Реактивные сани: самый быстрый транспорт наземле
- Сани, легко сани Первые в истории ракетные сани спроектировал во второй половине 20-ых годов двадцатого века германский инженер Макс Вальер — они предназначались для опробований ракетных двигателей и были пилотируемыми. Вальер заключил , что на высоких скоростях нужно минимизировать количество движущихся подробностей, — и создал концепцию салазок. К 1929 году сани Valier Rak Bob1 были выстроены; в перемещение их приводили четыре последовательности 50-мм пороховых ракет совокупности Цандера — всего 56 штук.
- В январе-феврале Вальер совершил последовательность демонстраций собственных совокупностей на льду озера Штарнбергерзее — без всяких рельс и направляющих! В последних заездах на усовершенствованных Valier Rak Bob2 он достиг скорости 400 км/ч. Потом Вальер трудился с ракетными машинами.
- Полковник Джон Пол Стэпп 1950-е Полковник Джон Пол Стэпп подготавливается к опробованию нового поколения ремней безопасности. Фактически никакой защиты на Стэппе нет, поскольку параллельно изучается влияние важных торможений и ускорений на организм человека.
1971 Опробования совокупности эвакуации MEW на базе Чайна-Лейк в Калифорнии. Базисный самолет — Douglas A-4ASkyhawk.
- Сейчас в таких тестах употребляются только манекены, но в1970-х хватало готовых к риску добровольцев.
Прыжок с разгону В 2012 году компания Martin-Baker, наибольший всемирный производитель систем-эвакуации и кресел катапульт, совершила посредством ракетных салазок тесты, исследующие природу катапультирования на высокой скорости. Пилота «выстреливало» из разогнанной на автостраде кабины истребителя Lockheed Martin F-35 Lightning II.
Все началось в Германии. Известная «Фау-2», она же A-4, имела последовательность модификаций, призванных улучшить полетные и убойные особенности ракеты. Одной из таких предположений была ракета A-4b, позднее поменявшая индекс на А-9. Главной задачей A-4b было покрытие большой расстоянии, другими словами, по сути, превращение в межконтинентальную ракету (в «американскую ракету» А-9, как представили прототип Гитлеру).
На ракете были установлены характерной формы дестабилизаторы, призванные улучшить ее продольную управляемость, а дальность полета вправду возросла довольно А-4. Действительно, до Америки было на большом растоянии. Тем более что два первых пробных пуска в конце 1944 года и в начале 1945-го обернулись провалами. Но был и третий запуск, случившийся, если доверять письменным источникам, в марте 1945 года.
Для него был сконструирован своеобразный пусковой аппарат: из подземной шахты на поверхность почвы вели рельсы, на которых находились салазки. На последних и покоилась ракета. Так обеспечивалась изначальная стабильность полета — перемещение по направляющим исключало вихляние либо завал на бок.
Действительно, споры о том, состоялся ли запуск, ведутся до сих пор. В документах имеется технические данные уникальной совокупности, но прямых доказательств аналогичного запуска не отыскано.
Человек на салазках
Что же такое ракетные салазки? В принципе, это устройство страно тем, что вся его конструкция полностью раскрыта заглавием. Это вправду сани, на каковые установлен ракетный двигатель. Ввиду того, что на огромных скоростях (в большинстве случаев сверхзвуковых) организовать управление фактически нереально, салазки движутся по направляющим рельсам.
Торможение значительно чаще не предусмотрено вовсе, за исключением пилотируемых агрегатов.
Главное назначение салазок — анализ свойства разных технических решений и систем действующий при скорости и большом ускорении. Салазки функционируют приблизительно как воздушный шар на привязи, другими словами разрешают в комфортных, лабораторных условиях проверить совокупности, от которых может зависеть жизнь летчика, пилотирующего сверхзвуковой самолет, либо надежность несущих ответственность за тот либо другой показатель устройств. На разгоняемые до расчетных скоростей сани устанавливаются оборудованные датчиками устройства — проверяется их свойство выдерживать перегрузки, влияние звукового барьера и т. д.
В 1950-х годах американцы испытывали посредством салазок влияние высоких скоростей на человека. Hа тот момент считалось, что летальной для человека перегрузкой есть 18g, но это число было следствием теоретического расчета, принятого в качестве теоремы в развивающейся космической отрасли. Для настоящей же работы как над самолетами, так и над последующим выходом в космос требовались более правильные эти.
В качестве испытательной базы была выбрана авиабаза Эдвардс в Калифорнии.
Сами салазки представляли собой плоскую платформу массой 680 кг, на которой стояло кресло для испытателя. Двигателем помогали пара ракетных установок неспециализированной тягой 4 кН. Главную проблему воображали, само собой разумеется, тормоза, потому, что они должны были быть не только замечательными, но и контролируемыми: исследовалось влияние перегрузок как при разгоне, так и при торможении.
Фактически, вторая часть была кроме того ответственнее, потому, что параллельно создавалась самая комфортная для пилотов совокупность ремней безопасности.
Неверная конструкция последних имела возможность привести к летальному финалу, при важном торможении сдавливая пилота, разламывая ему кости либо удушая. В итоге была создана водяная реактивная совокупность торможения: на салазках крепилось определенное количество емкостей с водой, каковые при активации выбрасывали струю против перемещения. Чем больше емкостей активировалось, тем более интенсивным было торможение.
30 апреля 1947 года были совершены опробования беспилотных саней, а годом позднее начались опыты с добровольцами. Изучения были разными, в части заездов испытатель сидел спиной к набегающему потоку, в части — лицом. Но настоящую славу данной программе (да и себе, пожалуй) принес полковник Джон Пол Стэпп, самый храбрый из «подопытных кроликов».
За пара лет работы в программе Стэпп приобретал переломы ног и рук, ребер, вывихи, растяжения а также частично утратил зрение из-за отслоения сетчатки. Но он не сдавался, проработав до самого закрытия «людских» опробований в середине 1950-х и поставив пара мировых рекордов, — кое-какие из них не побиты до сих пор.
В частности, Стэпп перенес самую громадную когда-либо влиявшую на незащищенного человека перегрузку — 46,2g. Благодаря программе было узнано, что число 18g забрано и в действительности с человек и потолка способен без вреда для здоровья переносить мгновенные перегрузки до 32g (конечно, при должной прочих систем и конструкции кресла). Под эту новую цифру разрабатывались потом совокупности безопасности самолетов (до того ремни при 20g имели возможность либо повредить пилота).
Помимо этого, 10 декабря 1954 года Стэпп стал самым стремительным человеком на земле, в то время, когда салазки с ним на борту разогнались до 1017 км/ч. Данный рекорд для рельсовых транспортных средств до сих пор остается непревзойденным.
Сейчас и на следующий день
На сегодня в мире функционирует порядка 20 автострад для ракетных саней — большей частью в Соединенных Штатах, вместе с тем во Франции, Англии, Германии. Самая долгая автострада — это 15-километровый участок на авиабазе Холломан, штат Нью-Мексико (Holloman High Speed Test Track, направляться). Остальные автострады меньше этого гиганта более чем вдвое.
Но для чего же употребляются сейчас подобные испытательные совокупности? В неспециализированном-то, для того же, для чего и полвека назад, лишь уже без людей. Любой прибор либо материал, что обязан испытывать на себе важные перегрузки, проверяется разгоном на ракетных салазках чтобы не было отказа в настоящих условиях.
К примеру, совсем сравнительно не так давно NASA заявило о работе над программой Low-Density Supersonic Decelerator (LDSD), в рамках которой разрабатывается совокупность посадки на другие планеты, в частности на Марс.
Разработка LDSD подразумевает создание трехступенчатой схемы. Первые две ступени — это надувные сверхзвуковые замедлители диаметрами 6 и 9 м соответственно- они снизят скорость спускаемого аппарата с 3,5 до 2 Махов, а потом вступит в работу 30-метровый парашют. Такая совокупность в целом разрешит довести точность приземления с ±10 до ±3 км и расширить большую массу груза с 1,5 до 3 т.
Так вот, надувные щиты-замедлители уже сейчас испытывают как раз посредством ракетных саней в пустыне Мохаве, на военно-морской базе Чайна-Лэйк. 9-метровый щит укрепляется на салазках, разгоняющихся приблизительно до 600 км/ч в считанные секунды; схожим «издевательствам» подвергается и парашют. В принципе, с 2013 года NASA переходит к более реалистичным опробованиям — в частности, к посадкам и пробным запускам.
При свободном движении в воздухе тормозные щиты смогут повести себя совсем в противном случае, чем жестко укрепленные на салазках.
Время от времени ракетные салазки используются для необычных краш-тестов. К примеру, таким методом может проверяться, как деформируется боеголовка ракеты при столкновении с препятствием и как эта деформация воздействует на баллистические особенности. Известной серией опробований аналогичного замысла стали краш-тесты самолета F-4 Phantom, проходившие во второй половине 80-ых годов двадцатого века на авиабазе Керкланд, Нью-Мексико.
Платформу с установленным на ней полноразмерным макетом самолета разогнали до скорости 780 км/ч и вынудили врезаться в цементную стенке для ее силы влияния и выяснения столкновения на самолет.
В целом ракетные салазки тяжело назвать транспортным средством. Скорее, испытательным прибором. Однако специфика этого прибора разрешает ставить на нем мировые рекорды скорости.
И в полной мере возможно, что скоростной рекорд полковника Стэппа — не последний.
Сферы применения ракетных салазок
*Изучение баллистических особенностей ракет, снарядов, вторых объектов. Тесты других систем и парашютов торможения.
*Запуск малых ракет для изучения их особенностей в свободном полете.
*торможения влияния и Тесты ускорения на людей и приборы.
*Аэродинамические изучения.
*Другие тесты (к примеру, совокупностей катапультирования).
Нацисты в космосе
- 1944 ПРОЕКТ SILBERVOGEL
Примечательно, что ракетные салазки фигурировали еще в одном германском проекте — известной «Серебряной птице». Проект Silbervogel был инициирован еще в конце 1930-х конструктором Ойгеном Зенгером и подразумевал создание частично-орбитального бомбардировщика, предназначенного с целью достижения отдаленных территорий — США и советского Зауралья. Проект так и не был реализован (как продемонстрировали последующие расчеты, он в любом случае был нежизнеспособен), но в первой половине 40-ых годов XX века в его эскизах и чертежах показалась схема запуска посредством ракетных салазок, двигающихся по трехкилометровому участку монорельса.
Новые рекорды
Ракетные салазки — самое стремительное из наземных транспортных средств, действительно, непилотируемых. В ноябре 1982 года беспилотные ракетные сани на базе Холломан были разогнаны до скорости 9845 км/ч — причем на монорельсе! Данный рекорд держался достаточно продолжительно и был побит 30 апреля 2003 года все в том же Холломане.
Сани строились специально для рекордных целей и представляли собой сложный четырехступенчатый аппарат, функционирующий подобно орбитальной ракете.
Ступени саней приводились в перемещение 13 отдельными двигателями, причем последние две ступени оснащались ракетными Super Roadrunner (SRR), созданными снова же специально для этого заезда. Любой SRR трудился в течение всего 1,4 с, но наряду с этим развивал неистовую тягу в 1000 кН. В следствии заезда четвертая ступень салазок разогналась до 10430 км/ч, превысив рекорд 20-летней давности.
К слову сообщить, рекордная попытка совершалась еще в первой половине 90-ых годов двадцатого века, но неточность в конструкции автострады стала причиной аварии, в которой, слава всевышнему, не было жертв.
Статья «Девятикратно стремительнее звука» размещена в издании «Популярная механика» (№126, апрель 2013).
<
h4>