Кіріспе
Функционалды емес ғарыш кемесі немесе пайдалы жүк Бойлерплаталық ғарыш кемесі, сондай-ақ массалық симулятор деп те аталады, бұл әр түрлі конфигурацияларды және зымыран ұшыру құралдарының негізгі өлшемдерін, жүктемесін және басқару сипаттамаларын сынау үшін қолданылатын функционалды емес кеме немесе пайдалы жүк. Бірнеше толық көлемді, функционалды емес қазандықты ғарыш кемесін жасау толық жүйені әзірлеуге қарағанда әлдеқайда арзан (жобалау, сынау, қайта жобалау және іске қосу). Осылайша, қазандықты ғарыш кемелері соңғы жобаның егжей-тегжейлі келісімшарттары келісіліп жатқанда, алдыңғы қатарлы аэроғарыш жобаларының компоненттері мен аспектілерін сынауға мүмкіндік береді. Бұл сынақтар ғарыш кемесі мен оның ұшыру аппаратын, апаттық кіру мен шығу, техникалық қызмет көрсетуді қолдау іс-шараларын және әртүрлі тасымалдау процестерін әзірлеу үшін пайдаланылуы мүмкін. Бойлерлы ғарыш кемелері көбінесе экипажмен жүретін ғарыш кемелерін сынау үшін қолданылады; мысалы, 1960 жылдардың басында NASA Сатурн I зымырандарының үстіндегі Бойлерлы Аполлон ғарыш кемелерін және Атлас зымырандарының үстіндегі Меркурий ғарыш кемелерін (мысалы, Биг Джо 1) қолдана отырып көптеген сынақтар жүргізді. Кемеде ұшыру үшін ұшыруды және ұшыру алаңына тасымалдауды сынау үшін қозғалтқышсыз Space Shuttle Enterprise қазандық ретінде пайдаланылды. NASA-ның қазір тоқтатылған Constellation бағдарламасы мен жалғасып жатқан Artemis бағдарламасы әр түрлі сынақтар үшін Orion ғарыш кемесін қолданды.
A boilerplate spacecraft, also known as a mass simulator, is a nonfunctional craft or payload that is used to test various configurations and basic size, load, and handling characteristics of rocket launch vehicles. It is far less expensive to build multiple, full scale, non functional boilerplate spacecraft than it is to develop the full system (design, test, redesign, and launch). In this way, boilerplate spacecraft allow components and aspects of cutting edge aerospace projects to be tested while detailed contracts for the final project are being negotiated. These tests may be used to develop procedures for mating a spacecraft to its launch vehicle, emergency access and egress, maintenance support activities, and various transportation processes. Boilerplate spacecraft are most commonly used to test crewed spacecraft; for example, in the early 1960s, NASA performed many tests using boilerplate Apollo spacecraft atop Saturn I rockets, and Mercury spacecraft atop Atlas rockets (for example Big Joe 1). The engine less Space Shuttle Enterprise was used as a boilerplate to test launch stack assembly and transport to the launch pad. NASA's now canceled Constellation program and ongoing Artemis program used boilerplate Orion spacecraft for various testing.
Жиде катерлері
Меркурийлік қазандықтарды NASA Langley Research Center техникасы "үйде" өндірді, ол Меркурий ғарыш кемесін құрастыруға дейін McDonnell Aircraft Company компаниясы. Қазандық капсулалар ғарыш кемелерін қалпына келтіру жүйелерін, құтылу мұнаралары мен зымыран қозғалтқыштарын сынау үшін жасалған және пайдаланылған. Лэнглидегі және Уоллопс аралындағы сынақ полигонында Little Joe зымырандарын пайдалана отырып, ресми сынақтар жүргізілді.
Этимология
"Кемірден жасалған қазандық" термині сынақ бұйымдарын/макет-макеттерді жасау үшін кемірден жасалған болаттан пайдаланылғаннан пайда болды. Тарихи тұрғыдан алғанда, Little Joe сериясының жеті ұшыру машинасын әзірлеу кезінде бір ғана нақты калай капсуласы болды және ол Норфолк теңіз кеме жасау зауытында болаттан жасалған конустық бөлігі болғандықтан аталған. Бұл капсула жағажайдағы сынақ кезінде қолданылды, содан кейін LJ1A ұшуында қолданылды. Алайда, бұл термин кейіннен барлық прототиптік капсулалар үшін қолданыла бастады (олар орбиталық капсулалар сияқты күрделі болды). Бұл пайдалану техникалық жағынан дұрыс емес, өйткені басқа капсулалар қазандықтан жасалмаған, бірақ қазандық термині тиімді түрде жалпыланды.
Ескерткіш оқиғалар
Бөлімнің дереккөздері. 1959 жылы 22 шілдеде Меркурий қазандығына бекітілген құтылу мұнарасымен алғашқы сәтті ұшу сынағы өтті. 1959 жылы 28 шілдеде Little Joe сынақ зымыраны мен Grand Central аборт зымыраны / құтылу мұнарасынан дыбыс қысымы деңгейін және тербелістерін өлшейтін аспаптар бар Меркурий қазандығының пластинасы. 1959 жылы 9 қыркүйекте Big Joe Atlas Mercury (BJ 1) кемесі Кеп-Канавералдан сәтті ұшырылды. Бұл сынақ ұшуы жылу қалқанының және қазандыққа жылу берудің жұмысын анықтау, оңтүстік Атлантикаға қайта кіру кезінде қазандықтың ұшу динамикасын бақылау, капсуланың сүзгі және қалпына келтіру жүйесі процедураларын орындау және бағалау, сондай-ақ капсула мен зымыранның барлық сипаттамаларын және жүйелік басқаруын бағалау болды. 1960 жылы 9 мамыр Аэропортты құтқару жүйесімен Beach Abort сынағы сәтті өтті. 1961 жылы 25 ақпанда Меркурий қазандықты ғарыш кемесі соққылық шымшыққа, белбеулер мен кабельдерге және жылу қалқанына жабдықталған. 1961 жылы 24 наурызда Меркурий Редстоун БД (MR 3) ғарышқа ұшыру сәтті өтті; бірінші суборбитальдық ұшқышты ұштырды. 3А котельнаяның функционалдық есіктері болды және су өткізбеуді, жүзу жағаларын және шығу процедураларын сынау үшін көп мақсатты болды.
Аполлон қазандықтары
НАСА Аполлонның түрлі казандарын жасады.
BP-1102A
BP 1102 барлық Аполлон ұшуларында, соның ішінде Аполлон 11 экипажының, бірінші Айға қону миссиясында судың шығуын үйрету үшін пайдаланылды. Сондай-ақ, ол ішкі бөлшектерді жасау үшін бейімделген және ғарышкерлер ғарыш кемесінен күнделікті және апаттық шығуларды жаттығу үшін қолданған. Кейін ол қайтадан өзгертілді, оның ішкі бөлігі Аполлон/Союз немесе бес адамдық Skylab құтқару көлігі ретінде конфигурацияланды. Осы екі түрлендіру арқылы ғарышкерлер арнайы тапсырмаларға дайындалатын. Ақыры ол 1977 жылы НАСА-дан Смитсонданға берілді, ал қазір ол тарихи миссиясының соңында Колумбияға (Аполлон 11 командалық модуліне) бекітілген жүзу жағасы мен сөмкелермен бірге Удвар Хази орталығында көрсетіледі.
BP-1210
BP 1210 ұшағы қону және қалпына келтіру жаттығуларында және суда жүзу құрылғыларын сынауда пайдаланылды. Ол Стаффорд әуе және ғарыш мұражайының сыртында орналасқан.
BP-1220/1228 сериясы
Бұл серияның мақсаты Аполлон командалық модулінің салмағы мен басқа да сыртқы физикалық сипаттамаларын симуляциялау болды. Бұл прототиптер зертханалық су резервуарлары мен мұхит сынақтарында 9000 фунт аралығында болды. Тәжірибелер флотациялық жағаларды, жаға қондырғыларын және жүзу қасиеттерін сынады. Әскери-теңіз флоты өздерінің құтқарушыларын мұхит жағасын орнату және кемедегі қалпына келтіру процедуралары үшін оқытты. Бұл қазандықтарда ішкі жабдықтар сирек болған. BP 1220 суретін қараңыз.
BP-1224
BP 1224 - металл емес материалдарды таңдау және қолдану бойынша жобалау шешімдерін сынау үшін құрамдас бөлік деңгейіндегі жанғыш сынақ бағдарламасы. Котельная конфигурациясын басқару және қызмет модулімен салыстыру 2TV 1 және 101 Солтүстік Америкамен орындалды. 1967 жылы 5 ақпанда НАСА-ның тексеру комиссиясы 1000-нан астам сынақ жүргізілгеннен кейін, казандық конфигурация "ең нашар жағдай" конфигурациясын анықтады деп шешті. BP 1224 фотосеті қараңыз.
BP-1227
Бұл сынақ капсуласына қатысты мәліметтер нақты емес, бірақ 1969 жылдың басында Азора аралдары мен Бискай шығанағы арасындағы теңізде жоғалған болуы мүмкін. 1969 жылдың маусым айында Гибралтар маңында советтік Апатит (бәлкім, соғыс кезінде кең тараған, соғыс кезінде кең тараған, соғыс шпионы ретінде маскировкаланған) балық аулау кемесімен табылған, Кеңес Одағындағы Мурманск портына жеткізілген және 1970 жылдың қыркүйегінде АҚШ-қа қайтарылған. Қазір ол Мичиган штатының Гранд-Рапидс қаласында уақыт капсуласы ретінде орналасқан. BP 1227 суретін қараңыз. Бұл капсула туралы бірден-бір нақты мәлімет - ол 1970 жылдың қыркүйек айының басында Мурманск қаласында АҚШ-қа қайтарылды. Ол 1976 жылы сәуірде Смитсонданға берілгенге дейін сол жерде қалды, содан кейін ол Мичиган штатының Гранд-Рапидс қаласына уақыт капсуласы ретінде берілді. Екі ресми дереккөз - АҚШ әскери-теңіз флоты мен АҚШ жағалау күзетшілері - оны АРРС (Аэроғарыш құтқару және қалпына келтіру эскадрильясы) бірлігі қалпына келтіру процедураларын үйрету кезінде жоғалтты деп айтады. Оның қайтып оралуы туралы қазіргі заманғы мәліметте NASA өкілі "NASA екі жыл бұрын теңіз флоты жоғалтқан нысанды анықтай алады" деп жазылған.
Аполлон Ай модулі
Ай модулі (LM) казандық пластинасы, LM сынақ заты, ұшуға дайын емес LM-дің дұрыс салмағы мен тепе-теңдігін симуляциялау үшін Аполлон 8 ұшырылды.
Ғарыш шатлдың қазандық пластиналары
Ғарыш шаттл бағдарламасының бір бөлігі ретінде, шаттл миссиясы кезінде жүргізілетін процедуралардың, инфрақұрылымның және басқа элементтердің негізгі сынақтарын жүргізу үшін әртүрлі материалдарды пайдалана отырып, бірқатар казандық машиналар жасалды.
Құрылыстар сынақ мақаласы
1977 жылы Маршалл ғарыш ұшу орталығы (MSFC) ғарыш айлағын қолдауға қажетті инфрақұрылымның әртүрлі элементтерін, соның ішінде жолдың ашылуы мен кран мүмкіндіктерін, сондай-ақ бағдарламаның бір бөлігі ретінде пайдаланылатын әртүрлі ғимараттар мен құрылымдарды сынау үшін жарамдылықты тексеру іс-шараларында пайдаланылатын қарапайым болат пен ағаш орбиталық модельін жасады. Мокет нақты орбиталық аппараттың шамамен өлшемдері, пішіні мен салмағы бойынша жасалған және бұл алғашқы сынақтарды әлдеқайда қымбат және нәзік прототиптік орбиталық аппаратты пайдаланбай-ақ жүргізуге мүмкіндік берді. Сынақ ретінде пайдаланылғаннан кейін, модель 1983 жылға дейін сақталды, содан кейін ол жаңартылып, Токиода көрсетілу алдында нақты орбиталық аппаратқа ұқсату үшін өзгертілді.
Құрылымдық сынақ мақаласы
Құрылымдық сынақ құралы барлық ұшуды симуляциялау үшін бастапқы тербелісті сынақтан өткізу үшін сынақ көлігі ретінде жасалды. STA негізінен толық орбиталық ұшақ ретінде жасалды, бірақ экипаждың бөлмесінің макеті орнатылды, ал жылу оқшаулағышы тек алдыңғы фюзеляжға орнатылды. STA-ның симуляциялық сынақтары 1978 жылдың ақпан айында іске қосылғаннан кейін он бір ай бойы жүргізілді; сол кезде Enterprise орбиталық аппараттың прототипі толық ұшуға дайын модельге айналдырылатын болды, бірақ бұл жұмысты жүргізудің құны, Enterprise-тің іске қосылуы мен алғашқы операциялық орбиталық аппараттың соңғы құрылысы арасында болған бірқатар жобалық өзгерістер, Columbia орбиталық аппаратты ұшу моделіне жаңарту туралы шешім қабылдады. Бұл 1979 жылы қаңтарда STA сынағының аяқталуынан кейін басталды, Challenger деп аталатын орбиталық аппарат 1982 жылы маусымда іске қосылды.
Дәрелістік және жарамдылықты тексеру сынақтары
1978 жылы наурыз айында ALT бағдарламасы кезінде ұшу сынақтарында қолданылғаннан кейін, Enterprise Хантсвиллдегі MSFC-ге, Алабама штатына, Mated Vertical Ground Vibration Test сынағында пайдалану үшін әкелінді. Бұл Enterprise-ді бос сыртқы танк пен жасанды қатты зымыран көтерушілерге қосып, алғаш рет толық ғарыш шаттлының стандартты нұсқасын жасайды. MSFC-дегі Динамикалық құрылымды сынау қондырғысында ұшыру кезінде қолданылатын әртүрлі кезеңдерді симуляциялау үшін үйме бірнеше тербеліс сынақтарына ұшырылды. Хантсвиллде пайдаланғаннан кейін, "Энтерпрайз" Флоридадағы Кеннеди ғарыш орталығына жеткізілді, онда ол қайтадан толық конфигурациясында пайдаланылды. Бұл жолы машина құрастыру ғимаратынан 39-шы ұшыру кешеніне дейін стекті құрастыру және тасымалдау процедураларын, сондай-ақ оның ұшыру алаңына келген кезде қажетті процедураларды сынау үшін. 1985 жылы "Энтерпрайз" осы мақсатта қайтадан пайдаланылды, бұл жолы Vandenberg әуе базасындағы Әскери-әуе күштерінің шаттл құрылғыларын сынау үшін пайдаланылған, оның ішінде SLC 6 ұшыру алаңшасында толық жұптасу.
Даму
Бірінші Орион қазандығының құрылысы - НАСА-ның Лэнгли ғылыми-зерттеу орталығында құрастыру реттілігін және ұшыру процедураларын сынау үшін негізгі макеттік прототип, ал Lockheed аэроғарыш инженерлері ғарыш кемесінің құтылу мұнарасы үшін алғашқы зымыран қозғалтқыштарын құрастырады. Бірінші казандық пластина 2009 жылы алғашқы Орион падулынан бас тарту сынағы үшін Нью-Мексиконың White Sands зымыран полигонына жөнелту алдында Lockheed авиациясын және NASA-ның ұшу аспаптарын интеграциялау үшін Калифорния штатының Эдвардс қаласындағы Dryden Flight Research Center-ке барды. 2008 жылдың 20 қарашасында Юта штатында ракеталардың толық сынағы өтті. PA 1 - Orion Abort ұшу сынақ кіші жобасының алты сынақ оқиғасының біріншісі. 2006 жылы 31 тамызда "Орион" кемесін жасау келісімшарты Lockheed Martin корпорациясына берілді. Басқа қазандықтар жылу, электромагниттік, дыбыстық, механикалық тербелістер жағдайын және ғылыми зерттеулерді сынау үшін пайдаланылатын болады. Бұл сынақтар Орион ғарыш кемесі үшін Плам Брук станциясында Огайо штатындағы агенттіктің Гленн ғылыми-зерттеу орталығында жүргізілетін болады.
Коммерциялық ғарыш кемелерінің қазандық пластиналары
2010 жылдары бірнеше коммерциялық жобаланған ғарыш капсулалары жаңа ұшыру құралдарының бастапқы ұшырылуында катерпластты блоктарын қолданды. Dragon Spacecraft Qualification Unit) - SpaceX Falcon 9 зымыранының 2010 жылы 4 маусымда орбитаға ұшырылған алғашқы бірлігі. Ол Dragon ғарыш кемесінің сыртқы қалып сызығы (OML) мен массалық таралуына арналған. Cygnus Mass Simulator - 2013 жылдың 21 сәуірінде Орбиталық ғылым корпорациясы Antares зымыранының алғашқы ұшуы кезінде орбитаға шығарылған кабельдік капсула. Ол Cygnus ғарыш кемесінің сыртқы қалыпты желісі мен массалық үлестіріліміне арналған. 2018 жылдың 6 ақпанында SpaceX Falcon Heavy ұшыру машинасының алғашқы ұшуы кезінде Илон Маск өзінің Tesla Roadster-ін манекен жүргізушісі бар жасанды жүк ретінде қолданды, ол екінші сатыда 2,6 АЕ афелийі бар гелиоцентрикалық эллипстік орбитаға жіберілді.