Tijekom razvoja i rada svemirske letjelice za višekratnu upotrebu Space Shuttle, NASA je provela veliki broj pomoćnih istraživačkih programa. Proučavani su različiti aspekti dizajna, proizvodnje i rada napredne tehnologije. Svrha nekih od ovih programa bila je poboljšanje određenih operativnih karakteristika svemirske tehnologije. Dakle, ponašanje šasije u različitim režimima proučavano je u okviru programa LSRA.
Do ranih devedesetih godina svemirski šatlovi postali su jedno od glavnih američkih sredstava za isporuku tereta u orbitu. Istodobno, razvoj projekta nije stao, sada se dotiču glavne značajke rada takve opreme. Konkretno, od samog početka brodovi su se suočavali s određenim ograničenjima uvjeta slijetanja. Nisu se mogli zasaditi oblacima ispod 8000 stopa (nešto više od 2,4 km) i s bočnim vjetrom većim od 15 čvorova (7,7 m / s). Proširenje raspona dozvoljenih meteoroloških uvjeta moglo bi dovesti do poznatih pozitivnih posljedica.
Leteća laboratorija CV-990 LSRA, juli 1992
Ograničenja bočnog vjetra prvenstveno su se odnosila na snagu šasije. Brzina slijetanja Shuttlea dosegla je 190 čvorova (oko 352 km / h), zbog čega je klizanje, kompenzirajući bočni vjetar, stvorilo nepotrebno opterećenje na podupiračima i kotačima. Ako se prekorači određena granica, takva opterećenja mogu dovesti do uništenja guma i do određenih nesreća. Međutim, smanjenje zahtjeva pri slijetanju trebalo je imati pozitivne rezultate. Zbog toga je početkom devedesetih pokrenut novi istraživački projekt.
Novi istraživački program dobio je ime po svojoj glavnoj komponenti - istraživačkom avionu za slijetanje sistema. U njegovim okvirima trebalo je pripremiti posebnu leteću laboratoriju, pomoću koje bi bilo moguće provjeriti posebnosti rada stajnog trapa Shuttle u svim režimima i pod različitim uvjetima. Također, za rješavanje postavljenih zadataka bilo je potrebno izvršiti neka teorijska i praktična istraživanja, kao i pripremiti niz uzoraka posebne opreme.
Opšti prikaz mašine sa posebnom opremom
Jedan od rezultata teorijskog proučavanja pitanja poboljšanja karakteristika slijetanja bila je modernizacija piste Svemirskog centra. J. F. Kennedy, Florida. Tijekom rekonstrukcije obnovljena je betonska traka u dužini od 4,6 km, a sada se njen značajan dio odlikovao novom konfiguracijom. Dionice od 1 km blizu oba kraja trake dobile su veliki broj malih bočnih utora. Uz njihovu pomoć, predloženo je preusmjeravanje vode, čime su smanjena ograničenja povezana s oborinama.
Već na rekonstruisanoj pisti planirano je provođenje ispitivanja leteće laboratorije LSRA. Zbog različitih karakteristika svog dizajna, morao je u potpunosti simulirati ponašanje svemirske letjelice. Korištenje radne trake koja se koristi u svemirskom programu također je doprinijelo postizanju najrealnijih rezultata.
Leteća laboratorija slijeće s ispruženim podupiračem. 21. decembra 1992
Kako bi se uštedjeli i ubrzali radovi u letećoj laboratoriji, odlučeno je da se obnove postojeći zrakoplovi. Nekadašnji putnički brod Convair 990 / CV-990 Coronado postao je nosilac posebne opreme. Zrakoplov koji je bio na raspolaganju NASA -i izgrađen je i prebačen jednoj od aviokompanija 1962. godine, a do sredine sljedeće decenije radio je na civilnim linijama. Avion je 1975. godine kupila vazduhoplovna agencija i poslala u istraživački centar Ames. Nakon toga, postao je osnova za nekoliko letećih laboratorija za različite namjene, a početkom devedesetih odlučeno je da se na njegovoj bazi sastavi mašina LSRA.
Cilj projekta LSRA bio je proučiti ponašanje stajnog trapa Shuttle u različitim režimima, pa je avion CV-990 dobio odgovarajuću opremu. U središnjem dijelu trupa, između standardnih glavnih nosača, bio je smješten odjeljak za ugradnju stalka koji simulira sklop svemirske letjelice. Zbog ograničenog volumena trupa, takav podupirač je čvrsto fiksiran i nije se mogao ukloniti u letu. No, stalak je bio opremljen hidrauličkim pogonom, čiji je zadatak bio pomicanje jedinica okomito.
CV-990 u letu, april 1993
Leteća laboratorija novog tipa primila je glavni oslonac svemirskog šatla. Sam nosač imao je prilično složenu strukturu s amortizerima i nekoliko podupirača, ali se odlikovao potrebnom snagom. U donjem dijelu regala nalazila se osovina za jedan veliki kotač s ojačanom gumom. Standardne jedinice posuđene od Shuttlea dopunjene su brojnim senzorima i drugom opremom koja nadzire rad sistema.
Kako su zamislili autori projekta Landing Systems Research Aircraft, leteća laboratorija CV-990 je trebala poletjeti koristeći vlastiti stajni trap i nakon što je obavila potrebna skretanja, sletjeti. Neposredno prije slijetanja, središnja potpora, posuđena iz svemirske tehnologije, podignuta je. U trenutku dodirivanja glavnih nosača aviona i stiskanja njihovih amortizera, hidraulika je morala spustiti oslonac šatla i simulirati dodirivanje stajnog trapa. Pogon nakon slijetanja djelomično je izveden pomoću testne šasije. Nakon smanjenja brzine na unaprijed određenu razinu, hidraulika je morala ponovo podići nosač za testiranje.
Uspostavljen glavni stajni trap i istraživačka oprema. Aprila 1993
Zajedno sa "vanzemaljskim" podupiračem i njegovim komandama, eksperimentalni avion dobio je i druga sredstva. Konkretno, bilo je potrebno ugraditi balast, pomoću kojeg se simuliralo opterećenje šasije, svojstveno svemirskoj tehnologiji.
Još u fazi razvoja testne opreme postalo je jasno da bi rad s testnom šasijom mogao biti opasan. Vrući kotači s visokim unutarnjim tlakom, koji su doživjeli ozbiljan mehanički stres, mogli bi jednostavno eksplodirati s jednim ili drugim vanjskim udarom. Takva eksplozija prijetila je ozljedama ljudi u radijusu od 15 m. Na dvostruko većoj udaljenosti ispitivači su riskirali oštećenje sluha. Stoga je za rad s opasnim kotačima bila potrebna posebna oprema.
Originalno rješenje ovog problema predložio je zaposlenik NASA -e David Carrott. Kupio je RC model tenka Drugog svjetskog rata u razmjeri 1:16 i koristio njegovo šasiju s gusjenicama. Umjesto standardnog tornja, na trup je ugrađena video kamera sa sredstvima za prijenos signala, kao i radio-upravljana električna bušilica. Kompaktna mašina, nazvana Tire Assault Vehicle, morala se samostalno približiti šasiji zgužvane laboratorije CV-990 i izbušiti rupe u gumi. Zahvaljujući tome, pritisak u kotaču smanjen je na siguran nivo, a stručnjaci su mogli prići šasiji. Ako kotač nije mogao izdržati opterećenje i eksplodirao, ljudi su ostali na sigurnom.
Probno slijetanje, 17. maja 1994
Priprema svih komponenti novog sistema ispitivanja završena je početkom 1993. godine. U travnju je leteća laboratorija CV-990 LSRA po prvi put poletjela u zrak kako bi testirala aerodinamičke performanse. Tijekom prvog leta i daljnjih ispitivanja laboratorijom je upravljao pilot Charles Gordon. Fullerton. Brzo je utvrđeno da fiksna podrška šatla općenito ne narušava aerodinamiku i letne karakteristike nosača. Nakon takvih provjera bilo je moguće pristupiti punopravnim testovima koji su odgovarali prvobitnim ciljevima projekta.
Slijetanje novih šasija započelo je provjerom istrošenosti guma. Veliki broj slijetanja izveden je različitim brzinama unutar prihvatljivog raspona. Osim toga, proučavano je ponašanje kotača na različitim površinama, zbog čega je leteća laboratorija Convair 990 LSRA više puta poslana na različite aerodrome koje koristi NASA. Takve preliminarne studije omogućile su prikupljanje potrebnih informacija i na određeni način prilagođavanje plana za daljnja ispitivanja. Osim toga, čak su i oni uspjeli utjecati na daljnji rad kompleksa Space Shuttle -a.
Tire Assault Vehicle proizvod radi s gumom koja se testira. 27. jula 1995
Početkom 1994. NASA -ini stručnjaci počeli su testirati druge tehnološke mogućnosti. Sada su se slijetanja izvodila pri različitim jačinama bočnog vjetra, uključujući i one koje su premašile dozvoljenu za slijetanje šatla. Velika brzina slijetanja, u kombinaciji s klizanjem na dodir, trebala je rezultirati povećanom abrazijom gume, a očekivalo se da će novi testovi pažljivo proučiti ovaj fenomen.
Niz probnih letova i slijetanja, provedenih tijekom nekoliko mjeseci, omogućilo je pronalaženje optimalnih načina u kojima je negativan utjecaj na dizajn kotača bio minimalan. Njihovom upotrebom bilo je moguće dobiti mogućnost sigurnog slijetanja pri bočnom vjetru do 20 čvorova (10, 3 m / s) u cijelom rasponu brzina slijetanja. Testovi su pokazali da je guma guma djelomično abrazirana, ponekad do metalnog užeta. Uprkos ovom trošenju, gume su zadržale svoju snagu i omogućile siguran završetak vožnje.
Sletanje sa uništenjem guma. 2. avgusta 1995
Studija ponašanja postojećih guma pri različitim brzinama s različitim bočnim vjetrom provedena je na nekoliko NASA -inih lokacija. Zahvaljujući tome, bilo je moguće pronaći najbolju kombinaciju površina i karakteristika, kao i dati preporuke za slijetanje na različite piste. Glavni rezultat toga bio je pojednostavljenje rada svemirske tehnologije. Prije svega, tzv. prozori za slijetanje - vremenski intervali sa prihvatljivim vremenskim uslovima. Osim toga, postojale su i neke pozitivne posljedice u kontekstu hitnog slijetanja letjelice odmah nakon lansiranja.
Nakon završetka glavnog istraživačkog programa, koji je imao direktnu vezu s praktičnim radom opreme, započela je sljedeća faza ispitivanja. Sada je tehnika testirana na granici mogućnosti, što je dovelo do razumljivih posljedica. U okviru nekoliko probnih slijetanja postignute su najveće moguće brzine i opterećenja na šasiji letjelice. Osim toga, proučavano je ponašanje klizanja koje prelazi dozvoljene granice. Komponente šasije nisu uvijek bile u stanju podnijeti nastala opterećenja.
Istraženi točak nakon hitnog slijetanja. 2. avgusta 1995
Tako je 2. kolovoza 1995. pri slijetanju velikom brzinom guma uništena. Guma je bila pocepana; izloženi metalni kabel također nije izdržao opterećenje. Izgubivši oslonac, naplatak je klizio po površini piste i samljeo se gotovo do osovine. Oštećeni su i neki dijelovi stalka. Svi su ti procesi bili popraćeni čudovišnom bukom, iskrama i vatrenim tragom koji se protegao iza pulta. Neki dijelovi više nisu bili predmet restauracije, ali su stručnjaci uspjeli utvrditi granice sposobnosti kotača.
Probno iskrcavanje 11. avgusta također je završilo uništenjem, ali ovaj put je većina jedinica ostala netaknuta. Već na kraju vožnje guma nije mogla izdržati opterećenje i eksplodirala je. Od daljnjeg kretanja, većina gume i kabela je otkinuta. Nakon završetka vožnje, na disku je ostao samo nered gume i žice, nimalo poput gume.
Rezultat slijetanja 11. avgusta 1995. godine
Od proljeća 1993. do jeseni 1995. NASA-ini pilot-piloti proveli su 155 probnih slijetanja leteće laboratorije Convair CV-990 LSRA. Za to vrijeme provedene su brojne studije i prikupljena velika količina podataka. Ne čekajući kraj testova, stručnjaci u svemirskoj industriji počeli su sumirati rezultate programa. Najkasnije početkom 1994. formirane su nove preporuke za slijetanje i naknadno održavanje svemirske tehnologije. Ubrzo su sve ove ideje provedene i donijele neku vrstu praktične koristi.
Rad na istraživačkom programu Landing Systems Research Aircraft nastavio se nekoliko godina. Za to vrijeme bilo je moguće prikupiti mnogo potrebnih informacija i utvrditi potencijal postojećih sistema. U praksi je potvrđena mogućnost povećanja nekih karakteristika slijetanja bez upotrebe novih jedinica, čime su smanjeni zahtjevi za uvjete slijetanja i pojednostavljen rad šatlova. Već sredinom devedesetih, svi glavni nalazi programa LSRA korišteni su u razvoju postojećih dokumenata sa smjernicama.
Probno sletanje 12. avgusta 1995. godine
Jedina leteća laboratorija na bazi putničkog broda, koja se koristila kao dio projekta LSRA, ubrzo se vratila obnovi. Avion CV-990 zadržao je značajan dio dodijeljenih resursa, pa se stoga mogao koristiti u jednoj ili drugoj ulozi. Sa njega je uklonjen istraživački stalak za montažu kotača i obnovljena koža. Kasnije se ova mašina ponovo koristila tokom različitih studija.
Kompleks svemirskih šatla u funkciji je od ranih osamdesetih, ali su se prvih nekoliko godina posade i organizatori misija morali pridržavati nekih prilično teških pitanja vezanih za slijetanje. Program istraživanja zrakoplova Landing Systems Research omogućio je razjašnjenje stvarnih mogućnosti tehnologije i proširenje dopuštenog raspona karakteristika. Ubrzo su te studije dovele do stvarnih rezultata i imale pozitivan učinak na daljnji rad opreme.
