Proyecto Rascal - lanzamiento aéreo encargado por la Fuerza Aérea de los Estados Unidos.
En un artículo de 04.02.2017. Vehículo aéreo no tripulado hipersónico multimodo "Hammer"
Había un enlace al proyecto Rascal:
Dado que el tema parece ser lectores interesados, propongo considerar este proyecto en un artículo separado.
La Fuerza Aérea de EE. UU. Emitió una aplicación MNS * en 2001 (en adelante, los términos y las abreviaturas están marcados con un asterisco, que se explican al final del artículo), que describen los requisitos para un "Sistema de lanzamiento de espacio operacionalmente adaptativo" (ORS *).
Los requisitos de MNS incluían las siguientes tareas básicas:
- rápido tiempo de respuesta de la misión (lanzamiento);
- la posibilidad de lanzamiento (lanzamiento de naves espaciales *) desde cualquier latitud del territorio de los Estados Unidos y sus aliados;
- accesibilidad (costo de producción de 1 kg MO * por LEO *) tanto en función de cada misión como del bajo costo general del programa (I + D).
/ previsión de las necesidades del mercado de lanzamiento /
En respuesta al MNS, además de tener en cuenta las necesidades comerciales anticipadas del mercado de lanzamiento espacial, se propusieron varios conceptos que satisfacen estos requisitos.
El más realista fue el proyecto basado en el principio de inicio "aéreo".
Rascal-Responsive Access Small Cargo Affordable Launch, que fue apoyado por la financiación de DARPA.
Lanzamiento aéreo (BC): un método para lanzar cohetes o aviones desde una altura de varios kilómetros, a la que se entrega el vehículo de lanzamiento. El vehículo de entrega con mayor frecuencia sirve como otro avión, pero también se puede usar un globo o aeronave.
Las principales ventajas de la aeronave:
- Como regla general, este sistema (o su parte) es reutilizable, con un costo bastante bajo de retiro de PN * al LEO. Esto se debe al hecho de que la primera etapa técnicamente más compleja es la más cara;
- Utiliza el hecho de que el "freebie" nos lo da el universo, y específicamente la atmósfera. Más bien, las propiedades de la atmósfera cuando los cuerpos físicos se mueven o están en ella: fuerza de elevación y / o fuerza arquimediana, es decir, aquellos factores que para los lanzadores verticales convencionales son una molestia;
El sistema de la aeronave no está vinculado al complejo de lanzamiento (SC) ni a la posición de lanzamiento (SP), en términos generales, al costoso cosmódromo con toda la infraestructura. Y, en consecuencia, no hay referencia a la latitud de lanzamiento (dolor de cabeza de la URSS y ahora Rusia).
El hecho es que existe una ley física tan desagradable:
La inclinación inicial de la órbita no puede ser menor que el ancho del cosmódromo.
Es costoso y, a veces, imposible construir un SC (SP, cosmódromo) en todas partes. Por otro lado, los aeródromos (WFP) cubren casi todo el mundo.
En teoría, se puede utilizar y portaaviones. Algún tipo de combinación de "Sea Launch" y el sol (lanzamiento espacial lanzado por aire).
En el sistema de las Fuerzas Armadas, de hecho, se puede utilizar cualquier pista, tanto militar como civil, de la categoría necesaria:
Ejemplo:
El peso total de despegue del sistema VKS no es superior a 60 toneladas. El Boeing 737-800 tiene un peso total de despegue de 79 toneladas. PMA con capacidad para aceptar Boeing 737-800, solo civiles en los EE. UU. Para 13000 (tenemos alrededor de 300), y con pistas militares, más aeropuertos 15 000.
- El sistema de lanzamiento espacial en el aire es varias veces menos crítico para las condiciones climáticas que el PH de lanzamiento vertical (no puede maniobrar en el rango, sensible al viento, velocidad 500 t. Los motores verticales de 0 km / s alcanzan 5 km / s en altitudes en 120 km, presión La atmósfera (corte de la boquilla) afecta el empuje / UI, etc.);
-Logística (todos los elementos, incluidos los aviones y el transporte aéreo), los componentes de combustible: los componentes de combustible habituales para las aeronaves de nuestro tiempo;
Incluso más que eso: la aeronave (transportista) puede llegar a la fábrica, allí es PROFESIONAL y en condiciones de invernadero donde se instala, prueba y verifica el producto, la aeronave regresa al punto de partida (WFP) y allí, al alcanzar la altura, el nivel que 12-15 realiza. reabastecimiento de combustible, luego aceleración, la maniobra de "deslizamiento" y el lanzamiento de la etapa orbital.
El sistema VKS, de hecho, no necesita "traer" un cohete, hacer el PI / TEAS, y el MIC mismo, de hecho, no es necesario:
- Inicio rápido;
- El bajo costo de los componentes del sistema y la producción comercial bien establecida de los mismos;
- Aspecto ecológico (zonas de exclusión bajo escalones decrecientes del PH);
- Existe una categoría de satélites que no pueden abandonar el territorio del país de origen de los satélites, o el cliente (incluso si se requiere cierta latitud de lanzamiento);
-Miniaturización de satélites (cada vez menos en tamaño y masa).
Plataforma Cube-Sat como ejemplo.
-Cualquier universidad (o individuo) puede permitirse correr aquí y ahora, cuando él lo necesita, y no entonces "cuando recolectamos suficiente carga útil";
etcétera
Hay desventajas:
- La pequeña masa del MON mostrado y las limitaciones en el tamaño de la nave espacial;
- Prácticamente (debido a las limitaciones de masa y tamaño del portador) solo se pueden lograr HOO o órbitas más altas, con una disminución significativa en la masa del PN;
- Dificultades tanto de los cálculos como del rendimiento de un transportista capaz de soportar velocidades cercanas e hipersónicas (calefacción, protección térmica, aerodinámica, etc.);
- Lastre transportable constantemente (stock de combustible para regresar y aterrizar la primera etapa);
-Los demás;
Lanzado en marzo de 2002, el proyecto RASCAL es un intento, con el apoyo y bajo los auspicios de TTO * DARPA, de desarrollar un sistema de lanzamiento espacial de lanzamiento aéreo parcialmente reutilizable que pueda entregar rápida y regularmente la carga útil a NOU a un precio muy económico.
La fase II (fase de desarrollo del programa 18-mes) se lanzó en marzo 2003, con la elección de la corporación de cohetes espaciales SLC (Irwin, California), como contratista general e integrador de sistemas.
El concepto RASCAL se basa en la arquitectura Spacelift basada en aire, que consiste en un avión reutilizable:
y un cohete de un solo uso (etapa superior) (ELV *), que en este caso se llama ERV *:
En una forma compleja en ese momento se representaba de la siguiente manera:
Los motores turborreactores de un vehículo reutilizable se fabrican en una versión forzada, conocida de 50-ies como MIPCC *.
La tecnología MIPCC es perfecta para lograr altos números de Mach cuando se vuela en la atmósfera.
Después de alcanzar velocidades casi hipersónicas en vuelo horizontal, la aerolínea realiza una maniobra aerodinámica del tipo “deslizamiento dinámico” (Maniobra de zoom) y produce un lanzamiento exo-atmosférico (desde altitudes más de 50 km) de un cohete desechable (etapa de aceleración).
La alta potencia del turbofan con tecnología MIPCC no solo permite un diseño simplificado de ERV de dos etapas, sino que también reduce significativamente los requisitos estructurales para ERV, que con este perfil de salida no experimenta cargas aerodinámicas significativas.
Se prevé que la puesta en marcha del costo posterior sea inferior a $ 750 000 para entregar una carga útil de 75 kg a una NOU.
Debido a su flexibilidad, simplicidad y bajo costo, la arquitectura RASCAL puede soportar un ciclo de lanzamiento entre misiones de menos de 24 horas.
En el futuro, se pretende utilizar la variante con un sistema reutilizable de segunda etapa.
Dato interesante: en 2002, el presidente de Destiny Aerospace, Tony Materna, inspirado por el dinero y las perspectivas de DARPA, se prendió fuego para utilizar el caza de dardos de Delta Dart deltavente estadounidense existente y retirado. .
Tony Matern se basó en la Davis Monthan AFB AZ cuando inspeccionó a los "solicitantes".
La idea era bastante robusta y fácilmente implementada.
De hecho, la modificación de Convair F-106B en 60-s ya se ha probado con la tecnología MIPCC. Si no me equivoco, fue desarrollado y probado en él.
Es una pena (desde el punto de vista de la ingeniería) que el proyecto RASCAL basado en F-106, que se implementó rápidamente y se implementó rápidamente, no despegó luego de casi dos años de investigación.
Lea el borrador final de esa propuesta.
La pequeña flota de los siete F-106 voladores restantes disponibles de Davis Monthan AFB AZ se redujo primero a 4 unidades (tres F-106 se transfirieron para exhibiciones en museos en Castle CA, Hill AFB, UT y Edwards AFB, CA) y Tony Matern nunca se interesó e invirtió.
Lea más sobre el F-106 aquí:
Luchador-interceptor F-106 y Su-15 "Guardianes del cielo"
Me recuerda a nuestros dos MIG-XNUMHD, que "llegaron" a Kazajstán y acaban de terminar su ciclo de vida.
Ishim estaba basado en Kontakte, que estaba prácticamente incorporado en el hardware:
La primera prueba nacional exitosa de un portaaviones: una edición con experiencia "07-2" con la suspensión de un cohete regular "79М6", con aer.Saryshagan sobre un grupo de polígonos Beth-Pak Dala. 26 julio 1991.
Y los discos, sin poner el cohete en la trayectoria de intercepción, se dispararon alrededor de las unidades 20.
Nota: la idea de Tomi Matern no es "hundirse en el olvido". StarLab y CubeCab planean organizar la entrega de pequeños satélites a la órbita terrestre baja utilizando misiles impresos con 3D y técnicas de lanzamiento aéreo. La tarea principal de CubeCab será aumentar la velocidad de lanzamiento de naves espaciales en miniatura mediante el uso de los antiguos cazas de interceptor F-104 Starfighter y el vehículo de lanzamiento de bajo costo 3D.
Aunque el F-104 voló por primera vez en el distante año 1954, la carrera de este honrado avión puede extenderse, y no por primera vez. Debido a la alta tasa de accidentes, la aeronave comenzó a retirarse masivamente del servicio en los 70, pero las altas características de vuelo permitieron que el automóvil se mantuviera como una plataforma de prueba y un simulador de vuelo de la NASA hasta la mitad de los 90.
Varios F-104 actualmente son operados por el operador privado de Starfighters Inc.
La excelente velocidad de ascenso y el techo alto hacen del F-104 una plataforma adecuada para lanzar cohetes de sondeo.
El costo estimado por ejecución es $ 250 000. Esto está lejos de ser barato, pero mucho más rentable que el uso de vehículos de lanzamiento grandes con carga útil incompleta.
El proyecto RASCAL fue cerrado por DARPA a favor del proyecto ALASA, que también se cerró en 2015 a favor del proyecto XS-1.
Lanzamiento DARPA- Noviembre 2015
Términos y abreviaturas marcados con "*":
MNS - Declaración de necesidad de misión= Requisito oficial (solicitud)
ORS - Spacelift operativamente sensible = sistema de lanzamiento de nave espacial con respuesta rápida
Sol: lanzamiento aéreo, VKS (lanzamiento espacial en el espacio) = lanzamiento aeroespacial.
Rascal - Lanzamiento accesible de carga pequeña y asequible = Un sistema de lanzamiento de naves espaciales asequible basado en el aire con tiempos de respuesta rápidos.
KA - nave espacial
LEO (NOE)
hacer clic LEO (NOE) - órbita terrestre baja (órbita terrestre baja))
Mon - carga útil
Pista - pista
ELV - vehículo de lanzamiento prescindible = sistema de lanzamiento único
vehículo de lanzamiento prescindible (ELV)
ERV - Vehículo Rocket Gastable
ELR - Vehículo cohete desechable = vehículo de lanzamiento único (lanzamiento bajo masivo - pequeño LV
Mipcc - Enfriamiento de compresor de inyección masiva
La tecnología consiste en rociar agua solo en la parte delantera de las palas del compresor del motor J-75, tan pronto como el avión se acerca a Mach 3. Esto conduce a la refrigeración del aire sobrecalentado en la entrada del motor, como si engañara al motor, simulando su funcionamiento en un número de Mach más bajo.
La inyección de agua también aumenta la densidad del flujo a través del motor, así como su volumen (segundo consumo). El resultado-TRD proporciona más tracción, más rápido se mueve el avión.
El aumento de empuje es teóricamente posible en 100%, 200% y 300%, dependiendo de la cantidad de agua inyectada. Este método también permite que J-75 TRD funcione a altitudes mucho más altas que sus estimaciones de diseño.
TTO - Oficina de Tecnología Táctica (DARPA)
Documentos utilizados, fotos y videos:
www.nasa.gov
www.yumpu.com
en.wikipedia.org
www.faa.gov
www.space.com
www.darpa.mil
robotpig.net
www.456fis.org
www.f-106deltadart.com
www.aerosem.caltech.edu
www.universetoday.com
www.spacenewsmag.com
www.geektimes.ru (mi página es Anton @AntoBro)
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