Крылатая многоразовая зондирующая ракета - Winged Reusable Sounding rocket

ПРОВОДА (WInged многоразовая зондирующая ракета) - японский проект по разработке крылатой одноступенчатой ​​многоразовой суборбитальная ракета как испытательный стенд для многоразовой орбитальной стартовой системы или суборбитального космоплан. Ожидается, что полноразмерный прототип под названием WIRES-X будет запущен в 2020 году.

Обзор

С 2005 г. Лаборатория космических систем Кюсю технологический институт в Японии разрабатывается многоразовый крылатый робот-суборбитальный испытательный стенд ракета под названием WIRES (WInged Reusable Sounding rocket), задуманная как исследовательский проект по созданию будущей полностью многоразовой космической пусковой системы,[1] или даже суборбитальный космоплан.[2] Проект является совместным усилием, включающим JAXA, Корпорация IHI, Японская промышленность и университеты, а также Техасский университет в Эль-Пасо (UTEP), Университет Южной Калифорнии (USC).[2]

Разрабатываемая серия суборбитальных ракет называется WIRES 13, WIRES 15 и WIRES-X, и все они используют двигатель, работающий на спирте и жидком кислороде. Ожидается, что полноразмерный вариант WIRES-X будет запущен в 2020 году для оценки возможности его использования в качестве «восстанавливаемой первой ступени» орбитальной стартовой системы, а в долгосрочной перспективе - в качестве суборбитального космического самолета с экипажем для коммерческих полетов.[2]

Разработка

Концепция основана на оригинальной аэродинамической форме HIMES (HIghly Maneuverable Experimental Sounding Rocket), изученной Институт космоса и астронавтики (ISAS, теперь часть Японское агентство аэрокосмических исследований ) в 1980-х гг.[2] Проект реализует поэтапно, увеличивая размер и сложность своих проектов.

В конце 2009 года команда Kyutech завершила летные эксперименты над небольшой (7,1 кг) экспериментальной крылатой ракетой под названием ПРОВОДА 11 которые использовали твердотопливные ракетные двигатели; его пять раз запускали на высоту 500 м.[3] Затем в 2010 году они приступили к испытаниям немного более крупных вариантов, обозначенных ПРОВОДА 12 (34,5 кг и 1,5 м в длину) для полета на расстояние до 1,1 км на коммерческой гибридной ракете HyperTEK M1000. Система восстановления включала управляемый парафойл и подушки безопасности.[3][4]

Затем команда запустила ПРОВОДА 14 (50 кг и длина 1,5 м) для определения эффективности конструкции тела и новой системы восстановления. WIRES 14 - это крылатая ракета, приводимая в движение новым гибридным ракетным двигателем CAMUI (CAscaded MUltage Impinging-jet), разрабатываемым компанией Университет Хоккайдо.[3][5]

По состоянию на конец 2018 года в рамках проекта WIRES изучаются и развиваются аэродинамика, навигация, управление наведением, композитная конструкция, силовая установка и криогенные резервуары для тестовых моделей.[нужна цитата ] График архитектуры включает как минимум еще три предварительных варианта: некрылая ракета WIRES 13 и две крылатые ракеты WIRES 15 и Wires-X; вариант WIRES-X будет полномасштабным.[2]

ПРОВОДА 13

WIRES 13 - это испытательная ракета, приводимая в движение двумя двигателями IPA-LOX (изопропиловый спирт и жидкий кислород), генерирующими общую комбинированную тягу 20 кН, которые разрабатываются Университетом Южной Калифорнии (USC) для достижения заданной высоты. около 6 км (3,7 миль). Ракета имеет длину 4,6 м (15 футов) и массу 1000 кг (2200 фунтов).[2] WIRES 13 стремится коснуться земли без повреждений с помощью двух ступенчатых парашютов и трех подушек безопасности. Целью полета является проверка работоспособности телеметрии и наземной системы связи, спасательной парашютной системы, а также запуск и работа жидкостного двигателя.[2]

ПРОВОДА 15

ПРОВОДА 15 имеют такую ​​же длину и массу ПРОВОДА 13; это маломасштабный демонстратор технологий, приводимый в движение полностью детандерным циклом LOX -метан движок разработан в сотрудничестве с JAXA и Корпорация IHI. Он создает тягу 20 кН и нацелен на высоту примерно 6 км.[2] Для этого варианта Kyutech сотрудничает с Техасский университет в Эль-Пасо (UTEP), JAXA и другие учреждения.[нужна цитата ] WIRES 15 стремится коснуться земли без повреждений с помощью двух ступенчатых парашютов и трех подушек безопасности.[2]

Летные испытания WIRES 13 и WIRES 15 будут проводиться на стартовой площадке FAR (Друзья любительской ракетной техники, Inc.) в Пустыня Мохаве в Калифорнии, США, в мае 2018 г. и марте 2019 г. соответственно.[2]

ПРОВОДА-X

После завершения летных испытаний WIRES 13 и 15 будет разработан суборбитальный полноразмерный крылатый демонстратор под названием WIRES-X, и его первый испытательный полет ожидается в 2020 году для оценки его результирующего управления и характеристик, которые, как ожидается, достигнут более 100 км (62 ми) высота. Он также будет оценен на предмет возможности использования в качестве первой ступени двухступенчатой ​​ракеты-носителя для вывода на орбиту.[2]

WIRES-X имеет общую длину 8,2 м (27 футов), стартовую массу 4,6 тонны и грузоподъемность 100 кг (220 фунтов).[2] Он будет приводиться в движение тремя метановыми двигателями LOX, каждый из которых будет развивать тягу 20 кН.[2][6]

Космоплан

КосмопланПараметр / единицы[2]
Влажная масса23,6 тонны
Сухая масса7,9 тонны
Масса пороха15,7 тонн
(LOX -метан)
Емкость6 (1 пилот + 5 пассажиров)
Длина13,4 м (44 футов)
Кол-во двигателей9
Максимум. высота120 км (75 миль)

Если разработка WIRES будет успешной, инженеры проекта предусматривают дополнительное применение системы в качестве суборбитального пилотируемого космического самолета для космический туризм. Условные технические характеристики автомобиля приведены в таблице.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Разработка программно-аппаратного тренажера экспериментальной крылатой ракеты.. Сираката К., Йонемото К., Ямасаки Х., Ура Й., Миноте Х., Шиихара А., Омори С., Ишимото С., Мугитани Т. Азиатско-Тихоокеанский международный симпозиум по аэрокосмическим технологиям (APISAT 2015). Инженеры Австралия, 2015: 114-120. ISBN  9781922107480.
  2. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п Коичи, Ёнемото; Такахиро, Фудзикава; Тошики, Морито; Джозеф, Ван; Ахсан р, Чоудхури (2018). «Разработка субшкальной крылатой ракеты и ее применение в будущем многоразовом космическом транспорте». Бюллетень INCAS. 10: 161–172. Дои:10.13111/2066-8201.2018.10.1.15.
  3. ^ а б c Отчет об Отчете об Отчете о текущем состоянии "Японских университетских ракетных проектов". Консорциум университетской космической инженерии (UNISEC), Япония. Октябрь 2011 г.
  4. ^ Сурендра, Дж. Гуна; Yonemoto, K .; Matsumoto, T .; Куцуна, Ю .; Itakura, K .; Yamasaki, H .; Ura, Y .; Ichigie, M .; Tanaka, H .; Ueno, S .; Сомея, Т. (2015). "Последние разработки экспериментальной крылатой ракеты: демонстрация автономного наведения и управления с помощью парафойла". Разработка процедур. 99: 156–162. Дои:10.1016 / j.proeng.2014.12.520.
  5. ^ Результаты первых летных испытаний малоразмерной крылатой ракеты. ИТАКУРАК Ёсиро, Хироши ЯМАСАКИ, Синтаро МИЯМОТО, Такааки МАЦУМОТО и Коичи ЁНЭМОТО. ДЖАКСА. 2013.
  6. ^ Сакагути, Хироюки (2018). "Метановый двигатель для будущего космического транспорта" (PDF). IHI Engineering Review. Япония: Корпорация IHI. 51 (2): 16–19.