Твердотопливный ракетный ускоритель

Твердотопливный ракетный ускоритель ( SRB ) — это большой твердотопливный двигатель, используемый для обеспечения тяги при запусках космических кораблей от первоначального запуска до первого подъема. Многие ракеты-носители, в том числе Атлас V , ^[1] SLS и Space Shuttle использовали SRB для придания ракетам-носителям большей тяги, необходимой для вывода корабля на орбиту. В «Спейс шаттле» использовались два космического корабля «Шаттл SRB» , которые были самыми большими твердотопливными двигателями из когда-либо построенных и первыми, предназначенными для восстановления и повторного использования. ^[2] Топливо каждого твердотопливного ракетного двигателя космического корабля "Шаттл" весило около 500 000 килограммов. ^[3]

Преимущества

По сравнению с жидкостными ракетами твердотопливные двигатели SRM способны обеспечивать большую тягу при относительно простой конструкции. ^[4] Они обеспечивают большую тягу без значительных требований к охлаждению и изоляции и производят большую тягу для своего размера. Добавление съемных SRB к транспортному средству, также оснащенному жидкостными ракетами, известное как ступень, уменьшает количество необходимого жидкого топлива и снижает массу стартовой установки. Твердотопливные ускорители дешевле проектировать, испытывать и производить в долгосрочной перспективе по сравнению с эквивалентными жидкостными ускорителями. Возможность повторного использования компонентов в нескольких полетах, как при сборке «Шаттла», также снизила затраты на оборудование. ^[5]

Одним из примеров повышенных характеристик, обеспечиваемых SRB, является ракета Ariane 4 . Базовая модель 40 без дополнительных ускорителей была способна ^{[ когда? ]} подъема полезной нагрузки массой 4795 фунтов (2175 кг) на геостационарную переходную орбиту . ^[6] Модель 44P с четырьмя твердотопливными ускорителями имеет полезную нагрузку 7639 фунтов (3465 кг) на ту же орбиту. ^[7]

Недостатки

Твердотопливные ускорители не контролируются и обычно должны гореть до полного истощения после воспламенения, в отличие от жидкостных ракетных двигателей или на холодном газе двигательных систем . Однако системы прерывания запуска и системы безопасного уничтожения дальности могут попытаться перекрыть поток топлива с помощью кумулятивных зарядов . ^[8] По состоянию на 1986 год ^[update] оценки частоты отказов SRB варьируются от 1 на 1000 до 1 на 100 000. ^[9] Сборки SRB вышли из строя внезапно и катастрофически. Блокировка или деформация сопла может привести к созданию избыточного давления или уменьшению тяги, а дефекты корпуса ускорителя или муфт ступеней могут привести к разрушению узла из-за увеличения аэродинамических напряжений. Дополнительные виды отказов включают засорение канала ствола и нестабильность сгорания. ^[10] Выход из строя уплотнительного кольца «Челленджер» правого твердотопливного ускорителя шаттла привел к его разрушению вскоре после старта.

Твердотопливные ракетные двигатели могут представлять опасность при обращении с ними на земле, поскольку полностью заправленный ускоритель несет в себе риск случайного возгорания. Подобная авария произошла во время взрыва бразильской ракеты в августе 2003 года на стартовой площадке ракеты VLS в Бразильском центре Лансаменто-де-Алькантара , в результате чего погиб 21 технический специалист. ^[11]

См. также

Ссылки

Эта статья включает общедоступные материалы с веб-сайтов или документов Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства .

^ «Данные», Активы (PDF) , Lockheed Martin, заархивировано из оригинала (PDF) 17 декабря 2011 г.
^ «HSF – Шаттл» . spaceflight.nasa.gov . Архивировано из оригинала 21 апреля 1999 г. Проверено 8 февраля 2016 г.
^ «Твердотопливные ракетные ускорители» . США: НАСА. 09.08.2009. Архивировано из оригинала 16 февраля 2012 г. Проверено 2 апреля 2004 г. .
^ «Какие типы ракетных двигателей существуют?» . www.qrg.northwestern.edu . Проверено 8 февраля 2016 г.
^ Гувер, Курт. «Обреченные с самого начала: твердотопливные ракетные ускорители для космического челнока» . Техасский консорциум космических грантов . Техасский университет. Архивировано из оригинала 20 января 2022 г. Проверено 8 февраля 2016 г.
^ Ariane 4 , Astronautix, заархивировано из оригинала 16 июля 2012 г.
^ Ariane 44P , Astronautix, заархивировано из оригинала 13 мая 2011 г.
^ Таскер, Дуглас Г. (1 августа 1986 г.). «Исследование инициирования ударной нагрузки в системе прерывания твердотопливного ракетного ускорителя НАСА» . Архивировано из оригинала 13 февраля 2016 г. Проверено 8 февраля 2016 г. {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )
^ ВИНА, МАЙКЛ (5 марта 1986 г.). «Оценка НАСА ракетного риска оспаривается» . Лос-Анджелес Таймс . ISSN 0458-3035 . Проверено 8 февраля 2016 г.
^ «Прогнозирование отказа твердотопливного ракетного двигателя — Введение» . ti.arc.nasa.gov . Архивировано из оригинала 14 августа 2016 г. Проверено 8 февраля 2016 г.
^ VLS. Архивировано 12 августа 2005 г. в Wayback Machine.

Внешние ссылки

[1] «Данные», Активы (PDF) , Lockheed Martin, заархивировано из оригинала (PDF) 17 декабря 2011 г.

[2] «HSF – Шаттл» . spaceflight.nasa.gov . Архивировано из оригинала 21 апреля 1999 г. Проверено 8 февраля 2016 г.

[science_ksc_nasa_gov-srb_html_srb-3] «Твердотопливные ракетные ускорители» . США: НАСА. 09.08.2009. Архивировано из оригинала 16 февраля 2012 г. Проверено 2 апреля 2004 г. .

[4] «Какие типы ракетных двигателей существуют?» . www.qrg.northwestern.edu . Проверено 8 февраля 2016 г.

[5] Гувер, Курт. «Обреченные с самого начала: твердотопливные ракетные ускорители для космического челнока» . Техасский консорциум космических грантов . Техасский университет. Архивировано из оригинала 20 января 2022 г. Проверено 8 февраля 2016 г.

[6] Ariane 4 , Astronautix, заархивировано из оригинала 16 июля 2012 г.

[7] Ariane 44P , Astronautix, заархивировано из оригинала 13 мая 2011 г.

[8] Таскер, Дуглас Г. (1 августа 1986 г.). «Исследование инициирования ударной нагрузки в системе прерывания твердотопливного ракетного ускорителя НАСА» . Архивировано из оригинала 13 февраля 2016 г. Проверено 8 февраля 2016 г. {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )

[9] ВИНА, МАЙКЛ (5 марта 1986 г.). «Оценка НАСА ракетного риска оспаривается» . Лос-Анджелес Таймс . ISSN 0458-3035 . Проверено 8 февраля 2016 г.

[10] «Прогнозирование отказа твердотопливного ракетного двигателя — Введение» . ti.arc.nasa.gov . Архивировано из оригинала 14 августа 2016 г. Проверено 8 февраля 2016 г.

[11] VLS. Архивировано 12 августа 2005 г. в Wayback Machine.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]