DH-1 [1] был около-2005 многоразовые двухступенчатое на орбиту ракеты Концепция , предложенная в книге The Rocket Company Патрик Дж Stiennon, Дэвид М. Hoerr, Даг Биркхольцем ( АИАА , 2005). Концепция описана в патенте США с истекшим сроком действия 5568901. [2] DH-1 так и не был построен, и его производственная компания AM&M также является вымышленной. В книге подчеркивается и делается попытка решить многие проблемы создания дешевого многоразового автомобиля с помощью конструкции DH-1. [ необходима цитата ]
The Rocket Company - это произведение фантастики, но наука , инженерия и политика , лежащие в основе конструкции DH-1, описываются как весьма осуществимые. [ согласно кому? ] Дизайн примечателен [ цитата необходима ] тем, что он пытается избежать новых или несуществующих чудо-технологий, полагаться на человеческий, а не на компьютерный контроль, учитывать возможную экономику очень небольшой полезной нагрузки в 5000 фунтов (2300 кг).способность (включая пилотную), использовать всплывающий профиль запуска первой стадии, продавать транспортное средство для «доступа к космосу», а не «доставки груза», и предлагать бизнес-план, целью которого является продажа DH- 1, а не пространство для полезной нагрузки на ракете-носителе компании, как в настоящее время является нормой. [ необходима цитата ]
Первый этап [ править ]
Первая ступень имеет цилиндрическую форму, ширину 25 футов (7,6 м) и высоту 30 футов (9,1 м). Он имеет вес пустого 40 000 фунтов (18 000 кг), несет 168 000 фунтов (76 000 кг) метана и кислорода и общую взлетную массу (GLOW) 209 000 фунтов (95 000 кг), включая вторую ступень. Он оснащен пятью маршевыми двигателями RL-60 и четырьмя маршевыми двигателями RL-10 и четырьмя небольшими реактивными десантными двигателями, все они модифицированы для сжигания метана. На старте он устанавливается на четырех внутренних пусковых рельсах с пневматическими амортизаторами, а не прикрепляется к стартовой раме с помощью разрывных болтов. Подъем DH-1, как только тяга превышает вес, позволяет избежать внезапных ударных нагрузок и позволяет ему вернуться на стартовую раму в случае критического отказа двигателя на первых нескольких метрах полета.
Полет функционально аналогичен DC-X . При запуске все 9 ракет запускаются, пока DH-1 не достигнет высоты 100 000 футов (~ 30 км). В этот момент RL-60 выключаются, и маршевые двигатели толкают ракету на высоту 200 000 футов (~ 60 км), где происходит разделение. Профиль полета на первой ступени почти полностью вертикальный, с небольшим боковым движением, чтобы оставаться выше зоны старта / посадки. Затем первая ступень возвращается на стартовую площадку, испытывая нагрев при возвращении, примерно сравнимый с SR-71, освобождение тормозного парашюта на высоте 120000 футов, замедление и посадку с тяговым усилием с 30-секундным запасом топлива на реактивных двигателях.
Второй этап [ править ]
Вторая ступень имеет форму конуса, шириной 20 футов (6,1 м), высотой 44 фута (13 м) и углом конуса 11,5 градусов. Он имеет вес пустого 17 000 фунтов (7700 кг), несет 82 000 фунтов (37 000 кг) водорода и кислорода и вес брутто 99 000 фунтов (45 000 кг) при разделении. Он оснащен двумя RL-60 и небольшой системой RCS. На высоте ступени воздух настолько разрежен, что двигатели могут быть оптимизированы для вакуума без потери производительности. Межбаковый отсек выполняет функции летной и грузовой кабины. Электроэнергия обеспечивается батареями и полосой солнечных панелей, которые расположены в верхней части кабины. Вход осуществляется в первую очередь с базы и защищен теплозащитным экраном.перед тем, как парафойл развернется и верхняя ступень скользит вниз в горизонтальном положении, чтобы приземлиться на трех опорах; два выходили из основания и один из носа.
Авиационные операции [ править ]
Очень желанная цель космических запусков - это возможность вывести на орбиту материалы и людей с такой же надежностью и сравнительной стоимостью, что и коммерческий воздушный транспорт. Для многоразовых транспортных средств существует потребность в транспортном средстве, которое работает как самолет, который можно повторно использовать, только заправляя его топливом. Компания Rocket развивает идею еще дальше и предлагает продавать автомобили как коммерческие автомобили по тем же правилам экспорта, что и Boeing 747.
После покупки DH-1 будет работать как специализированный самолет, который можно использовать так часто или так редко, как пожелает заказчик, подобно SR-71, Air Force One или БПЛА. Заказчик будет покупать не столько возможность запуска спутников, сколько полную космическую программу менее чем за 400 миллионов долларов (включая оборудование и DH-1) и ежегодную стоимость менее 100 миллионов долларов.
Надежность [ править ]
Ракета RL-60 представляет собой детандерный двигатель с замкнутым циклом и представляет собой увеличенную версию RL-10, одного из самых надежных двигателей, когда-либо созданных. Хотя этот тип двигателя не так способен генерировать такую же мощность, как SSME, он гораздо менее сложен и намного надежнее. Двигатели с расширительным циклом не нуждаются в компьютерных контроллерах, чтобы просто функционировать. Топливо, выходящее из колпаковой системы охлаждения двигателя, также не намного горячее, чем комнатная температура, и, следовательно, не вызывает такого большого ущерба, как форсажные камеры .
Современные материальные технологии не подходят для создания одноступенчатого транспортного средства, которое может выйти на орбиту, нести полезную нагрузку и вернуться на Землю в состоянии для повторного запуска. DH-1 решает эту проблему, разделяя задачу между двумя этапами, обеспечивая безопасную работу в пределах известных материалов и известных методов работы. Таким образом, автомобиль в стиле DH-1 может быть спроектирован с учетом надежности и безопасности, а не абсолютных характеристик за счет этих критериев. [ необходима цитата ]
Финансовые соображения [ править ]
При ориентировочной стоимости производства 65 миллионов долларов и продажной цене 250 миллионов долларов затраты на разработку в размере ~ 3 миллиардов долларов могут быть окуплены примерно за 20 продаж. Затраты на запуск были оценены от 1 млн долларов (частые запуски) до 100 млн долларов (один раз в год) в зависимости от того, как часто машина эксплуатировалась, при этом стартовые мощности стоили 100 млн долларов и располагались внутри круга длиной в 1 милю. Компания Rocket утверждает, что в глобальном масштабе такие продажи возможны. В качестве потенциальных клиентов предлагаются НАСА, ВВС США, страны НАТО, такие как Великобритания, Франция, Германия и Япония, а также частные фирмы, такие как Virgin Galactic или Bigelow Aerospace.
Rocket Company утверждает, что с рядом надежных транспортных средств, конкурирующих на открытом рынке, цена в конечном итоге должна упасть до фактической стоимости запуска, составляющей менее 200 долларов за фунт. [ необходима цитата ]
Помимо LEO [ править ]
Разгонный блок предназначен для работы в космосе и для дозаправки там. При наличии космической станции для хранения топлива орбитальный DH-1 может быть заправлен топливом после 17 запусков. Соединение двух таких заправляемых ступеней нос к носу позволит доставить ~ 35 000 фунтов (16 тонн) к поверхности Луны, поверхности Марса или геостационарной орбите и вернуться на станцию. Из-за потребности в топливе стоимость для этих мест в 6 раз превышает стоимость для LEO. [ необходима цитата ]
Предлагались также варианты с вытянутой кабиной и откидной носовой частью. Первый мог быть оборудован на орбите для перевозки людей с относительным комфортом в длительных полетах, а второй мог использоваться для перевозки крупногабаритного груза, который не проходил бы через обычный грузовой люк. Для межпланетных полетов в книге предлагалось использовать один RL-60, модифицированный для работы на метане, который был оснащен удлинителем колпака двигателя, который был съемным для обеспечения аэродинамического разрушения. [ необходима цитата ]
Ссылки [ править ]
- ^ Ракетная компания; Американский институт аэронавтики и астронавтики; ISBN 1-56347-696-7
- ↑ Двухступенчатая ракета-носитель и метод запуска по траектории - Гейтс, Уильям Генри
