Selama pengembangan dan pengoperasian pesawat ulang-alik yang dapat digunakan kembali, NASA telah melakukan berbagai macam program penelitian tambahan. Berbagai aspek desain, manufaktur, dan pengoperasian teknologi canggih dipelajari. Tujuan dari beberapa program ini adalah untuk meningkatkan karakteristik operasional tertentu dari teknologi ruang angkasa. Jadi, perilaku sasis dalam mode yang berbeda dipelajari dalam kerangka program LSRA.
Pada awal tahun sembilan puluhan, kapal Space Shuttle telah menjadi salah satu sarana utama Amerika untuk mengirimkan kargo ke orbit. Pada saat yang sama, pengembangan proyek tidak berhenti, sekarang menyentuh fitur utama pengoperasian peralatan tersebut. Secara khusus, sejak awal, kapal menghadapi batasan tertentu pada kondisi pendaratan. Mereka tidak dapat ditanam dengan awan di bawah 8.000 kaki (sedikit di atas 2,4 km) dan dengan angin silang lebih besar dari 15 knot (7,7 m / s). Memperluas jangkauan kondisi meteorologi yang diizinkan dapat menyebabkan konsekuensi positif yang diketahui.
Laboratorium Terbang CV-990 LSRA, Juli 1992
Pembatasan crosswind terutama terkait dengan kekuatan sasis. Kecepatan pendaratan Shuttle mencapai 190 knot (sekitar 352 km / jam), karena slip, yang mengkompensasi angin samping, menciptakan beban yang tidak perlu pada penyangga dan roda. Jika batas tertentu terlampaui, beban tersebut dapat menyebabkan kerusakan ban dan kecelakaan tertentu. Namun, pengurangan persyaratan kinerja pendaratan seharusnya memberikan hasil yang positif. Karena itu, sebuah proyek penelitian baru diluncurkan pada awal tahun sembilan puluhan.
Program penelitian baru dinamai komponen utamanya - Landing Systems Research Aircraft. Dalam kerangkanya, itu seharusnya menyiapkan laboratorium terbang khusus, yang dengannya dimungkinkan untuk memeriksa kekhasan pengoperasian roda pendarat Shuttle dalam semua mode dan dalam berbagai kondisi. Juga, untuk menyelesaikan tugas yang diberikan, perlu untuk melakukan beberapa penelitian teoretis dan praktis, serta menyiapkan sejumlah sampel peralatan khusus.
Tampilan umum mesin dengan peralatan khusus
Salah satu hasil studi teoritis tentang masalah peningkatan karakteristik pendaratan adalah modernisasi landasan pacu Space Center. JF Kennedy, Florida. Selama rekonstruksi, strip beton dengan panjang 4, 6 km dipulihkan, dan sekarang sebagian besar dibedakan dengan konfigurasi baru. Bagian 1 km di dekat kedua ujung strip menerima sejumlah besar alur lateral kecil. Dengan bantuan mereka, diusulkan untuk mengalihkan air, yang mengurangi pembatasan yang terkait dengan curah hujan.
Sudah di landasan yang direkonstruksi, direncanakan untuk melakukan tes laboratorium terbang LSRA. Karena berbagai fitur desainnya, ia harus sepenuhnya mensimulasikan perilaku pesawat ruang angkasa. Penggunaan strip kerja yang digunakan dalam program luar angkasa juga berkontribusi untuk mendapatkan hasil yang paling realistis.
Laboratorium terbang mendarat dengan penyangga diperpanjang. 21 Desember 1992
Untuk menghemat dan mempercepat pekerjaan di laboratorium terbang, diputuskan untuk membangun kembali pesawat yang ada. Bekas kapal penumpang Convair 990 / CV-990 Coronado menjadi pengangkut peralatan khusus. Pesawat di pembuangan NASA dibangun dan dipindahkan ke salah satu maskapai penerbangan pada tahun 1962, dan dioperasikan pada jalur sipil sampai pertengahan dekade berikutnya. Pada tahun 1975, pesawat itu dibeli oleh Badan Dirgantara dan dikirim ke pusat penelitian Ames. Selanjutnya, menjadi dasar untuk beberapa laboratorium terbang untuk berbagai keperluan, dan pada awal tahun sembilan puluhan diputuskan untuk merakit mesin LSRA di pangkalannya.
Tujuan dari proyek LSRA adalah untuk mempelajari perilaku roda pendaratan Shuttle dalam mode yang berbeda, dan oleh karena itu pesawat CV-990 menerima peralatan yang sesuai. Di bagian tengah badan pesawat, di antara penyangga utama standar, sebuah kompartemen ditempatkan untuk memasang rak yang mensimulasikan perakitan pesawat ruang angkasa. Karena volume badan pesawat yang terbatas, penyangga seperti itu dipasang dengan kaku dan tidak dapat dilepas saat terbang. Namun, rak dilengkapi dengan penggerak hidrolik, yang tugasnya adalah memindahkan unit secara vertikal.
CV-990 dalam penerbangan, April 1993
Laboratorium terbang tipe baru telah menerima penyangga utama Pesawat Ulang-alik. Dukungan itu sendiri memiliki struktur yang agak rumit dengan peredam kejut dan beberapa penyangga, tetapi dibedakan oleh kekuatan yang diperlukan. Di bagian bawah rak, ada poros untuk satu roda besar dengan ban yang diperkuat. Unit standar yang dipinjam dari Shuttle dilengkapi dengan banyak sensor dan peralatan lain yang memantau pengoperasian sistem.
Seperti yang disusun oleh penulis proyek Pesawat Penelitian Sistem Pendaratan, laboratorium terbang CV-990 seharusnya lepas landas menggunakan roda pendaratnya sendiri dan, setelah menyelesaikan belokan yang diperlukan, mendarat. Segera sebelum mendarat, dukungan pusat, yang dipinjam dari teknologi luar angkasa, ditarik. Pada saat menyentuh penyangga utama pesawat dan menekan peredam kejutnya, hidrolika harus menurunkan dukungan pesawat ulang-alik dan mensimulasikan menyentuh roda pendarat. Proses pasca-pendaratan sebagian dilakukan menggunakan sasis uji. Setelah mengurangi kecepatan ke tingkat yang telah ditentukan, hidrolika harus menaikkan tumpuan uji lagi.
Mendirikan landing gear utama dan peralatan penelitian. April 1993
Bersama dengan penyangga "alien" dan kontrolnya, pesawat eksperimental menerima beberapa cara lain. Secara khusus, perlu untuk memasang pemberat, dengan bantuan beban pada sasis, yang melekat pada teknologi luar angkasa, disimulasikan.
Bahkan selama fase pengembangan peralatan uji, menjadi jelas bahwa bekerja dengan sasis uji bisa berbahaya. Roda panas dengan tekanan internal tinggi, yang telah mengalami tekanan mekanis yang serius, dapat meledak dengan satu atau lain dampak eksternal. Ledakan seperti itu mengancam akan melukai orang dalam radius 15 m. Pada jarak dua kali, para penguji berisiko mengalami kerusakan pendengaran. Dengan demikian, peralatan khusus diperlukan untuk bekerja dengan roda yang berbahaya.
Solusi asli untuk masalah ini diusulkan oleh karyawan NASA David Carrott. Dia membeli model RC skala 1:16 dari tangki Perang Dunia II dan menggunakan sasisnya yang dilacak. Alih-alih menara standar, kamera video dengan sarana transmisi sinyal, serta bor listrik yang dikendalikan radio, dipasang di lambung. Mesin kompak, yang disebut Tire Assault Vehicle, harus secara independen mendekati sasis laboratorium CV-990 yang kusut dan mengebor lubang di ban. Berkat ini, tekanan pada roda berkurang ke tingkat yang aman, dan spesialis dapat mendekati sasis. Jika roda tidak dapat menahan beban dan meledak, maka orang-orang tetap aman.
Uji coba pendaratan, 17 Mei 1994
Persiapan semua komponen sistem pengujian baru selesai pada awal 1993. Pada bulan April, laboratorium terbang CV-990 LSRA mengudara untuk pertama kalinya untuk menguji kinerja aerodinamis. Selama penerbangan pertama dan tes lebih lanjut, laboratorium dioperasikan oleh pilot Charles Gordon. Fullerton. Dengan cepat ditetapkan bahwa dukungan tetap pesawat ulang-alik, secara umum, tidak merusak karakteristik aerodinamis dan penerbangan dari pengangkut. Setelah pemeriksaan seperti itu, dimungkinkan untuk melanjutkan dengan tes penuh yang sesuai dengan tujuan awal proyek.
Tes pendaratan sasis baru dimulai dengan pemeriksaan keausan ban. Sejumlah besar pendaratan dilakukan pada berbagai kecepatan dalam kisaran yang dapat diterima. Selain itu, perilaku roda pada berbagai permukaan dipelajari, di mana laboratorium terbang Convair 990 LSRA berulang kali dikirim ke berbagai aerodrome yang digunakan oleh NASA. Studi pendahuluan semacam itu memungkinkan untuk mengumpulkan informasi yang diperlukan dan dengan cara tertentu menyesuaikan rencana untuk pengujian lebih lanjut. Selain itu, bahkan mereka dapat mempengaruhi operasi lebih lanjut dari kompleks Pesawat Ulang-alik.
Produk Tire Assault Vehicle bekerja dengan ban yang diuji. 27 Juli 1995
Pada awal 1994, spesialis NASA mulai menguji kemampuan teknologi lainnya. Sekarang pendaratan dilakukan pada kekuatan angin samping yang berbeda, termasuk yang melebihi yang diizinkan untuk pendaratan Shuttle. Kecepatan pendaratan yang tinggi, dikombinasikan dengan slip on touch, seharusnya menghasilkan peningkatan abrasi pada karet, dan tes baru diharapkan untuk mempelajari fenomena ini dengan cermat.
Serangkaian penerbangan uji dan pendaratan, yang dilakukan selama beberapa bulan, memungkinkan untuk menemukan mode optimal di mana dampak negatif pada desain roda minimal. Dengan penggunaannya, dimungkinkan untuk memperoleh kemungkinan pendaratan yang aman dalam angin silang hingga 20 knot (10, 3 m / s) di seluruh rentang kecepatan pendaratan. Pengujian menunjukkan bahwa karet ban sebagian terkelupas, terkadang sampai ke kabel logam. Namun, terlepas dari keausan ini, ban mempertahankan kekuatannya dan memungkinkan penyelesaian lari yang aman.
Mendarat dengan kerusakan ban. 2 Agustus 1995
Studi tentang perilaku ban yang ada pada kecepatan yang berbeda dengan crosswinds yang berbeda dilakukan di beberapa situs NASA. Berkat ini, dimungkinkan untuk menemukan kombinasi permukaan dan karakteristik terbaik, serta membuat rekomendasi untuk mendarat di berbagai landasan pacu. Hasil utama dari ini adalah untuk menyederhanakan pengoperasian teknologi ruang angkasa. Pertama-tama, yang disebut. jendela pendaratan - interval waktu dengan kondisi cuaca yang dapat diterima. Selain itu, ada beberapa konsekuensi positif dalam konteks pendaratan darurat pesawat ruang angkasa segera setelah peluncuran.
Setelah selesainya program penelitian utama yang berhubungan langsung dengan pengoperasian peralatan secara praktis, tahap pengujian selanjutnya dimulai. Sekarang teknik itu diuji pada batas kemungkinan, yang mengarah pada konsekuensi yang dapat dimengerti. Dalam kerangka beberapa pendaratan uji, kecepatan dan beban maksimum yang mungkin pada sasis pesawat ruang angkasa tercapai. Selain itu, perilaku slip yang melebihi batas yang diizinkan dipelajari. Komponen sasis tidak selalu mampu mengatasi beban yang dihasilkan.
Roda yang diselidiki setelah pendaratan darurat. 2 Agustus 1995
Jadi, pada 2 Agustus 1995, saat mendarat dengan kecepatan tinggi, ban tersebut hancur. Karetnya robek; kabel logam yang terbuka juga gagal menahan beban. Setelah kehilangan dukungan, pelek meluncur di sepanjang permukaan landasan pacu dan tergerus hampir ke poros. Beberapa bagian rak juga rusak. Semua proses ini disertai dengan suara mengerikan, percikan api dan jejak api yang membentang di belakang meja. Beberapa bagian tidak lagi dapat direstorasi, tetapi para ahli dapat menentukan batas kemampuan roda.
Pendaratan uji pada 11 Agustus juga berakhir dengan kehancuran, tetapi kali ini sebagian besar unit tetap utuh. Sudah di akhir perjalanan, ban tidak bisa menahan beban dan meledak. Dari gerakan lebih lanjut, sebagian besar karet dan kabelnya robek. Setelah akhir perjalanan, hanya sisa karet dan kawat yang tertinggal di cakram, sama sekali tidak seperti ban.
Hasil pendaratan pada 11 Agustus 1995
Dari musim semi 1993 hingga musim gugur 1995, pilot uji NASA melakukan 155 uji pendaratan laboratorium terbang LSRA Convair CV-990. Selama ini, banyak penelitian telah dilakukan dan sejumlah besar data telah dikumpulkan. Tanpa menunggu akhir tes, para ahli di industri kedirgantaraan mulai merangkum hasil program. Paling lambat awal tahun 1994, rekomendasi baru dibentuk untuk pendaratan dan pemeliharaan selanjutnya dari teknologi luar angkasa. Segera semua ide ini diimplementasikan dan membawa semacam manfaat praktis.
Pekerjaan di bawah program penelitian Pesawat Penelitian Sistem Pendaratan berlanjut selama beberapa tahun. Selama waktu ini, dimungkinkan untuk mengumpulkan banyak informasi yang diperlukan dan menentukan potensi sistem yang ada. Dalam praktiknya, kemungkinan peningkatan beberapa karakteristik pendaratan tanpa menggunakan unit baru telah dikonfirmasi, yang mengurangi persyaratan untuk kondisi pendaratan dan menyederhanakan pengoperasian Shuttle. Sudah di pertengahan tahun sembilan puluhan, semua temuan utama dari program LSRA digunakan dalam pengembangan dokumen panduan yang ada.
Uji pendaratan 12 Agustus 1995
Satu-satunya laboratorium terbang yang berbasis kapal penumpang, yang digunakan sebagai bagian dari proyek LSRA, segera dibangun kembali. Pesawat CV-990 mempertahankan bagian penting dari sumber daya yang ditugaskan, dan karena itu dapat digunakan dalam satu peran atau lainnya. Dudukan penelitian untuk pemasangan roda telah dilepas darinya dan kulitnya dipulihkan. Belakangan, mesin ini kembali digunakan dalam berbagai penelitian.
Kompleks Pesawat Ulang-alik telah beroperasi sejak awal tahun delapan puluhan, tetapi selama beberapa tahun pertama, kru dan penyelenggara misi harus mematuhi beberapa yang agak sulit terkait dengan pendaratan. Program penelitian Pesawat Penelitian Sistem Pendaratan memungkinkan untuk mengklarifikasi kemampuan sebenarnya dari teknologi dan memperluas rentang karakteristik yang diizinkan. Segera, studi ini menghasilkan hasil nyata dan memiliki efek positif pada pengoperasian peralatan lebih lanjut.
