Bagaimana cara mendaratkan Pesawat Ulang-alik dari luar angkasa

Secara umum, peringatan kecil: kinerja akan hanya 20 menit.

Jadi, saya hanya punya waktu untuk memberi Anda perkiraan tentang bagaimana pendaratan diatur.



Jika Anda ingin menerbangkan pesawat ulang-alik sungguhan, pastikan Anda membaca instruksi untuk digunakan. Selain itu, Anda akan membutuhkan mesin waktu, karena pesawat ulang-alik terakhir mendarat lebih dari lima tahun yang lalu.



Sekarang mereka tinggal di museum dan tidak bisa lepas landas. Namun demikian, saya, seperti Anda semua, telah dalam keadaan penolakan fakta ini selama lima tahun terakhir. Terutama kamu, Steve Feldman. Jadi, di dunia saya, pesawat ulang-alik masih terbang dan kami hanya akan menggunakan hadiah untuk percakapan ini.



Jadi mari kita mulai. Tujuan kami adalah mendarat di landasan (selanjutnya - Runway) di Kennedy Space Center di Florida, tetapi mari kita asumsikan bahwa kita sekarang terbang di orbit di atas Amerika Selatan dengan kecepatan 27.700 km [per jam] ke arah yang salah.





Kita tidak bisa hanya berbalik. Mengubah arah di orbit membutuhkan biaya energi yang gila. Jadi apa yang kita lakukan?



Baiklah ...

Pada prinsipnya, tidak ada. Ternyata Bumi berputar, yang berarti bahwa Kennedy Space Center sendiri akan datang kepada kami, Anda hanya harus menunggu.

Jadi pada gilirannya ini, ketika kita terbang ke Kennedy Space Center, kita berhenti saja! Selalu begitu.



Ternyata kami masih terbang dengan kecepatan lebih dari 27.700 km / jam. Jadi bisa dibayangkan seberapa cepatnya, landasan yang akan kita tumpangi ini memiliki panjang 4.500 meter. Ini adalah sekitar 40-45 lapangan sepak bola, tergantung pada apa yang Anda anggap sebagai lapangan sepak bola.



Ini adalah salah satu landasan pacu terpanjang di dunia, tetapi dengan kecepatan kita saat ini, kita akan menerbangkan seluruh panjangnya hanya dalam enam persepuluh detik. Kita bisa pergi dari New York ke London hanya dalam 12 menit. Jadi kita perlu memperlambat. Sangat.

Nah, pesawat ulang-alik memiliki mesin hebat dengan banyak tenaga untuk memperlambat kita. Jadi mari kita jalankan lagi! Ahem ... itu menjadi ... sedikit canggung. Anda lihat, kami, seolah-olah, dibiarkan tanpa bahan bakar. Dalam pembelaan kami, katakanlah bahwa peluncuran sebenarnya adalah pekerjaan yang mahal. Dua penguat ini di samping, mereka membakar 1,1 juta pound atau lima ratus ribu kilogram bahan bakar padat hanya dalam dua menit, dan kemudian kita membuangnya begitu saja.





Tangki luar oranye besar ini berisi 1,6 juta pound, atau tujuh ratus dua puluh lima ribu kilogram bahan bakar cair untuk tiga mesin Shuttle utama, tetapi setelah peluncuran delapan menit, mereka juga kosong. Jadi kita harus membuangnya. Sampai jumpa!



Yang tersisa hanyalah mesin orbital shunting yang kecil ini, yang bersama-sama menghasilkan kurang dari 1% dari daya dorong mesin utama. Mereka tidak akan bisa memperlambat kita dengan kecepatan 27.700 km / jam, tetapi ada satu trik.



Faktanya, kita tidak perlu memperlambat terlalu banyak. Jika kita melambat dengan hanya 360 km / jam, itu sudah cukup untuk mulai jatuh ke atmosfer, di mana hambatan udara dapat melakukan sisa pekerjaan.



Jadi, kami membakar bahan bakar untuk meninggalkan orbit, yang membutuhkan waktu sekitar tiga menit, menggunakan mesin shunting orbital. Setelah itu, kita hanya akan melayang sekitar setengah jam sebelum kita mencapai atmosfer. Tapi kita tidak bisa masuk ke atmosfer mundur!



Pertama-tama, kita akan terlihat konyol, TETAPI yang mungkin lebih penting, hambatan udara begitu besar sehingga pada akhirnya kita akan meleleh. Kemudian, kami mengangkat sudut serangan ke 40 derajat. Ini adalah sudut antara arah di mana Anda tertarik oleh kecepatan dan arah di mana haluan kapal diarahkan.



Pada sudut ini, bodi aluminium fusible kami dapat dilindungi dengan lebih dari 20.000 ubin silikon, serta panel karbon-karbon yang diperkuat pada hidung dan tepi depan sayap.



Fakta menarik: permukaan peralatan orbital yang dipanaskan ditutupi dengan pelat termal ini, serta dengan kain nomex, yang menutupi sayap dan
pintu kargo. Semua ini sama sekali tidak terlihat seperti pesawat biasa, tapi oke, kembali ke keturunan.





Jadi, jika semuanya berjalan dengan baik, kita harus melakukan kontak dengan lapisan atmosfer pertama di ketinggian 122 km, sekitar 8000 km dari lokasi pendaratan kita.



Ini semua baik, tetapi setelah beberapa menit ada beberapa masalah. Kami punya sayap! Dan sayap menciptakan daya angkat, dan ketika mereka terjun ke udara yang lebih padat, mereka menghasilkan begitu banyak daya angkat sehingga kita benar-benar mulai naik dan meninggalkan atmosfer lagi.



Ini tidak terlalu bagus. Kita benar-benar harus terus turun. Yah, kita bisa mengangkat hidung kita lebih tinggi lagi ... Ini akan meningkatkan resistensi dan menurunkan daya angkat, tetapi kita berisiko terlalu panas, melebihi beban, atau hanya kehilangan kendali pengorbit.

Jadi, kita tidak bisa mengubah sudut serangan kita, yang berarti kita tidak bisa mengubah berapa banyak daya angkat yang kita hasilkan. Namun, kita bisa mengubah arah gaya ini. Tidak harus ke atas.



Jika kita membelok ke kanan atau ke kiri, kita bisa mengarahkan daya angkat kita ke samping, dan tidak naik. Nah, ini sebenarnya memungkinkan kita untuk mengontrol laju penurunan. Dengan sudut roll yang lebih curam, kita akan menciptakan lebih sedikit gaya angkat yang diarahkan ke atas, sehingga kita akan turun lebih cepat. Dengan cara yang sama, dengan sedikit rol, kami akan menghasilkan lebih banyak pengangkatan atas, jadi kami tidak akan jatuh begitu cepat.



Tapi ini menimbulkan pertanyaan yang menarik: seberapa cepat kita ingin turun? Bahkan, masuk ke atmosfer adalah masalah besar distribusi energi. Kami memiliki banyak kecepatan dan banyak jarak untuk diatasi. Tujuannya adalah mengurangi kecepatan sedemikian rupa untuk mengatasi jarak yang diinginkan.

Jika kita melambat terlalu cepat, kita tidak akan mencapai lokasi pendaratan, dan jika kita melambat terlalu lambat, kita akan bergegas melewati Kennedy Space Center dan menabrak di Samudra Atlantik, yang juga buruk. Jadi, kami menemukan bahwa untuk mengendalikan keturunan, kami hanya perlu mengubah sudut tumit. Tetapi bagaimana kita mengontrol pengereman (seberapa cepat kita memperlambat)?

Ingat, pertama-tama, kita melambat karena kita dihadapkan dengan udara. Jika kita ingin melambat lebih keras, yang kita butuhkan hanyalah lebih banyak udara. Dan di mana lebih banyak udara? Tentu saja, lebih rendah di atmosfer - itu menjadi lebih padat saat Anda turun.



Jadi kita menemukan alat yang tepat untuk mengendalikan perlambatan, karena jika kita menyimpan lebih banyak, kita akan jatuh lebih cepat, seperti yang sudah Anda ketahui. Maka kita akan lebih mungkin mencapai udara padat, dan udara padat akan membantu kita melambat lebih kuat.



Sebaliknya, untuk memberikan gulungan yang lebih kecil, maka kita tidak akan turun begitu cepat, sehingga kita akan lebih lama di udara yang tipis, yang berarti pengereman akan lebih lambat.

Jadi, hanya ada satu masalah: kami mulai mengerahkan. Sudut gulungan tidak membantu seperti yang kami harapkan sebelumnya. Karena itu, NASA beralih ke insinyurnya. “Ini masalah yang sangat serius! Kita tidak bisa mengambil dan mendarat di Panama! "



Dan para insinyur menjawab: "Baiklah, kalau begitu putar balik. Ini bukan ilmu roket, dan mengapa kamu membuang-buang waktu kita, Steve? ”



Jadi, kita mendapatkan kurva berbentuk S untuk keturunan, tetapi berhasil. Karena itu, sebelum melanjutkan, mari kita lihat apa yang kita pelajari. Kami mulai dengan manuver yang tidak mengorbit yang berlangsung sekitar tiga menit. Kemudian kita melayang ke lapisan atmosfer yang padat dan dalam prosesnya kita mengatur sudut serangan pada 40 derajat sehingga pelindung panas dapat melindungi kita. Begitu kita memasuki atmosfer, semuanya dikendalikan oleh sudut gulungan. Jika tampaknya kita akan terbang melewati strip, maka tambah gulungan, dan lebih lambat. Dan jika kita menghadapi kekurangan, maka kita mengurangi gulungan dan perlambatan tidak terjadi begitu cepat. Dan bahkan jika kita menyimpang terlalu banyak dari tujuan, kita hanya perlu berbalik ke arah yang berlawanan, membuat apa yang disebut “perimbangan keseimbangan”. Jadi mereka dipanggil di NASA.



Ini adalah foto dari kembalinya Shuttle terakhir selama misi STS-135. Sesuatu yang menarik tentang cahaya ini ketika masuk: secara teknis, ini bukan api, meskipun sangat mirip. Faktanya, ini adalah gas panas yang sangat panas sehingga elektron melepaskan diri dari atom dan molekulnya, dan mereka mulai bersinar, warna oranye lembut ini. Ini adalah keadaan lain yang disebut plasma, yang, bahkan jika Anda belum pernah mendengarnya, Anda melihatnya terus-menerus, dalam bentuk tanda-tanda neon, kilat, dan yang paling penting - Matahari adalah bola plasma bercahaya besar.



Sekarang, saat kita melambat, kita mendapatkan lebih sedikit plasma ini dan kita mendapatkan lebih sedikit panas, jadi kita tidak terlalu khawatir tentang pelelehan. Tapi kita semakin sibuk dengan hanya jatuh di udara. Kami benar-benar berubah dari pesawat ruang angkasa menjadi pesawat.

Pada kecepatan 13.000 km / jam, kita mulai menurunkan hidung, menurunkan sudut serangan. Kemudian pada kecepatan 2.750 km / jam, kami beralih ke mode kontrol yang sama sekali berbeda yang disebut Manajemen Energi di Zona Terminal, atau TAEM.



Sekarang kami terbang seperti pesawat. Pesawat yang sangat buruk. Kami tidak memiliki mesin, tetapi kami berfungsi kira-kira seperti pesawat terbang. Kami mengangkat hidung untuk mengontrol kecepatan turun kami.

Kami berguling untuk berputar, dan kami masih memiliki benda yang dapat mempercepat dan membuka ini untuk membantu kami mengontrol kecepatan penerbangan kami.



Juga, sampai saat itu kami terbang dengan autopilot. Autopilot dikendalikan oleh lima dari komputer cadangan ini, masing-masing dengan seluruh megabita memori. Anda tidak akan dapat menempatkan di sana bahkan satu foto dari telepon, tetapi dia berhasil Shuttle cukup baik.



Tetapi ketika mendekati landasan, Panglima mengambil kendali, mode ini disebut CSS, mis. Kontrol Lever-Steering (bukan cascading style sheet). Namun, pesawat ulang-alik dikendalikan oleh komputer, bahkan ini berarti bahwa komputer mengendalikan semuanya tanpa henti. Bahkan selama CSS, komputer hanya berpura-pura membiarkan orang terbang, seperti dalam rutinitas.



Catatan: tidak ada pilot Shuttle yang ingin disebut co-pilot. Itu hanya ofensif. Secara umum, di kursi kiri kami memiliki seorang komandan yang mengendalikan penerbangan. Dan di kursi yang tepat, kami memiliki seorang pilot. Dan tidak bisa terbang.



Saya tidak begitu yakin bahwa NASA tidak melakukan ini untuk membingungkan media, karena ini bekerja dengan sangat baik.

Tapi kembali ke TAEM. TAEM menuntun kita melewati garis tengah landasan, dan kemudian di sepanjang spiral imajiner ini yang disebut Course Alignment Cone. Jika semuanya berjalan dengan baik, kami akan sejajar dengan landasan pacu dan akan merencanakan dari ketinggian 3.000 meter.



Tentu saja, jika kita berada di pesawat reguler, "perencanaan" akan berarti jalur penurunan tiga derajat pada kecepatan sekitar 255 km / jam, dengan kecepatan penurunan sekitar 230 meter per menit. Tapi ini tidak berhasil untuk kita. Pesawat ulang-alik memiliki sayap pendek dan hidung bulat besar, tebal.



Itu sayang disebut bata terbang.



Para astronot NASA sedang berlatih dalam pesawat Gulf Stream II yang dimodifikasi, yang, untuk mensimulasikan non-aerodinamisitas dari Shuttle, terbang dengan roda pendaratan dan dengan mesin dorong terbalik.





Jadi, kita membutuhkan keturunan, sedikit lebih cocok untuk batu bata dengan sudut kemiringan 20 derajat, kecepatan 555 km / jam dan kecepatan keturunan lebih dari 3050 meter per menit.



Untuk memberikan Anda konteks, seberapa tinggi kecepatan penurunan 3050 meter per menit, sekitar 190 km / jam. Ini adalah kecepatan kritis untuk terjun payung jatuh bebas.





Jelas, kita tidak akan mendarat seperti ini, jadi pada ketinggian 600 meter, kita mulai mengangkat hidung ke keadaan yang disebut manuver pra-pendaratan. Kami membuang-buang energi yang kami miliki dalam bentuk kecepatan penerbangan dengan imbalan mengurangi kecepatan gila kami. Chassis tersedia di 91 meter.



Kami menunggu sampai menit terakhir, karena sasis menyebabkan resistensi yang kuat, dan setelah rilis dalam penerbangan, mereka tidak dapat lagi diangkat. Kami melintasi landasan hanya 8 meter, kecepatan penerbangan turun seperti orang gila. Sentuhan terjadi pada kecepatan 410 km / jam, parasut pengereman dipasang, hidung berangsur-angsur turun.



Hanya satu jam dan lima menit setelah manuver pengereman kami di bagian belakang planet ini, kami mendarat dengan pesawat ulang-alik.

... dari luar angkasa!



Secara alami. Di mana lagi Anda akan menanamnya?

Saya akan menunjukkan kepada Anda bagaimana tampilannya dari sudut pandang pilot, karena sebagai pilot, saya pikir ini adalah hal yang paling keren pada prinsipnya.



Tentu saja, tidak satu pun dari mereka yang saya tunjukkan ini setuju bahwa ini adalah hal paling keren dalam sejarah, tetapi saya berharap Steve setuju.

Ini adalah pendaratan malam hari di STS-115. Kami terbang di sekitar Course Alignment Cone sekarang. Kami melihat melalui tampilan visual pilot. Ini semua adalah nomor hijau berkedip-kedip ini. Kecepatan penerbangan ditunjukkan di sebelah kiri. Kami memiliki sekitar 260-270 node. Di sebelah kanan adalah ketinggian. Sekarang kita pergi di bawah 8500 meter. Segera dari atas, Anda akan melihat pantai timur Florida muncul di depan mata.



Ini adalah lampu di selatan Kennedy Space Center.

Di tengah layar ada kotak dengan jenis berlian fuzzy yang berasal darinya. Berlian ini menunjukkan jalan kita. Secara umum, komandan, pada kenyataannya, sekarang mencoba untuk membawa kotak ini ke berlian, dan ini akan membuat pesawat ulang-alik di jalur yang benar turun sepanjang Course Alignment Cone. Omong-omong, kotak ini akan berubah menjadi lingkaran setelah beberapa saat ... Ini tidak terlalu penting. Ya, itu penting, tapi saya tidak ingin menjelaskan caranya. Di bagian bawah, yang kini telah menghilang, karena kontrolnya terbuka, tampaknya, benda ini ada di sini, katanya: CSS, dan HDG ditulis di atas, mis. tentu saja Ini adalah Course Alignment Cone, dan di sebelah kanan ada garis horizontal dengan sepasang segitiga menunjuk ke sana. Segitiga atas menunjukkan rem udara di tempatnya sekarang. Ini terbuka sekitar tujuh puluh persen, dan segitiga bawah menunjukkan di mana komputer ingin meletakkannya, yang saat ini sama. Anda akan melihat bagaimana dia membuat penyesuaian saat dia bergerak, dan dia akan membuat penyesuaian besar pada 900 meter (sesaat sebelum mendarat).

Di sini runway muncul di depan mata, dan dari 3000 meter. Saya akan membiarkan para astronot berbicara sendiri, karena saya pikir ini jauh lebih menarik. Suara utama yang akan Anda dengar adalah pilot berbicara kepada komandan saat pendaratan.



Pilot (PMT): "Benar."
Spesialis Misi 2: "Jejak Flaps."
PLT: "Jadi ini dia, 9000."
PLT: "Dua lagi dan dua, terlihat pantas."
Commander (CRA): "Saya setuju."
PLT: "8000."
KDR: "Lemah angin sakal di geladak."
PLT: "7000".
PLT: "Anda baik-baik saja."
KDR: "Saya setuju."
PLT: "6000".
PLT: "Oke, 5000. Radar saya baik-baik saja, radar Anda baik-baik saja."
KDR: "Saya setuju."
PLT: “Saya akan melihat perangkat pengambilan gambar dan
kita pergi 3 ... sekitar 3000. "
KDR: "3000. Rem udara. "
PLT: "... sepertinya rem udara bergerak sekitar 27,"
KDR: "Bagus."
PLT: "Bagus, 2000. Bersedia. Sasis siap. "
KDR: "Aku mengerti kamu, pra-naik."
PLT: “Saya melihat Anda di preplant. Saya melihat Anda sedikit ketinggalan. Itu terlihat tepat. 1000. Kecepatan maksimum adalah 313. 400. "



KDR: "Chassis dirilis."
PLT: “Dan ini sasisnya. Chassis sedang bergerak. Saya melihat Anda menjatuhkan di bar bola. Anda dapat menambahkan antarmuka jika Anda belum menambahkannya. Menunjukkan itu agak tinggi. "
KDR: "Saya setuju."
PLT: “Tinggi, ada seratus kaki. 255. Banyak energi. Koreksi sangat baik. Ada 50. Saya melihat hidungnya naik. 30, 230. Yah, belum terlalu tinggi, belum waktunya. Ini dia. Ada 22, 10. Anda dapat mulai menurunkannya. Jadi ini dia, 7, 6, 5, 4, 3. Sentuh. Ada parasut. "



KDR: "Saya memadamkan rotasi."
PLT: “Dan saya melihat Anda turun satu setengah. Turun satu setengah. Turun satu setengah. Sentuhan yang bagus. "



MODERATOR: Jadi, ingat: mesin tidak tersedia untuk mereka, jadi ini adalah satu-satunya kesempatan untuk mendarat. Saya juga ingin mencatat bahwa video ini dimulai sekitar tiga setengah menit yang lalu pada 11 kilometer. Ini adalah ketinggian penerbangan yang cukup khas untuk sebuah pesawat. Jadi bayangkan kapten pesawat Anda berkata, “Saudara-saudara, kita akan memulai perjalanan awal kita ke Philadelphia (atau di suatu tempat). Kita akan segera ada di bumi. ”

Dan dengan “waktu dekat,” maksudnya tiga setengah menit. Tetapi pesawat ulang-alik terbang ke arah sana, dan hanya itu.

Terima kasih



[Terima kasih! - Brat]


Terima kasih telah tinggal bersama kami. Apakah Anda suka artikel kami? Ingin melihat materi yang lebih menarik? Dukung kami dengan melakukan pemesanan atau merekomendasikannya kepada teman-teman Anda, diskon 30% untuk pengguna Habr pada server entry-level analog unik yang kami ciptakan untuk Anda: Seluruh kebenaran tentang VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps mulai dari $ 20 atau cara membagi server? (opsi tersedia dengan RAID1 dan RAID10, hingga 24 core dan hingga 40GB DDR4).

Dell R730xd 2 kali lebih murah? Hanya kami yang memiliki 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TV dari $ 199 di Belanda! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - mulai dari $ 99! Baca tentang Cara Membangun Infrastruktur Bldg. kelas menggunakan server Dell R730xd E5-2650 v4 seharga 9.000 euro untuk satu sen?

Source: https://habr.com/ru/post/id472212/


All Articles