Многоразовая ракетно-космическая система Space Shuttle. Назначение, состав ступеней, траектория полета, история создания и применения. Технические характеристики Space Shuttle

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Московский Государственный Технический Университет им. Н.Э. Баумана

Кафедра СМ-3

«Динамика и управление полётом ракет и космических аппаратов»

«Многоразовая ракетно-космическая система Space Shuttle». Назначение, состав ступеней, траектория полета, история создания и применения. Технические характеристики Space Shuttle»

Выполнил студент: __________ Николаев А.К.

Группа: СМ3-93

Преподаватель: ___________ Беляев А.В.

Москва 2014

Вопрос 5.1. Укажите назначение системы SS, назовите государство и имя главного конструктора, приведите известные факты её применения

Ответы на вопрос 5.1:

Спейс Шаттл или просто Шаттл -- американский многоразовый транспортный космический корабль. Шаттлы использовались в рамках осуществляемой НАСА государственной программы «Космическая транспортная система». Подразумевалось, что шаттлы будут «сновать, как челноки» между околоземной орбитой и Землёй, доставляя полезные грузы в обоих направлениях.

Программа по созданию шаттлов разрабатывалась компанией North American Rockwell по поручению НАСА с 1971 года. При создании системы использовался ряд технических решений для лунных модулей программы «Аполлон» 1960-х годов: эксперименты с твердотопливными ускорителями, системами их отделения и получения топлива из внешнего бака. Всего было построено пять шаттлов (два из них погибли в катастрофах) и один прототип. Полеты в космос осуществлялись с 12 апреля 1981 года по 21 июля 2011 года.

Использовались для вывода грузов на орбиты высотой 200--500 км, проведения научных исследований, обслуживания орбитальных космических аппаратов (монтажные и ремонтные работы). Страна производитель-США. В США нет как такового понятие -- Главный конструктор. Корабль создавался многими замечательными конструкторами авиационной и ракетной техники США. 5 ноября 1958 г. была сформирована Целевая космическая группа (Space Task Group, STG) - 35 (по некоторым источникам 36) человек из центров Лэнгли и Льюиса во главе с менеджером проекта Робертом Гилрутом. Они подготовили тактико-технические характеристики и выполнили проектирование корабля.

Применение Space Shuttle: Вывод на орбиту телекоммуникационных спутников, Научные эксперименты в многоразовой космической лаборатории «Спейслэб», Вывод на орбиту экспериментального спутника GLOMR, Сервисное обслуживание и модернизация космического телескопа Хаббл, Доставка материалов и оборудования на МКС. Смена экипажа

Вопрос 5.2. Приведите схему полёта системы SS, какие участки траектории на ней можно выделить?

шаттл телекоммуникационный спутник полет

Ответы на вопрос 5.2

Схему полета можно представить следующим образом:

* Старт - одновременно работают двигательные установки I и II ступеней, при этом управление полетом осуществляется отклонением вектора тяги их двигателей, а на атмосферном участке полета дополнительно отклонением руля направления орбитального корабля.

* Отделение твердотопливных ускорителей происходит на 125 секунде полета при достижении скорости 1390 м/с и высоты полета 50 км. Они отделяются с помощью восьми ракетных двигателей на твердом топливе.

На высоте 7,6 км раскрывается тормозной парашют, а на высоте 4,8 км - основные парашюты. На 463 секунде с момента старта и на расстоянии 256 км от места старта происходит приводнение твердотопливных ускорителей, после чего их буксируют к берегу.

* На 480 секунде полета происходит отделение подвесного топливного отсека, спасение которого не предусмотрено.

По баллистической траектории он падает в Тихий или Индийский океан, разрушаясь в плотных слоях атмосферы.

* Выход орбитального корабля на околоземную орбиту.

* Орбитальный полет.

* Сход с орбиты.

* Полет в земной атмосфере.

* Посадка.

Вопрос 5.3. Приведите схему деления ракеты на ступени, укажите название ступеней и их состав

Ответы на вопрос 5.3

Данная многоразовая система состоит из трёхhttps://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%D0%B5%D0%B9%D1%81_%D1%88%D0%B0%D1%82%D1%82%D0%BB - cite_note-4 ступеней:

1. Двух твердотопливных ракетных ускорителей, которые работают в течение примерно двух минут после старта, разгоняя и направляя корабль, а затем отделяются на высоте около 45 км, приводняются на парашютах в океан и, после ремонта и перезаправки, используются вновь.

2. Большого внешнего топливного бака с жидкими водородом и кислородом для главных двигателей. Бак также служит каркасом для скрепления ускорителей с космическим кораблём. Бак отбрасывается примерно через 8,5 минут на высоте 113 км, бомльшая его часть сгорает в атмосфере, а остатки падают в океан.

3. Пилотируемого космического корабля-ракетоплана -- орбитального аппарата -- собственно «спейс шаттла» (космического челнока), который выводится на околоземную орбиту, служит там платформой для исследований и домом для экипажа. После выполнения программы полёта возвращается на Землю и совершает посадку как планёр на взлётно-посадочную полосу.

Вопрос 5.4. Укажите основные технические характеристики ступеней ракеты: размеры, вес, компоненты топлива, параметры двигательных установок ракетных блоков

Ответы на вопрос 5.4

1 ступень твердотопливный ускоритель:

2 ступень Внешний топливный бак:

Бак содержит топливо (водород) и окислитель (кислород) для трёх жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) SSME (RS-25) на орбитальном аппарате и не снабжён собственными двигателями. Внутри топливный бак разделён на три секции. Верхнюю треть бака занимает ёмкость, предназначенная для охлаждённого до температуры ?183 °C (?298 °F) жидкого кислорода. Объём этой ёмкости составляет 650 тыс. литров (143 тыс. галлонов). Нижние две трети бака предназначены для охлаждённого до температуры ?253 °C (?423 °F) жидкого водорода. Объём этой ёмкости составляет 1,752 млн литров (385 тыс. галлонов). Между ёмкостями для кислорода и водорода находится кольцевидный промежуточный отсек, который соединяет топливные секции, несёт в себе оборудование, и к которому крепятся верхние концы ракетных ускорителей.

3 ступень Орбитер (орбитальный ракетоплан):

Орбитальный ракетоплан оснащён тремя собственными разгонными маршевыми двигателями RS-25 (SSME), начинавшими работу за 6,6 секунд до момента старта (отрыва от стартового стола), и выключавшимися незадолго до отделения внешнего топливного бака. Далее, на участке до выведения (в качестве доразгонных двигателей), а также для маневрирования на орбите и схода с неё использовались два двигателя системы орбитального маневрирования (англ. Orbital Maneuvering System, OMS), каждый тягой 27 кН. Топливо и окислитель для OMS хранились на шаттле, использовались для орбитальных манёвров и при торможении космического челнока перед сходом с орбиты. Кроме того, OMS включает задний ряд двигателей реактивной системы управления (англ. Reaction Control System, RCS), предназначенных для ориентации космического корабля на орбите, расположенных в его хвостовых мотогондолах. В носовой части ракетоплана располагается передний ряд двигателей RCS.

Список использованных источников

1. Конспект лекций по общему устройству ракет и КА. 2014 год

2. "Мировая пилотируемая космонавтика: история, техника, люди", коллектив авторов под ред. Ю.М.Батурина.

Размещено на Allbest.ru