Boilerplate (космический полет) - Boilerplate (spaceflight)

Прототип орбитального корабля Space Shuttle Enterprise в полной стандартной конфигурации стека с внешним баком и SRB, готовый пройти вибрационные испытания в Центре космических полетов им. Маршалла , 4 октября 1978 г.

Шаблонный космический корабль, также известный как массовый тренажере , является нефункциональным ремеслом или полезной нагрузкой, которая используется для тестирования различных конфигураций и основных размеров, нагрузки и характеристики управляемости ракеты ракет - носителей . Построить несколько полномасштабных нефункциональных шаблонных космических аппаратов гораздо дешевле, чем разработать полную систему (проектирование, испытания, перепроектирование и запуск). Таким образом, стандартные космические аппараты позволяют тестировать компоненты и аспекты передовых аэрокосмических проектов, пока ведутся переговоры по подробным контрактам на окончательный проект. Эти испытания могут быть использованы для разработки процедур стыковки космического корабля с ракетой-носителем, аварийного доступа и выхода, мероприятий по техническому обслуживанию и различных транспортных процессов.

Образцовые космические аппараты чаще всего используются для испытаний пилотируемых космических аппаратов; например, в начале 1960-х годов НАСА провело множество испытаний с использованием стандартного космического корабля Аполлон на ракетах Сатурн I и космического корабля Меркурий на ракетах Атлас (например, Big Joe 1 ). Безмоторный космический корабль Space Shuttle Enterprise использовался как образец для проверки сборки и транспортировки на стартовую площадку. Отмененная программа НАСА Constellation и текущая программа Artemis использовали стандартный космический корабль Orion для различных испытаний.

Шаблоны Mercury

Образцы Меркурия были изготовлены «собственными силами » техническими специалистами Исследовательского центра НАСА в Лэнгли до того, как компания McDonnell Aircraft Company построила космический корабль «Меркурий» . Стандартные капсулы были спроектированы и использованы для испытаний систем восстановления космических аппаратов, аварийной башни и ракетных двигателей . Формальные испытания проводились на испытательной площадке в Лэнгли и на острове Уоллопс с использованием ракет Little Joe .

Этимология

Термин « шаблон» возник из-за использования шаблонной стали для создания тестовых изделий / макетов . Исторически сложилось так, что во время разработки серии из семи ракет-носителей Little Joe существовала только одна типовая капсула, и она называлась так, поскольку ее коническая часть была сделана из стали на военно-морской верфи Норфолка . Эта капсула использовалась в тесте на прерывание на пляже, а затем впоследствии использовалась в полете LJ1A . Однако впоследствии этот термин стал использоваться для всех прототипов капсул (которые сами по себе были почти такими же сложными, как орбитальные капсулы). Это использование было технически некорректным, поскольку эти другие капсулы не были сделаны по шаблону, но шаблонный термин фактически был обобщен .

Известные события

Источники раздела.
  • 1959, 22 июля - Первые успешные летные испытания на прерывание пусковой площадки с функциональной аварийной вышкой, прикрепленной к образцу Mercury.
  • 1959, 28 июля - Образец Меркурия с приборами для измерения уровней звукового давления и вибраций от испытательной ракеты Little Joe и аварийной ракеты / аварийной башни Grand Central.
  • 1959 г., 9 сентября - успешный запуск и полет над мысом Канаверал типового самолета Big Joe Atlas «Меркурий» (BJ-1). Этот испытательный полет должен был определить характеристики теплозащитного экрана и теплопередачи к шаблону, наблюдать динамику полета шаблона во время повторного входа в Южную Атлантику, выполнить и оценить процедуры системы флотации и извлечения капсулы, а также оценить все капсульные и ракетные персонажи и элементы управления системой.
  • 1960 год, 9 мая - испытание Beach Abort с системой аварийного спасения прошло успешно.
  • 1961, 25 февраля - успешное испытание на падение типового космического корабля «Меркурий», оснащенного ударной юбкой, ремнями и кабелями, а также теплозащитным экраном.
  • 1961, 24 марта - успешный запуск ракеты -носителя Mercury-Redstone BD (MR-3) с апогеем 181 км (112 миль); первый суборбитальный полет без экипажа.

Фотографии


Близнецы

Всего было семь шаблонов Gemini: BP-1, 2, 3, 3A, 4, 5 и 201. Boilerplate 3A имел функциональные дверцы и многоразовый для тестирования водонепроницаемости, плавучести и процедур выхода.

Фотографии

Шаблоны Apollo

Аполлон БП 29

НАСА создало множество шаблонов Apollo. Их список можно найти в разделе «Аполлон» в «Полевом путеводителе по американскому космическому кораблю» .

Запуск тестов системы эвакуации (LES)

Стандартные командные модули Apollo использовались для испытаний ракет и процедур аварийно-спасательной системы запуска (LES):

  • БП-6 с Pad Abort Test-1 - тест прерывания площадки LES со стартовой площадки; с фото.
  • BP-23A с Pad Abort Test-2 - тест прерывания контактной площадки LES ближнего блока I CM; с фото.
  • БП-23 с испытательным полетом Миссии А-002 - испытание утка LES, 29 октября - ноябрь. 5, 1964.
  • БП-27 с ЛЕС-015 - Динамические испытания.

Шаблонные тесты

BP-29 в кратере Барринджера (используется для испытаний на плавучесть)
  • БП-1 - Испытания на водный удар
  • БП-2 - Хранилище флотационных проб
  • БП-3 - Парашютные испытания
  • BP-6, -6B, - PA-1, более поздняя машина для испытаний на падение с парашютом, и испытание на прерывание полета с пусковой площадкой LES для демонстрации работы системы аварийного выхода с пусковой площадки на ракетном полигоне Уайт-Сэндс.
  • БП-9 с испытательным полетом миссии AS-105 (SA-10), Испытание микрометеороидов; не восстановился.
  • BP-12 с испытательным полетом миссии A-001 , теперь на территории бывшего НАСА, Дауни, Калифорния, для проверки характеристик трансзвукового прерывания полета LES на ракетном полигоне Уайт-Сэндс.
  • БП-13 с миссией AS-101 (SA-6) испытательный полет, не восстановлен.
  • БП-14 с испытаниями системы экологического контроля 22–29 октября 1964 г. состоял из командного модуля 14, служебного модуля 3, системы аварийного выхода 14 и пусковых адаптеров «Сатурн».
  • БП-15 с миссией AS-102 (SA-7) испытательный полет, не восстановлен.
  • BP-16 с миссией AS-103 (SA-9) испытательный полет, еще один тест на микрометеороид, не обнаружен.
  • БП-19А - УКВ антенна, парашютные испытания; теперь в Колумбийском мемориальном космическом центре (бывший объект НАСА, Дауни, Калифорния)
  • БП-22 с испытательным полетом миссии А-003 ; шаблон на выставке в Космическом центре Джонсона, Хьюстон, Техас
  • БП-23 - ЛЕС испытания на прерывание полета при высоком динамическом давлении на ракетном полигоне Уайт-Сэндс.
  • BP-23A - испытания летных характеристик LES pad-abort с Canard, BPC и основными изменениями последовательности на ракетном полигоне White Sands, теперь отображаются с SA-500D в Космическом и ракетном центре США , Хантсвилл, Алабама .
  • Командный модуль BP-25 (CM) - испытание на восстановление воды, в Транспортном музее Форт-Уэрта (см. Фото BP-25)
  • БП-26 с миссией AS-104 (SA-8) испытательный полет - еще один тест на микрометриоиде.
  • Командно-служебный модуль БП-27 с ЛЕС-16 - испытание стека и подвеса двигателя. Теперь на дисплее на вершине вертикальной Сатурн V в США Space & Rocket Center , Хантсвилле, штат Алабама .
  • БП-28А - Испытания на удар
  • BP-29 - Испытания на падение в вертикальном положении в Дауни, Калифорния , 30 октября 1964 года, на выставке в Кратере Барринджер , Аризона .
  • БП-30 - Испытания поворотного рычага; в настоящее время демонстрируется в Центре Аполлона / Сатурна V Космического центра Кеннеди.

Конкретные единицы Apollo BP

БП-1101А

BP-1101A использовался в многочисленных испытаниях для разработки оборудования и процедур для восстановления космических аппаратов. В частности, 1101A проверил подушки безопасности как часть процедуры вертикального подъема, когда Apollo приземляется в воде вверх ногами. Последовательность надувания мешков заставляла капсулу скатываться и подниматься в вертикальное положение.

Этот образец Макдоннелла теперь передан в Смитсоновский институт музею авиации и космонавтики « Крылья над Скалистыми горами» в Денвере, штат Колорадо. БП-1101А имеет внешнюю красящую маркировку АП.5. При осмотре интерьера в 2006 году были обнаружены большие тяжелые стальные слитки. После дальнейших исследований в июне 2007 года была применена новая схема окраски.

БП-1102А

BP-1102 использовался в качестве тренажёра для выхода из воды для всех полетов Apollo, в том числе экипажем Apollo 11 , первой миссии по посадке на Луну. Он также был адаптирован для макетов внутренних компонентов и использовался космонавтами для отработки обычных и аварийных выходов из космического корабля.

Затем он был снова модифицирован, где интерьер был настроен либо как Apollo / Soyuz, либо как предполагаемый спасательный автомобиль Skylab Rescue с пятью людьми . Благодаря этим двум преобразованиям космонавты могут тренироваться для выполнения этих специальных миссий. Наконец, в 1977 году он был передан из НАСА в Смитсоновский институт и сейчас выставлен в Центре Удвар-Хейзи с маневренным воротником и сумками, которые были прикреплены к Колумбии (командный модуль Аполлона-11) в конце его исторической миссии.

БП-1210

БП-1210

БП-1210 использовался при тренировках по посадке и эвакуации, а также для испытаний плавсредств. Он выставлен за пределами Музея авиации и космонавтики Стаффорда .

Серия BP-1220/1228

Целью разработки этой серии было моделирование веса и других внешних физических характеристик командного модуля Apollo . Эти прототипы были в диапазоне 9000 фунтов как для лабораторных резервуаров с водой, так и для океанских испытаний. В ходе экспериментов проверяли проходимость воротников, их устройства и характеристики плавучести. Военно-морской флот обучил свой эвакуационный персонал установке океанских воротников и процедурам извлечения с борта. Эти шаблоны редко имели внутреннее оборудование. См. Фото БП-1220.

БП-1224

BP-1224 представлял собой программу испытаний на воспламеняемость на уровне компонентов для проверки проектных решений по выбору и применению неметаллических материалов. Сличения конфигурации макета с командно-служебным модулем 2ТВ-1 и 101 были выполнены компанией North American. 5 февраля 1967 года наблюдательный совет НАСА решил, что шаблонная конфигурация определила разумную конфигурацию «наихудшего случая» после того, как было выполнено более 1000 испытаний. См. Фото набор БП-1224.

БП-1227

Подробности об этой испытательной капсуле неясны, но, скорее всего, она была потеряна в море где-то между Азорскими островами и Бискайским заливом в начале 1969 года и обнаружена в июне 1969 года у берегов Гибралтара советским рыболовным траулером Апатит (возможно, советским шпионским кораблем, замаскированным. как таковой, что было обычным явлением во время холодной войны ), переданный в порт Мурманск в Советском Союзе и возвращенный в США в сентябре 1970 года USCGC Southwind (WAGB-280) . Сейчас он находится в Гранд-Рапидс , штат Мичиган, как капсула времени . См. Фото БП-1227 . Единственная уверенность в этой капсуле заключается в том, что она была возвращена Соединенным Штатам в Мурманске в начале сентября 1970 года во время визита USCG Southwind, который вернул ее на военно-морскую авиабазу, Норфолк, Вирджиния. Там он оставался до тех пор, пока титул не был передан Смитсоновскому институту в апреле 1976 года, когда он был передан Гранд-Рапидсу, штат Мичиган, чтобы служить капсулой времени. Два официальных источника - ВМС США и Береговая охрана США - говорят, что он был потерян в результате обучения подразделения ARRS (Aerospace Rescue and Recovery Squadron) процедурам восстановления. В современном отчете о его возвращении цитируется представитель НАСА, который сказал: «... насколько НАСА может определить объект ... флот потерял два года назад».

Шаблоны Space Shuttle

Структурное тестовое изделие
В Structural Test Статья испытания , подвергающиеся на Rockwell заводе в Калифорнии
Enterprise выбрасывается из SCA во время первого свободного полета в рамках программы испытаний на заход на посадку и посадку.
Предприятие опустилось на испытательный стенд
Предприятие в КСК
Предприятие в Ванденбурге
Предприятие в стандартной конфигурации;
Слева - Enterprise опускается в Центр динамических структурных испытаний для
Центра испытаний сопряженной вибрации - Enterprise соединяется с ET и SRB для проведения проверочных испытаний на KSC Pad 39A
Справа - Enterprise с ET и SRB в тестах проверки соответствия на SLC -6

В рамках программы Space Shuttle был построен ряд типовых транспортных средств с использованием различных материалов для проведения ключевых испытаний процедур, инфраструктуры и других элементов, которые будут проводиться во время миссии Shuttle.

Статья о тестировании оборудования

В 1977 году Центр космических полетов им. Маршалла (MSFC) сконструировал простой макет орбитального корабля из стали и дерева, который будет использоваться при проверке пригодности различных элементов инфраструктуры, необходимых для поддержки космического корабля "Шаттл", включая габариты проезжей части и возможности подъемного крана, а также испытания в различных зданиях и сооружениях, используемых в рамках программы, как в MSFC, так и в Космическом центре Кеннеди . Макет был спроектирован таким образом, чтобы соответствовать размеру, форме и весу реального орбитального аппарата, и позволял проводить эти начальные испытания без использования гораздо более дорогого и хрупкого прототипа орбитального аппарата " Энтерпрайз" . После использования в качестве тестового изделия макет хранился до 1983 года, когда он был отремонтирован и модифицирован, чтобы он больше напоминал настоящий орбитальный аппарат, прежде чем быть представленным в Токио .

Статья о структурных испытаниях

Тест Статья Структурно была построена в качестве испытания транспортного средства , предназначенной для использования в начальных вибрационных испытаниях для имитации целых рейсов. STA был построен как по существу законченный планер орбитального корабля, но с установленным макетом боевого отделения, а теплоизоляция была установлена ​​только на носовой части фюзеляжа. Имитационное тестирование STA проводилось в течение одиннадцати месяцев после его развертывания в феврале 1978 года; в то время предполагалось, что прототип орбитального корабля Enterprise будет преобразован в модель, полностью готовую к полету, но затраты на выполнение этой работы, наряду с рядом изменений конструкции, которые произошли между развертыванием Enterprise и окончательным строительство первого действующего орбитального корабля Columbia означало, что вместо этого было решено модернизировать STA в летную модель. Это началось после завершения испытаний STA в январе 1979 года, когда завершенный орбитальный аппарат, названный Challenger , был запущен в июне 1982 года.

Опытный образец

Подход и посадочные испытания

В январе 1977 года прототип орбитального корабля " Энтерпрайз" был доставлен на базу ВВС Эдвардс в Калифорнии для начала его общей программы испытаний, которая будет включать летные испытания, проверку пригодности и испытание процедур орбитального корабля, его систем, оборудования и необходимых процедур. для безопасного запуска, полета и посадки космического корабля. В течение 1977 года « Энтерпрайз» использовался в так называемой программе испытаний на заход на посадку и посадку , которая включала стыковку орбитального аппарата с самолетом-носителем челнока , модифицированным Боингом 747 для проверки характеристик руления и полета комбинации орбитальный аппарат / SCA. Это включало в себя полеты комбинации, в которой сам Энтерпрайз был включен и укомплектован экипажем, для проверки систем процедур для экипажа в полете, и, наконец, набор из пяти так называемых «свободных полетов», при этом Энтерпрайз выбрасывался из SCA на высоте для приземления свой собственный, проверяя собственные характеристики полета и управляемости орбитального аппарата.

Испытания на вибрацию и прилегание

В марте 1978 года, после использования в летных испытаниях в рамках программы ALT , Enterprise был доставлен в MSFC в Хантсвилле, штат Алабама, для использования в испытаниях на сопряженную вертикальную вибрацию земли. Таким образом, Enterprise будет соединен с пустым внешним баком и фиктивными твердотопливными ракетными ускорителями , что впервые создаст шаблонную версию всего стека Space Shuttle. Внутри лаборатории динамических структурных испытаний в MSFC штабель был подвергнут серии вибрационных испытаний, имитирующих различные стадии, которым он будет подвергаться во время запуска.

После использования в Хантсвилле « Энтерпрайз» был доставлен в Космический центр Кеннеди во Флориде, где он снова использовался в полной стандартной конфигурации, чтобы на этот раз протестировать процедуры сборки и транспортировки штабеля из здания сборки транспортных средств в стартовый комплекс 39 , поскольку а также процедуры, необходимые по прибытии на стартовую площадку. В 1985 году « Энтерпрайз» снова использовался для этой цели, на этот раз со стандартной конфигурацией, использованной для тестирования средств шаттла ВВС на базе ВВС Ванденберг , включая полное соединение на стартовой площадке SLC-6 .

Шаблон Orion

Разработка

Конструкция первого шаблона Orion была базовым прототипом прототипа для тестирования последовательности сборки и процедур запуска в Исследовательском центре НАСА в Лэнгли, в то время как аэрокосмические инженеры Lockheed собирают первые ракетные двигатели для аварийной вышки космического корабля. Первый образец был отправлен в Центр летных исследований Драйдена в Эдвардсе, Калифорния, для интеграции авионики Lockheed и экспериментальной летной аппаратуры НАСА перед отправкой на ракетный полигон Уайт-Сэндс в Нью-Мексико для первого испытания на прерывание пусковой площадки Ориона (PA-1) в 2009 году. 20 ноября 2008 года в штате Юта состоялось полное испытание аварийных ракет. PA-1 - первое из шести тестовых событий в подпроекте Orion Abort Flight Test. Lockheed Martin Corp. получила контракт на строительство Orion 31 августа 2006 года.

Другие шаблоны будут использоваться для тестирования условий термической, электромагнитной, звуковой, механической вибрации и исследовательских исследований. Эти испытания космического корабля Orion будут проводиться на станции Plum Brook в исследовательском центре Glenn Research Center в Огайо .

Фотографии

Образцы коммерческих космических кораблей

В 2010-х годах несколько коммерчески разработанных космических капсул использовали стандартные блоки при первоначальных запусках новых ракет-носителей .

Смотрите также

Заметки

Рекомендации

Внешние ссылки