Большой тупой усилитель
Big Dumb Booster (BDB) — это общий класс ракет-носителей, основанный на предпосылке, что эксплуатировать большие ракеты простой конструкции дешевле, чем использовать более мелкие и сложные ракеты, несмотря на более низкую эффективность полезной нагрузки. [1] По данным Управления по оценке технологий :
Термин Big Dumb Booster применялся к широкому спектру концепций недорогих ракет-носителей, особенно к тем, которые будут использовать «низкотехнологичные» подходы к двигателям и топливным бакам на ступени ускорителя. В данном случае это относится к критерию разработки систем запуска с минимальными затратами за счет использования там, где это необходимо, упрощенных подсистем. [2]
Несмотря на то, что большой бустер с минимальной стоимостью конструкции (MCD) менее эффективен во всех аспектах эксплуатации, его общая стоимость эксплуатации дешевле, поскольку его легче построить, эксплуатировать и обслуживать, а также обеспечивает высокую надежность из-за меньшего количества деталей. [1]
История
[ редактировать ]Работу над концепцией возглавляли сторонники Aerospace Corporation , TRW и Aerojet General , начиная с конца 1950-х годов. Типичный подход включал мартенситностареющую сталь ( HY-140 ) для конструкции двигателей с подачей под давлением , использующих N 2 O 4 / UDMH , позже LOX / RP-1 , с игольчатыми форсунками, заимствованными из двигателя спуска лунного модуля TRW (LMDE) . [1] [3]
Sea Dragon был чрезвычайно большой двухступенчатой ракетой-носителем BDB/MCD, разработанной Робертом Труаксом и другими сотрудниками Aerojet. Компания Space Technology Laboratories, Inc. (TRW) внесла свой вклад в разработку. Он должен был быть в состоянии вывести на низкую околоземную орбиту полезную нагрузку массой более 500 тонн. [4]
Компания TRW (ныне Northrop Grumman ) разработала и запустила несколько двигателей, в том числе TR-106 , надежный и недорогой двигатель с тягой 2890 кН (650 фунтов), чтобы продемонстрировать готовность технологии двигателей. [5] [6] TRW также разработала недорогой суррогатный ускоритель для шаттла для вывода 29 метрических тонн на орбиту с углом 28 градусов по цене около 59 миллионов долларов. [3] [7]
Компания Beal Aerospace продолжила развитие типичного BDB/MCD своими ракетами-носителями BA-1 и BA-2. [8]
Минимальная стоимость конструкции
[ редактировать ]Методология MCD была разработана Артуром Шниттом. Это процесс анализа торговли, позволяющий понять соотношение затрат и массовых последствий. Это не какой-то конкретный выбор конструкции, как, например, у двигателей с питанием под давлением или по одному двигателю на ступень. Этот процесс показывает, как снизить затраты за счет увеличения массы там, где это благоприятно влияет на стоимость жизненного цикла. Некоторые из ранних концепций дизайна назывались «большими тупыми усилителями», и не обязательно в положительном смысле. [1]
Стоимость ракеты-носителя относительно массы полезной нагрузки (например, долларов за килограмм на орбиту) можно определить из уравнения ракеты, а также соотношений масс и соотношений стоимости. Поскольку низкотехнологичное ракетное оборудование становится тяжелее (например, масса баков по отношению к топливу и масса двигателей по отношению к тяге), стоимость этого оборудования (долларов за кг материала) должна стать значительно дешевле, что объясняет, почему большой тупой усилитель, скорее всего, будет непрактичным. [9]
См. также
[ редактировать ]- Двигатель под давлением (ракета)
- Бил Аэроспейс
- Морской Дракон (ракета)
- ОТРАГ (ракета) - БДБ с массивно-параллельными ускорителями.
Ссылки и примечания
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д Шнитт, Артур (1998) Проектирование минимальных затрат для космических операций .
- ^ Большие тупые ускорители: недорогой вариант космического транспорта? Управление оценки технологий, февраль 1989 г., приказ NTIS № PB89-155196.
- ^ Перейти обратно: а б Лондон III, Джон Р. (октябрь 1994 г.). LEO по дешевке (PDF) . Издательство Воздушного университета. ISBN 0-89499-134-5 .
- ^ «Исследование большого космического корабля морского старта», Контракт NAS8-2599, Space Technology Laboratories, Inc./Отчет Aerojet General Corporation № 8659-6058-RU-000, Vol. 1 – Проектирование, январь 1963 г.
- ^ Дресслер, Гордон А. и Дж. Мартин Бауэр (2000) Наследие и эксплуатационные характеристики двигателя TRW Pintle Engine AIAA 2000-3871.
- ^ «Результаты испытаний TRW LCPE 650 Klbf LOX/LH2», К. Гавитт и Т. Мюллер, AIAA 2000-3853, 36-я совместная силовая установка AIAA/ASME/SAE/ASEE.Конференция, 16–19 июля 2000 г.
- ^ TRW, Inc., «Бюджетный суррогатный бустер (LCSSB)», окончательный отчет (Редондо-Бич,Калифорния, 15 мая 1981 г.).
- ^ Beal Aerospace Technologies, Inc. Beal Aerospace. Архивировано 6 октября 2015 г. в Wayback Machine.
- ^ «Стоимость ракеты-носителя: низкотехнологичный анализ», Дж. Уайтхед, AIAA 2000-3140, 36-я совместная конференция AIAA/ASME/SAE/ASEE по двигательным установкам, 16–19 июля 2000 г.