Двухступенчатый на орбиту - Two-stage-to-orbit
 | Эта статья нужны дополнительные цитаты для проверка. (Ноябрь 2007 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) |
А двухступенчатый на орбиту (ТСТО) или же двухступенчатая ракета ракета-носитель это космический корабль, в котором два различных этапы обеспечивать движение последовательно, чтобы достичь орбитальной скорости. Это промежуточное звено между трехступенчатый на орбиту пусковая установка и гипотетический одноступенчатый на орбиту (SSTO) пусковая установка.
При отрыве первая ступень отвечает за ускорение транспортного средства. В какой-то момент вторая ступень отделяется от первой и продолжает движение по орбите своим ходом.
Преимущество такой системы перед одноступенчатой системой вывода на орбиту состоит в том, что большая часть сухой массы аппарата не выводится на орбиту. Это снижает затраты, связанные с достижением орбитальной скорости, поскольку большая часть конструкции и массы двигателя выбрасывается, и больший процент массы на орбите составляет масса полезной нагрузки.[нужна цитата ]
Преимущество по сравнению с тремя или более этапами - снижение сложности и меньшее количество события разлуки, каждый из которых увеличивает стоимость и риск отказа.[1]
Примеры
- Исторический
- Космос-3М
- Дельта IV (средний вариант)
- Сокол 1
- Сатурн IB
- Сатурн V-SL1 (Скайлаб только запуск)
- Титан II GLV
- Циклон-2
- Зенит-2 и Зенит-2М
- Текущий
- В развитии
Не всегда ясно, когда автомобиль является TSTO, из-за использования страпонов ракеты-носители при запуске. Они сбрасываются на ранней стадии полета и могут или не могут рассматриваться как дополнительная ступень, если основной двигатель (и) продолжает работать. Иногда их считают половиной стадии, что приводит к выражению полторы ступени до орбиты (1.5STO), например. для Ракета Атлас, который представлял собой одноядерную ступень с дополнительными ускорителями. Точно так же двухступенчатые конструкции с дополнительными ускорителями могут называться 2,5-ступенчатыми ракетами, например. в Ариана 5 или большинство Атлас V варианты (все кроме 401 и 501).
Многоразовые пусковые системы
Со ссылкой на многоразовая пусковая система этот подход часто предлагается как альтернатива одноступенчатому выходу на орбиту (или ССТО). Его сторонники утверждают, что, поскольку на каждом этапе может быть более низкий соотношение масс чем система запуска SSTO, такая система может быть построена дальше от пределов ее конструкционных материалов. Утверждается, что двухэтапная конструкция должна требовать меньше обслуживания, меньше испытаний, иметь меньше отказов и иметь более длительный срок службы. Кроме того, двухступенчатый подход позволяет оптимизировать нижнюю ступень для работы в нижних слоях атмосферы Земли, где давление и сопротивление высокие, в то время как верхняя ступень может быть оптимизирована для работы в условиях, близких к вакууму, в более поздней части запуск. Это позволяет увеличить массовую долю полезной нагрузки двухступенчатого транспортного средства по сравнению с одноступенчатыми или полуторными машинами, которые должны работать в обеих средах с использованием одного и того же оборудования.[нужна цитата ]
Критики спорят[ВОЗ? ] что повышенная сложность проектирования двух отдельных этапов, которые должны взаимодействовать, логистика, связанная с возвратом первой ступени на стартовую площадку, и трудности проведения дополнительных испытаний на второй ступени перевешивают эти преимущества. В случае с самолетоподобными нижними ступенями они также спорят о том, насколько сложны и дороги высокоскоростные самолеты (например, СР-71 ) должны развиваться и работать, а также подвергать сомнению требования к производительности. Многие конструкции «мини-шаттлов», в которых в качестве первых ступеней используются транспортные самолеты, также сталкиваются с теми же проблемами со льдом / пеной, что и Космический шатл из-за необходимости они также несут большой внешний бак для топлива.[нужна цитата ]
По состоянию на 2019 год[Обновить] SpaceX единственный провайдер запуска, который достигнуто первая ступень повторного использования орбитального аппарата с двухступенчатой Сокол 9 и 2,5 ступени Falcon Heavy.
Первый этап вертолетоподобный
Принимая во внимание то, что операции, подобные самолету, не трансформируются в внешний вид самолета, некоторые многоразовые концепции TSTO имеют первые стадии, которые работают как СВВП или же VTOHL самолет. В DC-X доказала работоспособность конструкции варианта вертикального взлета и посадки. Другие конструкции, такие как DH-1 Концепция делает шаг вперед и использует подход «всплывающее / всплывающее», при котором этап орбиты доставляется в точку примерно в 60 км над земной поверхностью, а затем снова падает на стартовую площадку. В случае DH-1 верхняя ступень фактически представляет собой «почти SSTO» с более реалистичной массовой долей и оптимизирована для обеспечения надежности.
Самолетоподобный первый этап
Некоторые конструкции TSTO содержат самолет -как первая ступень и ракета -подобный второй этап. Элементами самолета могут быть крылья, воздушные двигатели или и то, и другое. Этот подход привлекает, потому что он преобразует Атмосфера Земли из препятствия в преимущество. Выше определенной скорости и высоты крылья и ГПВП перестают действовать, и ракета запускается для завершения полета на орбиту.
Saenger (космический корабль) был одним из первых концептов такого типа.
Хотя это не орбитальный корабль, успешный частный SpaceShipOne суборбитальный космический корабль, разработанный для Приз Ансари X продемонстрировали, что двухступенчатая система с крылатым самолетом в качестве «нижней половины» может достигать край космоса. Команда SpaceShipOne построила и запустила коммерческую суборбитальную систему запуска - SpaceShipTwo - на основе этой технологии.
В Ракета Пегас когда самолет запущен, это не система двухступенчатого вывода на орбиту, потому что сам компонент ракеты состоит из нескольких ступеней.
Рекомендации
- ^ «Falcon 1 - надежность разделения ступеней». SpaceX. Архивировано из оригинал 30 апреля 2013 г.. Получено 8 января 2011.