Pesadilla de astronautas soviéticos - Vehículo lenticular de reentrada
Hasta hace poco, este barco se consideraba muy poco conocido. No muchas fuentes escribieron sobre este automóvil, un tipo único en su tipo.
Pero hasta ahora, el proyecto LRV llama la atención por su sofisticación, que lo distingue favorablemente de otros proyectos de naves espaciales militares (en su mayor parte, no eran más que bocetos)
Todo comenzó en 1959 en la NASA, cuando, durante la discusión del programa de desarrollo de una nave espacial maniobrable (capaz de desorbitar de manera controlable), se propuso una forma en forma de disco como la que más satisfacía los requisitos de estabilidad térmica. Al analizar, resultó que un aparato en forma de disco sería más ventajoso en términos de protección térmica que un diseño convencional.
North American Aviation se hizo cargo del desarrollo del programa en la Base de la Fuerza Aérea Wright-Patterson desde 1959 hasta 1963.
El resultado del programa fue un avión en forma de disco con un diámetro de aproximadamente 12,2 metros con una altura en el centro de 2,29 metros. El peso de la nave espacial vacía fue de 7730 kg, el peso máximo de la nave espacial lanzada a la órbita fue de 20 kg, el peso de la carga útil fue de 411 kg, incluido el peso de los misiles: 12 kg. El aparato contenía: una cápsula de rescate, un habitáculo, un compartimento de trabajo, un compartimento de armas, un sistema de propulsión principal, una central eléctrica, tanques de oxígeno y helio. En el borde de fuga del LRV, se ubicaron superficies de control verticales y horizontales, con la ayuda de las cuales, después de la desorbita, se realizó un descenso controlado en la atmósfera. El aterrizaje tipo avión se realizó sobre un tren de aterrizaje de esquí de cuatro postes retráctil.
Por su diseño, se suponía que el LRV se convertiría en un bombardero orbital, un medio de lanzar un primer y desarmado ataque contra el enemigo. Se asumió que en vísperas del conflicto, este vehículo de combate se pondrá en órbita utilizando un cohete Saturno C-3. Con la capacidad de permanecer en órbita hasta por 7 semanas, el LRV podría patrullar durante mucho tiempo, completamente preparado para un ataque.
En caso de conflicto, LRV tuvo que reducir la altitud de la órbita y atacar el objetivo con 4 misiles nucleares. Cada cohete tenía un suministro de combustible para desorbitar el LRV y atacar un objeto terrestre. Se asumió que el LRV podría lanzar un ataque más rápido que cualquier otra arma de ataque en el arsenal de Estados Unidos y, al mismo tiempo, el enemigo tendría poco tiempo para reaccionar.
Las ventajas del proyecto fueron la excelente seguridad de la LRV. En 1959, los submarinos de misiles balísticos todavía se vieron obligados a acercarse a la costa enemiga. El LRV, por otro lado, podría atacar cualquier punto del planeta, permaneciendo completamente seguro; sería muy difícil para los misiles que operan desde la superficie atacarlo debido a la alta maniobrabilidad del aparato.
Se asumió que el LRV operará junto con el interceptor orbital Dyna Soar. Se suponía que los interceptores garantizarían la destrucción de los sputniks y los sistemas antisatélites del enemigo, después de lo cual el LRV atacaría.
Las ventajas del proyecto incluyen el mayor grado de supervivencia de la tripulación. El LRV, debido a su descenso controlado, era mucho más prometedor que el Gemini.
En caso de imposibilidad de descenso desde la órbita, el diseño del LRV proporcionó un elemento único: una cápsula de aterrizaje de maniobras que podría salvar a la tripulación.
Descripción técnica de la nave LRV:
El aparato LRV se dispuso como sigue. La tripulación durante el lanzamiento del vehículo a la órbita y su descenso desde la órbita debía ubicarse en una cápsula en forma de cuña en la parte delantera del vehículo. El propósito de la cápsula es controlar el aparato LRV desde ella en un vuelo regular y rescatar a la tripulación en caso de una emergencia durante el despegue y aterrizaje. Para ello, la cápsula albergaba cuatro asientos para los tripulantes y un panel de control, había sistemas de soporte vital de emergencia y suministro eléctrico. Había una escotilla en la parte superior de la cápsula a través de la cual la tripulación ingresaba a la cápsula antes del lanzamiento. En caso de emergencia, la separación de la cápsula de la estructura del aparato principal se llevó a cabo mediante la detonación de los pernos explosivos, tras lo cual entró en funcionamiento un motor cohete propulsor sólido con un empuje de unos 23 kg, ubicado en la parte trasera de la cápsula. El tiempo de funcionamiento del motor de emergencia fue de 000 segundos, esto fue suficiente para alejar la cápsula del vehículo abandonado a una distancia segura, mientras que la sobrecarga no superó los 10 g. La estabilización de la cápsula después de la separación del aparato principal se llevó a cabo utilizando cuatro desplegables
superficies de la cola. Una vez estabilizada la cápsula, se dejó caer el cono de la nariz y se abrió el paracaídas ubicado debajo, lo que proporcionó una velocidad de descenso de la cápsula de 7,6 m / s.
En el modo de aterrizaje normal de LRV, es decir durante el aterrizaje de un avión, el cono de la nariz de la cápsula se movió hacia abajo y abrió una ventana ranurada plana, proporcionando así una visión general del piloto. Esta ventana de la nariz también podría usarse para la visión hacia adelante mientras el LRV estaba en órbita. A la derecha de la cápsula estaba el compartimento de la tripulación y a la izquierda el compartimento de trabajo del aparato. A estos compartimentos se accede a través de las trampillas laterales de la cápsula. Las trampillas laterales se sellaron a lo largo de todo el perímetro. Durante la separación de emergencia de la cápsula del aparato principal, los dispositivos de sellado se destruyeron. La longitud de la cápsula era de 5,2 m, ancho - 1,8 m, peso vacío - 1322 kg, peso estimado con la tripulación en modo de aterrizaje de emergencia - 1776 kg.
El habitáculo estaba destinado a descansar a la tripulación y mantener su condición física al nivel requerido. En la pared trasera del compartimento había tres literas y una cabina de fontanería. El espacio en la parte inferior de los estantes se utilizó para almacenar las pertenencias personales de la tripulación. Al costado, al frente y a la derecha, había equipos de ejercicio para ejercicios físicos, una unidad de almacenamiento y preparación, una mesa para comer. En la esquina formada por la pared trasera del compartimento y la pared derecha de la cápsula de escape, había una esclusa de aire sellada, que permitía salir del vehículo al espacio abierto o al compartimento de armas.
En el compartimiento de trabajo, ubicado en el lado izquierdo del aparato, había una consola de comando con equipo de comunicación y seguimiento y una consola de operador. armas, desde donde se llevó a cabo tanto el lanzamiento de sus misiles como el control remoto de las armas de un satélite no tripulado. En la esquina del compartimento también había una esclusa de aire para ir al espacio exterior o al compartimento de armas. En el modo normal, la presión de aire en la cápsula, los compartimentos de vida y de trabajo se mantuvo en 0,7 atmósferas para que la tripulación pudiera trabajar y descansar sin trajes espaciales.
El compartimento de armas no presurizado ocupaba casi toda la mitad trasera del LRV, su volumen era suficiente tanto para almacenar cuatro misiles con ojivas nucleares como para que los miembros de la tripulación trabajaran en él para comprobar y preparar misiles para el lanzamiento. Los cohetes (dos a la izquierda y dos a la derecha) se montaron en dos rieles paralelos. Se ubicó un manipulador entre los pares de misiles a lo largo del eje longitudinal del aparato. Encima había una escotilla a través de la cual, utilizando un manipulador, los misiles se retiraban alternativamente y se fijaban en la parte trasera del LRV en posición de combate. Todo el trabajo de instalación de misiles en una posición de combate se llevó a cabo manualmente. En el caso de que el LRV, antes del uso de combate de misiles, recibiera una orden de regresar urgentemente al suelo, los misiles se separaron del vehículo principal y se dejaron en órbita para su uso posterior. Los misiles abandonados podrían ser lanzados de forma remota o recogidos por otros vehículos, después de lo cual podrían usarse como de costumbre.
El kit estándar de LRV también incluía un servicio de transporte para dos personas. Estaba almacenado en la bahía de armas y estaba destinado a ser visitado por un satélite no tripulado con fines de mantenimiento y reparación. Para moverse en el espacio, el transbordador tenía su propio motor cohete con un empuje de 91 kg.
Se utilizó tetróxido de nitrógeno N907O2 e hidracina N4H2 como combustible para el motor principal con un empuje de 4 kg, destinado a maniobrar y desorbitar, para el motor lanzadera y el motor del satélite no tripulado. Además, el mismo combustible se utilizó en los motores de cohetes del satélite no tripulado. El suministro principal de combustible (4252 kg) se almacenó en tanques LRV, el suministro de combustible en el transbordador fue de 862 kg, en un satélite no tripulado - 318 kg, en cohetes - 91 kg. La lanzadera se repostó cuando el aparato principal consumió su suministro de combustible. El combustible del transbordador se utilizó para repostar los tanques del satélite no tripulado durante los trabajos de mantenimiento y reparación. Los sistemas de combustible de misiles en modo combate estaban conectados permanentemente a los tanques de los satélites. Si los cohetes se dispararon o desconectaron para mantenimiento o reparación, entonces en el punto del conector, las tuberías se bloquearon con válvulas automáticas para evitar fugas de combustible. Las fugas totales de combustible durante seis semanas de servicio de combate se estimaron en 23 kg.
LRV tenía dos sistemas de suministro de energía separados: uno para garantizar el funcionamiento de los consumidores durante el lanzamiento y descenso de la órbita, el otro para garantizar el funcionamiento normal de todos los sistemas del vehículo durante 6 semanas en órbita.
El suministro de energía del vehículo en los modos de lanzamiento a órbita y desorbitación se realizó mediante baterías de plata-zinc, lo que permitió mantener una carga pico de 12 kW durante 10 minutos y una carga promedio de 7 kW durante 2 horas. El peso de la batería fue de 91 kg, su volumen no excedió los 0,03 m3... Una vez completada la misión, se planeó reemplazar la batería gastada por una nueva.
La planta de energía para la fase orbital del vuelo se desarrolló en dos versiones: sobre la base de una fuente en miniatura de energía atómica y sobre la base de un concentrador de energía solar del tipo "Girasol" ("Girasol"). La potencia total de los consumidores durante la operación en órbita fue de 7 kW.
En la primera versión, era necesario proporcionar una protección radiológica confiable para la tripulación del dispositivo, lo que era un problema bastante complicado. La fuente atómica de electricidad tuvo que activarse después de entrar en órbita. Antes del descenso de la nave espacial desde la órbita, se suponía que la fuente atómica debía dejarse en órbita y usarse en otra nave espacial para ser lanzada.
La planta de energía solar tenía un peso de 362 kg, el diámetro del concentrador de radiación solar, que se abrió en órbita, era de 8,2 m, el concentrador se orientó al Sol mediante un sistema de control de chorro y un sistema de seguimiento. El concentrador enfocó la radiación solar en el receptor-calentador del circuito primario, el fluido de trabajo en el que estaba el mercurio. El circuito secundario (vapor) tenía una turbina, un generador eléctrico y una bomba instalados en un eje. El calor residual del circuito secundario se arrojó al espacio exterior utilizando un radiador, cuya temperatura era de 260 ° C. El generador tenía una potencia de 7 kW y producía una corriente trifásica con un voltaje de 110 V y una frecuencia de 1000 Hz.
Al salir de la órbita, la nave espacial se somete a un intenso calentamiento. Los cálculos mostraron que la temperatura de la superficie inferior en este caso debería alcanzar los 1100 ° C, y en la superior - 870 ° C. Por ello, los desarrolladores de LRV han tomado medidas para protegerlo de las altas temperaturas. La pared del aparato era una estructura de múltiples capas. La piel exterior estaba hecha de aleación de alta temperatura F-48. A esto le siguió una capa de aislamiento térmico de alta temperatura, que redujo la temperatura a 538 ° C, seguida de un panel alveolar hecho de aleación de níquel. Luego vino el aislamiento térmico de baja temperatura, que redujo la temperatura a 93 ° C, y luego el revestimiento interior de una aleación de aluminio. El borde de la nariz del aparato con un radio de curvatura de 15 cm se cubrió con una pantalla térmica de grafito.
Pero hasta ahora, el proyecto LRV llama la atención por su sofisticación, que lo distingue favorablemente de otros proyectos de naves espaciales militares (en su mayor parte, no eran más que bocetos)
Todo comenzó en 1959 en la NASA, cuando, durante la discusión del programa de desarrollo de una nave espacial maniobrable (capaz de desorbitar de manera controlable), se propuso una forma en forma de disco como la que más satisfacía los requisitos de estabilidad térmica. Al analizar, resultó que un aparato en forma de disco sería más ventajoso en términos de protección térmica que un diseño convencional.
North American Aviation se hizo cargo del desarrollo del programa en la Base de la Fuerza Aérea Wright-Patterson desde 1959 hasta 1963.
El resultado del programa fue un avión en forma de disco con un diámetro de aproximadamente 12,2 metros con una altura en el centro de 2,29 metros. El peso de la nave espacial vacía fue de 7730 kg, el peso máximo de la nave espacial lanzada a la órbita fue de 20 kg, el peso de la carga útil fue de 411 kg, incluido el peso de los misiles: 12 kg. El aparato contenía: una cápsula de rescate, un habitáculo, un compartimento de trabajo, un compartimento de armas, un sistema de propulsión principal, una central eléctrica, tanques de oxígeno y helio. En el borde de fuga del LRV, se ubicaron superficies de control verticales y horizontales, con la ayuda de las cuales, después de la desorbita, se realizó un descenso controlado en la atmósfera. El aterrizaje tipo avión se realizó sobre un tren de aterrizaje de esquí de cuatro postes retráctil.
Por su diseño, se suponía que el LRV se convertiría en un bombardero orbital, un medio de lanzar un primer y desarmado ataque contra el enemigo. Se asumió que en vísperas del conflicto, este vehículo de combate se pondrá en órbita utilizando un cohete Saturno C-3. Con la capacidad de permanecer en órbita hasta por 7 semanas, el LRV podría patrullar durante mucho tiempo, completamente preparado para un ataque.
En caso de conflicto, LRV tuvo que reducir la altitud de la órbita y atacar el objetivo con 4 misiles nucleares. Cada cohete tenía un suministro de combustible para desorbitar el LRV y atacar un objeto terrestre. Se asumió que el LRV podría lanzar un ataque más rápido que cualquier otra arma de ataque en el arsenal de Estados Unidos y, al mismo tiempo, el enemigo tendría poco tiempo para reaccionar.
Las ventajas del proyecto fueron la excelente seguridad de la LRV. En 1959, los submarinos de misiles balísticos todavía se vieron obligados a acercarse a la costa enemiga. El LRV, por otro lado, podría atacar cualquier punto del planeta, permaneciendo completamente seguro; sería muy difícil para los misiles que operan desde la superficie atacarlo debido a la alta maniobrabilidad del aparato.
Se asumió que el LRV operará junto con el interceptor orbital Dyna Soar. Se suponía que los interceptores garantizarían la destrucción de los sputniks y los sistemas antisatélites del enemigo, después de lo cual el LRV atacaría.
Las ventajas del proyecto incluyen el mayor grado de supervivencia de la tripulación. El LRV, debido a su descenso controlado, era mucho más prometedor que el Gemini.
En caso de imposibilidad de descenso desde la órbita, el diseño del LRV proporcionó un elemento único: una cápsula de aterrizaje de maniobras que podría salvar a la tripulación.
Descripción técnica de la nave LRV:
El aparato LRV se dispuso como sigue. La tripulación durante el lanzamiento del vehículo a la órbita y su descenso desde la órbita debía ubicarse en una cápsula en forma de cuña en la parte delantera del vehículo. El propósito de la cápsula es controlar el aparato LRV desde ella en un vuelo regular y rescatar a la tripulación en caso de una emergencia durante el despegue y aterrizaje. Para ello, la cápsula albergaba cuatro asientos para los tripulantes y un panel de control, había sistemas de soporte vital de emergencia y suministro eléctrico. Había una escotilla en la parte superior de la cápsula a través de la cual la tripulación ingresaba a la cápsula antes del lanzamiento. En caso de emergencia, la separación de la cápsula de la estructura del aparato principal se llevó a cabo mediante la detonación de los pernos explosivos, tras lo cual entró en funcionamiento un motor cohete propulsor sólido con un empuje de unos 23 kg, ubicado en la parte trasera de la cápsula. El tiempo de funcionamiento del motor de emergencia fue de 000 segundos, esto fue suficiente para alejar la cápsula del vehículo abandonado a una distancia segura, mientras que la sobrecarga no superó los 10 g. La estabilización de la cápsula después de la separación del aparato principal se llevó a cabo utilizando cuatro desplegables
superficies de la cola. Una vez estabilizada la cápsula, se dejó caer el cono de la nariz y se abrió el paracaídas ubicado debajo, lo que proporcionó una velocidad de descenso de la cápsula de 7,6 m / s.
En el modo de aterrizaje normal de LRV, es decir durante el aterrizaje de un avión, el cono de la nariz de la cápsula se movió hacia abajo y abrió una ventana ranurada plana, proporcionando así una visión general del piloto. Esta ventana de la nariz también podría usarse para la visión hacia adelante mientras el LRV estaba en órbita. A la derecha de la cápsula estaba el compartimento de la tripulación y a la izquierda el compartimento de trabajo del aparato. A estos compartimentos se accede a través de las trampillas laterales de la cápsula. Las trampillas laterales se sellaron a lo largo de todo el perímetro. Durante la separación de emergencia de la cápsula del aparato principal, los dispositivos de sellado se destruyeron. La longitud de la cápsula era de 5,2 m, ancho - 1,8 m, peso vacío - 1322 kg, peso estimado con la tripulación en modo de aterrizaje de emergencia - 1776 kg.
El habitáculo estaba destinado a descansar a la tripulación y mantener su condición física al nivel requerido. En la pared trasera del compartimento había tres literas y una cabina de fontanería. El espacio en la parte inferior de los estantes se utilizó para almacenar las pertenencias personales de la tripulación. Al costado, al frente y a la derecha, había equipos de ejercicio para ejercicios físicos, una unidad de almacenamiento y preparación, una mesa para comer. En la esquina formada por la pared trasera del compartimento y la pared derecha de la cápsula de escape, había una esclusa de aire sellada, que permitía salir del vehículo al espacio abierto o al compartimento de armas.
En el compartimiento de trabajo, ubicado en el lado izquierdo del aparato, había una consola de comando con equipo de comunicación y seguimiento y una consola de operador. armas, desde donde se llevó a cabo tanto el lanzamiento de sus misiles como el control remoto de las armas de un satélite no tripulado. En la esquina del compartimento también había una esclusa de aire para ir al espacio exterior o al compartimento de armas. En el modo normal, la presión de aire en la cápsula, los compartimentos de vida y de trabajo se mantuvo en 0,7 atmósferas para que la tripulación pudiera trabajar y descansar sin trajes espaciales.
El compartimento de armas no presurizado ocupaba casi toda la mitad trasera del LRV, su volumen era suficiente tanto para almacenar cuatro misiles con ojivas nucleares como para que los miembros de la tripulación trabajaran en él para comprobar y preparar misiles para el lanzamiento. Los cohetes (dos a la izquierda y dos a la derecha) se montaron en dos rieles paralelos. Se ubicó un manipulador entre los pares de misiles a lo largo del eje longitudinal del aparato. Encima había una escotilla a través de la cual, utilizando un manipulador, los misiles se retiraban alternativamente y se fijaban en la parte trasera del LRV en posición de combate. Todo el trabajo de instalación de misiles en una posición de combate se llevó a cabo manualmente. En el caso de que el LRV, antes del uso de combate de misiles, recibiera una orden de regresar urgentemente al suelo, los misiles se separaron del vehículo principal y se dejaron en órbita para su uso posterior. Los misiles abandonados podrían ser lanzados de forma remota o recogidos por otros vehículos, después de lo cual podrían usarse como de costumbre.
El kit estándar de LRV también incluía un servicio de transporte para dos personas. Estaba almacenado en la bahía de armas y estaba destinado a ser visitado por un satélite no tripulado con fines de mantenimiento y reparación. Para moverse en el espacio, el transbordador tenía su propio motor cohete con un empuje de 91 kg.
Se utilizó tetróxido de nitrógeno N907O2 e hidracina N4H2 como combustible para el motor principal con un empuje de 4 kg, destinado a maniobrar y desorbitar, para el motor lanzadera y el motor del satélite no tripulado. Además, el mismo combustible se utilizó en los motores de cohetes del satélite no tripulado. El suministro principal de combustible (4252 kg) se almacenó en tanques LRV, el suministro de combustible en el transbordador fue de 862 kg, en un satélite no tripulado - 318 kg, en cohetes - 91 kg. La lanzadera se repostó cuando el aparato principal consumió su suministro de combustible. El combustible del transbordador se utilizó para repostar los tanques del satélite no tripulado durante los trabajos de mantenimiento y reparación. Los sistemas de combustible de misiles en modo combate estaban conectados permanentemente a los tanques de los satélites. Si los cohetes se dispararon o desconectaron para mantenimiento o reparación, entonces en el punto del conector, las tuberías se bloquearon con válvulas automáticas para evitar fugas de combustible. Las fugas totales de combustible durante seis semanas de servicio de combate se estimaron en 23 kg.
LRV tenía dos sistemas de suministro de energía separados: uno para garantizar el funcionamiento de los consumidores durante el lanzamiento y descenso de la órbita, el otro para garantizar el funcionamiento normal de todos los sistemas del vehículo durante 6 semanas en órbita.
El suministro de energía del vehículo en los modos de lanzamiento a órbita y desorbitación se realizó mediante baterías de plata-zinc, lo que permitió mantener una carga pico de 12 kW durante 10 minutos y una carga promedio de 7 kW durante 2 horas. El peso de la batería fue de 91 kg, su volumen no excedió los 0,03 m3... Una vez completada la misión, se planeó reemplazar la batería gastada por una nueva.
La planta de energía para la fase orbital del vuelo se desarrolló en dos versiones: sobre la base de una fuente en miniatura de energía atómica y sobre la base de un concentrador de energía solar del tipo "Girasol" ("Girasol"). La potencia total de los consumidores durante la operación en órbita fue de 7 kW.
En la primera versión, era necesario proporcionar una protección radiológica confiable para la tripulación del dispositivo, lo que era un problema bastante complicado. La fuente atómica de electricidad tuvo que activarse después de entrar en órbita. Antes del descenso de la nave espacial desde la órbita, se suponía que la fuente atómica debía dejarse en órbita y usarse en otra nave espacial para ser lanzada.
La planta de energía solar tenía un peso de 362 kg, el diámetro del concentrador de radiación solar, que se abrió en órbita, era de 8,2 m, el concentrador se orientó al Sol mediante un sistema de control de chorro y un sistema de seguimiento. El concentrador enfocó la radiación solar en el receptor-calentador del circuito primario, el fluido de trabajo en el que estaba el mercurio. El circuito secundario (vapor) tenía una turbina, un generador eléctrico y una bomba instalados en un eje. El calor residual del circuito secundario se arrojó al espacio exterior utilizando un radiador, cuya temperatura era de 260 ° C. El generador tenía una potencia de 7 kW y producía una corriente trifásica con un voltaje de 110 V y una frecuencia de 1000 Hz.
Al salir de la órbita, la nave espacial se somete a un intenso calentamiento. Los cálculos mostraron que la temperatura de la superficie inferior en este caso debería alcanzar los 1100 ° C, y en la superior - 870 ° C. Por ello, los desarrolladores de LRV han tomado medidas para protegerlo de las altas temperaturas. La pared del aparato era una estructura de múltiples capas. La piel exterior estaba hecha de aleación de alta temperatura F-48. A esto le siguió una capa de aislamiento térmico de alta temperatura, que redujo la temperatura a 538 ° C, seguida de un panel alveolar hecho de aleación de níquel. Luego vino el aislamiento térmico de baja temperatura, que redujo la temperatura a 93 ° C, y luego el revestimiento interior de una aleación de aluminio. El borde de la nariz del aparato con un radio de curvatura de 15 cm se cubrió con una pantalla térmica de grafito.
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