Accelerator (raketvidenskab)

En accelerator  er en ekstra, sædvanligvis engangs- og nulstillelig jetanordning, der tændes, når flyet starter , for at accelerere dets acceleration eller reducere startkørslen .

Oftest udføres det i form af en engangsraket med fast drivmiddel (SSRM) - en fast drivmiddel-booster (STU), med en kraftig impuls og en kort brændetid; men som for eksempel på rumfærgen rumgenanvendelige system , kan det praktisk talt være en fuldgyldig første fase , der bruges efter genopladning med nyt brændstof op til 10 gange.

Historie

Det var tilsyneladende de første[ afklar ] Tyskere: Hugo Junkers testede i 1928 et vandfly med en pulverstartaccelerator .

I 1939 modtog det amerikanske private Guggenheim Aviation Laboratory ved California Institute of Technology (GALCIT) [1] en ordre fra US National Academy of Sciences om at studere startforstærkere til fly. Programmet Jet-Assisted Take Off (JATO) er begyndt. Samme år blev konstruktionen af ​​flere prøver lanceret: en raketmotor med pulver, flydende drivmiddel med selvantændende komponenter og en fast drivstofladning med tilførsel af et flydende oxidationsmiddel [2] .
Den første vellykkede brug af blandet drivmiddel fandt sted i begyndelsen af ​​august 1941, da en startforstærker, der brændte i 12 sekunder, blev testet på et ERCO Ercoupe let fly.

I første halvdel af 1940'erne blev der også udført eksperimenter i USA med brugen af ​​flydende raketboostere. Hovedanvendelsesområde er bombefly og transportfly: for eksempel blev 25ALD-1000 JATO raketmotoren specielt designet til dette formål af Aerojet installeret på Douglas A-20 Havoc lette stempelbomber . Efterfølgende blev en forbedret version af 25ALD-1000 installeret på V-24 , V-25 , S-40 og R-38 stempelflyene .

Udviklingen af ​​dette emne i Tyskland begyndte allerede i 1937, og i 1939 blev der købt yderligere teknologier i USA, der fremskyndede processen. I driften af ​​raketmotorer af forskellige ordninger bruges en hel del forskellige kemikalier, sammensætninger og komponenter. Disse er brændstoffer, oxidationsmidler , katalysatorer, monopropellanter, stabilisatorer osv., af hensyn til arbejdet har tyske videnskabsmænd og ingeniører involveret i raketteknologi tildelt hvert element fra deres liste deres eget specielle navn, bestående af et bogstav og ordet " Stoff " (B-Stoff, C-Stoff, T-Stoff, Z-Stoff). Med begyndelsen af ​​Anden Verdenskrig , og især i dens anden halvdel, hvor mange tyske flyvepladser blev sat ud af drift som følge af bombning , blev raketforstærkere ret udbredt i tysk luftfart , især siden den tyske industris produktion var stor. var ret stor.

De blev især brugt til at opsende bombefly (inklusive nyoprettede med jetmotorer, der endnu ikke kunne give tilstrækkelig fremdrift), eller til at opsende tunge militære svævefly som Gotha Go 242 eller Messerschmitt Me.323 Gigant . Både boostere baseret på flydende drivstof raketmotorer og fast drivstof raketmotorer blev brugt (blandt fast drivstof raket boostere fra Rheinmetall-Borsig AG blev meget brugt ).

Som en væskelanceringsaccelerator er en enhed udviklet af Hellmuth Walter Kommanditgesellschaft (HWK) under navnet HWK-109-500 (RII.201 / 202b) blevet udbredt. HWK-109-500/501 familien [3] fik navnet Starthilfe , som på tysk betyder "starthjælp". Hovedtræk ved HWK-109-500 er, at det var en enkeltkomponent raketmotor. Driftstiden for HWK 109-500 var ca. 30 sekunder, tryk 500 kgf , egenvægt 125 kg. I alt blev der fremstillet mere end 6.000 enheder under krigen. Enheden viste sig at være meget pålidelig - i alt blev der foretaget omkring 3.000 lanceringer af fly og svævefly med sådanne acceleratorer under operationen, og der blev ikke registreret en eneste alvorlig fejl. HWK 109-500 blev brugt på mange fly og svævefly, oftest på rekognosceringsjetbombeflyet Arado Ar 234 Blitz , hvis motortryk ( Jumo 004 ) tydeligvis var utilstrækkeligt, og boosterne blev nærmest en fast bestanddel af dette fly.

I første omgang, efter test, forblev boosterne på flyet, men lidt senere blev systemet færdiggjort, og det blev muligt at droppe dem og falde ned med faldskærm .

i USSR

I USSR blev brugen af ​​pulverstartende raketboostere for første gang mestret på U-1 træningsflyene , test blev udført i marts 1931 . To acceleratorer (en på hver side) blev installeret på den nederste vinge af U-1 biplanet, skabt i Leningrad Gas Dynamic Laboratory (GDL) under ledelse af V. I. Dudakov.
Arbejdet fortsatte i oktober 1933, da boostere med fast drivmiddel designet af V. I. Dudakov blev testet på TB-1 (ANT-4) tunge bombefly. De blev installeret på vingen, tre stykker på hver konsol. Bomberens startløb blev reduceret med næsten 80%, fra 280 til 55 m.

Senere blev der i 1935-36 gennemført forsøg med pulverraketforstærkere, som ikke længere blev brugt til opsendelse, men til en kortvarig forøgelse af flyvehastigheden. på I-4 (ANT-5) og I-15 fly , og i 1943 - på Pe-2 bombeflyet .

siden begyndelsen af ​​30'erne er fly blevet udviklet og testet med LRE -boostere installeret komplet med en stempelmotor og beregnet til kortvarig drift i flere minutter (I-4 med to ORM-52 LRE'er designet af V.P. Glushko ; Pe- 2RD (RU) med LRE RD-1; La-7R, Yak-3RD, La-5VI, Su-7 , La-120R). På trods af, at der i testflyvninger blev gjort håndgribelige fremskridt med at forbedre flyveegenskaberne (for eksempel at øge hastigheden til 100 km/t eller mere), blev programmet for brug af LRE som raketforstærkere indskrænket i 1946.

I fremtiden steg relevansen af ​​brugen af ​​boostere med fremkomsten af ​​behovet for at transportere atomvåben og idriftsættelsen af ​​fly med luftåndende motorer, som endnu ikke havde høje trækkraftegenskaber. Der blev udført mange eksperimenter med brugen af ​​boostere på fly til forskellige formål. Senere, fra midten af ​​1950'erne, hvor der allerede var opnået tilstrækkelig erfaring med konstruktionen af ​​LRE, både i USSR og i Vesten, blev der skabt eksperimentelle fly med LRE-boostere som hjælpemotorer. Nogle af dem blev brugt til at studere problemerne med supersonisk flyvning, nogle som træningsfly, andre var planlagt til serieproduktion til brug for luftvåbnet. Ingen af ​​dem blev dog et serielt kampfly.

50'erne: arbejde med undersøgelse af muligheden for opsendelse af fly uden for flyvepladsen (I USA praktiseres navnet "punkt" eller "nul start": nullængde opsendelsessystem eller nullængde startsystem (ZLL, ZEL, ZELL)); i USSR begyndte lignende arbejde i 1959.

Ansøgninger inden for luftfart

Tabte TTU med et fly eller UAV .

Ansøgninger i raketvidenskab

I rumteknologi  - øverste trin :

Fordele og ulemper

Fordele - enkel design, opbevaring (holdbarhed) og betjening.

Ulempen ved boostere til fast brændsel er den store vanskelighed med at kontrollere forbrændingsprocessen og umuligheden af ​​at slukke for dem, brandfare , eksplosionsfare .

Ifølge den officielle version af Undersøgelseskommissionen forårsagede en funktionsfejl i O-ringen på rumfærgens sideboosterhus , Challenger -rumfartøjets død i 1986.

Se også

Links

Noter

  1. Da laboratoriet blev, i 1944, blev staten - GALCIT omdøbt til Jet Propulsion Laboratory (JPL)
  2. Thiokol eller Essay om historien om rumfartøjer til faste drivmidler Arkiveret 29. juli 2021 på Wayback Machine // 30. november 2014
  3. HWK 109-501 booster, produceret i en lille serie, adskilte sig udadtil lidt fra sin forgænger, men samtidig var der allerede en to-komponent raketmotor (der eksisterede allerede et forbrændingskammer, hvori brændstof og oxidationsmiddel blev tilført ( trykluft), og hele processen var "varm"). En blanding af petroleum og hydrazin (Br-Stoff + B-Stoff - ca. 20 kg) blev brugt som brændstof, 80% hydrogenperoxid blev brugt som oxidationsmiddel (T-Stoff - 220 kg), og calciumpermanganat blev brugt som katalysator til reaktionen (Z-Stoff - ca. 12 kg).
  4. Blue Angels Fat Albert C130 Arkiveret 2. februar 2017 ved Wayback Machine  - take off fra JATO ( Jet Assisted take off ), video; [1] Arkiveret 25. oktober 2017 på Wayback Machine
  5. C-130 YMC-130H Lockheed Hercules flytestulykke ulykke Arkiveret 16. januar 2017 ved Wayback Machine  - TTU - landing
  6. Messerschmitts Entsian SAM som et kraftværk bar raketten 4 startmotorer med fast drivmiddel med et tryk på 1750 kgf hver og en sustainer Walter HWK 109-739 raketmotor . [2] Arkiveret 11. januar 2012 på Wayback Machine