록히드 스타 클리퍼

Lockheed Star Clipper

록히드 스타 클리퍼는 대형 리프팅 바디 우주선과 랩 어라운드 드롭 탱크를 기반으로 한 지구 대 궤도 우주 비행체였다.1966년 미국 공군 프로그램 중에 처음 제안되었던 기본적인 스타 클리퍼 개념은 NASA 우주왕복선 프로그램의 초기 몇 년 동안 지속되었고, 그 프로젝트가 발전함에 따라 LS-200과 같은 다양한 새로운 버전으로 발전되었습니다.

비록 스타 클리퍼 디자인은 우주 운송 시스템(STS) 프로그램에서 크게 발전하지 못했지만, 새롭게 등장한 우주왕복선 설계에 엄청난 영향을 끼쳤다.드롭 탱크 설계의 비용 이점에 대한 상세한 연구는 개발 위험과 그 결과 개발 비용이 극적으로 감소했음을 보여주었다.STS 개발에 대한 자금이 삭감되었을 때, 개발 예산을 충족하기 위한 방법으로 드롭 탱크가 사용되었고, 이는 재사용 가능한 우주왕복선 설계로 이어졌다.

역사

맥스 헌터

맥스웰 헌터는 더글러스 항공에서 항공기 운영 경제학의 계산을 공식화하고 있었다.그의 방법론은 1940년에 처음 발표되었고, 후에 더글러스 DC-6와 DC-7에 적용되었다.이 방법론은 나중에 항공 운송 [1]협회에 의해 표준으로 채택되었다.

그는 나중에 토르 미사일 프로젝트에 수석 설계 엔지니어로 참여했고, 이것이 그에게 우주 발사대의 세계를 소개했습니다.새로운 상단으로, 토르는 1960년대에 가장 많이 사용된 발사대 중 하나인 델타호가 되었다.토르의 성공에도 불구하고, 헌터는 발사대 시장의 상태에 불만을 품었고, 후에 "1963년 말까지 회수 가능한 로켓의 상태는 끔찍했다"[1]고 썼다.그는 발사대가 버려지는 한 우주에 갈 수 있는 비용이 결코 들지 않을 것이라고 확신했다.

마틴 마리에타 아스트로켓과 더글라스 아스트로와 같은 완전히 재사용 가능한 우주선에 대한 초기 타당성 조사를 이미 마친 회사들도 있었다.이 설계는 두 개의 플라이백 스테이지를 사용했는데, 그 중 하나는 다시 발사 지점으로 날아갔으며, 다른 하나는 궤도로 날아가 임무를 마치고 착륙했다.헌터는 그러한 디자인은 두 대의 항공기를 하나의 역할을 하도록 만드는 것과 같다고 생각했고, 실제로 도움이 되는 것은 오직 상위 단계일 뿐이라고 생각했다.1964년 3월까지 그는 새로운 개념인 스테이지와 하프 [1]구성을 개발했다.

2단 로켓에서는, 한 개의 로켓이 두 번째 높이 공중으로 올라가기 위해 발사되고, 그리고 나서 떨어집니다.그리고 나서 두 번째는 발사되어 궤도로 이동한다.이 설계의 장점은 로켓이 올라갈수록 무게가 감소하여 궤도로 운반되어야 하는 질량의 양을 줄인다는 것이다.이 접근법의 단점은 비용이 많이 들고 시간이 많이 걸리는 두 개의 완전한 로켓이 필요하다는 것입니다.

그의 무대 반 구성에서는 헌터는 로켓 한 발만 가지고 있었다.하지만, 그 시대의 로켓은 유용한 탑재물을 가지고 스스로 궤도에 도달하는 데 필요한 성능을 가지고 있지 않았기 때문에, 일종의 준비 작업이 필요했다.헌터의 해결책은 "단계"에 연료 탱크만 배치하는 것이었는데, 이 연료 탱크는 오르막길에서 분출될 것이다.이를 통해 차량은 스테이징의 이점을 얻을 수 있었지만 탱크만 버리고 값비싼 부품은 모두 재사용할 수 있게 되었습니다.착륙 후 차량을 재장착하고 다른 탱크와 교배하여 다른 임무를 수행할 준비를 합니다.

헌터는 1965년 가을에 록히드로 이사했다.첫 날 그는 록히드사가 검토해야 할 것이 있느냐는 질문을 받고 즉시 무대 반 디자인 개발을 제안했다.그의 제안은 록히드 미사일 앤 스페이스 사장인 유진 루트의 귀에 들렸고 그는 스타 클리퍼로 [1]알려지게 된 것을 연구할 수 있는 허가를 그에게 주었다.

우주 수송 시스템

주요 기사: 우주 수송 시스템

1966년 아폴로호의 건설이 중단되기 시작하면서, NASA는 1970년대 이후를 통해 그들의 미래를 보기 시작했다.단기적으로, 남아도는 토성 하드웨어의 많은 다른 용도가 아폴로 애플리케이션 프로그램 사무소로 그룹화 되어 1970년대 중반의 임무가 마무리되었습니다.그 외에도, NASA는 영구적인 유인 우주 정거장, 작은 달 기지, 그리고 결국 화성으로의 유인 임무를 포함하는 공격적인 프로그램을 발전시켰다.우주정거장 운영 비용을 낮추기 위해 "물류탐사선"이라는 아이디어가 거의 후술적으로 개발되었습니다.이 우주선은 "매일 아침 지구를 [2]도는 우주정거장의 모든 승무원의 식탁에 신선한 달걀을 올릴 수 있는 경제적인 우주비행기"인 우주정거장의 승무원을 매주 교체하기 위해 사용되었다.

1967년, George Mueller는 물류 차량 개념을 논의하기 위해 하루 동안 회의를 조직했습니다.1년 전 공군과 NASA는 "통합 발사 및 재진입체" 프로젝트(ILRV)의 기존 기술 연구에 협력했다.ILRV는 다양한 산업 제출물들을 3개의 그룹으로 묶었다. "Class I"는 소모성 부스터 위에 재사용 가능한 우주 비행기를 배치했고, "Class II"는 완전히 재사용 가능한 로켓 기반 설계였고, "Class III"는 첨단 공기 흡입 엔진을 사용했다.Mueller는 ILRV 작업을 중단하고 같은 업계 파트너를 초청하여 Class II 설계에만 집중하기로 결정했습니다.

록히드는 스타 클리퍼를 제출했고 맥도널은 또 다른 무대 반 디자인인 팁 탱크를 선보였다.제너럴 다이내믹스는 헌터스가 Triamese에서 한 번의 임무를 위해 두 대의 항공기를 만드는 것에 대한 우려를 해결했습니다. Triamese는 여러 대의 동일한 우주선을 함께 사용했고 한 대의 우주선만 궤도로 이동했습니다.크라이슬러는 가장 이상한 모델인 서비스(SERV)를 가지고 있었는데, 그것은 너무 달라서 결코 심각하게 여겨지지 않았다.그러나 출품작의 대부분은 2단 우주선이었다.프로그램이 진행 중이라는 것이 분명해지자 NASA의 팀들이 경쟁에 뛰어들어 그들만의 디자인을 혼합물에 추가했다.

NASA는 1971년까지 "고전적인" 플라이백 설계를 지원했는데, 그 때 관리 예산국에 의해 최대 개발 예산이 약 100억 달러에서 50억 달러로 절반으로 삭감되었습니다.이는 완전히 재사용 가능한 디자인을 개발하기에 충분하지 않았고, 전체 컨셉은 처음부터 다시 시작되었습니다.그때가 바로 스타 클리퍼에 대한 헌터의 주장이 오래 지속되었다; 무대 반 디자인의 개발 비용이 훨씬 더 낮았다. 왜냐하면 개발되고 있는 우주선이 단 하나였기 때문이다.아이러니하게도 결국 만들어질 것은 록히드의 우주선이 아니라 북미 항공의 개념이었다.

묘사

스타 클리퍼는 LSC-8MX로 알려진 대형 리프팅 보디 재진입기를 기반으로 제작되었으며, 이는 공군 비행역학 연구소에서 개발된 FDL-5L과 FDL-8H 설계에 기초하고 있다.극초음속에서는 재진입 시 리프트 대 드래그 비율이 1.8대 1로 충분한 기동력을 발휘했다.저층 대기권에서는 이 속도가 너무 낮아 안전한 착륙을 할 수 없었기 때문에 스타 클리퍼는 아음속 속도로 우주선 측면으로 회전하는 작은 날개를 특징으로 하여 L/D를 8.1:1로 향상시켰다.착륙을 돕기 위해, 두 개의 제트 엔진이 동체 상부에서 연장되어 착륙을 중단할 수 있는 능력을 제공했습니다.그것은 길이가 186피트(57m)였고 위로 향한 날개 끝의 폭은 106피트(32m)였다.

클리퍼는 3개의 150만 파운드(약 6700kN) 추력 M-1 엔진에 의해 구동되었다.이 디자인의 공개 버전은 엔진에 팽창 노즐이 장착되어 있다는 것을 보여주었는데, 이것은 로켓 엔진이 올라갈 때 로켓 엔진의 성능을 현지 대기압에 더 잘 맞춰주는 방법이었다.그러나 나중에 록히드가 실제로 선형 에어로스피크 엔진을 제작 [3]설계에 사용할 것을 제안했다는 것이 밝혀졌다.LOX와 LH2 연료의 일부는 동체 내 탱크에 실려 있었지만, 대부분의 LH2 연료는 대형 외부 탱크에 실려 있었다.탱크는 거꾸로 V자 모양으로 되어 있어 리프팅 본체의 끝이 날카롭게 쓸려나간 모양과 일치합니다.LH2는 먼저 이 탱크에서 끌어온 후 비워지면 상승 중에 분리되고 방출됩니다.그것은 우주선 주변의 공기 흐름이 탱크를 끌어올려 우주선 위로 끌어올릴 수 있도록 장착되고 형성되었다.

우주 운송 시스템(STS)의 제안이 초기 A단계 설계에서 B단계 상세 개발로 이동함에 따라, NASA는 원래의 스타 클리퍼의 능력보다 화물 요구 사항을 더 작게 설정했습니다.같은 디자인의 새로운 버전인 LS-200이 등장했습니다.LS-200은 이전 버전과 매우 유사하지만 전체적으로 작아졌고, 탱크 직경을 285인치에서 156인치(7,200~4,000mm)로 줄였으며, 도로 수송을 위한 최대 허용량인 50,000파운드(23,000~11,000kg)에서 25,000파운드(23,000~11,000kg)로 줄였습니다.M-1 엔진은 우주왕복선 메인 엔진으로 교체되어 총 추력이 5,000,000파운드(22,241.11에서 4,070.50kN)로 감소하였고, 전체 리프트오프 중량은 3,500,000파운드(1,587,573에서 300,408kg)로 감소하였다.

레퍼런스

메모들

  1. ^ a b c d 헤펜하이머, 85페이지
  2. ^ 헤펜하이머, 93페이지
  3. ^ 웨이드

참고 문헌

「 」를 참조해 주세요.

외부 링크