Перейти до вмісту

Твердопаливний ракетний прискорювач «Спейс Шаттл»

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Твердопаливний ракетний прискорювач «Спейс Шаттл»
Зображення
Маса 68 000 кг[1] і 571 000 кг[1] Редагувати інформацію у Вікіданих
Країна походження  США Редагувати інформацію у Вікіданих
Виробник Alliant Techsystems і Тіокол Редагувати інформацію у Вікіданих
Довжина або відстань 45,46 м[1] Редагувати інформацію у Вікіданих
Діаметр 3,71 м[1] Редагувати інформацію у Вікіданих
CMNS: Твердопаливний ракетний прискорювач «Спейс Шаттл» у Вікісховищі Редагувати інформацію у Вікіданих

Твердопаливний ракетний прискорювач «Спейс Шаттл» (англ. Space Shuttle Solid Rocket Booster, SRB) — перша ракета на твердому паливі, яка використовувалася як основний двигун на транспортному засобі для польотів людини в космос[2]. Пара прискорювачів забезпечувала 85 % тяги космічного шатла під час старту та протягом перших двох хвилин підйому. Після вигоряння їх від‘єднували та скидали на парашуті в Атлантичний океан, потім відновлювали, досліджували, ремонтували й використовували повторно.

Твердопаливні ракетні прискорювачі «Спейс Шаттл» були найпотужнішими ракетними двигунами, які коли-небудь піднімали людей у космос[3]. Прискорювачі космічної системи SLS (Space Launch System), які є вдосконаленою версією прискорювачів шатлів, перевершили його як найпотужніші твердотільні ракетні двигуни, які коли-небудь літали, після запуску місії «Артеміда-1» у 2022 році[4][5]. Кожен твердопаливний ракетний прискорювач «Спейс Шаттл» забезпечував максимум 14,7 МН тяги[6], що приблизно вдвічі перевищує найпотужніший рідинний ракетний двигун з однокамерною камерою згоряння, який коли-небудь літав, — Rocketdyne F-1. Маючи загальну масу близько 1180 т, вони складали понад половину загальної маси зібраного шатла в момент старту.

Частини прискорювачів, яка містили двигуни, виготовляла компанія Thiokol із Брігем-Сіті, штат Юта; пізніше її придбала компанія Alliant Techsystems (ATK). Головним підрядником для виготовлення більшості інших компонентів прискорювачів, а також інтеграції всіх компонентів і вилучення відпрацьованих прискорювачів була компанія United Space Boosters Inc. (USBI), дочірня компанія Pratt and Whitney. Згодом цей контракт було передано United Space Alliance - спільному підприємству з обмеженою відповідальністю Boeing і Lockheed Martin.

З 270 запущених прискорювачів, які брали участь у програмі «Спейс Шаттл», усі, крім чотирьох, були відновлені; у місії STS-4 прискорювачі розбилися через несправність парашута, а в місії STS-51-L, яка закінчилася катастрофою шатла «Челленджер», були підірвані через відхилення від запланованої траєкторії польоту[7]. Після кожного польоту для повторного використання відновлювалися понад 5000 деталей. Комплект прискорювачів, який виводив у космос місію STS-135, останню місію програми «Спейс Шаттл», містив деталі, які вже літали в 59 попередніх місіях, зокрема в STS-1[8]. Можливість відновлення давало змогу здійснювати післяпольотне обстеження прискорювачів[9], виявляти аномалії та поступово вдосконалювати їхню конструкцію[10].

Огляд

[ред. | ред. код]
Статичні вогневі випробування, 1978 рік
Відділення твердопаливного ракетного прискорювача (SRB).

Два багаторазові прискорювачі забезпечували основну частину тяги і піднімали шатл зі стартового майданчика на висоту приблизно 46 км. Коли складений шатл перебував на стартовому майданчику, два прискорювачі утримували всю вагу зовнішнього бака й орбітального апарата та передавали вагове навантаження через свою конструкцію на мобільну пускову платформу[en]. Кожен прискорювач генерував стартову тягу приблизно 12 МН на рівні моря; незабаром після старту тяга зростала приблизно до 14,7 МН[6]. Їх запалювали після перевірки рівня тяги трьох основних двигунів RS-25. Через 75 с після відділення, на висоті приблизно 67 км, прискорювачі досягали апогею своєї траєкторії, потім розгорталися парашути, і на відстані приблизно 226 км від старту прискорювачі приводнювалися в океан. Після цього їх відновлювали. Прискорювачі разом з основними двигунами піднімали шатл на висоту 45 км і розганяли його до швидкості 4979 км/год.

Компоненти

[ред. | ред. код]
SRB діаграма
З'єднувальні секції СРБ, заповнені паливним паливом
Твердотопливний ракетний прискорювач місії STS-131 вилучається та транспортується на мис Канаверал MV Зірка Свободи.

Кожен твердопаливний ракетний прискорювач мав чотири стійки, які вставлялися у відповідні опорні стійки на платформі мобільної пускової установки. Притисні шпильки тримали SRB і стійки пускової платформи разом. Кожна шпилька мала гайку на кожному кінці, верхня була крихкою гайкою. Верхня гайка містила два заряди вибухової речовини, з ініційованими стандартними детонаторами NASA (NSD), які запалювалися за командами запалювання твердотільного ракетного двигуна.

Розподіл електроенергії в кожному SRB складався з живлення основної шини постійного струму орбітального апарата до кожного SRB через шини SRB, позначені A, B і C. Головні шини постійного струму A, B і C орбітального апарата подавали живлення від основної шини постійного струму до відповідних шин SRB A, B і C. Крім того, орбітальна головна шина постійного струму C забезпечувала резервне живлення для шин A і B SRB, а орбітальна шина B забезпечувала резервне живлення для шини SRB C. Такий розподіл електроенергії дозволяв усім шинам SRB залишатися живленими у випадку, якщо одна основна шина орбітального апарата вийшла з ладу.

На кожному SRB було два самостійних незалежних гідравлічних силових агрегати (HPU), які використовувалися для приведення в дію системи керування вектором тяги (TVC). Кожен HPU складався з допоміжної силової установки (APU), модуля подачі палива, гідравлічного насоса, гідравлічного резервуара та колектора гідравлічної рідини. ДСУ живилися гідразином і генерували механічну потужність вала для приводу гідравлічного насоса, який створював гідравлічний тиск для гідравлічної системи SRB. Дві окремі ГПУ і дві гідравлічні системи були розташовані на задньому кінці кожного SRB між соплом SRB і задньою спідницею. Компоненти HPU були встановлені на кормовій спідниці між приводами скелі та нахилу. Дві системи працювали від Т мінус 28 секунд до моменту відділення SRB від орбітального апарата та зовнішнього бака. Дві незалежні гідравлічні системи були з'єднані з сервоприводами скелі та нахилу сопла.

Пропелент

[ред. | ред. код]
Твердопаливні ракетні прискорювачі, скинуті з космічного човника «Діскавері» після запуску STS-116, плавають в Атлантичному океані приблизно в 150 милях на північний схід від мису Канаверал.

Суміш ракетного палива в кожному твердопаливному ракетному двигуні складалася з перхлорату амонію (окислювач, 69,6 % за масою), розпиленого алюмінієвого порошку (паливо, 16 %), оксиду заліза (каталізатор, 0,4 %), PBAN (зв'язуюча речовина, також виступає як паливо, 12,04 %) і епоксидний затверджувач (1,96 %)[11][12]. Суміш пропелент зазвичай називають композитним паливом перхлорату амонію (APCP). Ця суміш давала твердотільним ракетним двигунам питомий імпульс 242 секунди (2,37 км/с) на рівні моря або 268 секунд (2,63 км/с) у вакуумі. Після запалювання двигун спалював паливо при номінальному тиску в камері 906,8 фунтів на квадратний дюйм (6252 МПа)[13].

SRB відкидались від системи човника через 2 хвилини на висоті приблизно 146 000 футів (45 км). Після продовження підйому приблизно до 220 000 футів (67 км), SRB починали падати назад на землю, коли вони повертались в більш щільну атмосферу, сповільнюються за допомогою парашутної системи, щоб запобігти пошкодженню від зіткнення з океаном. Безпосередньо перед відділенням від орбітального апарата до SRB надсилається команда подати живлення від батареї до логічної мережі відновлення. Друга одночасна команда вмикає три двигуни носової кришки (для розгортання пілотного та опорного парашутів), детонатор зі зрізаним кільцем (для розгортання основного парашута) і пірогвинти для від'єднання головного парашута.

Див. також

[ред. | ред. код]

Примітки

[ред. | ред. код]
  1. ↑ а б в г https://www.esa.int/Science_Exploration/Human_and_Robotic_Exploration/Space_Shuttle/Shuttle_technical_facts
  2. ↑ Dunbar, Brian (5 березня 2006). NASA – Solid Rocket Boosters. NASA. Архів оригіналу за 6 квітня 2013. Процитовано 29 травня 2019. [Архівовано 2013-04-06 у Wayback Machine.]
  3. ↑ Wayne Hale; National Aeronautics and Space Administration; Helen Lane; Gail Chapline; Kamlesh Lulla (7 квітня 2011). Wings in Orbit: Scientific and Engineering Legacies of the Space Shuttle, 1971-2010. Government Printing Office. с. 5. ISBN 978-0-16-086847-4.
  4. ↑ Liftoff! NASA's Artemis I Mega Rocket Launches Orion to Moon. 16 листопада 2022.
  5. ↑ Space Launch System Solid Rocket Booster (PDF). NASA. Процитовано 29 грудня 2022.
  6. ↑ а б Space Launchers - Space Shuttle. www.braeunig.us. Процитовано 16 лютого 2018.
  7. ↑ One year on – Review notes superb performance of STS-135's SRBs. NASASpaceFlight.com. 8 липня 2012. Процитовано 26 лютого 2015.
  8. ↑ Booster stacking finished for final shuttle flight. Spaceflightnow.com. Процитовано 26 лютого 2015.
  9. ↑ STS-134 IFA Review: SRBs and RSRMs Perform Admirably. NASASpaceFlight.com. 27 червня 2011. Процитовано 26 лютого 2015.
  10. ↑ Reusable Solid Rocket Motor—Accomplishments, Lessons, and a Culture of Success (PDF). 27 вересня 2011. Процитовано 26 лютого 2015.
  11. ↑ Wilson, Jim (5 березня 2006). Solid Rocket Boosters. NASA. Архів оригіналу за 27 липня 2020. Процитовано 28 червня 2016. [Архівовано 2020-07-27 у Wayback Machine.]
  12. ↑ Solid Rocket Boosters. NASA. Архів оригіналу за 6 квітня 2013. Процитовано 28 червня 2016. [Архівовано 2013-04-06 у Wayback Machine.]
  13. ↑ Space Shuttle Propulsion Master's Forum Presentation (PDF). NASA. Архів оригіналу (PDF) за 19 березня 2022. Процитовано 29 вересня 2023. [Архівовано 2022-03-19 у Wayback Machine.]

Посилання

[ред. | ред. код]
ракетно-космічна техніка Це незавершена стаття про ракетну, ракетно-космічну техніку або космічний апарат.
Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Твердопаливний_ракетний_прискорювач_«Спейс_Шаттл»&oldid=45282318