Введение

Учебный самолет для космического шаттла (англ. Space Shuttle Training Aircraft, STA) — бывший учебный самолет НАСА, который воспроизводил профиль захода на посадку и летные характеристики космического шаттла, позволяя пилотам отрабатывать посадки шаттла в контролируемых условиях перед выполнением этой задачи на борту орбитального аппарата. STA также использовался для оценки погодных условий непосредственно перед запусками и посадками космических шаттлов.

Разработка

НАСА разработало STA, используя самолет Grumman Gulfstream II в качестве базовой платформы. На ранних этапах программы «Шаттл» НАСА рассматривало возможность использования Boeing 737 в качестве основы для STA, но отказалось от этой идеи из-за высокой стоимости и предпочло менее дорогой Gulfstream II. Внешняя конструкция самолета была модифицирована для выдерживания высоких аэродинамических нагрузок, возникающих во время тренировочных полетов. Переработанная кабина обеспечивала высокоточную имитацию органов управления и точки обзора пилота шаттла; даже сиденья были установлены в том же положении, что и в космическом шаттле.

Эксплуатационная история

Четыре STA обычно размещались в передовой операционной базе NASA в Эль-Пасо, штат Техас, и направлялись в Эллингтон-Филд (Хьюстон, штат Техас) для проведения технического обслуживания.

Профиль полета

STA был особенно важен для пилотов шаттлов во время подготовки, поскольку у орбитального корабля отсутствовали атмосферные двигатели, позволявшие выполнить уход на второй круг после неудачной попытки посадки. После возвращения из космоса шаттл был очень тяжелым планером (ласково называемым «летающим кирпичом») и, следовательно, имел только один шанс успешно приземлиться. Для соответствия скорости снижения и аэродинамическому сопротивлению реального шаттла на высоте 37000 футов (11278 м) был опущен основной шасси C 11A (носовое шасси оставалось убранным из-за ограничений по ветровой нагрузке) и включен реверс тяги. Его закрылки могли отклоняться вверх для уменьшения подъемной силы, а также вниз для ее увеличения. На левые окна кабины устанавливались кожухи, чтобы обеспечить такой же обзор, как из кабины шаттла, а сиденье левого пилота было оснащено такими же органами управления, как и на шаттле. Обычные органы управления полетом были перемещены вправо, где сидел инструктор. Оба сиденья были оборудованы индикатором на лобовом стекле (HUD). В ходе обычного упражнения пилот снижался до высоты 20000 футов (6096 м) на воздушной скорости, находясь на расстоянии 24 км от цели посадки. Затем пилот выполнял крен STA на высоте 12000 футов (3658 м), в 11 км от места посадки. После этого нос самолета опускался для увеличения скорости, снижаясь под углом 20 градусов по внешней глиссаде (OGS). Точка прицеливания внешней глиссады находилась на 7500 футов (2286 м) перед порогом взлетно-посадочной полосы и использовала PAPI для визуального наведения в дополнение к системе MLS. На высоте 2000 футов (610 м) система наведения переключалась в режим предвзлетной подготовки, а вскоре после этого, на высоте 1700 футов (518 м), пилот начинал маневр всплытия для постепенного уменьшения угла снижения и перехода на внутреннюю глиссаду (IGS), которая составляла 1,5 градуса начиная с высоты 300 футов (91 м), используя систему «шарового стержня» для визуального наведения. Выпуск шасси шаттла имитировался на высоте 91 м над землей, поскольку основное шасси STA оставалось опущенным на протяжении всей симуляции. Носовое шасси STA опускалось на 46 м над уровнем земли (AGL) в случае непреднамеренного касания взлетно-посадочной полосы. Если скорость была правильной, зеленый индикатор на приборной панели имитировал посадку шаттла, когда глаза пилота находились на расстоянии 10 м над взлетно-посадочной полосой. Это было точное положение головы пилота во время реальной посадки. Во время упражнения STA все еще летел на высоте 6 м над землей. Инструктор-пилот отключал режим симуляции, убирал реверсоры тяги, и инструктор выполнял уход на второй круг, фактически не приземляя самолет (во время тренировочных заходов).

Авионика

Современная компьютерная система, установленная на борту STA, моделировала динамику полета орбитального аппарата с почти идеальной точностью. Высокореалистичная симуляция орбитального аппарата, реализованная в STA, охватывала не только характеристики управления, но и включала в себя интерфейсы управления шаттлом для пилота. Бортовой компьютер под названием Advanced Digital Avionics System (ADAS) управлял системой прямого управления подъемом (DLC) и реверсивной тягой в полете во время режима моделирования. Каждый командир шаттла отрабатывал как минимум 1000 посадок таким образом, равно как и пилот шаттла каждой миссии.