Войти
Аэрооболочка Viking 1 Aeroshell - это жесткий теплозащитная оболочка, которая помогает замедлить и защищает космический корабль от давления, тепла и возможных обломков, создаваемых сопротивлением во время входа в атмосферу (см. теория тупого тела ). Его основные компоненты состоят из теплозащитного экрана (носовой части) и задней оболочки. Тепловой экран поглощает тепло, вызванное сжатием воздуха перед космическим кораблем во время его входа в атмосферу. Задняя часть корпуса несет доставляемую нагрузку, а также важные компоненты, такие как парашют, ракетные двигатели, и контрольную электронику, такую как инерциальный измерительный блок, который контролирует ориентация снаряда при спуске с парашютом.
Его назначение используется во время EDL или входа, спуска и посадки, процесса миссии космического корабля. Во-первых, аэрооболочка замедляет космический корабль, когда он проникает в атмосферу планеты. Тепловой экран поглощает возникающее трение. Во время спуска парашют раскрывается и теплозащитный экран снимается. Ракеты, расположенные в задней части корпуса, запускаются для уменьшения снижения космического корабля. Подушки безопасности также надуваются, чтобы смягчить удар. Космический корабль отскакивает от поверхности планеты сразу после первого удара. Лепестки посадочного модуля космического корабля раскрываются после спуска и втягивания подушек безопасности. Связь на протяжении всего этого процесса передается назад и вперед от центра управления полетом и реального космического корабля через антенны с низким усилением, которые прикреплены к задней части корпуса и на нем. На этапах входа, спуска и посадки на Землю посылаются тональные сигналы, чтобы сообщить об успешном или неудачном выполнении каждого из этих критических шагов.
Аэрооболочки являются ключевым компонентом космических зондов, которые должны приземлиться в целости и сохранности. поверхность любого объекта с атмосферой. Они использовались во всех миссиях по возвращению полезных грузов на Землю (если считать систему тепловой защиты космического корабля как аэрооболочку). Они также используются для всех миссий по высадке на Марс, Венеру, Титан и (в самом крайнем случае) зонд Galileo на Юпитер.
Аэрооболочка состоит из двух основных компонентов: теплозащитного экрана, или носовой части, которая расположена в передней части аэродинамической оболочки, и задняя оболочка, которая расположена в задней части аэрозольной оболочки. Тепловой экран аэрооболочки обращен в направлении тарана (вперед) во время входа космического корабля в атмосферу, что позволяет ему поглощать высокую температуру, вызванную сжатием воздуха перед ним. Backshell действует как финализатор для инкапсуляции полезной нагрузки. Кожух обычно содержит парашют, пиротехнические устройства вместе с их электроникой и батареями, инерциальный измерительный блок и другое оборудование, необходимое для входа и спуска конкретной миссии., и последовательность посадки. Парашют расположен на вершине задней оболочки и замедляет космический корабль во время EDL. Система пиротехнического управления выпускает такие устройства, как гайки, ракеты и парашютный миномет. Инерциальный измерительный блок сообщает об ориентации задней части корпуса, пока он покачивается под парашютом. Ретроретки, если они есть, могут помочь в конечном спуске и посадке космического корабля; в качестве альтернативы или дополнительно посадочный модуль может иметь ретроковые ракеты, установленные на его собственном корпусе для использования в терминале спуска и посадки (после того, как задний корпус был сброшен). Другие ракеты могут быть оборудованы для обеспечения горизонтальной силы задней части корпуса, помогая ориентировать его в более вертикальное положение во время основного горения ретракетной ракеты.
Цель полета космического корабля определяет, какой полет требования необходимы для обеспечения успеха миссии. Эти требования к полету: замедление, нагрев, точность удара и посадки. Космический корабль должен иметь максимальное значение замедления, достаточно низкое, чтобы сохранить самые слабые места его корабля, но достаточно высокое, чтобы проникать в атмосферу без отскока. Конструкция космического корабля и масса полезной нагрузки влияют на то, какое максимальное замедление он может выдержать. Эта сила представлена буквой g, или ускорением свободного падения Земли. Если его структура достаточно хорошо спроектирована и изготовлена из прочного материала (например, стали), то она может выдерживать большее количество перегрузок. Однако необходимо учитывать полезную нагрузку. Тот факт, что конструкция космического корабля может выдерживать высокие перегрузки, не означает, что его полезная нагрузка может. Например, полезная нагрузка космонавтов может выдержать только 12 г, или в 12 раз больше их веса. Значения, превышающие этот базовый уровень, приведут к смерти. Он также должен выдерживать высокие температуры, вызванные огромным трением, возникающим при входе в атмосферу с гиперзвуковой скоростью. Наконец, он должен иметь возможность проникать в атмосферу и точно приземляться на местности, не пропуская цель. Более ограниченная зона приземления требует более строгой точности. В таких случаях космический корабль будет более обтекаемым и будет иметь более крутой угол траектории входа в атмосферу. Эти факторы в совокупности влияют на коридор входа в атмосферу, область, в которой космический корабль должен перемещаться, чтобы избежать сгорания или отскока от атмосферы. Все вышеперечисленные требования выполняются за счет рассмотрения, проектирования и корректировки конструкции и траектории космического корабля.
На общую динамику аэрооболочек влияют силы инерции и сопротивления, как это определено в этом уравнении: ß = m / CdA, где m определяется как масса аэрооболочки и соответствующие нагрузки, а CdA определяется как величина силы лобового сопротивления, которую аэрооболочка может создать во время набегающего потока. В целом, β определяется как масса, деленная на силу сопротивления (мас. Единиц на единицу площади сопротивления). Более высокая масса на единицу площади лобового сопротивления приводит к тому, что вход, спуск и посадка аэрозольной оболочки происходят в низких и плотных точках атмосферы, а также сокращаются возможности по высоте и запас по времени для посадки. Факторы, которые увеличиваются во время EDL, включают тепловую нагрузку и скорость, которые заставляют систему принудительно адаптироваться к увеличению тепловых нагрузок. Такое положение уменьшает полезный приземлились массовую возможность входа, спуска и посадки, так как увеличение тепловой нагрузки приводит к более тяжелым и опорной конструкции тепловой защиты системы (TPS) от AeroShell. Также необходимо учитывать статическую устойчивость, поскольку необходимо поддерживать высоту с большим сопротивлением. Вот почему требуется стреловидная аэрооболочечная передняя часть, а не тупая; предыдущая форма обеспечивает существование этого фактора, но также уменьшает площадь перетаскивания. Таким образом, возникает компромисс между сопротивлением и стабильностью, который влияет на конструкцию формы аэрооболочки. Отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению также является еще одним фактором, который необходимо учитывать. Идеальный уровень для соотношения подъемной силы и сопротивления не равен нулю.
Воздушная тарелка ВВС США на всеобщем обозрении в Ракетном парке на Ракетном полигоне Уайт-Сэндс.Аэрозольная оболочка программы планетарного входа в парашют (PEPP) НАСА, испытанная в 1966 году, была создана для испытания парашютов для программы посадки на Марс Вояджер. Чтобы смоделировать тонкую марсианскую атмосферу, парашют необходимо было использовать на высоте более 160 000 футов над Землей. аэростат, запущенный из Розуэлла, штат Нью-Мексико, первоначально использовался для подъема аэрозольной оболочки. Затем аэростат направился на запад к ракетному полигону Уайт-Сэндс, где транспортное средство было сброшено, и двигатели под ним подняли его до требуемой высоты, где парашют был раскрыт.
Позже программа «Вояджер» была отменена и заменена гораздо меньшей программой «Викинг» несколько лет спустя. НАСА повторно использовало название «Вояджер» для зондов «Вояджер-1 » и «Вояджер-2 » к внешним планетам, которые не имели ничего общего с Марсом Программа "Вояджер".
Сверхзвуковой замедлитель низкой плотности или LDSD - космический аппарат, предназначенный для создания атмосферное сопротивление для замедления при входе в атмосферу планеты. По сути, это транспортное средство в форме диска, внутри которого находится надувной воздушный шар в форме пончика. Использование этого типа системы может позволить увеличить полезную нагрузку.
Он предназначен для помощи космическому кораблю в замедлении перед посадкой на Марс. Это делается путем надувания воздушного шара вокруг транспортного средства для увеличения площади поверхности и создания атмосферного сопротивления. После достаточного замедления парашют на длинном тросе разворачивается для дальнейшего замедления транспортного средства.
Транспортное средство разрабатывается и испытывается в Лаборатории реактивного движения НАСА. Марк Адлер - руководитель проекта.
Воспроизвести мультимедиа Видео с испытательного полета 2014 года Испытательный полет состоялся 28 июня 2014 года, когда испытательный автомобиль был запущен с Тихоокеанского ракетного полигона ВМС США в Кауаи, Гавайи, в 18:45 UTC (08:45 по местному времени). Высотный гелиевый шар, который при полном надувании имеет объем 1 120 000 кубических метров (39 570000 кубических футов), поднял транспортное средство на высоту примерно 37 000 метров (120 000 футов). Транспортное средство оторвалось в 21:05 UTC (11:05 по местному времени), и четыре небольших твердотопливных ракетных двигателя раскрутили его для обеспечения устойчивости.
Через полсекунды после раскрутки автомобиль Твердотопливный двигатель Star 48B загорелся, разогнав машину до Маха 4 на высоте примерно 55 000 метров (180 000 футов). Сразу после сгорания ракеты еще четыре ракетных двигателя уничтожили машину. После замедления до 3,8 Маха развернулся 6-метровый (20 футов) трубчатый сверхзвуковой надувной аэродинамический замедлитель (конфигурация SIAD-R). SIAD предназначен для увеличения атмосферного сопротивления транспортного средства за счет увеличения площади поверхности его передней стороны, тем самым увеличивая скорость замедления.
При замедлении до 2,5 Маха (примерно 107 секунд после развертывания SIAD) сверхзвуковой диск Парусный парашют (SSDS) был развернут для дальнейшего замедления транспортного средства. Этот парашют имеет диаметр 33,5 метра (110 футов), что почти в два раза больше, чем тот, который использовался для миссии Марсианской научной лаборатории. Однако после развертывания он начал разрываться, и машина врезалась в Тихий океан в 21:35 UTC (11:35 по местному времени) со скоростью от 32 до 48 километров в час (от 20 до 30 миль в час). Все аппаратное обеспечение и регистраторы данных были восстановлены. Несмотря на инцидент с парашютом, миссия была признана успешной; основная цель заключалась в подтверждении летной годности испытательного аппарата, в то время как SIAD и SSDS были вторичными экспериментами.
Еще два испытательных полета LDSD состоятся в середине 2015 г. Тихоокеанский ракетный полигон. Они будут сосредоточены на технологиях SIAD-E и SSDS на высоте 8 метров (26 футов) с учетом уроков, извлеченных в ходе испытаний 2014 года. Планируемые изменения парашюта включают более округлую форму и усиление конструкции. Вскоре после входа парашют оторвался.
Художественное впечатление о Викинге, выпускающем посадочный модуль в аэрозольной оболочке (Дон Дэвис ).
Марсианская научная лаборатория гигантский тепловой щит.
Деталь теплозащитного экрана Аполлона-12 на выставке в Музее авиации и космонавтики Вирджинии.
33,5-метровый сверхзвуковой кольцевой парусный парашют
6-метровый SIAD-R
8 -метр SIAD-E
«Для экономии топлива в космосе инженеры НАСА предписывают аэрозахват». НАСА. 2006-08-17. Проверено 17 февраля 2007 г.
