Sutil complejidad de la cohetería: Parte 5. Bashny.Net

Sutil complejidad de la tecnología de misiles, Parte 5:
construcción inicial
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Los combustibles líquidos
Motores y tanques

La construcción inicial - un aspecto interesante aparte de la tecnología espacial. De hecho, es necesario para montar el cohete, asumir la plataforma de lanzamiento, puedes volver a intentarlo, la temporada, puesto que la tripulación (si el lanzamiento tripulado) y correr. Y cada una de las tareas de un reto de ingenio de la ingeniería, la ciencia de materiales, resistencia de materiales, y una variedad de otras disciplinas.





Introducción

Con el fin de dejar claro lo que está en juego, es necesario para explicar los términos utilizados y explicar, en general, cómo el lanzamiento de cohetes.
En primer lugar, el cohete portador y la carga útil se entrega al lugar de lanzamiento. Booster casi siempre entregado en partes, debido a que es más fácil de transportar. Entonces el cohete y la carga útil se recogen en uno y nos registramos en un edificio especial, que durante varios misiles en diferentes países tiene muchos nombres diferentes: MIC (montaje y facilidad de prueba), posición compleja técnica técnico, VAB (Vertical Asamblea de construcción, Edificio de la Asamblea ), edificio de ensamblaje (edificio de ensamblaje), etc. Entonces, aumentador de presión, típicamente en el montaje con la carga útil transportada a un área especial de la que el gatillo. Esta área también tiene muchos nombres - plataforma de lanzamiento, plataforma de lanzamiento, instalaciones de lanzamiento, etc. El cohete, establece verticalmente, una cosa muy alta, por lo que no suele ser llamados un Torre de servicio que permite el acceso a la ubicación deseada en el cohete instalado.

Cuando los cohetes eran pequeños

El más pequeño de la almohadilla de lanzamiento de cohetes de la dificultad más fácil y menos con él. En los albores de todo el complejo de lanzamiento de cohetes consistía en una plataforma de concreto plana, el apoyo para el cohete en las pequeñas piernas y la torre de servicio sin pretensiones.
V-2 y escaleras.



Una versión más avanzada de la torre de servicio. El cono está montado en la parte inferior para uniforme parte de eyección de gas.



Incluso en los lanzamientos tripulados desde el complejo de lanzamiento de pequeños cohetes no tuvo demasiada dificultad.
1961, el primer programa de la misión tripulada "Mercury» - «Mercury Redstone 3". Torre mueve sobre carriles, la tecnología es similar a una grúa de construcción. En el marco del apoyo en el hogar puede ver un cono de dispersión de gas uniforme.



En principio, los pequeños cohetes, este enfoque está vivo hoy. Un pequeño peso de lanzamiento es la potencia del motor relativamente pequeño y la ausencia de problemas con la evacuación de los gases es la exposición relativamente breve a altas temperaturas, lo que reduce las necesidades de material.

"Cosmos-3M", recientemente dado de baja. A la izquierda está la torre de servicio visible, a la derecha - una sencilla plataforma de lanzamiento.



En el oeste, sobre el mismo - pequeño misil se puede poner en el inicio de una grúa industrial
. Izquierda Tauro, el derecho Minotauro V.



Y que un mayor, pero sigue siendo una instalación de lanzamiento simple.
Izquierda Tauro, el derecho Minotauro V.



Como florecido
tulipán
Tal vez el complejo de lanzamiento más inusual - la familia de P-7 misiles '". En primer lugar, es el único complejo en el que el misil no está sobre la mesa, y se colgó sobre el medio. En segundo lugar, en las primeras versiones de la plataforma de lanzamiento se convierte por completo antes de comenzar. Y en tercer lugar, en lugar de la torre de servicio hizo dos "polubashni", que, además, se está alejando del cohete girando en un plano vertical. ¿Por qué se tomaron estas decisiones?
La decisión sobre el primer punto está muy bien descrito por BE Chertok. En la familia de misiles F-7, la primera y segunda etapas se ensamblan en un paquete. Y este paquete es muy mal instalado en la plataforma de lanzamiento - requiere sección de cola mejora seria, y tiene exceso de peso, y el aumento de la resistencia al viento. Incluso tuvo la idea de construir un muro alrededor de la salida. Dispositivo de transporte del bosquejo que está exportando el cohete y se puso en cuatro mesa de partida, uno por cada bloque lateral, también, nadie animó. Y luego hubo una muy hermosa idea de la ingeniería. En vuelo, los esfuerzos de los bloques laterales se transmiten a la unidad central a través de sus tapas. ¿Por qué no pasar un cohete en el inicio de estas mismas unidades de la policía? En este caso, el cohete en el inicio de experimentar la misma carga que durante el vuelo, y no es necesario adoptar medidas especiales para mejorar el diseño. Una zambullida en la plataforma de lanzamiento de cohetes resuelve problemas con la carga de viento.

Conducir plataforma de lanzamiento. En la parte inferior hay una mesa deslizante para acceso de personal, no se muestra aquí.



El apartado dos del problema proviene de la facilidad del sistema de control. Mientras que desplegar un misil con plataforma de lanzamiento antes de empezar que era más fácil de instalar que un giro después de la salida del sistema de control analógico. Ahora, en la era de las computadoras, es un anacronismo. Baikonur capaz de cambiar las tornas y utilizarlo como hereditaria, y los nuevos complejos de partida (Kura Este) tablas sin el dispositivo giratorio.

Fotos lanzan instalación en Kourou.



El tercer punto se debe a misiles actualizaciones constantes de la familia de "P-7." Primero fue una mera zona de un nivel:



Cuando la "R-7" fue el "Este", un tribunal de un solo nivel agregado torre de servicio móvil:



Para el "Sunrise" y "Lightning" Más niveles añadido:



El resultado es poco predecible :)
Se Plesetsk, luego 9 niveles en Baikonur 8.



A pesar de la hermosa vista, la construcción no es muy cómodo. Tierras abiertas, azotadas por el viento y trabajan en clima frío o caliente - es heroísmo cálculos a partir discretos. Torre móvil convencional Por lo tanto, cuando comenzaron a construir el comienzo de "sindicatos" en Kourou, diseñado (había otro factor, será un poco más tarde).
Buen resultado de la operación de la nueva torre ha llevado al hecho de que en el "Medio" será el mismo.



Las armas para la batalla volver a

Poseer un dilema interesante - es el transporte del cohete en la rampa de lanzamiento. Y, por supuesto, hay muchas soluciones posibles, con sus más y sus menos. En primer lugar, el conjunto de cohete puede generalmente no tomar - para reunir de inmediato en el lanzamiento, prueba y puesta en marcha. En segundo lugar, el cohete se puede montar en horizontal, la unidad para comenzar, lo puso en posición vertical, y vacío. En tercer lugar, el misil puede ser montado en posición vertical, y la unidad para iniciar de inmediato en una posición vertical. Y, usted puede mezclar estas opciones.
La primera forma de realización se realiza principalmente para los pequeños cohetes (porque es simple).

Ventajas:
No es necesario llevar un cohete en la salida.

Desventajas:
Tenemos que tomar distancia desde el inicio del montaje y la instalación de pruebas.

De nuevo Taurus. A la izquierda, cubierto de azul, la primera etapa.



La segunda opción - una escuela soviética / rusa, y SpaceX. "Uniones", "Protón", "espacio", "H-1", "Energía", "Zenit" y "Falcon'y" va a comenzar en una posición horizontal. El vehículo es también el instalador y el cohete vertikalizuet.
Ventajas:
Largo MIC construir más fácil de lo alto.
Llevar horizontal más fácil.

Desventajas:
A partir de la carga útil del cohete y resistencia a la flexión adicional requerida.



La tercera opción - una escuela de los Estados Unidos. Luego se les unió la India, China y Europa.
Ventajas:
En los cohetes y de la fuerza de carga útil actos únicamente en la dirección de "arriba hacia abajo».
No es necesario para el instalador y el proceso de verticalización.

Desventajas:
¿Necesitas más alta MIC.
Un transporte algo más complicado.

"Larga Marcha", una versión tripulada de China.



La cuarta opción - es el puerto espacial de Kourou. El hecho de que los satélites europeos a menudo simplemente no diseñados para el transporte en posición horizontal. Para ahorrar peso, carecen de la fuerza para doblar. Pero ¿y si la "Unión" está diseñado para el transporte horizontal? Decidimos hacer un método híbrido - las tres primeras etapas van como de costumbre, en posición horizontal, y la carga útil con la etapa superior que ya se encuentra en la salida. Esto - la segunda razón para la creación de la torre de servicio móvil
.
Ventajas:
Combina la comodidad del transporte horizontal y el montaje vertical.

Desventajas:
Requiere habitación limpia, mini-MIC mantenimiento torre.



Dilema torre

La siguiente pregunta es - ¿es necesario torre de servicio? Que todos los controles efectuados en el MIK, y las operaciones de puesta en marcha producen automático. En este caso, no hay nadie y no hay necesidad de caminar en la torre de servicio, y no tiene que construir. La idea atractiva, pero como se vio después, tiene sus inconvenientes. Su primera implementado en la Unión Soviética por el cohete "Zenit". El proceso de instalación, el abastecimiento de combustible, procesamiento de prelanzamiento y lanzamiento fue totalmente automatizados y no requiere más que un hombre de trabajo y la cabeza presionando nada. Empieza a tener una simple y mínima:



Todo es bueno, pero un comienzo en el primer lugar, no es adecuado para los lanzamientos tripulados. Por la misma "Zenith", que decidió hacer una tripulada, tuvo que construir una "pajarera" torre de servicio.
El segundo inconveniente - al comienzo no se puede arreglar. Si hay un pequeño fallo, que en presencia de la torre podría ser remediado en menos de media hora, el cohete tiene que disparar desde el principio y para llevar de nuevo a la MIC. La torre también está ausente de SpaceX, y los que ven se inicia Falcon'ov probablemente notó que comienza pospusieron regularmente para una fecha posterior. Por supuesto, el problema puede ser diferente, y no todo puede ser eliminado en el acto, pero la presencia de la torre hace que sea posible para corregir pequeños fallos rápidamente.



Dilema Torre 2

Otra pregunta, de nuevo asociado con la torre - es una cuestión de la movilidad. Por lo que es necesario y justificado que gastar dinero para asegurarse de que la torre podría moverse fuera desde el principio? Hay visitas conveniencia de ingeniería. Torre fija debe soportar la explosión de un cohete en el inicio. El móvil debe tener los mismos motores, ruedas y raíles, así como un sistema de estiramiento y la recogida de las comunicaciones y tuberías. ¿Qué sucede más fácil, más barato y más familiar, entonces lo hace. No hay escuelas nacionales en cada uno de los ingenieros del proyecto creen más cómodo. Por ejemplo, "Protón" hacer la torre móvil:



Y para "Angara" - es estacionaria:



Trono Gulliver

No se puede ignorar los complejos de lanzamiento de misiles superpesados. El las soluciones técnicas adoptadas simplemente increíble tamaño y la complejidad de estos sistemas, y.

Los norteamericanos actuaron en la tradición de su escuela - montaje y transporte vertical. Un elemento clave fue el tractor-transportador que lleva el cohete junto con parte de la plataforma de lanzamiento y mantenimiento de la torre. Es menos conocido, pero seguía siendo la segunda mitad de la torre, que condujo el mismo camión.

"Saturno-V» con la parte superior de la plataforma de lanzamiento y una torre iba a iniciar el servicio. La segunda torre está a la espera de su turno en un camino de "callejón sin salida" al tractor. A lo lejos se puede ver el edificio de ensamblaje vertical.



Pequeño curiosidad ingeniería. Misión "Apollo" a la estación "Skylab" y la misión de la "Soyuz-Apolo" utilizan el mismo LC39 plataforma de lanzamiento, pero un cohete más pequeño - Saturno-IB. Para cohete puso de polos opuestos de la misma en una construcción de lanzamiento mucho más grande se hizo "silla" - braguero, elevado el cohete a una altitud de "Saturno-V»:



Cohete soviético "H-1", también se hizo en la tradición nativa, se realizó en una posición horizontal en una locomotora gigante del instalador, dos carriles paralelos. ¿Es esa torre servicio era algo inusual - muy pequeña.



Desde el inicio del desarrollo de las instalaciones de lanzamiento de transporte que esperan la misma suerte - se convirtieron bajo las naves reutilizables en ambos lados del océano
. Los EE.UU. han hecho torre de servicio muy agraciado con un elemento giratorio:



En la URSS se hizo complejo de dos torres de lado a lado.
Grandes tubos en la torre izquierda - sistema de aterrizaje y la evacuación de emergencia de la tripulación.



Gazovody

Si usted echa un vistazo de cerca a la superficie de una plataforma de lanzamiento en las fotos, te habrás dado cuenta de los túneles, aberturas, huecos. Se gazovody que necesitaban para desviar los gases emitidos por el cohete. Para poderosos motores de misiles pesados ​​un cono sencillo en la parte inferior no es suficiente. El diseño de ellos puede ser diferente en los Estados Unidos a menudo utilizan una mesa de arranque a granel con gazovodami agua de riego a nivel del suelo. El agua suaviza la onda de choque y reducir la carga térmica en la pared. Nos gazovody normalmente seco y situado bajo el nivel del suelo. El abril de lanzamiento «Falcon'a» mostró que en el caso de las aguas subterráneas gazovodov regadío debe controlar el nivel de líquido en ellos - el cohete fue lanzado a través de la fuente de barro, así, que no causó problemas.

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Conclusión

Finalmente, un hermoso video comienzo lento "Zenith" en el "Sea Launch". Trabajo visible a partir de mecanismos y la evaporación de la caída de hielo.


End. ¡Gracias!



Fuente: