846
Непристойні труднощі ракетної техніки: Частина 5.
Невидимі комплекси Rocket Engineering: Part 5
Попередні частини:
Невидимі складові космічних технологій
Двигуни твердого палива
Види рідкого палива
Двигуни та резервуари
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.
Вступ
Для того, щоб зрозуміти, що ми говоримо, необхідно пояснити умови, які використовуються і розповісти, як відбувається запуск пускового транспортного засобу.
Перш за все, запускний транспортний засіб і перезавантаження доставляються до космічного порту. Запуск транспортного засобу практично завжди доставляється в розібраному вигляді, так як легко транспортувати. Тоді ракетно-розвантажувальні навантаження зібрані в одну і перевіряють в спеціальній будівлі, яка для різних ракет в різних країнах має безліч різних назв: МІК (складно-вимірювальний комплекс), технічне положення, технічний комплекс, ВАБ (Вертична Асамблея Будівля), монтажна будівля (складне будівництво) і т.д. Потім ракета перевізника, як правило, збираються 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 річ, тому є зазвичай сервісна вежа, яка дозволяє дістатися до правих місць на вже встановленому ракеті.
Коли ракети мали
Чим менша ракета, тим простіше пускового комплексу і менш складність 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 кермових загонах з пусковими комплексами малих ракет не було особливо складно.
У 1961 р. перша художня місія була Меркурій-Редстон 3. Вежа рухається на рейки, технологія схожа на будівельний кран. Під стартовою підтримкою видно той самий конус для рівномірної дисперсії газів.
3610Р. 4200Р.
В принципі для малих ракет цей підхід сьогодні живий. Невелика початкова вага означає порівняно низьку потужність двигуна і не проблема з видаленням газу, порівняно коротким впливом високої температури, що знижує вимоги до матеріалів.
Космос-3 M ракета нещодавно знешкоджено. На лівій стороні знаходиться сервісна вежа, праворуч - простий стартовий стіл.
На заході, так само, правда: невелика ракета може бути запущена промисловим краном.
Лівий Тавр, право Мінотаур В.
І починаємо з вищого, але все ж просте запускове приміщення.
Лівий Тавр, право Мінотаур В.
Р
Як цвітуть тюльпан
Можливо, найбільш незвичайний ракетний комплекс 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 з 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 стартові столи, один для кожного бокового агрегату, також не надихав нікого. А потім 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 тими самими енергетичними вузлами? У цьому випадку ракета при запуску відчуває однакові навантаження, як і в польоті, і не потрібно спеціальних заходів для зміцнення дизайну. І занурення ракети всередині ракети вирішує проблеми з вітровим навантаженням.
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 з запускною накладкою перед запуском було легше, ніж встановлення післявідведення в експлуатацію для аналогової системи управління. 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.
Фото Запускний комплекс в Кугу.
Третя точка обумовлена постійними оновленнями ракет сімейства Р-7. На першому місці була проста однорівнева платформа:
Коли R-7 став Востоком, додана мобільна башта обслуговування:
Для «Суніріс» і «Легенінг» додано рівні:
Результат дещо передбачуваний :)
Це Плесецьк, є 9 рівнів, на Baikonur 8.
Незважаючи на прекрасний вид, будинок не дуже комфортний. Сайти відкриті, продувають всі вітри, і працюють в холоді або нагріві – неприпустимо героїзм початкових розрахунків. Таким чином, коли вони почали будувати старт «знахідок» в м.Куру, вони розробили звичайну мобільну вежу (відбувається інший фактор, про це трохи пізніше).
Хороший результат роботи нової вежі призвело до того, що «Схід» буде таким же.
Зброя йдуть назад, щоб боротися
Ще одна цікава дилема перевозить ракету для запуску. І, звичайно, існує безліч можливих рішень, з їх плюсами і мінусами. По-перше, ракетна збірка не може бути здійснена в будь-якому місці - зібрати відразу при запуску, перевірці і запуску. По-друге, ракета може бути зібрана горизонтально, взята до запуску, встановленого вертикально і запущено. По-третє, ракета може бути зібрана вертикально, і прийнятий до запуску відразу в вертикальному положенні. Також можна змішати ці параметри.
Перший варіант реалізується в основному для малих ракет.
Гідності:
Ви не повинні носити ракету для запуску.
Недоліки:
Необхідно взяти монтажно-вимірювальний комплекс з початку.
Таурус знову. На лівому, вкритому синім, першим кроком.
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 легше їздити.
Недоліки:
Ракета і навантаження вимагають додаткового згинання сил.
Третій варіант – школа США. Тоді вони приєдналися до Індії, Китаю, Європи.
Гідності:
На ракетно-розвантажувальній силі діє тільки в напрямку «доступ».
Для установки немає необхідності.
Недоліки:
Ми повинні мати високий MIC.
Трохи складніше перевезення.
Довгий березень, керований варіант, Китай.
Четвертий варіант - космодром Куру. Європейки часто не призначені для транспортування горизонтально. Щоб зберегти вагу, вони не вистачає міцності на вигин. Але що якщо Союз призначений для горизонтального перевезення? Ми вирішили зробити гібридний метод - перші три етапи йдуть як звичайні, горизонтально, так і на старті встановлена навантаження з верхньою стадією. Це друга причина для мобільної вежі.
Гідності:
Поєднує зручності горизонтального перевезення та вертикального складання.
Недоліки:
Для чистої кімнати міні-МІКС в сервісній вежі.
Вежа дилема
Наступне питання є, вам потрібна вежа? Проведемо всі перевірки в МІК, та запускаємо операції, щоб зробити автоматичне. У цьому випадку не буде ніякого і не потрібно ходити на вежу, і не потрібно буде будувати на всіх. Ідея приваблива, але як вона виходить, вона має свої недоліки. В СРСР за ракету Zenit. Процес монтажу, заправки, підготовка до запуску та запуску було повністю автоматизовано і не вимагає особи для роботи з головою та натисканням кнопки. Старт був простий і мінімальний:
Все буде добре, але таке початок, по-перше, не підходить для маніфестованих запусків. Для того ж «Зеніт», який вирішив зробити мангалом, довелося будувати вежу «вукер».
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 видалена 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, а не все можна усунути на місці, але наявність вежі дозволяє швидко зафіксувати невеликі збої.
Дилема вежа 1 час
Ще одне питання, що 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 збирання зв'язків та трубопроводів. Що простіше, дешевше і більше знайомих, вони роблять. Не існує загальнонаціональних шкіл, а в кожному проекті інженери роблять те, що вони думають зручніше. Наприклад, для «Протону» зробили мобільну вежу:
А за "Ангара" - вже стаціонарний:
ТРЦ Gulliver
Ми не можемо ігнорувати пускові комплекси для ракетних ракет. 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 відомо, але була ще одна половина вежі, яка була проведена таким же трактором.
«Сатурн-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 виготовлено «кідне крісло» - сільськогосподарську структуру, яка підняла ракету на висоту Сатурн-В:
р.
У рідних традиціях радянська ракета «Н-1» була проведена горизонтальна позиція на гігантському монтажі двох локомотивів на паралельних рейках. Прийміть, що вежа була дещо незвична - досить мала.
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.
газ-гіди
Якщо ви уважно дивитесь на поверхні під стартовим столом у фотографіях, ви, ймовірно, помітили тунелі, отвори, відступи. 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.
Додано до [mergetime]1398759603[/mergetime]
Висновок
У висновку гарне відео затриманого запуску Zenit на Sea Launch. Ви можете побачити роботу стартових механізмів і випаровування льоду.
Кінець. Дуже дякую.
Джерело:
Попередні частини:
Невидимі складові космічних технологій
Двигуни твердого палива
Види рідкого палива
Двигуни та резервуари
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.
Вступ
Для того, щоб зрозуміти, що ми говоримо, необхідно пояснити умови, які використовуються і розповісти, як відбувається запуск пускового транспортного засобу.
Перш за все, запускний транспортний засіб і перезавантаження доставляються до космічного порту. Запуск транспортного засобу практично завжди доставляється в розібраному вигляді, так як легко транспортувати. Тоді ракетно-розвантажувальні навантаження зібрані в одну і перевіряють в спеціальній будівлі, яка для різних ракет в різних країнах має безліч різних назв: МІК (складно-вимірювальний комплекс), технічне положення, технічний комплекс, ВАБ (Вертична Асамблея Будівля), монтажна будівля (складне будівництво) і т.д. Потім ракета перевізника, як правило, збираються 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 річ, тому є зазвичай сервісна вежа, яка дозволяє дістатися до правих місць на вже встановленому ракеті.
Коли ракети мали
Чим менша ракета, тим простіше пускового комплексу і менш складність 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 кермових загонах з пусковими комплексами малих ракет не було особливо складно.
У 1961 р. перша художня місія була Меркурій-Редстон 3. Вежа рухається на рейки, технологія схожа на будівельний кран. Під стартовою підтримкою видно той самий конус для рівномірної дисперсії газів.
3610Р. 4200Р.
В принципі для малих ракет цей підхід сьогодні живий. Невелика початкова вага означає порівняно низьку потужність двигуна і не проблема з видаленням газу, порівняно коротким впливом високої температури, що знижує вимоги до матеріалів.
Космос-3 M ракета нещодавно знешкоджено. На лівій стороні знаходиться сервісна вежа, праворуч - простий стартовий стіл.
На заході, так само, правда: невелика ракета може бути запущена промисловим краном.
Лівий Тавр, право Мінотаур В.
І починаємо з вищого, але все ж просте запускове приміщення.
Лівий Тавр, право Мінотаур В.
РЯк цвітуть тюльпан
Можливо, найбільш незвичайний ракетний комплекс 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 з 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 стартові столи, один для кожного бокового агрегату, також не надихав нікого. А потім 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 тими самими енергетичними вузлами? У цьому випадку ракета при запуску відчуває однакові навантаження, як і в польоті, і не потрібно спеціальних заходів для зміцнення дизайну. І занурення ракети всередині ракети вирішує проблеми з вітровим навантаженням.
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 з запускною накладкою перед запуском було легше, ніж встановлення післявідведення в експлуатацію для аналогової системи управління. 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.
Фото Запускний комплекс в Кугу.
Третя точка обумовлена постійними оновленнями ракет сімейства Р-7. На першому місці була проста однорівнева платформа:
Коли R-7 став Востоком, додана мобільна башта обслуговування:
Для «Суніріс» і «Легенінг» додано рівні:
Результат дещо передбачуваний :)
Це Плесецьк, є 9 рівнів, на Baikonur 8.
Незважаючи на прекрасний вид, будинок не дуже комфортний. Сайти відкриті, продувають всі вітри, і працюють в холоді або нагріві – неприпустимо героїзм початкових розрахунків. Таким чином, коли вони почали будувати старт «знахідок» в м.Куру, вони розробили звичайну мобільну вежу (відбувається інший фактор, про це трохи пізніше).
Хороший результат роботи нової вежі призвело до того, що «Схід» буде таким же.
Зброя йдуть назад, щоб боротися
Ще одна цікава дилема перевозить ракету для запуску. І, звичайно, існує безліч можливих рішень, з їх плюсами і мінусами. По-перше, ракетна збірка не може бути здійснена в будь-якому місці - зібрати відразу при запуску, перевірці і запуску. По-друге, ракета може бути зібрана горизонтально, взята до запуску, встановленого вертикально і запущено. По-третє, ракета може бути зібрана вертикально, і прийнятий до запуску відразу в вертикальному положенні. Також можна змішати ці параметри.
Перший варіант реалізується в основному для малих ракет.
Гідності:
Ви не повинні носити ракету для запуску.
Недоліки:
Необхідно взяти монтажно-вимірювальний комплекс з початку.
Таурус знову. На лівому, вкритому синім, першим кроком.
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 легше їздити.
Недоліки:
Ракета і навантаження вимагають додаткового згинання сил.
Третій варіант – школа США. Тоді вони приєдналися до Індії, Китаю, Європи.
Гідності:
На ракетно-розвантажувальній силі діє тільки в напрямку «доступ».
Для установки немає необхідності.
Недоліки:
Ми повинні мати високий MIC.
Трохи складніше перевезення.
Довгий березень, керований варіант, Китай.
Четвертий варіант - космодром Куру. Європейки часто не призначені для транспортування горизонтально. Щоб зберегти вагу, вони не вистачає міцності на вигин. Але що якщо Союз призначений для горизонтального перевезення? Ми вирішили зробити гібридний метод - перші три етапи йдуть як звичайні, горизонтально, так і на старті встановлена навантаження з верхньою стадією. Це друга причина для мобільної вежі.
Гідності:
Поєднує зручності горизонтального перевезення та вертикального складання.
Недоліки:
Для чистої кімнати міні-МІКС в сервісній вежі.
Вежа дилема
Наступне питання є, вам потрібна вежа? Проведемо всі перевірки в МІК, та запускаємо операції, щоб зробити автоматичне. У цьому випадку не буде ніякого і не потрібно ходити на вежу, і не потрібно буде будувати на всіх. Ідея приваблива, але як вона виходить, вона має свої недоліки. В СРСР за ракету Zenit. Процес монтажу, заправки, підготовка до запуску та запуску було повністю автоматизовано і не вимагає особи для роботи з головою та натисканням кнопки. Старт був простий і мінімальний:
Все буде добре, але таке початок, по-перше, не підходить для маніфестованих запусків. Для того ж «Зеніт», який вирішив зробити мангалом, довелося будувати вежу «вукер».
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 видалена 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, а не все можна усунути на місці, але наявність вежі дозволяє швидко зафіксувати невеликі збої.
Дилема вежа 1 час
Ще одне питання, що 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 збирання зв'язків та трубопроводів. Що простіше, дешевше і більше знайомих, вони роблять. Не існує загальнонаціональних шкіл, а в кожному проекті інженери роблять те, що вони думають зручніше. Наприклад, для «Протону» зробили мобільну вежу:
А за "Ангара" - вже стаціонарний:
ТРЦ Gulliver
Ми не можемо ігнорувати пускові комплекси для ракетних ракет. 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 відомо, але була ще одна половина вежі, яка була проведена таким же трактором.
«Сатурн-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 виготовлено «кідне крісло» - сільськогосподарську структуру, яка підняла ракету на висоту Сатурн-В:
р.У рідних традиціях радянська ракета «Н-1» була проведена горизонтальна позиція на гігантському монтажі двох локомотивів на паралельних рейках. Прийміть, що вежа була дещо незвична - досить мала.
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.
газ-гіди
Якщо ви уважно дивитесь на поверхні під стартовим столом у фотографіях, ви, ймовірно, помітили тунелі, отвори, відступи. 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.
Додано до [mergetime]1398759603[/mergetime]
Висновок
У висновку гарне відео затриманого запуску Zenit на Sea Launch. Ви можете побачити роботу стартових механізмів і випаровування льоду.
Кінець. Дуже дякую.
Джерело: