Механика космического полета в элементарном изложении - Левантовский В.И.
Скачать (прямая ссылка):
Сообщались следующие данные о полезной нагрузке. При запуске с мыса Канаверал* когда запуск происходит точно на восток (наклонение орбиты 28,5° — широта мыса Канаверал) — 29,5 т на круговой орбите высотой 400 км; при наклонении 53°—11,3 т на высоте 400 км; без полезной нагрузки и запуске на восток — круговая орбита высотой 550 км. При запуске на юг с базы ВВС Ван-ценберг (западное побережье США)х): 1Я,2 т на круговой орбите высотой 275 км. Полезная нагрузка^помещается в'специальном не-герметизированном грузовом отсеке длиной 18,3 м и диаметром 4,6 м (объем 365 м3). Члены экипажа могут проникнуть в него из кабины через шлюзовую"камеру.
*) Запуски с мыса Канаверал допускают наклонения от 28,5 до 57°, а запуски с базы Ванденберг — от 56 до 104° 182
ГЛ. 7. ПИЛОТИРУЕМЫЕ ОРБИТАЛЬНЫЙ ОБЪЕКТЫ
Рис <-'.2 Корабль «Шатл» в трех проекциях 1 — РДТТ разгонной ступени (днаметр 3,7 м),
2 — ь Kii і nil кислородно водородный топливный бак орбитальной ступени (днаметр 8,4 ы),
3 - t и і ьс и узел крепления РДТТ к внешнему баку, 4 — орбитальная ступень, 5 — передний yjeji лреплення орбитальной ступени к внешнему баку, 6 — задний узел крепления
Рис 63 Орбитальная ступень «Шатла» в трех проекциях 1 — передний блок ЖРД ориентации, 2 — кабина, 3 — створки грузового отсека, 4 — три маршевых ЖРД. 5 — два задних блока (гондолы) ЖРД орбитального маневрирования и ориентации § 4 МНОГОРАЗОВЫЙ ТРАНСПОРТНЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ КОРАБЛЬ
183
Энергетические характеристики МТКК могут быть улучшены, если занять часть грузового отсека под дополнительные комплекты (до трех комплектов) баков топлива для ЖРД орбитального маневрирования. Каждому комплекту соответствует увеличение характеристической скорости на 152 м/с. С этими тремя комплектами МТКК может доставить 11,0 т на круговую орбиту высотой 1120 км при запуске в восточном направлении с мыса Канаверал или выйти на 1020-километровую круговую орбиту без полезной нагрузки при запуске на юг с базы Ванденберг.
Масса полезной нагрузки, возвращаемой с орбиты на Землю — до 14,5 т.
Рассмотрим примерную схему полета «Шатла» (отдельные операции обозначаются в скобках цифрами, соответствующими позициям на рис. 64).
МТКК стартует (1) вертикально при одновременно работающих двух РДТТ и трех маршевых ЖРД- Через 6 с (2) начинается разворот по крену («запрокидывание на спину») и отклонение от вертикали. Примерно через 125 с, на высоте 43 км, при скорости 1440 м/с и наклоне траектории к горизонту 28° отделяются пустые корпуса РДТТ (3), которые спускаются в океан на парашютах (4—6, допустима скорость удара 24 м/с) и затем отбуксировываются (7) к стартово-посадочному комплексу для повторного (до 100 раз) использования (8). Через 8 мин после старта, когда до выхода на орбиту недостает примерно 30 м/с, марщэвые ЖРД выключаются и еще через 23 с отделяется опустевший внешний топливный бак и после этого включа- 184 ГЛ. 7. ПИЛОТИРУЕМЫЕ ОРБИТАЛЬНЫЙ ОБЪЕКТЫ
ются ЖРД орбитального маневрирования (9). Бак падает в удаленный район Индийского океана и гибнет (10) Через примерно 11 мин после старта орбитальная ступень на высоте 120 км переходит на эллиптическую орбиту перехода (11). Затем импульс в апогее переводит МТКК на круговую орбиту. Орбитальные операции (12) продолжаются от нескольких часов до месяца. Перед сходом с орбиты орбитальная ступень поворачивается хвостом вперед и ЖРД орбитального маневрирования сообщают ей тормозной импульс (13). Затем ступень снова разворачивается, и вход в атмосферу происходит под углом 0,8°, но с большим углом атаки (14), со скоростью 8 км/с. Далее осуществляется боковое маневрирование в пределах полосы шириной 2000 км (15). На высоте 21 км начинается конечный участок спуска с примерно постоянной скоростью (560—610 км/ч). Через 3,5 мин на расстоянии 11 км от посадочной полосы, на высоте 6 км при скорости 536 км/ч начинается заход на посадку. Посадочная скорость составляет 322 км/ч (16). Через 14 суток (160 рабочих часов) после ремонта (17) орбитальная ступень должна быть готова к новому полету. Она должна использоваться до 500 раз (после 100 полетов — капитальный ремонт).
Экипаж «Шатла» (3 человека) находится во время работы на верхней палубе трехпалубной кабины. На средней палубе находится жилая зона, а также помещены дополнительные кресла на случай, когда в полете примут участие ученые и инженеры, не проходящие специальной подготовки (среди них предполагаются и женщины). Никому не придется при выведении испытывать перегрузки более 3,2 (при спуске еще меньше). На нижней палубе размещена система жизнеобеспечения.
По данным на конец 1979 г. первый экземпляр «Шатла», носящий собственное имя «Колумбия», впервые выйдет на орбиту во второй половине 1980 г. На программу создания «Шатла» должно было быть израсходовано 5,6 млрд. долл. Стоимость выведения 1 кг полезной нагрузки оценивается в 370 долл. Постепенно будут изготовлены четыре экземпляра «Шатла», которые, по планам 1977 г., за период 1980—1991 гг. совершат 560 полетов.
Существуют различные проекты совершенствования «Шатла» — орбитального самолета первого поколения, чья конструкция соответствует скорее располагаемым ассигнованиям, чем действительным экономическим требованиям и перспективам завтрашнего дня космонавтики. Следует прежде всего добиться спасения всех частей корабля, сделав, например, крылатой первую ступень. Цель — уменьшить стоимость выведения 1 кг на орбиту до 200 долл. и ниже, даже до 65 долл. Рассматриваются и варианты непилотируемых
