Невидимі комплекси Rocket Engineering: Part 5

Запускні приміщення – окремий цікавий аспект космічної техніки. По суті, ракета повинна бути зібрана, взята на стартову колодку, перевіряється ще раз, заправка, висаджувала екіпаж (якщо запуск керується) і запускається. І кожен з завдань викликів інженера Акуміна, наука матеріалів, сопромат та багато інших дисциплін.

Для того, щоб зрозуміти, що ми говоримо, необхідно пояснити умови, які використовуються і розповісти, як відбувається запуск пускового транспортного засобу.
Перш за все, до космічного порту доставляється стартовий транспортний засіб і вантажоперевезення. Запуск транспортного засобу практично завжди доставляється в розібраному вигляді, тому що легко транспортувати. Тоді ракетно-розвантажувальні навантаження зібрані в одну і перевіряють в спеціальному корпусі, який для різних ракет в різних країнах має безліч різних назв: МІК (складно-вимірювальний комплекс), технічне положення, технічний комплекс, ВАБ (Веретичне будівництво збірки), монтаж будівлі (складне будівництво) і т.д. Потім ракета перевізника, як правило, зібрана разом з перевантаженням, перевозиться на спеціальну платформу, з якої відбувається запуск. На сайті також є багато імен - стартовий комплекс, стартовий майданчик, стартовий комплекс тощо. Ракета, розміщена вертикально, дуже висока, тому є зазвичай сервісна вежа, яка дозволяє дістатися до правих місць на вже встановленому ракеті.

Чим менше ракети, тим простіше запускати комплекс і менше труднощів з ним. На дачі ракетного комплексу вся стартовий комплекс складається з плоскої бетонної платформи, підтримки ракети на невеликих ніжках і простої вежі технічного обслуговування:


V-2 і бічні сходи.



Більш розширена версія вежі сервісу. Конус внизу встановлюється для рівномірної емісії газів в сторони.

Навіть на мандатних ракетах не було особливих труднощів:


У 1961 р. перша художня місія була Меркурій-Редстон 3. Вежа рухається на рейки, технологія схожа на будівельний кран. Під стартовою підтримкою видно той же конус для рівномірної дисперсії газів.

В принципі для малих ракет цей підхід сьогодні живий. Невелика початкова вага - порівняно низька потужність двигуна і не проблема з видаленням газу, порівняно коротким впливом високої температури, що знижує вимоги до матеріалів.
р.

Космос-3 М ракета нещодавно знешкоджено. Ліворуч знаходиться сервісна вежа, праворуч - простий стартовий стіл.

У Заході це про те ж саме - невелика ракета може бути запущена промисловим краном:


Лівий Тавр, право Мінотаур В.

І починаємо з вищого, але все ж просто запускає об'єкт:


Лівий Тавр, право Мінотаур В.

Найбільш незвичайний ракетний комплекс - сімейство ракет "Р-7". По-перше, це єдиний комплекс, в якому ракета не на столі, але підвішена в середині. По-друге, на ранніх версіях стартера обертається до запуску. І по-третє, замість сервісної вежі зробили дві «халфські вежі», які, крім того, відлітають від ракети, перевернувшись в вертикальну площину. Чому були такі рішення?
Дуже добре описано Б.Є. Черток. У пакеті зібрані ракети сімейства Р-7, перші та другі етапи. І цей пакет був дуже погано встановлений на стартовому столі - він необхідний серйозне зміцнення хвостового відсіку, яка зайва вага і підвищена вітростійкість. Були навіть ідеї для побудови стіни навколо старту. Начерк транспортного пристрою, який вивів ракету і виклав на чотири запускні столи, один за одиницю, також не надихав нікого. І ось прийшов дуже гарну інженерну ідею. У польоті зусилля бокових блоків передається в центральний блок через їх верхні частини. Так чому б не повісити ракету під час запуску за однаковими енергетичними вузлами? У цьому випадку ракета при запуску відчуває такі ж навантаження, як у польоті, і не потрібно спеціальних заходів для зміцнення дизайну. І занурення ракети всередині ракети вирішує проблеми з вітровим навантаженням.
р.

Початкова схема таблиці. На самому дні є розклад для доступу персоналу, не показаний тут.

Параграф двох призначених для полегшення роботи системи управління. На момент розгортання ракети разом із запускною накладкою перед запуском було легше, ніж встановлення післяопераційної реверсії для аналогової системи управління. Тепер у віці комп'ютерів це анахронізм. На Байконур, столи здатні перетворювати, і це використовується як спадкування, так і на нових стартових комплексах (Куру, Востокни) столи вже без ротаційних пристроїв.
р.

Фото Запускний комплекс на Кугу.

Третя точка обумовлена постійними оновленнями ракет сімейства Р-7. На першому місці була проста однорівнева платформа:
р.

Коли R-7 став Востоком, додана мобільна башта обслуговування:


Для "Сунірісів" і "Легенінг" додано рівні:


Результат дещо прогнозований:


Це Плесецьк, є 9 рівнів, на Baikonur 8.
Великий малюнок, дуже красива.



Незважаючи на прекрасний вид, будинок не дуже комфортний. Відкриті сайти, продувають всі вітри, і працюють в холоді або нагріві – неприпустимо героїзм початкових розрахунків. Таким чином, коли почали будувати старт «знахідок» в м.Куру, вони розробили звичайну мобільну вежу (відбувається інший фактор, про це буде трохи пізніше):


Хороший результат роботи нової вежі призвело до того, що «Схід» буде таким же.

Окрема цікава дилема - перевезення ракети до запуску. І, звичайно, є багато можливих рішень, з їх плюсами і мінусами. По-перше, ракетний збір не може бути здійснений в будь-якому місці - зібрати відразу при запуску, перевірці та запуску. По-друге, ракета може бути зібрана горизонтально, взята до запуску, встановленого вертикально, і запущена. По-третє, ракета може бути зібрана вертикально, і прийнятий до запуску відразу в вертикальному положенні. Також можна змішати ці варіанти.

Перший варіант реалізований в основному для малих ракет (як це просто):


Таурус знову. На лівому, вкритому синім, першим кроком.

Він також експериментував з, раптом, по індіанці. Ракета PSLV була зібрана відразу на стартовому столі.

Гідності:

• Ви не повинні носити ракету для запуску.

Недоліки:

• Необхідно взяти монтажно-вимірювальний комплекс з початку.

Зрозуміло, що з зростанням розміру ракети МІК стає більш складним для перевезення, ніж ракета.

Другий варіант - радянська/російська школа, а також SpaceX. "Уніони", "Протони", "Космос", "N-1", "Енергія", "Зеніт" і "Фалкони" йдуть на початок в горизонтальному положенні. Транспортер також є інсталятором, і вертикалізує ракету.


Гідності:

• Довгий МІК легше будувати, ніж високий.
• На горизонтальному положенні легко їздити.

Недоліки:

• Ракета і перевантаження вимагають додаткової міцності згинання.

Третій варіант – школа США. Тоді вони приєдналися до Індії, Китаю, Європи.
663,40094

Довгий березень, манера версія, Китай.

Гідності:

• На ракетно-розвантажувальній силі діє тільки в напрямку «доступ».
• Для установки немає необхідності.

Недоліки:

• Для нас потрібен високий MIC.
• Трохи складніше перевезення.

Четвертий варіант - космодром Куру. Європейки часто не призначені для транспортування горизонтально. Для збереження ваги вони позбавлені міцності згинання. Але що якщо Союз призначений для горизонтального перевезення? Ми вирішили зробити гібридний метод - перші три етапи йдуть як звичайно, горизонтально, так і на старті встановлюються перевантаження з верхньою стадією. Це друга причина для мобільної вежі.
р.

Гідності:

• Поєднує зручність горизонтального перевезення та вертикального складання.

Недоліки:

• Чистий номер необхідний, міні-МІКС в башті обслуговування.

Наступне питання - вам потрібна вежа? Проведемо всі перевірки в МІК і запускаємо операції, щоб зробити автоматичне. У цьому випадку не буде ніхто і не потрібно прогулятися на вежі, і не потрібно буде будувати на всіх. Ідея приваблива, але як вона виходить, вона має свої недоліки. Вперше впроваджено в СРСР за ракету Zenit. Процес монтажу, заправки, підготовка до запуску та запуску був повністю автоматизований і не вимагає особи для роботи з головою та натисканням кнопки. Старт був простий і мінімальний:
6648589

Все буде добре, але такий старт, в першу чергу, не підходить для маніфестованих запусків. Для того ж "Зеніт", який вирішив зробити мангалом, довелося спорудити вежу "скекер":


Другий недолік полягає в тому, що нічого не можна зафіксувати на старті. Якщо є незначна відмова, яка при наявності вежі може бути скоригована на півгодини, ракета повинна бути вилучена з запуску і забрано до МІК. Вежа також відсутня від SpaceX, а ті, хто слідує за запусками Falcons, ймовірно, помітили, що запуски регулярно відкладаються на пізню дату. Звичайно, несправності відрізняються, і не все можна усунути на місці, але наявність вежі дозволяє швидко зафіксувати невеликі збої.

Вежа Dilemma 2 Ще одне питання, пов'язане з вежею, є його мобільністю. Для чого необхідно і розумно витрачати гроші, щоб башта могла відходити від початку? Тут керується інженерною доцільністю. Фіксована вежа повинна витримати ракетний вибух на старті. Мобільний повинен мати двигуни, колеса та рейки, а також систему розтягування та збору зв'язків та трубопроводів. Що простіше, дешевше і більше знайомих, вони роблять. У кожному проекті немає загальнонаціональних шкіл. Наприклад, Proton зробив мобільну вежу:
р.

Панорама пускового комплексу, вид з самого вершини вежі.

А за "Ангара" - вже стаціонарний:


У ТРЦ Gulliver Throne не можна ігнорувати пускові комплекси для ракет супергерої. Розмір і складність цих систем, а також технічних рішень, обраних, дивовижними.

американці, що працюють в традиції своєї школи вертикального складання та перевезення. Ключовим елементом був тракторний транспортер, який перевозив ракету разом з частиною стартового майданчика і башти обслуговування. Це менш добре відомо, але була ще одна половина вежі, яка була проведена таким же трактором.


"Саверн-В" з верхнім пусковим майданчиком та однією технічною вежею йде на старт. Друга вежа чекає на свою чергу в «задній кінець» доріг для трактора. На відстані можна побачити вертикальну збірку будівлі.

Невелика інженерна цікавість. Місія Аполлона до Skylab і Soyuz-Apollo використовували той же LC39 стартовий комплекс, але менша ракета Saturn-IB. Для того, щоб ракети стояти перед тими жилетами на значно більшому запускному об'єкті було зроблено «кідне крісло» - сільськогосподарська структура, яка підняла ракету на висоту Сатурн-В:


У рідних традиціях радянська ракета "N-1" була проведена горизонтальна позиція на гігантському монтажі двох локомотивів на паралельних рейках. Прийміть, що вежа була дещо незвична - досить мала.
р.

З початком розвитку багаторазових суден, пускові комплекси чекали такої ж долі - вони перетворилися в багаторазові кораблі з обох сторін океану.
У США дуже елегантна вежа була виготовлена з токарним елементом:


У СРСР був проведений комплекс двох веж:


Великі труби на лівій вежі - десантно-рятувальна система. Фото з сайту Buran.ru, авторські права повинні бути відрізані під час обрамлення.

Якщо ви уважно дивитесь на поверхні під стартовим столом у фотографіях, ви, ймовірно, помітили тунелі, отвори, депресії. Це газогенератори, необхідні для дивертних газів, що випромінюються ракетою. Для потужних важких ракетних двигунів досить простий конус під дном. Їх конструкція може бути різним, в Сполучених Штатах частіше використовується насипний стартовий стіл з газопроводами, що поливаються на рівні землі. Вода пом'якшує ударну хвилю і зменшує температурне навантаження на стіни. Наші газові генератори, як правило, сухі і розміщені нижче рівня землі. У квітні старт Falcon показав, що в разі використання бурових газопроводів, варто контролювати рівень рідини в них - ракета, запущена через грязовий фонтан, добре, що це не викликає проблем.


У висновку гарне відео затриманого запуску Zenit на Sea Launch. Ви можете побачити роботу стартових механізмів і випаровування льоду.


Це п'ятий пост циклу. Прямі посилання на попередні:

1. Перший пост.
2. Твердопаливні двигуни.
3. Види рідкого палива, геометричних розмірів, транспорту.
4. Схема двигуна і інтер'єри бака.

Джерела

1. КЕНСІ. Стартові та технічні комплекси.
2. CFC СРСР - унікальні фотографії.
3. Панорама сайту www.roscosmos.com
4. Спеціальне спасибі за чудові фотографії сайту loveopium.ru і блогер russos.

Джерело: habrahabr.ru/post/220977/