Scaled Composites Tier-One-

Theodosia Kolbe Kann 13, 2016 S 1 0
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Ein Tier wird Composites 'Programm der suborbitalen bemannten Raumfahrt mit der wiederverwendbaren Raumfahrzeugs SpaceShipOne und seine Trägerrakete White Knight skaliert. Das Handwerk wurde von Burt Rutan entwickelt, und das Projekt wird $ 20.000.000 von Paul Allen finanziert. Im Jahr 2004 machte die erste privat finanzierte bemannte Raumfahrt und gewann das $ 10.000.000 Ansari X Prize für die erste nichtstaatliche wiederverwendbare bemannte Raumschiff.

Das Ziel des Projektes ist es, Technologie für Low-Cost-Routine Zugang zum Weltraum zu entwickeln. Ein Tier wird nicht selbst bestimmt zu tragen zahlende Passagiere, aber es wird in Betracht gezogen, dass es kommerzielle Spinoffs in Weltraumtourismus zu sein, zunächst. Das Unternehmen Mojave Aerospace Ventures wurde gebildet, um die kommerzielle Nutzung der Technologie zu verwalten. Ein Deal mit Virgin Galactic konnte sehen, Routine Weltraumtourismus, unter Verwendung eines Raumfahrzeugs basierend auf Tier-One-Technologie.

Design

Das Design-Konzept ist es, Lufteinführung ein Drei-Personen-Raumsonde gesteuert, die auf etwas über 100 km Höhe mit einer Hybrid-Raketenmotors klettert und dann gleitet auf den Boden und landet horizontal. Scaled Composites listet die folgenden Komponenten des Programms:

  • Einführung Flugzeuge
  • Dreisitzer ausgelegten Raumsonde
  • Hybridraketenantriebssystem
  • Mobilantriebsprüfstand
  • Flugsimulator
  • Inertial-NAV Flugdirektor
  • Mobilmissionskontrollzentrum
  • Raumfahrtsysteme
  • Pilotenausbildung
  • Flugtestprogramm

Weltraumfahrzeug

Tier One Raumfahrzeuge, Scaled Composites-Modell 316, wie SpaceShipOne bekannt, ist ein Raumgleiter entwickelt, um:

  • tragen drei Menschen in einem Meeresspiegeldruckkabine
  • durch Rakete aus einer Höhe von 15 km auf über 100 km angetrieben werden
  • erneut eingeben Atmosphäre und vergossen kinetische Energie in einer aerodynamisch stabile Konfiguration
  • gleiten transonically und subsonically
  • Land horizontal auf einem Standard-Start- und Landebahn

Der Rumpf zigarrenförmig, mit einem Gesamtdurchmesser von etwa 1,52 m. Die Hauptstruktur ist aus einem Graphit / Epoxy-Verbundmaterial. Von vorne nach hinten, es enthält die Crew-Kabine, Sauerstofftank, Kraftstoffgehäuse und Raketendüse. Das Handwerk hat kurze, breite Flügel mit einer Spannweite von 5 m und einer Sehne von 3 m. Es gibt große vertikale Leitwerksträger am Ende jedes Flügels angeordnet ist, mit horizontalen Stabilisatoren aus der Leitwerksträger vorsteht. Es verfügt über Ausrüstung für horizontale Landungen.

Die Gesamtmasse der voll getankten Flugzeug ist, 3,600 kg, wovon 2,700 kg wird durch die voll beladen Raketenmotors entnommen. Leermasse des Satelliten beträgt 1.200 kg, einschließlich der 300 kg Leermotorgehäuse.

Ursprünglich die Düse vorsteht, von der Rückseite, aber dies erwies sich aerodynamisch nachteilig. Im Juni 2004 zwischen den Flügen 14P und 15P wurde eine Verkleidung aufgenommen reibungslos Verlängerung der Rumpfform, um das erweiterte Ende der Düse zu erfüllen. Flüge 15P die neue Verkleidung überhitzt, da auf sie innen schwarz und mit Blick auf eine heiße, schwarze Düse. Die Verkleidung aufgeweicht, und der untere Teil zerknittertes nach innen während der Schub. Nach dieser Flucht das Innere der Verkleidung wurde weiß gestrichen, und einige kleine Versteifungsrippen versetzt.

Das Handwerk hat eine einzige unsteerable und unthrottleable Hybridraketenmotor, einen Kaltgasrückstoßsteuersystem und aerodynamischen Steuerflächen. Alles kann manuell gesteuert werden. Siehe gesonderten Abschnitt unten über das Raketentriebwerk.

Das Reaktionssteuersystem ist die einzige Möglichkeit, um die Raumfahrzeuglage außerhalb der Atmosphäre zu steuern. Es besteht aus drei Gruppen von Triebwerken: Es gibt Druckgeber an jeder Flügelspitze zur Rollsteuerung, an der Ober- und Unterseite der Nase, um die Tonhöhe zu steuern und an den Seiten des Rumpfes, um Giersteuerung. Alle Triebwerke redundante Sicherungen, so gibt es zwölf Triebwerke in allen.

Die aerodynamischen Steuerflächen sind entworfen, um in zwei verschiedenen Flugbetriebsbedingungen, Unter- und Überschall bedienen. Die Überschallflug Regime ist von primärem Interesse während der Boost-Phase eines Fluges und Unterschallmodus beim Gleiten. Es gibt separate obere und untere Seitenruder und Höhenruder. Diese werden mit der Luftfahrt-style-Stick und Pedalen gesteuert. In Überschallmodus die Trimmklappen elektrisch gesteuert werden, während die Unterschall-Modus verwendet mechanische Kabel-and-Gestänge.

Die Flügel können pneumatisch in einem aerodynamisch stabilen High-Drag "gefiederten" Form gekippt werden nach vorne. Dies entfernt die meisten der Notwendigkeit, die Einstellung während der ersten Hälfte der Wiedereintritt aktiv steuern: Scaled Composites bezeichnen dies als "Rundum-Sorglos-Reentry". Einer der ersten Testflüge tatsächlich durchgeführten Wiedereintritt invertiert, was die Flexibilität und Eigenstabilität Burt Rutan zu "Federball" -Design.

Diese gefiederten Reentry-Modus ist von Natur aus weit sicherer als das Verhalten bei ähnlichen Geschwindigkeiten der einzige vergleichbare Handwerk zuvor gebaut, das Space Shuttle. Der Shuttle erfährt enormen aerodynamischen Belastungen und muss gerade um in einem stabilen Gleiten bleiben, gesteuert werden.

Ein früher Entwurf für ein dauerhaft Ball-ähnliche Form genannt wird, mit einem Ring von federartigen Stabilisierungsflossen. Dies würde die Raumsonde unfähig Lande unabhängig gemacht haben, mitten in der Luft Abruf erfordert. Dies wurde als zu riskant, und das Hybrid endgültige Design schafft es den Befederung Fähigkeit in ein Handwerk, das in herkömmlicher Weise landen zu integrieren. Die kippbare hinteren Abschnitte der Flügel und den Leitwerksträger werden zusammen als "die Feder" bezeichnet.

Das Fahrwerk besteht aus zwei weit voneinander entfernten Haupträdern und einer Nase Schleudern. Diese werden unter Verwendung von Federn, durch die Schwerkraft unterstützt Einsatz. Einmal in Betrieb, können sie nicht zurückgezogen Inflight werden.

Das Raumfahrzeug ist unfähig, unabhängige Start aus dem Boden. Es erfordert eine Einführung Flugzeuge, es zu tragen, um Höhe für eine Lufteinführung zu starten.

Die Teile des Fahrzeugs, die die größte Erwärmung erfahren, wie zum Beispiel die Vorderkanten der Flügel, haben etwa 6,5 ​​kg ablative thermische Schutzmaterial aufgebracht. Der Hauptbestandteil dieses Materials wurde versehentlich an Air and Space durchgesickert. Wenn es ohne Wärmeschutz flog, würde das Raumschiff den Wiedereintritt überstehen würde aber beschädigt werden.

Es ist eine anerkannte "bekannt Mangel" mit aerodynamischem Design des Raumfahrzeugs, die sie anfällig für Ausflüge rollen macht. Dies hat auf SpaceShipOne Flug 15P gesehen worden, wo Windscherung verursacht eine große Rolle unmittelbar nach der Zündung und SpaceShipOne Flug 16P, wenn die Umstände noch nicht vollständig verstanden verursacht mehrere schnelle Rollen. Dieser Fehler wird nicht als gefährlich, aber in diesen beiden Flügen führte zur Erreichung eines wesentlich geringeren Höhe als erwartet. Die Einzelheiten des Defekts sind nicht öffentlich.

Schifffahrt

Der Kern der Raumsonde Avionik ist der System-Navigationseinheit. Zusammen mit der Flight Director-Anzeige, die Flugnavigationseinheit umfasst es. Das Gerät wurde gemeinsam von Grund Technology Systems und Scaled Composites entwickelt.

SNU ist ein GPS-basiertes Trägheitsnavigationssystem, die Raumfahrzeugsensordaten und Teilsystemgesundheitsdaten verarbeitet. Es Abwärtstelemetriedaten per Funk an Mission Control.

Die FDD-Anzeigedaten von der SNU auf einer Farb-LCD. Es verfügt über mehrere verschiedene Anzeige-Modi für unterschiedliche Flugphasen, einschließlich der Boost-Phase, küste, Wiedereintritt und Gleiten. Das FDD ist während der Ladephase und die Küste, um "um die Ecke" und Nullsätze durch asymmetrische Schub verursacht besonders wichtig, um den Piloten. Eine Mischung von kommerziellen und maßgeschneiderte Software ist in der FDD verwendet.

Kabine

Das Raumschiff Kabine, entworfen, um drei Menschen zu halten, wird als ein kurzer Zylinder, Durchmesser 1,52 m, mit einem spitzen vorderen Ende geformt. Der Pilot sitzt in Richtung der Vorderseite und zwei Passagiere hinter sitzen.

Die Kabine wird unter Druck gesetzt, die Aufrechterhaltung einer Meeresspiegel atembare Atmosphäre. Sauerstoff wird in die Kabine aus einer Flasche eingeführt und Kohlendioxid und Wasserdampf werden durch Absorber entfernt. Die Bewohner tragen keine Raumanzüge oder Atemschutzmasken, weil die Kabine wurde entwickelt, um den Druck in das Gesicht von Fehlern zu halten: Sie alle Fenster und Dichtungen verdoppelt.

Die Kabine verfügt über sechzehn runde Doppelverglasung, angeordnet, um einen Blick auf den Horizont in allen Phasen des Fluges zur Verfügung. Die Fenster sind klein im Vergleich zu den Lücken zwischen ihnen, aber es gibt ausreichend viele für den menschlichen Insassen, um eine mäßig gute Sicht Patch zusammen.

Der Nasenabschnitt entfernt werden kann, und es gibt auch eine Luke unter dem Heckfenster auf der linken Seite. Crew Eingang und Ausgang wird entweder durch Route möglich.

Starten Flugzeuge

Tier One Launch Flugzeuge, Scaled Composites-Modell 318, wie White Knight bekannt ist, ist so konzipiert, starten und landen zu nehmen horizontal und erreichen eine Höhe von etwa 15 km, die alle während der Durchführung der Tier-One-Raumfahrzeug in einem Parasiten Flugzeugkonfiguration. Sein Antrieb ist durch Doppelturbojets: Nachverbrennung J-85-GE-5-Motoren, bewertet bei 15,6 kN Schub jeder.

Es hat die gleiche Kabine, Avionik sowie Spannsystem nach SpaceShipOne. Dies bedeutet, es kann Flug qualifizieren fast alle Komponenten des SpaceShipOne. Es hat auch einen hohen Schub-Gewicht-Verhältnis und großen Geschwindigkeitsbremsen. Diese Eigenschaften kombiniert lassen Sie es als High-Fidelity-beweglichen Plattform Flugsimulator für SpaceShipOne verwendet werden. White Knight ist ebenfalls mit einem Verkleidungssystem, das bewirkt, dass es die gleiche glide Profil als SpaceShipOne haben ausgestattet; Dies ermöglicht dem Piloten zur Landung SpaceShipOne üben. Die gleichen Piloten fliegen White Knight als fly SpaceShipOne.

Das Flugzeug verfügt über markante Form langer, dünner Flügeln, in einem abgeflachten "W" -Form, mit einer Spannweite von 25 m, Doppel Leitwerken und vier Rädern. Die Hinterräder eingefahren, aber die vorderen, die lenkbar sind, werden permanent im Einsatz, mit kleinen Verkleidungen, als "Gamaschen" genannt, vor. Eine weitere Möglichkeit, die Gesamtform aussehen wie zwei herkömmliche Flugzeuge, mit sehr dünnen Rümpfe, nebeneinander und miteinander an ihren Flügelspitzen mit dem Cockpit und Motoren an der Stelle des Verbindens angebracht ist.

Obwohl White Knight wurde für bestimmte Rollen in der Tier-One-Programm entwickelt, ist es ein sehr fähiger Flugzeuge in seinem eigenen Recht. Scaled Composites beschreiben es als "Höhenforschungsflugzeug".

Hybridraketenmotor

Ein Tier verwendet eine Hybridraketenmotor nach SpaceDev geliefert, mit festem Polybutadien mit Hydroxylendgruppen Brennstoff und flüssigem Oxidator Distickstoffoxid. Es erzeugt 88 kN Schub, und kann für etwa 87 s zu brennen.

Das physikalische Layout des Motors ist neu. Das Oxidationstank ist eine primäre strukturelle Komponente, und ist der einzige Teil des Motors, das strukturell mit dem Raumfahrzeug verbunden ist: der Tank ist in der Tat ein integraler Bestandteil des Raumfahrzeugs Rumpf. Der Tank ist ein kurzer Zylinder mit einem Durchmesser von etwa 1,52 m, mit gewölbten Enden, und ist der vorderste Teil des Motors. Die Kraftstoffgehäuse ist ein schmaler Zylinder zum Tank freitragend, nach hinten gerichtet. Die freitragende Design bedeutet, dass eine Vielzahl von Motorgrößen ohne Veränderung der Oberfläche oder anderen Komponenten untergebracht werden. Die Düse ist eine einfache Erweiterung des Kraftstoffgehäuses; das Gehäuse und die Düse sind tatsächlich eine einzige Komponente, die als CTN bezeichnet. Burt Rutan hat ein Patent auf dieser Motorkonfiguration angewendet.

Es gibt erhebliche Verwendung von Verbundmaterialien bei der Motorkonstruktion. Das Oxidationsbehälter aus einem Verbundauskleidung mit Graphit / Epoxy-Umwicklung und Titan Schnittstelle Flansche. CTN verwendet eine Hochtemperatur-Verbundisolator mit einer Graphit / Epoxy-Struktur. Die Einbeziehung der feste Brennstoffe und die ablative Düse in diesem einzigen gebundenen Komponente minimiert die mögliche Leckpfade.

Das Oxidationstank und CTN sind an dem Hauptventilschott, das in den Tank integriert ist, verschraubt. Es O-Ringe an der Grenzfläche, um eine Leckage zu verhindern; dies ist der Haupt potentiellen Leckweg im Motor. Das Zündsystem, das Hauptsteuerventil und Einspritzdüse am Ventil Schotts im Inneren des Tanks befestigt. Slosh Leitbleche werden auch auf dieser Schott montiert. Weil der Oxidator unter Druck gespeichert ist, wird keine Pumpe benötigt.

Der Tank Liner und der Kraftstoffgehäuse werden im eigenen Haus von Scaled Composites gebaut. Der Tank Umwicklung wird von Thiokol geliefert. Die ablative Düse durch AAE Aerospace geliefert. Das Oxidationsmittel füllen, zu entlüften, und Dump-System wird durch Umwelt Aeroscience Corporation. Die übrigen Komponenten der Zündanlage, Hauptsteuerventil, Injektor, Tankschotten, elektronische Steuerungen, und Festbrennstoffguss werden von SpaceDev geliefert.

Die CTN muss zwischen Zündungen ersetzt werden. Dies ist der einzige Teil des Handwerks, der nicht der Brennstoff und Oxidationsmittel selbst, die ersetzt werden müssen.

Der feste Brennstoff wird mit vier Löchern gegossen. Dies hat den Nachteil, dass es möglich ist, Stücke von Kraftstoff zwischen den Öffnungen während einer Verbrennung freistehendes zu werden, und versperren den Fluss des Oxidationsmittels und Abgas. Solche Situationen sind in der Regel schnell selbst zu korrigieren.

Das Oxidationsbehälter gefüllt und entlüftet durch seine Vorwärtsschutzwand auf der gegenüberliegenden Seite des Behälters aus dem Brennstoff und dem Rest der Maschine. Dies verbessert die Sicherheit. Es wird bis zu einem Druck von 4,8 MPa bei Raumtemperatur gefüllt.

Die Düse hat ein Expansionsverhältnis von 25: 1, das für den oberen Teil der Atmosphäre optimiert ist. Eine andere Düse mit einem Expansionsverhältnis von 10: 1 wird für Einschießen auf dem Boden verwendet wird. Die Düsen sind schwarz auf der Außenseite, sondern auch für aerodynamische Tests werden rote Blinddüsen stattdessen verwendet.

Die Rakete ist nicht drosselbaren. Einmal leuchtet, kann der Brennvorgang abgebrochen werden, aber die Leistung kann nicht anderweitig gesteuert werden. Die Schub tatsächlich variiert, aus zwei Gründen. Zunächst wird, wie der Druck in der Oxidationstank abnimmt, verringert sich die Strömungsgeschwindigkeit, wodurch Schub. Zweitens in den späten Stadien einer Verbrennung die Nachverbrennungsanlage Tank enthält eine Mischung aus flüssigem und gasförmigem Oxidationsmittel und die Leistungsabgabe des Motors variiert stark je nachdem, ob sie mit Hilfe von flüssigem oder gasförmigen Oxidationsmittel zu einem bestimmten Zeitpunkt.

Sowohl der Brennstoff und Oxidationsmittel kann ohne besondere Vorsichtsmaßnahmen gelagert werden, und sie nicht brennen, wenn sie zusammen ohne eine signifikante Wärmequelle gebracht wird. Dies macht die Rakete weit sicherer als herkömmliche flüssige oder feste Raketen. Es ist auch relativ umwelt: die Verbrennungsprodukte sind Wasserdampf, Kohlendioxid, Wasserstoff, Stickstoff und etwas Kohlenmonoxid.

Der Motor wurde im September 2004 zwischen den Flügen 15P und 16P rüstet. Das Upgrade erhöht die Oxidationsbehältergröße, um mehr Schub in der ersten Hälfte der Verbrennung zu schaffen, damit ein länger brennen, und das Einsetzen der variablen Schubphase am Ende der Verbrennung. Vor dem Upgrade des Motors erzeugt 76 kN Schub und konnte für 76 s zu brennen. Nach dem Upgrade ist es in der Lage, 88 kN Schub war und eine 87 s zu brennen.

Flugprofil

SpaceShipOne hebt ab aus dem Boden, um White Knight in einem Parasiten Konfiguration befestigt und unter White Knight Macht. Die Kombination von SpaceShipOne und White Knight kann ausziehen, Land und fliegen unter Strahlkraft zu großer Höhe. Ein in Gefangenschaft carry Flug ist eine, wo die beiden Handwerk Land gemeinsam ohne Start SpaceShipOne; dies ist einer der Hauptabbruch Modi.

Für den Start, fliegt das kombinierte Handwerk zu einer Höhe von etwa 14 km, die etwa eine Stunde dauert. SpaceShipOne dann tropfen freigegeben und kurz gleitet unpowered. Raketenzündung kann sofort erfolgen oder verzögert werden kann. Wenn die Rakete nie leuchtet dann SpaceShipOne kann bis auf den Boden gleiten. Dies ist ein weiterer wichtiger Abbruchmodus, zusätzlich zu absichtlich in glide Tests geflogen.

Der Raketenmotor gezündet wird, während das Raumschiff gleitet. Sobald unter Strom, in eine 65 ° Steigung, die sich im oberen Teil der Flugbahn steiler weiter angehoben wird. Die maximal mögliche Beschleunigung ist etwa 4 g.

Bis zum Ende der Verbrennung das Handwerk nach oben zu einem bestimmten Vielfachen der Schallgeschwindigkeit fliegen, bis ca. 900 m / s und Mach 3,5, und es zu Küste weiter nach oben unpowered. Wenn der Brennvorgang war lang genug, dann wird es eine Höhe von 100 km, in welcher Höhe die Atmosphäre stellt keinen nennenswerten Widerstand, und das Handwerk Erfahrungen freien Fall für ein paar Minuten nicht überschreiten.

Während im Apogäum die Flügel in High-Drag-Modus neu konfiguriert. Da das Handwerk greift es erreicht hohe Geschwindigkeiten vergleichbar mit denen auf dem Weg erreicht; wenn diese anschließend wieder in den Atmosphäre es bremst heftig, bis zu etwa 5 g. An einem gewissen Höhe zwischen 10 km und 20 km rekonfiguriert es in low-drag Segelflugzeug-Modus, und gleitet bis zu einer Landung in etwa 20 Minuten.

White Knight länger dauert, bis hinab und landet in der Regel ein paar Minuten nach SpaceShipOne.

Missions Kontrolle

Neben einem Büro-basierte Missionskontrolle, Ein Tier hat einen mobilen Mission Control Center. Diese ist relativ klein, in eine große straßentauglichen LKW eingebaut. Es trägt den Scaled Composites Logo, aber keine andere offene Angabe ihrer Verbindung zu einem Tier. Das Fahrzeug eine Kombination von Unterstützungsfunktionen:

  • Telemetrie-Überwachung und Aufzeichnung
  • Telekommunikation
  • Hilfsumgebung Steuerung für White Knight und SpaceShipOne

Das Kontrollzentrum wird verwendet, um die beiden Raketenmotor Bodentests und alle Flugtests von White Knight und SpaceShipOne unterstützen. Seine Hauptfunktion ist es, Daten überwachen und aufzeichnen Test, und zu diesem Zweck wird es mit Computern und Funkkommunikationsgetriebe ausgestattet. SpaceShipOne Avionik-Displays sind in den Missionssteuer dupliziert. Telemetriedaten auf einem Datenreduktionssystem, das automatisch lenkt Funkantennen, um Punkt, an das Handwerk zu überwach erhalten. Das Telemetriesystem hat eine Reichweite von etwa 280 km.

Die Zentrale ist ausgestattet, um mit Scaled Composites 'Büros, sowie die Luft- und Raumfahrzeugen zu kommunizieren.

Die Steuerzentrale unterhält eine temperaturgesteuerten Atmosphäre für seine Mitarbeiter, und kann bis eingehakt werden, um Temperaturregelung für die White Knight und SpaceShipOne Kabinen bieten. Die physikalische Struktur der Mission Control bietet auch einen leichteren Zugang zu den White Knight Kabine.

Lachgas Lieferung

Anders als bei der Festbrennstoff wird das Lachgas Oxidations als Massenware behandelt und in der Raumsonde Oxidationstank in das Feld gepumpt. Ein Tier hat also eine mobile Übertragungssystem für Lachgas, das sie MONODS nennen.

MONODS basiert auf einem offenen Anhänger, die im Straßenverkehr in üblicher Weise durchgeführt werden kann gebaut. Es besteht hauptsächlich aus einem 6,5 m-Tank, einer Temperatursteuereinheit und einem Generator, um den Temperatursteuereinheit anzutreiben. Das Lachgas wird bei Raumtemperatur bei einem Druck von 4,8 MPa, gespeichert.

MONODS von einem kommerziellen Anbieter, die 50 m Tanker verwendet und liefert das Lachgas bei etwa -17 ° C und 2 MPa aufgefüllt. MONODS erhitzt das Stickoxid auf Raumtemperatur, Druckerhöhung.

Propulsion Test

Ein Tier hat einen mobilen Druckprüfstand, als Prüfstand Trailer bekannt. Der Vorteil, dass Handy ist, dass alle die Montage und Instrumentierung Arbeit kann in der Halle durchgeführt werden, so dass auf dem Testgelände alles, was getan werden muss, ist die Oxidationstank füllen und führen den Schlag.

Der Teststand repliziert die wesentlichen strukturellen Komponenten des Raumfahrzeugs. Es verfügt über einen Oxidationsbehälter und dazugehörige Armaturen identisch mit dem im Flug verwendet wird. Dies bedeutet, dass der Motor-Test führt auch automatisch entsprechende Vibrationen, Stress und Hitzetests des Raumfahrzeugs Struktur. Die Crew-Kabine, jedoch wird nicht repliziert.

Für bodenbasierte Drucktests eine Raketendüse mit einem Expansionsverhältnis von 10: 1 verwendet wird, die sich von der 25: 1 Düse in der Höhe während der tatsächlichen Flug verwendet.

Der Prüfstand wird instrumentiert, nicht nur Schub, sondern auch Seitenkraft und Temperatur und Dehnung durch Komponenten erlebt aufzeichnen. Daten werden auf einem Computer in einem Bunker an der Teststelle aufgezeichnet. Die Datenerfassungscomputer entfernt von Mission Control gesteuert.

Flugsimulator

Die SpaceShipOne Flugsimulator besteht aus einem Simulator-Programm und einem Cockpit.

Der Flugsimulator-Programm zielt darauf ab, SpaceShipOne Verhalten genau zu simulieren unter allen Umständen und in allen Flugphasen. Anstatt ein Modell der Gesamtflugverhalten SpaceShipOne ist, verwendet er Computational Fluid Dynamics, um die Luft um das Handwerk zu modellieren. Es berechnet die aerodynamischen und andere Kräfte, die auf das Handwerk unter Berücksichtigung der Positionen seiner Steuerflächen. Diese Simulation wird auf dem Computer-Modellierung, die während des Designprozesses verwendet und verfeinert mit Daten von Flugtests wurde basierend. Dies ergibt eine sehr genaue Bild der Handwerksverhalten, auch in unerwarteten Formen der Flucht.

Das Cockpit Replik ist auf einem statischen Boden, und so können die equilibrioceptive und beschleunigenden Aspekte der Flug nicht genau zu reproduzieren. Allerdings White Knight ist ausgestattet, um als High-Fidelity-Moving-Base-Simulator zu betreiben; siehe Abschnitt White Knight ist oben. Der Simulator-Cockpit ist eine genaue Kopie der SpaceShipOne Kabine, einschließlich der Avionik. Es ist das System von Pilot zuzüglich Avionik, nicht nur der Pilot, das simuliert wird, um. Der Flugsimulator-Programm treibt die Sensoreingänge, die von den Luftfahrtelektronik verwendet werden, und treibt auch zwölf Anzeige Computer, die kommerziellen Grafik-Software verwenden, um hochaufgelöste Bilder der Außenansicht für den Piloten zu generieren. Diese Ansichten werden auf elf Monitoren und einer Leinwand. Stock-Force-Feedback ist nicht in Echtzeit simuliert.

Bodengestützte Flugsimulation ist nicht nur für die Pilotenausbildung eingesetzt. Es wird auch verwendet, um Bodenpersonal zu trainieren, entwickeln Verfahren, und testen Sie die Avionik-Software und Hardware.

Geschichte und Status

Nach Scaled Composites, das Konzept für das Programm entstand im April 1996 begann Vorentwicklung im Jahr 1999 und volle Entwicklung begann im April 2001. Es war zunächst geheim gehalten, auch nach White Knight flog erstmals am 1. August, war 2002. Das Programm für die Öffentlichkeit am 18. April 2003, als das Programm war bereit, Flugtest SpaceShipOne angekündigt. Seinen ersten Testflug, SpaceShipOne Flug 01C, fand am 20. Mai 2003.

Nach Monaten der Glide-Tests, den ersten Motorflug, SpaceShipOne Flug 11P, wurde am 17. Dezember, gefolgt 2003. Weitere Tests angetrieben und erreichte zunehmende Höhen, die ihren Höhepunkt am 21. Juni 2004 mit der ersten privat finanzierten bemannte Raumfahrt, SpaceShipOne Flug 15P. Ansari X Prize Wettbewerbsflüge folgten. SpaceShipOne Flug 16P am 29. September 2004 und SpaceShipOne Flug 17P am 4. Oktober 2004 waren erfolgreich Wettbewerbsflüge, dem Gewinn der X Prize.

Das Programm wird wie die Jungfrau Raumschiff weiter machen Testflüge, um die Technologie weiter zu entwickeln, zur Unterstützung der Entwicklung von Nachfolgeraumschiff. Das Programm ist ausgeschlossen Durchführung wissenschaftliche Nutzlasten, trotz mehrerer Anfragen.

Technische Daten

Allgemeine Charakteristiken

  • Besatzung: ein Pilot
  • Länge: 5 m
  • Spannweite: 5 m
  • Höhe:
  • Kerndurchmesser: 1,52 m
  • Flügelfläche: 15 m
  • Leer: 1.200 kg
  • Loaded: 3.600 kg
  • Die Höchststart:
  • Kraftwerk:

Leistung

  • Höchstgeschwindigkeit: Mach 3,09 3518 km / h
  • Strecke: 65 km
  • Dienstgipfelhöhe: 112.000 m
  • Steigrate: 25.000 m / min
  • Tragflächenbelastung: 240 kg / m² bei der Freigabe, 80 kg / m² bei Burnout
  • Schub-Gewicht: 20 N / kg bei der Zündung

Funding

Die Kosten für die Entwicklung, den Bau und Betrieb von einem Tier, wenn auch nicht öffentlich freigegeben, sind schätzungsweise im Bereich von 20.000.000 bis 30.000.000 US-Dollar, in etwa zwei bis drei Mal den Wert des Ansari X Prize Award sein. Die einzige Sponsor, zunächst geheim, offenbart wurde, um Paul Allen, Mitbegründer von Microsoft und die 48. reichste Mensch der Welt sein. Die Offenbarung, am 17. Dezember 2003, am selben Tag wie die Programm ersten Motorflug-Test, gefolgt Spekulationen, dass Allen beteiligt war.

Einige Kommentatoren haben Vergleiche zwischen der relativen inExpense der Tier-One-Programm und die hohen Kosten für die Space Shuttle-Programm gezogen, obwohl die technischen Schwierigkeiten der beiden Programme sind völlig verschieden. SpaceShipOne, weil es suborbitally fliegt, muss nicht die hohen Drehzahlen des Space Shuttle, noch die gleiche Höhe (100 km suborbitalen vs. 400 km Umlaufbahn) zu erreichen. SpaceShipOne auch nicht tragen die gleiche Besatzung oder Nutzlast, und macht viel kürzeren Flügen. Die SpaceShipOne Programm ist eine technische Meisterleistung mehr auf Augenhöhe mit dem X-15 als der Shuttle.

Inflation angepasst Vergleiche der SpaceShipOne Programm mit, dass der Budget X-15, zeigen, dass die Tier-One-Programm kostet 1/100, dass der X-15-Programm, obwohl die drei X-15 Flugzeuge aus fast 200 Testflüge in ihrer gesamten Test Programm, in der Regel die Erkundung Hyperschallflug zwischen mach 4-7. Nur ein paar Dutzend X-15 Flüge speziell suchte Spitzenhöhen und nicht zu erreichen zu erreichen Spitzengeschwindigkeiten, wenn auch nur zwei Flüge immer Höhen in der Nähe von den von SpaceShipOne erreicht erreicht. Auf der anderen Seite, das Tier-One-Projekt auch für den Bau des White Knight Mutterschiff in ihrem Haushalt bezahlt, während die NASA hatte fast die kostenlose Nutzung eines bereits bestehenden USAF B-52-Bomber modifiziert werden, um Falltests des Experimentalflugzeug vieler Arten durchzuführen.

Reklame

Ein Tier wurde zunächst heimlich entwickelt, wie Verbundwerkstoffe "Politik mit neuen Programmen skaliert. Am 18. April 2003 wurde das Programm öffentlich angekündigt und SpaceShipOne und White Knight wurden an die Medien zu einem Rollout von zwischen 550 und 600 Menschen nahmen demonstriert. Das Medieninteresse war so intensiv, dass das, was als eine Familie bestimmt worden und Friends Day am 24. April 2003 wurde in eine zweite Medien Tag gedreht.

Scaled Composites wieder umworben Werbung mit der Ankündigung im Vorfeld der endgültigen Testflug, SpaceShipOne Flug 15P, soll erste Raumflug des Programms sein. Über 11.000 Menschen gingen zu Mojave Spaceport, um den Flug, die auch im Fernsehen übertragen wurde, zu sehen. Der Flug wurde als einer Airshow laufen, sowohl mit dem Haupthandwerks und der Jagdflugzeuge machen Starts und Landungen vor der Menge, und festlichen Vorbeiflüge, wenn der Test erfolgreich. Der Flug war nicht nur eine technische Erfolg, sondern auch ein voller Publikumserfolg und löste intensive öffentliche Interesse an der Raumfahrt.

Scaled Composites überraschend vor sehr mediengerecht in Bezug auf ein Tier, und mehr öffentliche Spektakel zu erwarten sind.

Zukunft

Der Programmname "Ein Tier" stellt sich die Frage, welche Tier Zwei sein wird.

Im Raum der Bewertung am 21. Juni 2004 wurde Rutan als Angabe "Das Raumschiff ist die Modellnummer 316 und der White Knight ist die Modellnummer 318. Ich werde eine Präsentation sehr schnell eines Modellnummer 346" zitiert. Ob es sich um einen Prototypen Orbitalhandwerk, einem suborbitalen Tour-Bus oder einem anderen Konzept, bleibt abzuwarten.

Im Jahr 2004 Rutan vorgeschlagen, dass ein Zehn-Passagier suborbitalen Raumfahrzeug würde eine profitable Tour-Bus zu machen. Am 27. September 2004 kündigte Unternehmer Sir Richard Branson einen Deal mit Mojave Aerospace Ventures durchzahlende Passagiere auf suborbitalen Touristenflüge mit einem vergrößerte Version des SpaceShipOne, möglicherweise beginnend Service im Jahr 2008. Im selben Jahr Burt Rutan sagte auch, " wir sind für die Umlaufbahn in Richtung schneller als Sie denken ".

In einem Interview in dem Dokumentarfilm Black Sky: Das Rennen für Freiraum, erklärte Rutan, dass Tier-One wird suborbitalen Flüge abdecken, werden Zwei Tier decken Orbitalflüge und drei Tier wird Flüge jenseits der Erdumlaufbahn zu decken. Im gleichen Dokumentarfilm zeigte er Entwürfe für eine Orbitalhandwerk basierend auf SpaceShipOne, die eine Rakete etwa doppelt SpaceShipOne die Länge, um die Schiffs hinten montiert hatte.

Kommerzielle Aspekte

Das erklärte Ziel der Tier-One-Programms ist es, suborbitalen bemannten Raumfahrt Betrieb bei niedrigen Kosten zu demonstrieren. Vor Burt Rutan begann Berücksichtigung dieses Projekt, da sind wirere drei großen Hindernisse für das Ziel der erschwinglichen suborbitalen Raumflug:

  • die Gefahren und Kosten der Flüssigkeitsantriebs Brennstoffe;
  • die unkontrollierbare Natur des Festbrennstoff-Raketenmotoren;
  • die Schwierigkeiten bei der Rückkehr, ohne zu brennen in der Atmosphäre.

Rutan Entwurf scheint eine kostengünstige Lösung für alle drei Fragen.

Ein Tier selbst ist nicht für die zahlende Passagiere zu tragen, und der US-Regierung Genehmigungen erforderlich wäre, wenn es so wäre die Absicht, dies zu tun. Es ist eine Technologie Prüfstand, und es ist ausdrücklich beabsichtigt, dass die im Programm entwickelte Technologie wird später in gewerblichen Raumflügen verwendet werden. Zu diesem Zweck, Paul Allen und Burt Rutan hat ein Unternehmen Mojave Aerospace Ventures, die das Projekt an geistigem Eigentum besitzt und wird alle kommerziellen Nutzung der es zu verwalten.

Scaled Composites zunächst sprach die Hoffnung aus, dass bis zu 2013 wäre es möglich, für die Mitglieder der Öffentlichkeit, um einen suborbitalen Flug für etwa dem Preis einer Luxus-Kreuzfahrt zu erleben. Am 25. September 2004 wurde ein Deal mit Virgin Galactic getroffen, um die Jungfrau Raumschiff auf der Grundlage einer vergrößerte Version des SpaceShipOne zu entwickeln. Diese Sonde wird durch das Raumschiff Unternehmen errichtet werden.

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