Войти
 | |
 Rotary Rocket ATV на постоянной экспозиции на космодроме Mojave | |
| Промышленность | Аэрокосмическая промышленность |
|---|---|
| Прекращение деятельности | 2001 |
| Ключевые люди | Гэри Хадсон. Бевин МакКинни |
| Продукция | Roton |
Rotary Rocket Company была ракетной компанией, которая разработала концепцию Ротон в конце 1990-х как полностью многоразовую одноступенчатую систему вывода на орбиту (SSTO) с экипажем <13 человек.>космический корабль. Первоначально дизайн был разработан Бевином МакКинни, который поделился им с Гэри Хадсоном. В 1996 году была создана компания Rotary Rocket Company для коммерциализации концепции. Ротон предназначался для сокращения затрат на запуск полезных нагрузок на низкую околоземную орбиту в десять раз.
Компания собрала значительный венчурный капитал от инвесторов-ангелов и открыла завод со штаб-квартирой на территории площадью 45000 квадратных футов (4200 м) в Mojave Air. и Космический порт в Мохаве, Калифорния. Фюзеляж для их автомобилей был изготовлен Scaled Composites в том же аэропорту, а компания разработала новую конструкцию двигателя и систему посадки вертолетного типа. Полномасштабный испытательный аппарат совершил три полета на воздушной подушке в 1999 году, но компания исчерпала свои средства и закрыла свои двери в начале 2001 года.
Бевин МакКинни несколько лет размышлял об идее ракеты-носителя с лопастями вертолета, когда журнал Wired попросил Гэри Хадсона написать статью об этой концепции. Получившаяся в результате статья привела к обязательству финансирования со стороны миллиардера Уолта Андерсона, которое было объединено с первоначальными инвестициями автора Тома Клэнси и позволило компании начать работу. Хадсон и МакКинни присоединились к соучредителям, а также Энн Хадсон, которые вместе основали компанию в октябре 1996 года.
Гэри Хадсон и Бевин Маккинни изначально планировали объединить ракету-носитель с вертолетом: вращающиеся лопасти несущего винта, приводимые в движение концевые реактивные двигатели, поднимали бы аппарат на самой ранней стадии пуска. Как только плотность воздуха уменьшится до такой степени, что полет вертолета станет непрактичным, аппарат продолжит подъем на чистой мощности ракеты, а ротор будет действовать как гигантский турбонасос.
. Расчеты показали, что лопасти вертолета незначительно увеличивают эффективную удельный импульс (Isp) примерно на 20–30 секунд, по существу только выводя лопасти на орбиту «бесплатно». Таким образом, во время восхождения от этого метода не было никакой пользы. Однако лопасти можно было использовать для мягкой посадки транспортного средства, поэтому его система посадки не требовала дополнительных затрат.
Одна проблема, обнаруженная во время исследований в Ротари, заключалась в том, что после того, как аппарат покинул атмосферу, потребуется дополнительная тяга. Таким образом, потребуется несколько двигателей как в основании, так и на концах ротора.
Эта первоначальная версия Roton была разработана для рынка малых спутников связи. Однако этот рынок рухнул, о чем свидетельствует отказ Iridium Communications. Следовательно, концепцию Roton необходимо было переработать для более тяжелых грузов.
Переработанная и переработанная концепция Ротон представляла собой ракету-носитель конической формы с несущим винтом наверху для использования только во время посадки. Внутренний грузовой отсек можно было использовать как для перевозки грузов на орбиту, так и для доставки других на Землю. Прогнозируемая цена вывода на орбиту этой конструкции составляла 1000 долларов за килограмм полезной нагрузки, что составляет менее одной десятой от нынешней цены запуска. Грузоподъемность была ограничена до относительно скромных 6000 фунтов (2700 кг).
В доработанной версии использовался уникальный вращающийся кольцевой аэрокосмический двигатель : двигатель и основание ракеты-носителя вращались на высокой скорости (720 об / мин ) для перекачки топлива и окислителя на обод вращением. В отличие от посадочного винта, из-за малого угла сопел в основном роторе скорость вращения самоограничивалась и не требовала системы управления. Поскольку плотность LOX (жидкий кислород ) была выше, чем у керосина, с LOX было доступно дополнительное давление, поэтому его можно было бы использовать для охлаждения горла двигателя и других компонентов, а не использовать керосин в качестве охлаждающей жидкости, как в обычной ракете с LOX / керосином. Однако при высоких уровнях G на внешнем крае вращающегося блока цилиндров ясность в отношении того, как LOX будет работать в качестве охлаждающей жидкости, была неизвестна и трудно проверить. Это добавило еще одного уровня риска.
Кроме того, вращающийся выхлоп действовал как стена на внешнем крае основания двигателя, понижая температуру основания ниже температуры окружающей среды из-за эффекта эжекторного насоса и создавая на дне присоски в атмосфере. Этого можно было избежать с помощью подпиточного газа для создания базового давления, что потребовало бы дополнительного ракетного двигателя для заполнения основания основного ракетного двигателя. (Подобные проблемы могли бы возникнуть в обычном аэрокосмическом двигателе, но там естественная рециркуляция плюс использование выхлопа турбонасосного газогенератора в качестве подпиточного газа в значительной степени решило бы проблему "для бесплатно. ")
На ободе 96 миниатюрных реактивных двигателей выбрасывают горящие порохы (LOX и керосин ) вокруг обода основания транспортного средства, что дает транспортному средству дополнительную тягу при большая высота - действует как усеченное аэродинамическое сопло нулевой длины. Подобная система с невращающимися двигателями была исследована для ракеты Н1. Это приложение имело гораздо меньшую базовую площадь и не создавало эффекта всасывания, который вызывает более крупный периферийный двигатель. Двигатель Roton имел расчетное значение вакуума ISP(удельный импульс) ~ 355 секунд (3,48 км / с), что очень много для двигателя LOX / керосин, и отношение тяги к весу 150, что составляет чрезвычайно легкий.
Во время входа в воду база также служила в качестве теплозащитного экрана с водяным охлаждением. Теоретически это был хороший способ выжить при возвращении, особенно для легкого многоразового транспортного средства. Однако использование воды в качестве хладагента потребовало бы преобразования ее в перегретый пар при высоких температурах и давлениях, и были опасения по поводу повреждения микрометеоритами на орбите, пробивающего сосуд высокого давления, что приводило к выходу из строя входного щита. Эти проблемы были решены с использованием отказоустойчивой системы потока с массивным резервированием, созданной с использованием тонких металлических листов, химически протравленных с рисунком микропор, образующих систему каналов, устойчивую к сбоям и повреждениям.
Кроме того, охлаждение осуществлялось двумя разными способами; Один способ заключался в испарении воды, но второй был еще более значительным и был связан с созданием слоя «холодного» пара, окружающего поверхность основания, что уменьшало способность к нагреванию. Кроме того, система учета воды должна быть чрезвычайно надежной, давая одну каплю в секунду на квадратный дюйм, и была достигнута с помощью подхода к проектированию методом проб / ошибок на реальном оборудовании. К концу программы Roton было построено и протестировано некоторое оборудование. Траектория входа в атмосферу должна была быть сокращена, как и у "Союза", чтобы минимизировать перегрузку пассажиров. А баллистический коэффициент у Ротона был лучше, и его можно было лучше настроить. Когда система дифферента «Союза» вышла из строя и он перешел на полную баллистику, уровни G действительно значительно повысились, но без инцидентов для пассажиров.
Транспортное средство также было уникальным, поскольку планировалось использовать его вертолетный стиль винты для посадки, а не крылья или парашюты. Эта концепция позволяла осуществлять управляемую посадку (в отличие от парашютов) и составляла 1/5 веса неподвижных крыльев. Еще одним преимуществом было то, что вертолет мог приземлиться практически где угодно, тогда как крылатые космические самолеты, такие как Space Shuttle, должны были вернуться на взлетно-посадочную полосу. Лопасти ротора должны были приводиться в действие ракетами с наконечниками из перекиси водорода. Лопасти винта должны были быть развернуты перед возвращением в атмосферу; Были подняты некоторые вопросы о том, доживут ли лезвия до приземления.
Первоначальный план состоял в том, чтобы они были почти вертикальными, но это оказалось нестабильным, поскольку им нужно было опускаться все ниже и ниже и вращаться быстрее для стабильности, скорость нагрева резко возросла, а воздушный поток стал более напорным. на. Следствием этого было то, что лопасти превратились из слегка нагретого оборудования в оборудование, которое либо нужно было активно охлаждать, либо делать из SiC или другого тугоплавкого материала. Идея вынуть лезвия стала намного более привлекательной на этом этапе, и для этого варианта были проведены первые исследования. Эта концепция конструкции ротора не была беспрецедентной. В 1955 году один из пяти советских проектов для запланированных суборбитальных пилотируемых полетов должен был включать в себя несущие ракеты в качестве системы приземления. 1 мая 1958 года эти планы были отброшены, поскольку было принято решение перейти непосредственно к орбитальным полетам.
Rotary Rocket спроектировал и испытал под давлением исключительно легкий, но прочный композитный резервуар LOX. Он выдержал испытательную программу, в которой его циклически меняли под давлением и, в конечном итоге, сознательно стреляли, чтобы проверить его чувствительность к воспламенению.
В июне 1999 года Rotary Rocket объявила, что будет использовать производную от двигателя Fastrac, разрабатываемого НАСА. Центр космических полетов им. Маршалла вместо оригинального вращающегося двигателя компании. Как сообщается, компании не удалось убедить инвесторов в жизнеспособности ее двигателя; композитную структуру и вход в атмосферу автожира продавать было легче.
Одновременно с этим изменением компания уволила около трети своих сотрудников, снизив приблизительную численность персонала с 60 до 40. На данный момент компания планировала начать коммерческий запуск услуг где-то в 2001 году. Несмотря на то, что компания привлекла 30 миллионов долларов, ей все же необходимо было собрать еще 120 миллионов долларов до ввода в эксплуатацию.
Пилоты прозвали кабину ATV «Batcave» из-за ограниченного поля обзора. Полноразмерный автомобиль, высота 63 фута (19 м), Атмосферный испытательный автомобиль (ATV) был построен по контракту Scaled Composites для использования в испытательных полетах в режиме висения. Квадроцикл стоимостью 2,8 миллиона долларов не предназначался для полноценного тестирования, так как у него не было ракетного двигателя и тепловой защиты. 1 марта 1999 года квадроцикл выехал из ангара в Мохаве и имел регистрационный номер FAA N990RR.
Головка ротора была спасена от разбившейся Sikorsky S-58 по цене 50 000 долларов, в отличие от 1 миллиона долларов за новую головку. Каждый ротор приводился в движение струей перекиси водорода мощностью 350 фунтов (1560 Н) , как и предполагалось для орбитального корабля. Перед установкой на квадроцикл узел ротора был испытан в каменном карьере.
В 1999 году квадроцикл совершил три успешных испытательных полета. Пилотом этих трех полетов был Марти Саригул-Клин, а вторым пилотом - Брайан Бинни (впоследствии получивший известность в качестве пилота корабля Scaled Composites SpaceShipOne во время его второго полета X-Prize ).
ATV совершил свой первый полет 28 июля. Этот полет состоял из трех вертикальных прыжков общей продолжительностью 4 мин 40 сек и достижением максимальной высоты 8 футов (2,4 м). Пилоты сочли полет чрезвычайно сложным по ряду причин. Видимость из кабины была настолько ограничена, что пилоты прозвали ее Бэт-пещерой. Обзор земли был полностью затруднен, поэтому пилотам приходилось полагаться на гидролокатор, чтобы оценить близость к земле. Весь аппарат имел низкую инерцию вращения, и крутящий момент от вращающихся лопастей несущего винта заставлял корпус вращаться, если ему не противодействовала тяга рыскания в противоположном направлении.
Второй полет, 16 сентября, был непрерывным полетом в режиме висения. продолжительностью 2 мин 30 сек, максимальная высота 20 футов (6,1 м). Продолжительный полет стал возможен благодаря установке более мощных двигателей на концевой части несущего винта и автомата тяги.
. Третий и последний полет был совершен 12 октября. Квадроцикл пролетел по линии полета в аэрокосмическом порту Мохаве ., преодолев в полете 4 300 футов (1310 м) и поднявшись на максимальную высоту 75 футов (23 м). Скорость достигала 53 миль в час (85 км / ч). Этот тест выявил некоторую нестабильность поступательного полета.
Четвертый тест планировался для моделирования полного авторотационного спуска. Квадроцикл поднимался на высоту 10 000 футов (3050 м) своим ходом, после чего откатился назад и вернулся для мягкой посадки. На этом этапе, учитывая, что дальнейшее финансирование было маловероятным, попытки проведения испытания не позволили соображения безопасности.
Роторная ракета потерпела неудачу из-за отсутствия финансирования, но некоторые предполагали, что сама конструкция была некорректной.
Ракета совершила три испытательных полета, а топливный бак из композитного топлива выдержал полную программу испытаний, однако эти испытания выявили проблемы. К примеру, квадроцикл продемонстрировал, что посадка Rotary Rocket сложна и даже опасна. У пилотов-испытателей есть система оценок, шкала оценок Купера-Харпера, для транспортных средств от 1 до 10, которая относится к сложности для пилота. Квадроцикл Roton получил 10 баллов - симулятор транспортного средства был признан практически непригодным для эксплуатации кем-либо, кроме пилотов-испытателей Rotary, и даже тогда были короткие периоды, когда транспортное средство выходило из-под контроля.
Другие аспекты полета план остался недоказанным, и неизвестно, мог ли Ротон развить достаточные характеристики, чтобы достичь орбиты с одной ступенью и вернуться - хотя на бумаге это могло быть возможно.
Ангары с вращающимися ракетами в Воздушно-космическом порту Мохаве, как видно в 2005 году. Более высокий ангар слева был зданием сборки вращающихся ракет. Разработка двигателя прекратилась в 2000 году, как сообщается, за две недели до срока проведения полномасштабных испытаний. Транспортному средству не удалось получить контракты на запуск, и Rotary Rocket закрыла свои двери в 2001 году.
Время для предприятия было неудачным: предприятие Iridium Communications приближалось к банкротству, а предприятие промышленность в целом испытывала финансовый стресс. В конечном итоге компания не привлекла достаточного финансирования, хотя многие люди оказали поддержку в общей сложности 33 миллиона долларов, в том числе писатель Том Клэнси.
Некоторые из инженеров, которые там работали, с тех пор создали другие ракетные предприятия, в частности XCOR Aerospace, t / Space и Space Launch.
Испытательная машина в атмосфере должна была быть выставлена в Музее классических роторов, музее вертолетов недалеко от Сан-Диего, Калифорния, но попытка перебросить его туда 9 мая 2003 г. с помощью короткой стропы под армейским резервом CH-47 Chinook провалилась, когда начался запуск Ротона. колебаться на скорости выше 35 узлов (65 км / ч). Вместо этого администрация аэропорта Мохаве работала над тем, чтобы этот исторический автомобиль оставался в Мохаве, и 10 ноября 2006 года Roton был перемещен в постоянное место экспозиции на пересечении бульвара Аэропорта и дороги Сабович. Для многих Roton представляет собой программу, которая запустила Мохаве в космическую эру, и эта тема была повторена во время церемонии посвящения, которая состоялась во время празднования Дня ветеранов 11 ноября, на котором Брайан Бинни был основной докладчик.
Ангары Rotary Rocket теперь заняты Национальной школой летчиков-испытателей.
Данные из
Общие характеристики
Рабочие характеристики
 | На Викискладе есть средства массовой информации, связанные с Ротон (ракета). |
Координаты : 35 ° 03′19 ″ N 118 ° 09′30 ″ W / 35,055321 ° N 118,158375 ° W / 35,055321; -118.158375
