Кіріспе

Шаттл оқу ұшағы (STA) – NASA-ның бұрынғы оқу көлігі, ол ғарыш кемесінің (шаттлдың) жақындау траекториясын және басқару ерекшеліктерін дәл қайталайтын. Бұл ұшқыштарға орбиталық аппараттағы нақты қонуға тырысқанға дейін, бақыланатын жағдайларда шаттлдың қонуын жаттығу арқылы үйренуге мүмкіндік берді. STA ғарыш кемесінің (шаттлдың) ұшырылуы мен қонуы алдындағы ауа-райы жағдайын анықтау үшін де пайдаланылды.

Даму

НАСА Grumman Gulfstream II ұшағын негізге ала отырып STA-ны әзірледі. Ғарыш бағдарламасының бастапқы кезеңдерінде НАСА Boeing 737 ұшағын STA үшін пайдалануды қарастырды, бірақ құнының жоғары болуына байланысты одан бас тартып, арзан Gulfstream II ұшағын таңдады. Ұшақтың сыртқы жағы жаттығу барысында туындайтын күшті аэродинамикалық жүктемелерге төтеп беру үшін өзгертілді. Жаңадан жобаланған пилот кабинасы ғарыш шаттлының басқару элементтерін және пилоттың көріс бұрышын жоғары дәлдікпен имитациялады; тіпті орындықтар да ғарыш шаттлындағыдай орналастырылды.

Пайдалану тарихы

Төрт STA әдетте Техас штатының Эль-Пасо қаласындағы NASA алдыңғы жедел орналасқан жерінде (Forward Operating Location) орналасқан және техникалық қызмет көрсету үшін Хьюстон (Техас) қаласындағы Эллингтон алаңы арқылы алмастырылып тұрды.

Ұшу профилі

STA Шаттл ұшқыштарының оқулары үшін ерекше маңызды болды, себебі орбиталық аппаратта нашар жақындасқаннан кейін «айналып түсуге» мүмкіндік беретін атмосфералық қозғалтқыштар болмады. Қайта кіргеннен кейін Шаттл өте ауыр ұшақ болды (оны әдемілеп «ұшатын кірпіш» деп атады) және осылайша, сәтті қонуға бір ғана мүмкіндігі болды. Шаттлдың 37000 фут (11278 м) биіктіктегі түсу жылдамдығы мен қарсылық профиліне сәйкес келу үшін C-11A ұшағының негізгі қону шассисі түсірілді (алдыңғы шассисі жел жүктемесінің шектеулеріне байланысты жиналған күйде қалды) және қозғалтқыштың тартымды күші кері итерілді. Оның жапсырмалары көтеруді азайту үшін жоғары, ал көтеруді арттыру үшін төмен бұрылуы мүмкін. Сол жақ кабина терезелеріне Шаттл кабинасынан көрініс беру үшін жапқыштар орнатылды, ал сол жақ пилот орындығына Шаттл басқару элементтері орнатылды. STA-ның қалыпты басқару элементтері оң жаққа, нұсқаушы отырған жерге көшірілді. Екі орындықтың да бас дисплейі (HUD) болды. Әдеттегі оқу кезінде пилот 24 шақырым қашықтықтағы қону нысанасына 20000 фут (6096 м) биіктіктен түсті. Содан кейін пилот STA-ны 12000 фут (3658 м) биіктікте, қонудан 11 шақырым қашықтықта бұрды. Ұшақтың мұры жылдамдықты арттыру үшін төмен түсірілді, сыртқы сырғу жолында 20 градус бұрышпен түсіп келеді. Сыртқы сырғу жолының мақсаты ұшу-қону жолағының басынан 2286 метр (7500 фут) төмен болды және MLS жүйесімен қатар визуалды бағыттау үшін PAPI жүйесі қолданылды. 610 метр (2000 фут) биіктікте басқару жүйесі алдын ала жарқырауға ауысты, ал 518 метр (1700 фут) биіктікте пилот түсу бұрышын біртіндеп азайту және 91 метр (300 фут) биіктігінен бастап 1,5 градусқа иін тіктейтін ішкі сырғу жолына (IGS) өту үшін жарқырау маневрін бастады, визуалды бағыттау үшін «доп тақтасы» жүйесі қолданылды. STA-ның негізгі шассисі бүкіл симуляция бойы төмен болғандықтан, Шаттлдың қону шассисін босату 91 метр (300 фут) биіктікте симуляцияланды. STA-ның алдыңғы шассисі ұшу-қону жолағының бетіне кездейсоқ тиіп кетсе, 46 метр (150 фут) биіктікте түсірілді. Егер жылдамдық дұрыс болса, приборлар панеліндегі жасыл шам пилоттың көзі ұшу-қону жолағынан 10 метр (32 фут) биіктікте болғанда Шаттлдың қонуын симуляциялады. Бұл нақты қону кезінде пилоттың басы болатын дәл осындай позиция. Оқу кезінде STA әлі де жерден 6 метр (20 фут) биіктікте ұшып тұрды. Оқушы пилот симуляция режимін тоқтатып, кері тартымдылықты тоқтатып, нұсқаушы ұшақты айналдырып, оқу тәсілдерінде ешқашан қонбады.

Авионика

STA-ға орнатылған күрделі компьютерлік жүйе орбиталық аппараттың ұшу динамикасын дерлік толыққанды дәлдікпен симуляциялады. STA-ның орбиталық аппаратты өте нақты симуляциясы басқару ерекшеліктерімен ғана шектелмей, сонымен қатар ұшқыш үшін шатлдың басқару интерфейстерін де жүзеге асырды. "Авансты цифрлық авиациялық жүйе" (ADAS) деп аталатын борттық компьютер, симуляция режимінде тікелей көтеруді басқаруды (DLC) және ұшу кезіндегі кері итермелеуді басқарды. Әрбір шатл командирі және әр миссияның шатл пилоты осылайша кем дегенде 1000 қонуды жаттықтырды.