobio je glavni oslonac svemirskog šatla. Sam nosač imao je prilično složenu strukturu s amortizerima i nekoliko podupirača, ali se odlikovao potrebnom snagom. U donjem dijelu stalka nalazila se osovina za jedan veliki kotač s pojačanom gumom. Standardne jedinice posuđene od Shuttlea dopunjene su brojnim senzorima i drugom opremom koja nadzire rad sustava.
Kako su zamislili autori projekta zrakoplova za istraživanje zrakoplova za slijetanje, leteći laboratorij CV-990 trebao je poletjeti koristeći vlastiti stajni trap i nakon što je izvršio potrebna okretanja, sletjeti. Neposredno prije slijetanja podignuta je središnja potpora posuđena iz svemirske tehnologije. U trenutku dodirivanja glavnih nosača zrakoplova i stiskanja njihovih amortizera, hidraulika je morala spustiti nosač shuttlea i simulirati dodirivanje stajnog trapa. Pogon nakon slijetanja djelomično je izveden pomoću testne šasije. Nakon smanjenja brzine na unaprijed određenu razinu, hidraulika je morala ponovno podići ispitni oslonac.
Uspostavljen glavni stajni trap i istraživačka oprema. Travnja 1993
Zajedno sa "vanzemaljskim" podupiračem i njegovim komandama, eksperimentalni zrakoplov dobio je neka druga sredstva. Konkretno, bilo je potrebno ugraditi balast, uz pomoć kojeg se simuliralo opterećenje šasije, svojstveno svemirskoj tehnologiji.
Čak je tijekom faze razvoja testne opreme postalo jasno da bi rad s ispitnom šasijom mogao biti opasan. Vrući kotači s visokim unutarnjim tlakom, koji su doživjeli ozbiljan mehanički stres, mogli bi jednostavno eksplodirati s jednim ili drugim vanjskim udarom. Takva je eksplozija prijetila ozljedama ljudi u radijusu od 15 m. Na dvostrukoj udaljenosti ispitivači su riskirali oštećenje sluha. Stoga je za rad s opasnim kotačima bila potrebna posebna oprema.
Originalno rješenje ovog problema predložio je zaposlenik NASA -e David Carrott. Kupio je RC model tenka Drugog svjetskog rata u razmjeri 1:16 i koristio njegovo gusjeničarsko podvozje. Umjesto standardnog tornja, na trup je ugrađena video kamera sa sredstvima za prijenos signala, kao i radio-upravljana električna bušilica. Kompaktni stroj, nazvan Tire Assault Vehicle, morao se neovisno približiti šasiji zgužvanog laboratorija CV-990 i izbušiti rupe u gumi. Zahvaljujući tome, tlak u kotaču smanjen je na sigurnu razinu, a stručnjaci su se mogli približiti šasiji. Ako kotač nije mogao izdržati opterećenje i eksplodirao, ljudi su ostali sigurni.
Probno slijetanje, 17. svibnja 1994. godine
Priprema svih komponenti novog ispitnog sustava dovršena je početkom 1993. godine. U travnju je leteći laboratorij CV-990 LSRA po prvi put poletio u zrak kako bi testirao aerodinamičke performanse. Tijekom prvog leta i daljnjih ispitivanja laboratorijem je upravljao pilot Charles Gordon. Fullerton. Brzo je utvrđeno da fiksna podrška shuttlea općenito ne narušava aerodinamiku i letne karakteristike nosača. Nakon takvih provjera bilo je moguće nastaviti s punopravnim testovima koji su odgovarali izvornim ciljevima projekta.
Slijetanje novih šasija započelo je provjerom istrošenosti guma. Veliki broj slijetanja izveden je različitim brzinama unutar prihvatljivog raspona. Osim toga, proučavano je ponašanje kotača na različitim površinama, zbog čega je leteći laboratorij Convair 990 LSRA više puta poslan na različite aerodrome koje koristi NASA. Takve preliminarne studije omogućile su prikupljanje potrebnih informacija i na određeni način prilagoditi plan za daljnja ispitivanja. Osim toga, čak su i oni mogli utjecati na daljnji rad kompleksa Space Shuttle.
Tire Assault Vehicle proizvod radi s gumom koja se testira. 27. srpnja 1995
Početkom 1994. stručnjaci NASA -e počeli su testirati druge tehnološke sposobnosti. Sada su slijetanja izvedena pri različitoj jačini bočnog vjetra, uključujući i onu koja je premašila dopuštenu za slijetanje Shuttle -a. Velika brzina slijetanja, u kombinaciji s klizanjem na dodir, trebala je rezultirati povećanom habanjem gume, a očekivalo se da će novi testovi pomno proučiti ovaj fenomen.
Niz probnih letova i slijetanja, provedenih tijekom nekoliko mjeseci, omogućilo je pronalaženje optimalnih načina u kojima je negativan utjecaj na dizajn kotača bio minimalan. Njihovom uporabom bilo je moguće dobiti mogućnost sigurnog slijetanja pri bočnom vjetru do 20 čvorova (10, 3 m / s) u cijelom rasponu brzina slijetanja. Ispitivanja su pokazala da je guma guma djelomično izbrušena, ponekad do metalnog kabela. Usprkos istrošenosti, gume su zadržale snagu i omogućile siguran završetak vožnje.
Slijetanje s uništenjem guma. 2. kolovoza 1995. godine
Proučavanje ponašanja postojećih guma pri različitim brzinama s različitim bočnim vjetrom provedeno je na nekoliko NASA -inih lokacija. Zahvaljujući tome bilo je moguće pronaći najbolju kombinaciju površina i karakteristika, kao i dati preporuke za slijetanje na razne piste. Glavni rezultat toga bio je pojednostavljenje rada svemirske tehnologije. Prije svega, tzv. prozori za slijetanje - vremenski intervali s prihvatljivim vremenskim uvjetima. Osim toga, bilo je i nekih pozitivnih posljedica u kontekstu hitnog slijetanja letjelice odmah nakon lansiranja.
Nakon završetka glavnog istraživačkog programa, koji je imao izravnu vezu s praktičnim radom opreme, započela je sljedeća faza ispitivanja. Sada je tehnika testirana na granici mogućnosti, što je dovelo do razumljivih posljedica. U okviru nekoliko probnih slijetanja postignute su najveće moguće brzine i opterećenja na šasiji letjelice. Osim toga, proučavano je ponašanje klizanja koje prelazi dopuštene granice. Komponente šasije nisu se uvijek mogle nositi s nastalim opterećenjima.
Istraženi kotač nakon hitnog slijetanja. 2. kolovoza 1995. godine
Dakle, 2. kolovoza 1995. pri slijetanju velikom brzinom guma je uništena. Guma je bila poderana; izloženi metalni kabel također nije izdržao opterećenje. Izgubivši potporu, naplatak je klizio po površini uzletno -sletne staze i samljeo se gotovo do osovine. Oštećeni su i neki dijelovi stalka. Svi su ti procesi bili popraćeni čudovišnom bukom, iskrama i vatrenim tragom koji se protegao iza pulta. Neki dijelovi više nisu bili predmet restauracije, ali su stručnjaci uspjeli utvrditi granice sposobnosti kotača.
Probno iskrcavanje 11. kolovoza također je završilo uništenjem, no ovaj je put većina jedinica ostala netaknuta. Već na kraju vožnje guma nije izdržala opterećenje i eksplodirala je. Od daljnjeg kretanja većina gume i kabela je otkinuta. Nakon završetka vožnje na disku je ostao samo nered gume i žice, nimalo poput gume.
Rezultat slijetanja 11. kolovoza 1995. godine
Od proljeća 1993. do jeseni 1995. NASA-ini pilot-piloti proveli su 155 probnih slijetanja letećeg laboratorija Convair CV-990 LSRA. Tijekom tog vremena provedene su brojne studije i prikupljena velika količina podataka. Ne čekajući kraj ispitivanja, stručnjaci u zrakoplovnoj industriji počeli su sumirati rezultate programa. Najkasnije početkom 1994. formirane su nove preporuke za slijetanje i naknadno održavanje svemirske tehnologije. Ubrzo su sve te ideje provedene i donijele neku vrstu praktične koristi.
Rad u okviru programa istraživanja zrakoplova Landing Systems Research nastavio se nekoliko godina. Tijekom tog vremena bilo je moguće prikupiti mnogo potrebnih informacija i utvrditi potencijal postojećih sustava. U praksi je potvrđena mogućnost povećanja nekih karakteristika slijetanja bez uporabe novih jedinica, čime su smanjeni zahtjevi za uvjete slijetanja i pojednostavljen rad šatlova. Već sredinom devedesetih svi su glavni nalazi programa LSRA korišteni u razvoju postojećih dokumenata s smjernicama.
Probno slijetanje 12. kolovoza 1995. godine
Jedini leteći laboratorij na bazi putničkog broda, koji se koristio u sklopu projekta LSRA, uskoro se vratio obnovi. Zrakoplov CV-990 zadržao je značajan dio dodijeljenih resursa, pa se stoga mogao koristiti u jednoj ili drugoj ulozi. S njega je uklonjen istraživački stalak za montažu kotača i obnovljena koža. Kasnije se ovaj stroj ponovno koristio tijekom različitih studija.
Kompleks Space Shuttlea bio je u funkciji od ranih osamdesetih, ali su se tijekom prvih nekoliko godina posade i organizatori misija morali pridržavati nekih prilično teških pitanja vezanih za slijetanje. Program istraživanja zrakoplova Landing Systems Research omogućio je razjašnjenje stvarnih mogućnosti tehnologije i proširenje dopuštenog raspona karakteristika. Ubrzo su te studije dovele do stvarnih rezultata i imale pozitivan učinak na daljnji rad opreme.
