Американдық ғарыштық бағдарламаның алғашқы жылдарында негізгі міндет зымыран мен ғарыштық жүйелердің сипаттамаларын жақсарту болды. Техникалық параметрлердің өсуі елеулі қиындықтармен байланысты екені және ұшыру құнының өсуіне әкелуі керек екені тез арада белгілі болды. Бұл мәселенің қызықты шешімі Big Dumb Booster тұжырымдамасы түрінде ұсынылды.
Үлкен ақымақ зымыран
Сол кездегі зымырандық және ғарыштық жүйелердің жобалары жоғары техникалық күрделілігімен ерекшеленді. Жоғары сипаттамаларды алу үшін жаңа материалдар жасалды және енгізілді, барлық класты жабдықтардың перспективалы үлгілері жасалды, қозғалтқыштар жасалды және т.б. Мұның бәрі зымырандарды әзірлеу мен өндіру құнының өсуіне әкелді.
Есептеулер көрсеткендей, мұндай тәсілдерді сақтай отырып, жүкті алу құны кем дегенде сол деңгейде қалады немесе тіпті өсе бастайды. Экономикалық көрсеткіштерді сақтау немесе жақсарту үшін тұжырымдамалық деңгейдегі түбегейлі жаңа шешімдер қажет болды. Бұл бағыттағы алғашқы зерттеулер елуінші жылдардың соңында басталды және көп ұзамай нақты нәтиже берді.
NASA бірқатар жеке аэроғарыштық компаниялармен бірлесе отырып, озық жүйелер үшін бірнеше жаңа тұжырымдамалар жасады. Олардың бірі Big Dumb Booster деп аталды - «Үлкен ақымақ (немесе қарабайыр) ұшыру құралы».
Бұл тұжырымдаманың мәні зымыран тасығыштың және оның жеке компоненттерінің конструкциясын мүмкіндігінше жеңілдету болды. Ол үшін жаңаларын жасаудан бас тартып, тек жақсы меңгерілген материалдар мен технологияларды қолдану қажет болды. Сонымен қатар зымыранның өзі мен оның компоненттерінің конструкциясын жеңілдету қажет болды. Бұл ретте тасымалдаушыны көтеру, оның жүктемесін ұлғайту қажет болды.
Алғашқы есептеулер көрсеткендей, бұл конструкторлық және өндірістік тәсіл BDB -ге ұшыру кезінде шығындарды күрт төмендетуге мүмкіндік берді. «Дәстүрлі» келбеттің қолданыстағы және перспективалы зымырандарымен салыстырғанда, жаңа модельдер бірнеше есе үнемді болды. Өндірістің өсуі де күтілетін болды.
Осылайша, BDB күшейткіші тез құрастырып, іске қосуға дайындалып, содан кейін үлкен жүктемені орбитаға жібере алады. Дайындық пен іске қосу ақылға қонымды шығынмен болар еді. Мұның бәрі астронавтиканың одан әрі дамуына жақсы ынталандыру бола алады, бірақ алдымен принципті түрде жаңа жобаларды әзірлеу және енгізу қажет болды.
Негізгі шешімдер
BDB тұжырымдамасын әзірлеуге бірнеше зымырандық және ғарыштық технологияларды дамытушы ұйымдар қатысты. Олар зымыран тасығыштардың бірнеше жобаларын ұсынды және әр түрлі дайындық деңгейіне жеткізді. Ұсынылған үлгілер сыртқы түрінен немесе сипаттамаларынан бір -бірінен айтарлықтай ерекшеленді, бірақ сонымен бірге олардың бірқатар ортақ белгілері болды.
Зымыранның құнын жеңілдету және төмендету үшін жеңіл қорытпалардан емес, қол жетімді және жақсы меңгерілген болаттардан құрастыру ұсынылды. Ең алдымен, марингтік болаттар санатынан жоғары беріктігі мен созылмалы сорттары қарастырылды. Мұндай материалдар қажетті беріктік параметрлері мен ақылға қонымды құны бар үлкен ракеталарды жасауға мүмкіндік берді. Сонымен қатар, болат конструкцияларды көптеген компаниялардан тапсырыс беруге болады, соның ішінде. әр түрлі салалардан - авиациядан кеме жасауға дейін.
Ауыр жүктемесі бар үлкен ракета қуатты қозғалтқыш жүйесін қажет етті, бірақ мұндай өнімнің өзі өте қымбат және күрделі болды. Бұл мәселені отынның ең тиімді түрлерін қолдану арқылы, сондай -ақ қозғалтқыштың конструкциясын өзгерту арқылы шешу ұсынылды. Бұл саладағы негізгі идеялардың бірі турбопомпа қондырғыларынан бас тарту болды - сұйық отынды зымыран қозғалтқыштарының ең күрделі компоненттерінің бірі. Цистерналардағы қысымның жоғарылауына байланысты отын мен тотықтырғышты жеткізу жоспарланған болатын. Бұл шешімнің өзі айтарлықтай шығындарды үнемдеуге мүмкіндік берді.
Ұсынылған материалдар мен қорытпалар сәйкес потенциалға ие ірі құрылымдардың құрылысын қамтамасыз етті. Big Dumb Booster зымыранының жүктемесін 400-500 тоннаға дейін немесе одан да көбейтуге болады. Зымыран көлемінің ұлғаюымен ұшыру салмағындағы құрғақ массаның үлесі төмендеді, бұл жаңа табыстар мен қосымша үнемдеуге уәде берді.
Болашақта зымырандарды немесе олардың элементтерін қайта пайдалануға болады, бұл берік болаттарды қолдану арқылы жеңілдеді. Осыған байланысты ұшыру құнын қосымша төмендету жоспарланды.
Алайда, нақты нәтиже алу үшін зерттеу жұмыстарын аяқтау, содан кейін эксперименттік конструкцияны іске қосу қажет болды. Барлық қарапайымдылық үшін бұл кезеңдер ұзақ жылдарға созылуы мүмкін және қомақты қаржыландыруды қажет етеді. Соған қарамастан, ғарыш саласындағы кәсіпорындар тәуекелге бел буып, перспективалы «қарабайыр» ұшыру қондырғыларын құрастыра бастады.
Батыл жобалар
Жаңа үлгідегі алғашқы жобалар 1962 жылы пайда болды және оларды NASA мамандары бағалады. BDB -нің бұл вариациялары ортақ идеяларға негізделген, бірақ оларды әр түрлі жолмен қолданған. Атап айтқанда, тіпті бастапқы әдіс бойынша да айырмашылықтар болды.
Нағыз рекордшы General Dynamics жасаған NEXUS зымыраны болуы мүмкін. Бұл биіктігі 122 м және максималды диаметрі 45,7 м болатын 50 сатыдағы тұрақтандырғыштары бар бір сатылы зымыран-тасығыш болды, болжамды ұшыру салмағы 21,8 мың тоннаға жетті, төмен орбитаға шығаруға арналған жүк көтерілді. 900 тоннаға дейін. Басқа орбиталар үшін жүк көтергіштігі екі есе үлкен болды.
NEXUS зымыраны жүктемені орбитаға шығарып, сосын мұхиттарға парашют пен қатты отынмен қонатын қозғалтқыштардың көмегімен қонуы керек еді. Қызмет көрсеткеннен кейін мұндай БДБ жаңа рейсті орындай алады.
Сол жылы Aerojet компаниясының Sea Dragon жобасы пайда болды. Ол өте ауыр теңіз ұшыратын зымыран тасығышты ұсынды, ол үшін жеке ұшыру қондырғылары қажет емес еді. Бұған қоса, металл конструкцияларын жинаудың қажетті - аса күрделі емес технологиялары бар осындай зымырандарды шығаруға кеме жасау кәсіпорындарын тарту жоспарланды.
«Теңіз айдаһары» екі сатылы схемаға сәйкес салынған, екеуінде де жеңілдетілген зымыран қозғалтқыштары бар. Зымыранның ұзындығы 150 м, диаметрі - 23 м. Салмағы - шамамен. 10 мың тонна, пайдалы жүктеме - LEO үшін 550 тонна. Бірінші кезеңде 36 миллион кгс серпімді керосин-оттегі қозғалтқышы берілді. Жерге ұшыру кешенінің орнына неғұрлым ықшам жүйе ұсынылды. Ол бірінші сатының түбіне қажетті құрылғылар бекітілген үлкен балласты резервуар түрінде жасалды.
Дизайнерлер ойлағандай, Sea Dragon зымыранын кеме зауыты кәдімгі «кеме» материалдарынан жасауы керек еді. Содан кейін тартқыштың көмегімен көлденең күйдегі өнімді ұшыру алаңына сүйреп апару керек. Ракета жүйесі корпустың жартысына жуығы бар зымыранды горизонтальдан вертикаль күйге ауыстыруды қамтамасыз етті. Содан кейін айдаһар қозғалтқыштарды іске қосып, ұшып кете алады. Қадамдарды қайтару суға қонатын парашюттердің көмегімен жүзеге асырылды.
Арзан, бірақ қымбат
Үлкен мылқау күшейткіш зымыран тасығыштардың жобалары астронавтиканың одан әрі дамуы жағдайында үлкен қызығушылық тудырды. Алайда, оларды жүзеге асыру бірқатар сипаттамалық қиындықтармен байланысты болды, оларсыз қажетті нәтижеге жету мүмкін болмады. Техникалық ұсыныстар мен жобаларды байыпты бағалау барлық бағыттың жабылуына әкелді.
Aeroget, General Dynamics және басқа компаниялардан ұсынылған жобаларды одан әрі дамыту өте қиын тапсырма болды. «Арзан» зымыран жасау үшін жобаны әзірлеуге және ғарыштық қосымшаларға арналған қолданыстағы технологияларды бейімдеуге үлкен шығындар қажет болды. Сонымен қатар, жақын арада пайда болатын зымырандар қызығушылық тудырмады: жүздеген тонна көлеміндегі кез келген жүктеме жай ғана болған жоқ және таяу жылдары күтілмеді.
NASA нақты пайдасы жоқ жобаларға уақыт, ақша және күш жұмсауды орынсыз деп санады. Алпысыншы жылдардың ортасында BDB тақырыбы бойынша барлық жұмыстар тоқтатылды. Бұл жұмыстарға қатысушылардың кейбіреулері басқа тапсырмаларға арналған жобаларды қайта құруға тырысты, бірақ бұл жағдайда олар жалғасын алмады. Салық төлеушілерді қуанту үшін, БДБ бойынша жұмыс ерте тоқтатылды, күмәнді бағдарламаға аз ғана ақша жұмсалды.
Американдық астронавтиканың одан әрі дамуы көрсеткендей, ауыр және аса ауыр ұшыру қондырғылары өз пайдасын тапты, бірақ жүк көтергіштігі жүздеген тонна болатын жүйелер артық болды, сонымен қатар тым күрделі және қымбат болды - бастапқы жоспарларға қарамастан. Ғарышкерлік техниканың дамуы «Үлкен қарабайыр ракетасыз» жалғасты - және қажетті нәтиже көрсетті.
