Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
OTRAG зымыраны – 1970 және 1980 жылдары OTRAG компаниясы әзірлеген модульдік спутникті тасымалдауға арналған зымыран. OTRAG зымыраны бірнеше жаппай өндірілген бөліктерден құрастырылатын, 110 тонна немесе одан да ауыр салмақты спутниктерді орбитаға шығаруға арналған зымыран болып жоспарланған. Жаппай өндіріс арқасында бұл зымыранның құны, ұқсас мүмкіндіктерге ие дәстүрлі зымырандарға қарағанда 10 есе арзан болуы күтілген.
The OTRAG rocket was a modular satellite delivery rocket developed by the OTRAG company in the 1970s and 80s. The OTRAG rocket was to become a rocket built up from several mass produced units, intended to carry satellites with a weight of 1 10 tons or more into orbit. Mass production meant that the vehicle was projected to have been 10x cheaper than conventional vehicles of similar capability.
Дизайн
Компанияның CRPU (Common Rocket Propulsion Unit) -нан әр түрлі OTRAG зымырандарын құрастыруға болады. Дабыл зымыраны төрт немесе одан да көп CRPU-ны параллельде, жүкпен бірге жинақтайды. Орбиталық ұшыру құрылғысы жүктің массасына қарай ондағаннан жүздеген CRPU-ны пайдаланады. Ұшыру құрылғысы сыртқы CRPU-ларды тастап, ішкілерін жүкпен бірге жалғастыруға қалдырады. CRPU негізінен 27 см диаметрі мен 16 метр ұзындығы бар болат түтік болып табылады, ол бірнеше қысқа түтіктерден біріктірілген. CRPU алюминийден жасалған бөлектермен үш бөлікке бөлінген, бөлектер арасында қосымша нығайту сақиналары орналасқан. Алдыңғы бөлігінде түтіктің көп бөлігі азот қышқылы мен азот тетрооксиді тотықтырғыштарының қоспасын қамтиды. Содан кейін керосин отыны орналасқан. Бұл коммерциялық сападағы керосин, қымбат RP 1 емес. Соңғы бөлігі – қозғалтқыш бөлімі. Отын құбыры керосиннің айналасымен азот қышқылын қозғалтқышқа жеткізеді. CRPU құрылымы өте қарапайым. Түтіктер жеткілікті түрде берік болғандықтан, отынды қозғалтқышқа тек қысыммен беруге болады. Бұл турбонасостардың қажеттілігін жояды. Қозғалтқыш абляциялық салқындатумен жабдықталған, бұл майлы отын мен ыстыққа төзімді керосинге қажеттілікті жояды. Қозғалтқыш бұрылмайды; керісінше, көлік бір жақтың CRPU-ларын қарсы жағына қаратып басқарылады. Сондықтан қозғалтқыш түтік қабырғаларына орнатылған, механизмдер тек клапандардан тұрады. Жеке қысым жүйесі қарастырылмаған; резервуарлар жай ғана кеңістік қалдырылып, содан кейін газбен бірнеше жүз PSI-ға дейін толтырылады. Тар түтіктердің арқасында бөлектер арасындағы бөлектер басқа зымыран сатыларындағыдай дөңгелек емес, қарапайым пластиналар болады. Оның орнына керосинге дейін фурфурил спирті құйылған. Фурфурил спирті азот қышқылымен жанасқанда өздігінен тұтанады. Абляциялық салқындату, жоғары қысымды болат конструкция және үлкен "бос" кеңістіктер CRPU-ның салыстырмалы түрде төмен өнімділігімен ауыр болуын қамтамасыз етеді. Түтіктердің диаметрі қозғалтқыш диаметріне шектеу қойып, жоғарғы сатыларда тиімді, кеңейтілген соплоны пайдалануға мүмкіндік бермейді. Дегенмен, CRPU-ны үш сатыға бөлу орбитаға жету үшін жеткілікті. Сонымен қатар, әр CRPU-ның төмен құны, жылына жүздеген немесе мыңдаған дана өндіруден туындаған масштабтық үнемдеулерден кейін, көліктің құны оның замандастарынан арзан болар еді. Компанияның базалық ұшыру құрылғысы орбитаға бір тонна жүк көтере алады деп есептеген. Ол төрт CRPU-дан тұратын үшінші саты ядросынан, оны он екі CRPU-дан тұратын екінші саты қоршап тұрады, ал бірінші саты 48 CRPU-дан тұрады. Үлкен көліктер мен сыйымдылықтарға CRPU-дың үлкен санымен қол жеткізіледі, ауыр ұшыру үшін бірнеше жүз данаға дейін. Компания CRPU-ның ақыр соңында өте арзан болатынын болжады, оны қалпына келтіру және жаңарту жаңа бірліктер жасаудан артық болмайды. Сақтауға қойылған отынды пайдалану және аздаған қозғалатын бөлшектер ұшыру алаңындағы операцияларды да өте қарапайым етеді. Бұл артықшылықтар меншікті импульстің төмендігі мен жүк үлесінің аздығын жеңеді деп күтілді.
Various OTRAG rockets could be built up from the company's CRPUs (Common Rocket Propulsion Unit). A sounding rocket would bundle four or more CRPUs in parallel, topped with the payload. An orbital launcher would use dozens to hundreds of CRPUs, depending on payload mass. The launcher would then stage by dropping outer CRPUs, leaving the interior ones to continue with payload. A CRPU was essentially a steel tube, 27 cm in diameter and 16 meters long, joined from a few shorter tubes. The CRPU was divided into three sections by aluminium bulkheads, with additional stiffening rings between bulkheads. Forward, the majority of the tube contained a mixture of nitric acid and nitrogen tetroxide oxidisers. Next was a section of kerosene fuel. This was commercial grade kerosene, not the more expensive RP 1. Last was the engine section. A fuel line carried nitric acid around the kerosene, into the engine. The design of the CRPU was extremely simple. The tubing was strong enough that the propellants were fed to the engine by pressure alone. This eliminated the need for turbopumps. The engine was ablatively cooled, eliminating the need for fine fuel passages and heat resistant kerosene. The engine did not gimbal; instead, the vehicle was steered by throttling one side's CRPUs versus the opposite side. Thus, the engine was simply built into the tube walls, with the only mechanisms being the throttling valves. No separate pressurising system was included; the tanks were simply left with an ullage space, which was then filled with gas to a few hundred psi. Because of the narrow tubing, the bulkheads between sections could be simple plates, instead of domes like virtually all other rocket stages. There was no ignition system; instead, a slug of furfuryl alcohol was injected before the kerosene. The furfuryl alcohol ignited spontaneously upon contact with the nitric acid. The use of ablative cooling, high pressure steel construction, and large "empty" spaces meant that a CRPU was heavy, with relatively low performance. The diameter of the tubing also put a hard limit on the engine diameter, preventing use of an efficient, high expansion nozzle for the upper stages. However, ganging CRPUs into three stages was sufficient to reach orbit. Meanwhile, the low cost of each CRPU, after the economies of scale gained by producing hundreds or possibly thousands of them per year, would have still left the vehicle cheaper than its contemporaries. The company's baseline launcher design claimed to lift one metric ton to orbit. It would have consisted of a third stage core of four CRPUs, surrounded by a second stage of twelve CRPUs, in turn surrounded by the first stage's 48 CRPUs. Larger vehicles and capacities would be achieved with greater numbers of CRPUs, possibly including several hundred per flight for a heavy launcher. The company forecast that CRPUs would eventually be so cheap, recovering and refurbishing a launcher would be no better than simply building more units. The use of storable propellants and few moving parts meant that launch site operations would also be very simple. These advantages were expected to overcome the disadvantages of small specific impulse and payload fraction.
Ұшу тарихы
Қозғалтқыштар Германия мен Африкадағы сынақ алаңдарында, жердегі сынақ стендтерінде кеңінен сыналып көрiлдi. Жалпы конструкциясы тым берік болғандықтан, түрлi отын және тотықтырғыш қоспаларын қолданып эксперименттер жүргiзiлдi. Кішкентай, 4 даналық көлiктер Заирдің Солтүстік Шаба және Ливияның Себа оазисiнде құрастырылып, сынақтан өттi, онда 20-дан 50 шақырымға дейiнгi биіктіктерге жетiлдi. Ол жерде пайдаланған ракеталардың ұзындығы 6 және 12 метр болды. CRPU негiзгi тұжырымы жұмыс iстеуге мүмкiндiгi көрсетiлдi, алайда кейбiр ракеталар бағытталмау немесе компоненттерде ақауларға ұшырады. OTRAG ракетасының соңғы ұшырылымы 1983 жылдың 19 қыркүйегінде Эсранджда болды. Осы ұшырылымнан кейiн OTRAG ракетасы жоғары биіктіктегi зерттеулерде қолданылуға тиiс болды. Бiрақ, саяси қысым нәтижесiнде жоба тоқтатылды, бұл туралы OTRAG мақаласында айтылған. 1987 жылы компания Ливиядан кеткеннен кейiн, қалған жабдықтардың бiр бөлiгi үкiмет тарапынан тәркiлендi. Дегенмен, Ливияның жобаны жалғастыруына тосқауыл болған жеткiлiктi мөлшерде бөлшектер мен бiлiм жетiспедi.
The engines were tested extensively on ground rigs, on both German and African test sites. Experiments were run with varying fuel and oxidiser formulations, as the general design was quite robust. Small, 4 unit vehicles were built and tested in Shaba North, Zaire and Seba Oasis, Libya, where heights of 20 to 50 kilometres were reached. The rockets used there were 6 and 12 meters long. The basic CRPU concept was shown to be workable, though some rockets experienced guidance or component failures. The last launch of an OTRAG rocket took place on September 19, 1983, at Esrange. Following this launch, the OTRAG rocket was to be used in high altitude research. Political pressure then shut down the project, as discussed in the OTRAG article. After the company had left Libya in 1987, some remaining equipment was confiscated by the government. However, enough parts and knowledge were missing to prevent Libya from continuing the project.