В първите години на американската космическа програма основната задача беше да се подобрят характеристиките на ракетните и космическите системи. Бързо стана ясно, че увеличаването на техническите параметри е свързано със значителни трудности и трябва да доведе до увеличаване на цената на изстрелванията. Интересно решение на този проблем беше предложено под формата на концепцията Big Dumb Booster.
Голяма глупава ракета
Проектите на ракетни и космически системи от онова време се отличават с висока техническа сложност. За да се получат по -високи характеристики, бяха разработени и въведени нови материали, създадени обещаващи образци на оборудване от всички класове, разработени двигатели и др. Всичко това доведе до увеличаване на разходите за разработване и производство на ракети.
Изчисленията показаха, че при запазване на такива подходи цената на изтеглянето на товара ще остане поне на същото ниво или дори ще започне да расте. За да се запазят или подобрят икономическите резултати, бяха необходими радикално нови решения на ниво концепция. Първите проучвания в тази насока започват в самия край на петдесетте години и скоро дават реални резултати.
НАСА, в сътрудничество с редица частни космически компании, разработи няколко нови концепции за усъвършенствани системи. Един от тях се наричаше Big Dumb Booster - „Голяма глупава (или примитивна) ракета -носител“.
Същността на тази концепция беше да опрости максимално дизайна на ракетата -носител и отделните й компоненти. За това беше необходимо да се използват само добре усвоени материали и технологии, като се изостави разработването на нови. Изискваше се и опростяване на дизайна на самата ракета и нейните компоненти. В същото време беше необходимо да се увеличи превозвачът, увеличавайки полезния му товар.
Първоначалните оценки показват, че този подход за проектиране и производство е позволил на BDB да постигне драстично намаляване на разходите при стартирането. В сравнение със съществуващите и обещаващи ракети -носители с „традиционен“вид, новите модели бяха в пъти по -икономични. Очакваше се и ръст на производството.
По този начин усилвателят на BDB може бързо да изгради и да се подготви за изстрелване и след това да изпрати по -голям товар в орбита. Подготовката и пускането биха били на разумна цена. Всичко това може да се превърне в добър стимул за по -нататъшното развитие на космонавтиката, но първо беше необходимо да се разработят и реализират фундаментално нови проекти.
Основни решения
Няколко организации за развитие на ракетни и космически технологии участваха в разработването на концепцията BDB. Те предложиха и доведоха до различна степен на готовност редица проекти за ракети -носители. Предложените проби бяха забележимо различни един от друг по своя външен вид или характеристики, но в същото време те имаха редица общи характеристики.
За да се опрости и намали цената на ракетата, беше предложено да се строи не от леки сплави, а от достъпни и добре усвоени стомани. На първо място бяха взети предвид високоякостни и пластични степени от категорията на маражни стомани. Такива материали направиха възможно изграждането на по -големи ракети с необходимите параметри на якост и разумна цена. Освен това стоманените конструкции могат да бъдат поръчани от широк кръг компании, вкл. от различни индустрии - от авиацията до корабостроенето.
Голяма ракета с тежък товар изискваше мощна задвижваща система, но самият такъв продукт беше изключително скъп и сложен. Предложено е този проблем да бъде решен чрез използване на най -ефективните видове гориво, както и чрез промяна на дизайна на двигателя. Една от основните идеи в тази област беше отхвърлянето на турбопомпените агрегати - един от най -сложните компоненти на ракетни двигатели с течно гориво. Предвиждаше се доставка на гориво и окислител поради повишеното налягане в резервоарите. Само това решение осигурява значителна икономия на разходи.
Предложените материали и сплави осигуряват изграждането на големи конструкции със съответния потенциал. Полезният товар на ракета Big Dumb Booster може да бъде увеличен до 400-500 тона или повече. С увеличаването на размера на ракетата делът на сухата маса в стартовото тегло намалява, което обещава нови успехи и допълнителни спестявания.
В бъдеще ракетите или техните елементи могат да бъдат направени за многократна употреба, което беше улеснено от използването на здрави стомани. Поради това се планираше да се получи допълнително намаляване на разходите за изстрелване.
Въпреки това, за да се получат реални резултати, беше необходимо да се завърши изследователска работа и след това да се стартира експериментален дизайн. При цялата привидна простота тези етапи могат да отнемат много години и изискват значително финансиране. Въпреки това предприятията в космическата индустрия поеха този риск и започнаха да проектират обещаващи "примитивни" ракети -носители.
Смели проекти
Първите проекти от нов вид се появяват през 1962 г. и са оценени от специалисти на НАСА. Тези варианти на BDB се основават на общи идеи, но ги използват по различни начини. По -специално, имаше разлики дори в началния метод.
Истинският рекордьор може да бъде ракетата NEXUS, разработена от General Dynamics. Това беше едностепенна ракета-носител с височина 122 м и максимален диаметър 45,7 м със стабилизатори в обхват от 50 м. Очакваното тегло на изстрелването достигна 21,8 хиляди тона, полезният товар за изстрелване на нискоземна орбита беше нагоре до 900 т. За други орбити товароносимостта беше половината от размера.
Ракетата NEXUS е трябвало да изстреля товара в орбита, а след това да кацне в океаните с помощта на парашути и двигатели с твърдо гориво за кацане. След обслужване такъв BDB може да извърши нов полет.
През същата година се появява проектът Sea Dragon от компанията Aerojet. Той предложи супер тежка ракета-носител на морски носител и тя не изискваше отделни съоръжения за изстрелване. Освен това беше планирано да се включат корабостроителни предприятия в производството на такива ракети, които имат необходимите - не най -сложните - технологии за сглобяване на метални конструкции.
"Sea Dragon" е построен по двустепенна схема с опростени ракетни двигатели и на двата. Дължината на ракетата достига 150 м, диаметър - 23 м. Тегло - прибл. 10 хиляди тона, полезен товар - 550 тона за LEO. На първия етап беше осигурен двигател с керосин-кислород с тяга от 36 милиона кгс. Вместо комплекс за наземно изстрелване беше предложена по -компактна система. Изработен е под формата на голям баластен резервоар с необходимите устройства, прикрепени към дъното на първия етап.
Замислено от дизайнерите, ракетата Sea Dragon е трябвало да бъде направена от корабостроителница от обичайните "корабни" материали. След това, с помощта на влекач, продуктът в хоризонтално положение трябва да се тегли към мястото за изстрелване. Системата за изстрелване осигуряваше прехвърляне на ракетата от хоризонтално във вертикално положение с газене около половината от корпуса. Тогава Драконът може да запали двигателите и да излети. Връщането на стъпалата е извършено с помощта на парашути с кацане върху водата.
Евтино, но скъпо
Проектите на супер тежки ракети-носители Big Dumb Booster представляват голям интерес в контекста на по-нататъшното развитие на астронавтиката. Изпълнението им обаче беше свързано с редица характерни трудности, без преодоляването на които беше невъзможно да се получат желаните резултати. Трезвата оценка на техническите предложения и проекти доведе до затваряне на цялата посока.
По -нататъшното развитие на предложените проекти от Aeroget, General Dynamics и други компании беше много трудна задача. За създаването на „евтина“ракета бяха необходими големи разходи за разработване на проекти и адаптиране на съществуващите технологии за космически приложения. В същото време получените ракети в обозримо бъдеще не представляват интерес: всеки полезен товар от стотици тонове просто липсваше и не се очакваше през следващите години.
НАСА смята за неподходящо да губи време, пари и усилия за проекти без реална полза. Към средата на шейсетте години цялата работа по темата за BDB беше преустановена. Някои от участниците в тези произведения се опитаха да преработят проекти за други задачи, но в този случай не получиха продължение. За радост на данъкоплатците, работата по BDB спря рано и малко пари бяха изразходвани за съмнителната програма.
Както показа по -нататъшното развитие на американската астронавтика, тежките и свръх тежките ракети -носители наистина намериха приложение, но системите с товароносимост от стотици тонове бяха излишни, както и твърде сложни и скъпи - въпреки първоначалните планове. Развитието на астронавтиката продължи без "Голямата примитивна ракета" - и показа желаните резултати.
