Rura rakietowa. Projekt kompleksu lądowania autorstwa D.B. Driskill (USA)
W latach czterdziestych ubiegłego wieku wojsko i naukowcy wiodących krajów docenili pełny potencjał technologii rakietowej, a także zrozumieli ich perspektywy. Dalszy rozwój rakiet wiązał się z wykorzystaniem nowych pomysłów i technologii, a także z rozwiązaniem szeregu aktualnych problemów. W szczególności pojawiła się kwestia powrotu pocisków i innego obiecującego sprzętu na ziemię z bezpiecznym lądowaniem i utrzymaniem ładunku w nienaruszonym i bezpiecznym stanie. Niezwykle ciekawą, choć mało obiecującą wersję kompleksu lądowania zaproponował w 1950 roku amerykański wynalazca Dallas B. Driskill.
Na przełomie lat czterdziestych i pięćdziesiątych pilne kwestie powrotu pocisków na ziemię zostały rozwiązane w dość prosty sposób. Pociski bojowe po prostu spadły na cel i zostały zniszczone wraz z nim, a przewoźnicy sprzętu naukowego bezpiecznie zrzucili na spadochronach. Jednak lądowanie na spadochronie nakładało ograniczenia na rozmiar i wagę samolotu i było oczywiste, że w przyszłości będą potrzebne inne środki. W związku z tym, z godną pozazdroszczenia regularnością, oferowano różne opcje specjalistycznych kompleksów naziemnych.
System Driskill na łamach magazynu Mechanix Illustrated
Na początku 1950 roku amerykański wynalazca Dallas B. Driskill zaproponował własną wersję systemu lądowania. Wcześniej oferował różne rozwiązania w różnych dziedzinach techniki, a teraz postanowił zająć się systemami rakietowymi. W połowie stycznia 1950 r. wynalazca złożył wniosek o patent. W kwietniu 1952 r. priorytet D.B. Driskill został potwierdzony patentem USA US138857A. Temat dokumentu został oznaczony jako „Urządzenie do lądowania rakiet i statków rakietowych” - „Urządzenia do lądowania rakiet i statków rakietowych”.
Kompleks lądowania nowego typu był przeznaczony do bezpiecznego lądowania rakiet lub podobnych samolotów z pasażerami lub ładunkiem. Projekt przewidywał poziome lądowanie z płynnym tłumieniem prędkości i wykluczeniem nadmiernych przeciążeń. Wynalazca nie zapomniał również o środkach obsługi pasażerów.
Jako główny element kompleksu lądowania zaproponowano wykonanie teleskopowego układu trzech dużych części rurowych odpowiadających wymiarom samolotu lądującego. To właśnie teleskopowe urządzenie odpowiadało za odbiór rakiety i jej hamowanie bez znacznych przeciążeń. Przewidywano różne możliwości jego wykorzystania, ale projekt nie uległ większym zmianom.
Zgodnie z patentem funkcje korpusu urządzenia do lądowania miała pełnić rura szklana o dużej średnicy, która była zaślepiona na końcu, mogąca pomieścić inne części. Wewnątrz, obok pokrywy końcowej, można było zainstalować hamulec do końcowego zatrzymania ruchomej zawartości. Poniżej, na końcu, przewidziano właz umożliwiający dostęp do wnętrza oraz wysiadanie pasażerów rakiety.
Wewnątrz największego szkła zaproponowano umieszczenie drugiej jednostki o podobnej konstrukcji, ale o mniejszej średnicy. Na zewnętrznej powierzchni drugiego kubka umieszczono pierścienie ślizgowe, które oddziałują z wnętrzem większej części. Wewnątrz drugiej szyby znajdował się hamulec, a na końcu przewidziano własny właz. Trzecia rura szklana miała powtarzać konstrukcję drugiej, ale różniła się mniejszymi wymiarami. Ponadto przewidziano rozbudowę na jej wolnym końcu. Wewnętrzną średnicę najmniejszego szkła określał wymiar poprzeczny cylindrycznego korpusu otrzymanej rakiety.
Zaproponowano zainstalowanie sprzętu radiowego na systemie teleskopowym, aby doprowadzić rakietę do trajektorii lądowania i utrzymać ją na niej. Na pojeździe desantowym powinny znajdować się odpowiednie urządzenia. Kompleks lądowania mógłby być wyposażony w kabinę dla operatorów. W zależności od sposobu montażu i wykonania można go zamontować na dużej szybie, obok lub w bezpiecznej odległości.
Zasada działania kompleksu lądowania D.B. Driskill był niezwykły, ale dość prosty. Przy pomocy specjalnej awioniki rakieta lub samolot kosmiczny miały dotrzeć do ścieżki lądowania i „zawiesić się” na otwartym końcu trzeciej, najmniejszej szyby. System teleskopowy był w pozycji wysuniętej i miał największą długość. Bezpośrednio przed kontaktem z urządzeniami naziemnymi rakieta musiała użyć spadochronów hamulcowych lub silników desantowych, które zmniejszały jej prędkość poziomą.
Dokładne obliczenia powinny doprowadzić kosmiczną płaszczyznę dokładnie do otwartej części wewnętrznej szyby. Po otrzymaniu impulsu z rakiety szkło mogło przemieścić się w większej części. Tarcie rur i kompresja powietrza częściowo rozpraszały energię ruchomych części i spowalniały rakietę. Następnie środkowa szyba musiała przesunąć się ze swojego miejsca i wejść do dużej, redystrybuując energię w ten sam sposób. Reszta impulsu mogła być wygaszana lub rozpraszana na różne sposoby - w zależności od sposobu montażu urządzenia rurowego.
Projekt kompleksu i jego lokalizacja na zboczu wzgórza. Rysunki z patentu
Po wylądowaniu i zatrzymaniu ruchomych części pasażerowie mogli opuścić rakietę, a następnie wyjść z kompleksu lądowania przez drzwi na końcach szyb. Prawdopodobnie wtedy mogliby dostać się do jakiejś hali przylotów na lotnisku.
W patencie zaproponowano kilka opcji architektury kompleksu lądowania, opartego na systemie teleskopowym. W pierwszym przypadku proponowano umieszczenie okularów bezpośrednio na ziemi u podnóża odpowiedniego wzgórza. W tym samym czasie w ufortyfikowanej sztucznej jaskini umieszczono dużą szklankę. Były też biura i pomieszczenia mieszkalne. Ten projekt architektoniczny oznaczał, że nadmiar pędu, który nie został pochłonięty przez konstrukcję teleskopową i wewnętrzne hamulce, zostałby przeniesiony na ziemię.
Teleskopowe urządzenie mogło być wyposażone w pływaki i umieszczone na kanale wodnym o odpowiedniej długości. W tym przypadku reszta energii została wydana na przeniesienie całej konstrukcji przez wodę: w tym przypadku cały kompleks może zwolnić i stracić energię. Oferował również podobne opcje z podwoziem kołowym i narciarskim. W takich przypadkach kompleks musiał poruszać się po torze z trampoliną na końcu. Wzgórze odpowiadało za stworzenie dodatkowego oporu ruchu, a także wygaszenie energii.
Później w amerykańskiej prasie pojawił się rysunek przedstawiający inną wersję instalacji kompleksu teleskopowego. Tym razem został zamocowany na lekkim pochyleniu na długiej wielonośnikowej platformie kolejowej. Do platformy „przymocowano” na sztywno dużą szybę, natomiast dwie pozostałe podparto wspornikami z rolkami. Wewnątrz systemu ruchomych miseczek, umieszczonych na osi podłużnej całego montażu, pojawił się dodatkowy system amortyzacji.
Zasada działania pozostała taka sama, ale skośne umieszczenie systemu teleskopowego miało zmienić rozkład sił na konstrukcji i podłożu. Podobnie jak w poprzednich wersjach projektu, rakieta musiała wlecieć w wewnętrzną rurę-szkło, złożyć system i zwolnić, a za dobieg i końcowy postój odpowiadała platforma transportowa.
Na początku lat pięćdziesiątych zgłoszono patent na „aparat do lądowania rakiet”. W tym samym okresie w publikacjach popularno-naukowych i rozrywkowych wielokrotnie pisano o ciekawym wynalazku Dallasa B. Driskilla. Pierwotny pomysł był powszechnie znany i stał się tematem dyskusji, przede wszystkim wśród zainteresowanej publiczności. Naukowcy i inżynierowie nie wykazywali dużego zainteresowania wynalazkiem.
Dalszy rozwój technologii rakietowej i kosmicznej, jak się później okazało, przebiegał pomyślnie i trwał bez skomplikowanych teleskopowych systemów lądowania. Z biegiem czasu wiodące kraje opracowały wiele zwrotnych statków kosmicznych dla ludzi i ładunku, a żadna z tych próbek nie wymagała złożonego systemu lądowania zaprojektowanego przez D.B. Driskilla. Przy obecnej wiedzy nietrudno zrozumieć, dlaczego wynalazek amerykańskiego entuzjasty nigdy nie został wprowadzony w życie.
Inne opcje zakwaterowania dla kompleksu. Rysunki z patentu
Przede wszystkim należy pamiętać, że nie pojawiła się potrzeba specjalnego kompleksu lądowania dla rakiety. Pojazdy powrotne rakiet kosmicznych były zarządzane przez systemy spadochronowe, a samoloty orbitalne wielokrotnego użytku, które pojawiły się później, mogły lądować na konwencjonalnych pasach startowych.
Wynalazek D.B. Driskill wyróżniał się złożonością projektu, który mógł skomplikować zarówno rozwój i budowę, jak i eksploatację wykonalnych kompleksów. Aby zrealizować oryginalne pomysły, wymagany był złożony dobór materiałów o niezbędnych parametrach, po czym konieczne było opracowanie ruchomej konstrukcji o wystarczającej sztywności i wytrzymałości. Ponadto konieczne było obliczenie interakcji części, stworzenie niezbędnych hamulców itp. Przy tym wszystkim kompleks był kompatybilny tylko z pociskami o określonej wielkości i o określonych parametrach prędkości.
Do budowy kompleksu potrzebna była duża działka, na której nie należy umieszczać najprostszych obiektów. Proponowane warianty lokalizacji kompleksu obejmowały kompleksowe roboty ziemne lub hydrotechniczne.
Podczas eksploatacji kompleksu lądowania napotkano na charakterystyczny problem. Rakieta musiała trafić do końca systemu teleskopowego z najwyższą możliwą dokładnością. Nawet niewielkie odchylenia od obliczonej trajektorii czy prędkości groziły wypadkiem, w tym zderzeniem z ofiarami śmiertelnymi.
Wreszcie system teleskopowy o określonej średnicy i określonej energii mógłby być kompatybilny tylko z niektórymi typami pocisków. Tworząc nowe rakiety lub samoloty kosmiczne, projektanci musieliby wziąć pod uwagę ograniczenia kompleksu lądowania – ogólne i energetyczne. Lub opracuj nie tylko rakietę, ale także systemy lądowania. Na tle oczekiwanego postępu i pożądanego tempa obie te opcje wyglądały mało obiecująco.
Wynalazek D.B. Driskill miał wiele problemów i niedociągnięć, ale nie mógł pochwalić się pozytywnymi cechami. W rzeczywistości chodziło o oryginalne rozwiązanie konkretnego problemu, a ten problem i jego rozwiązanie miały wątpliwe perspektywy. Jak się później okazało, rozwój astronautyki i technologii rakietowej przebiegał doskonale nawet bez możliwości poziomego lądowania rakiet. W związku z tym ciekawy rozwój entuzjastów pozostał w postaci patentu i kilku publikacji w prasie.
Na przełomie lat czterdziestych i pięćdziesiątych pilne kwestie powrotu pocisków na ziemię zostały rozwiązane w dość prosty sposób. Pociski bojowe po prostu spadły na cel i zostały zniszczone wraz z nim, a przewoźnicy sprzętu naukowego bezpiecznie zrzucili na spadochronach. Jednak lądowanie na spadochronie nakładało ograniczenia na rozmiar i wagę samolotu i było oczywiste, że w przyszłości będą potrzebne inne środki. W związku z tym, z godną pozazdroszczenia regularnością, oferowano różne opcje specjalistycznych kompleksów naziemnych.
System Driskill na łamach magazynu Mechanix Illustrated
Kompleks lądowisk nowego typu
Na początku 1950 roku amerykański wynalazca Dallas B. Driskill zaproponował własną wersję systemu lądowania. Wcześniej oferował różne rozwiązania w różnych dziedzinach techniki, a teraz postanowił zająć się systemami rakietowymi. W połowie stycznia 1950 r. wynalazca złożył wniosek o patent. W kwietniu 1952 r. priorytet D.B. Driskill został potwierdzony patentem USA US138857A. Temat dokumentu został oznaczony jako „Urządzenie do lądowania rakiet i statków rakietowych” - „Urządzenia do lądowania rakiet i statków rakietowych”.
Kompleks lądowania nowego typu był przeznaczony do bezpiecznego lądowania rakiet lub podobnych samolotów z pasażerami lub ładunkiem. Projekt przewidywał poziome lądowanie z płynnym tłumieniem prędkości i wykluczeniem nadmiernych przeciążeń. Wynalazca nie zapomniał również o środkach obsługi pasażerów.
Jako główny element kompleksu lądowania zaproponowano wykonanie teleskopowego układu trzech dużych części rurowych odpowiadających wymiarom samolotu lądującego. To właśnie teleskopowe urządzenie odpowiadało za odbiór rakiety i jej hamowanie bez znacznych przeciążeń. Przewidywano różne możliwości jego wykorzystania, ale projekt nie uległ większym zmianom.
Budowa i zasada działania
Zgodnie z patentem funkcje korpusu urządzenia do lądowania miała pełnić rura szklana o dużej średnicy, która była zaślepiona na końcu, mogąca pomieścić inne części. Wewnątrz, obok pokrywy końcowej, można było zainstalować hamulec do końcowego zatrzymania ruchomej zawartości. Poniżej, na końcu, przewidziano właz umożliwiający dostęp do wnętrza oraz wysiadanie pasażerów rakiety.
Wewnątrz największego szkła zaproponowano umieszczenie drugiej jednostki o podobnej konstrukcji, ale o mniejszej średnicy. Na zewnętrznej powierzchni drugiego kubka umieszczono pierścienie ślizgowe, które oddziałują z wnętrzem większej części. Wewnątrz drugiej szyby znajdował się hamulec, a na końcu przewidziano własny właz. Trzecia rura szklana miała powtarzać konstrukcję drugiej, ale różniła się mniejszymi wymiarami. Ponadto przewidziano rozbudowę na jej wolnym końcu. Wewnętrzną średnicę najmniejszego szkła określał wymiar poprzeczny cylindrycznego korpusu otrzymanej rakiety.
Zaproponowano zainstalowanie sprzętu radiowego na systemie teleskopowym, aby doprowadzić rakietę do trajektorii lądowania i utrzymać ją na niej. Na pojeździe desantowym powinny znajdować się odpowiednie urządzenia. Kompleks lądowania mógłby być wyposażony w kabinę dla operatorów. W zależności od sposobu montażu i wykonania można go zamontować na dużej szybie, obok lub w bezpiecznej odległości.
Zasada działania kompleksu lądowania D.B. Driskill był niezwykły, ale dość prosty. Przy pomocy specjalnej awioniki rakieta lub samolot kosmiczny miały dotrzeć do ścieżki lądowania i „zawiesić się” na otwartym końcu trzeciej, najmniejszej szyby. System teleskopowy był w pozycji wysuniętej i miał największą długość. Bezpośrednio przed kontaktem z urządzeniami naziemnymi rakieta musiała użyć spadochronów hamulcowych lub silników desantowych, które zmniejszały jej prędkość poziomą.
Dokładne obliczenia powinny doprowadzić kosmiczną płaszczyznę dokładnie do otwartej części wewnętrznej szyby. Po otrzymaniu impulsu z rakiety szkło mogło przemieścić się w większej części. Tarcie rur i kompresja powietrza częściowo rozpraszały energię ruchomych części i spowalniały rakietę. Następnie środkowa szyba musiała przesunąć się ze swojego miejsca i wejść do dużej, redystrybuując energię w ten sam sposób. Reszta impulsu mogła być wygaszana lub rozpraszana na różne sposoby - w zależności od sposobu montażu urządzenia rurowego.
Projekt kompleksu i jego lokalizacja na zboczu wzgórza. Rysunki z patentu
Po wylądowaniu i zatrzymaniu ruchomych części pasażerowie mogli opuścić rakietę, a następnie wyjść z kompleksu lądowania przez drzwi na końcach szyb. Prawdopodobnie wtedy mogliby dostać się do jakiejś hali przylotów na lotnisku.
Opcje architektury kompleksu lądowania
W patencie zaproponowano kilka opcji architektury kompleksu lądowania, opartego na systemie teleskopowym. W pierwszym przypadku proponowano umieszczenie okularów bezpośrednio na ziemi u podnóża odpowiedniego wzgórza. W tym samym czasie w ufortyfikowanej sztucznej jaskini umieszczono dużą szklankę. Były też biura i pomieszczenia mieszkalne. Ten projekt architektoniczny oznaczał, że nadmiar pędu, który nie został pochłonięty przez konstrukcję teleskopową i wewnętrzne hamulce, zostałby przeniesiony na ziemię.
Teleskopowe urządzenie mogło być wyposażone w pływaki i umieszczone na kanale wodnym o odpowiedniej długości. W tym przypadku reszta energii została wydana na przeniesienie całej konstrukcji przez wodę: w tym przypadku cały kompleks może zwolnić i stracić energię. Oferował również podobne opcje z podwoziem kołowym i narciarskim. W takich przypadkach kompleks musiał poruszać się po torze z trampoliną na końcu. Wzgórze odpowiadało za stworzenie dodatkowego oporu ruchu, a także wygaszenie energii.
Później w amerykańskiej prasie pojawił się rysunek przedstawiający inną wersję instalacji kompleksu teleskopowego. Tym razem został zamocowany na lekkim pochyleniu na długiej wielonośnikowej platformie kolejowej. Do platformy „przymocowano” na sztywno dużą szybę, natomiast dwie pozostałe podparto wspornikami z rolkami. Wewnątrz systemu ruchomych miseczek, umieszczonych na osi podłużnej całego montażu, pojawił się dodatkowy system amortyzacji.
Zasada działania pozostała taka sama, ale skośne umieszczenie systemu teleskopowego miało zmienić rozkład sił na konstrukcji i podłożu. Podobnie jak w poprzednich wersjach projektu, rakieta musiała wlecieć w wewnętrzną rurę-szkło, złożyć system i zwolnić, a za dobieg i końcowy postój odpowiadała platforma transportowa.
Niestety, nie ma sensu
Na początku lat pięćdziesiątych zgłoszono patent na „aparat do lądowania rakiet”. W tym samym okresie w publikacjach popularno-naukowych i rozrywkowych wielokrotnie pisano o ciekawym wynalazku Dallasa B. Driskilla. Pierwotny pomysł był powszechnie znany i stał się tematem dyskusji, przede wszystkim wśród zainteresowanej publiczności. Naukowcy i inżynierowie nie wykazywali dużego zainteresowania wynalazkiem.
Dalszy rozwój technologii rakietowej i kosmicznej, jak się później okazało, przebiegał pomyślnie i trwał bez skomplikowanych teleskopowych systemów lądowania. Z biegiem czasu wiodące kraje opracowały wiele zwrotnych statków kosmicznych dla ludzi i ładunku, a żadna z tych próbek nie wymagała złożonego systemu lądowania zaprojektowanego przez D.B. Driskilla. Przy obecnej wiedzy nietrudno zrozumieć, dlaczego wynalazek amerykańskiego entuzjasty nigdy nie został wprowadzony w życie.
Inne opcje zakwaterowania dla kompleksu. Rysunki z patentu
Przede wszystkim należy pamiętać, że nie pojawiła się potrzeba specjalnego kompleksu lądowania dla rakiety. Pojazdy powrotne rakiet kosmicznych były zarządzane przez systemy spadochronowe, a samoloty orbitalne wielokrotnego użytku, które pojawiły się później, mogły lądować na konwencjonalnych pasach startowych.
Wynalazek D.B. Driskill wyróżniał się złożonością projektu, który mógł skomplikować zarówno rozwój i budowę, jak i eksploatację wykonalnych kompleksów. Aby zrealizować oryginalne pomysły, wymagany był złożony dobór materiałów o niezbędnych parametrach, po czym konieczne było opracowanie ruchomej konstrukcji o wystarczającej sztywności i wytrzymałości. Ponadto konieczne było obliczenie interakcji części, stworzenie niezbędnych hamulców itp. Przy tym wszystkim kompleks był kompatybilny tylko z pociskami o określonej wielkości i o określonych parametrach prędkości.
Do budowy kompleksu potrzebna była duża działka, na której nie należy umieszczać najprostszych obiektów. Proponowane warianty lokalizacji kompleksu obejmowały kompleksowe roboty ziemne lub hydrotechniczne.
Podczas eksploatacji kompleksu lądowania napotkano na charakterystyczny problem. Rakieta musiała trafić do końca systemu teleskopowego z najwyższą możliwą dokładnością. Nawet niewielkie odchylenia od obliczonej trajektorii czy prędkości groziły wypadkiem, w tym zderzeniem z ofiarami śmiertelnymi.
Wreszcie system teleskopowy o określonej średnicy i określonej energii mógłby być kompatybilny tylko z niektórymi typami pocisków. Tworząc nowe rakiety lub samoloty kosmiczne, projektanci musieliby wziąć pod uwagę ograniczenia kompleksu lądowania – ogólne i energetyczne. Lub opracuj nie tylko rakietę, ale także systemy lądowania. Na tle oczekiwanego postępu i pożądanego tempa obie te opcje wyglądały mało obiecująco.
Wynalazek D.B. Driskill miał wiele problemów i niedociągnięć, ale nie mógł pochwalić się pozytywnymi cechami. W rzeczywistości chodziło o oryginalne rozwiązanie konkretnego problemu, a ten problem i jego rozwiązanie miały wątpliwe perspektywy. Jak się później okazało, rozwój astronautyki i technologii rakietowej przebiegał doskonale nawet bez możliwości poziomego lądowania rakiet. W związku z tym ciekawy rozwój entuzjastów pozostał w postaci patentu i kilku publikacji w prasie.
informacja