Til hovedsiden
    

   
    Bli medlem
    Siste nytt
    Artikler
    Bildeserier
    Temasider
    Bildearkiv
    Foredrag
    Effekter til salgs
    Lenker
    Spørsmål og svar
    Spør oss
    Prosjektoppgave
    Om oss
    NAF på Facebook
    Kontakt oss
    Nettstedskart
    Hovedsiden
Trykk for å lese mer om sitatet
 

Nytt romflykonsept fra Lockheed - Skal kunne gjøre romvirksomhet billigere

Av Knut Kristian Røberg

 

Artikkel publisert i Nytt om Romfart, 23. årgang, nummer 87, oktober-desember 1993, sidene 7-8 av Norsk Astronautisk Forening/www.romfart.no.

Skriv ut

Tips bekjent

 

Forskere i det såkalte Skunk Works-teamet ved Lockheed har kommet med et forslag til et ubemannet ett-trinn-til-bane-romfartøy som antageligvis kan sende nyttelaster opp i rommet for bare 1100 dollar eller mindre per kilogram. Forskerne mener at dette skal kunne bli mulig tidlig i det neste århundrede.

Et avansert framdriftssytem med motorer med såkalte «innpluggede dyser», vil bestå av 7 motorer montert ved siden av hverandre i en horisontal rekke. Ved å kombinere disse motorene med et unikt flyskrog som er utviklet på bakgrunn av data hentet fra NASAs database over løfteskrog, kan Lockheed bli istand til å lage en «aeroballistisk» rakett som kan frakte med seg 18 000 kg opp i lav jordbane - noe som tilsvarer nyttelastkapasiteten til en Titan 4-bærerakett. Høyden på denne lave jordbanen vil være 185 km, mens fartøyet også skal kunne foreta forsyningsleveranser til romstasjonen i 550 km høyde.

Lockheed er med denne konstruksjonen en av de mange amerikanske romfartsfirmaene som kommer med forslag om avanserte oppskytingssystemer basert på ett-trinn-til-bane-konseptet. Ved å gjøre rommet til et vanlig virkested for kommersielle foretak, vil Jordens overflate bli «flyttet et par hundre mil opp», som det ble uttalt fra Lockheed. Men for å gjøre noe ut av denne muligheten trenger USA et billig, nytt romfartøy for å bremse opp det stadige fallet i landets andel av det kommersielle oppskytingsmarkedet, Markedsandelen har sunket fra 100 % i 1976 til 28 % i 1993.

Det vertikale oppskytingsfartøyet er konstruert for å kunne bli i bane i 12 til 72 timer før det returnerer fra rommet til en konvensjonell landing med hjul på en rullebane. Den første ferden vil sannsynligvis bli styrt av astronauter, men hensikten er å utvikle et ubemannet romfartøy.

Kostnadene ved å transportere ting opp i rommet kan kanskje reduseres ytterligere - helt ned i 300 dollar per kg - dersom USA utvikler et romfly med luftinntaksmotorer. Et slikt konsept gjør det mulig å komme opp i bane uten å frakte med seg oksygenet som rakettmotorene trenger.

Men i den nåværende situasjonen er det et stort spørsmål om hvordan kongressen vil reagere på forespørsler om å finansiere utvikling av nye oppskytingsfartøy. Innplugget-dyse-motoren, også kjent under navnet «aerospike», ble konstruert allerede på 60-tallet som et hovedalternativ til den konvensjonelle klokkedysemotoren. Fra starten av prosjektet har det blitt brukt cirka 500 millioner dollar på å utsette denne motoren - som har en skyvekraft på 5,4 MN og flytende oksygen og hydrogen som drivstoff - for 260 avfyringstester i oppsetninger med både lineære og ringformede konfigurasjoner.

På bakgrunn av testdataene har forskere fra Lockheed kommet fram til en motor som er bygd i 7 horisontalt sammenkoblede segmenter. Denne konstruksjonen passer bra inn i flyskroget, som likner på X-24 som hadde en dobbelt-delta-vinge med to vertikalstabilisatorer. X-24 ble benyttet fra midten av 1960-tallet til midten av 1970-tallet.

Det aeroballistiske romfartøyet er konstuert for å ha et skyvekraft-til-vekt-forhold på 1,4 for vertikal oppskyting. Dersom en av motorene svikter, vil den motstående motoren på den andre siden bli stengt, og flyet kan fortsatt oppnå en sikker abortbane og unngå asymmetriske krefter som kan forårsake vanskeligheter for styringen. Flyet vil, ifølge beregningene, kunne fortsette flyvningen for å brenne opp drivstoff og lande med nyttelasten inntakt. Forholdet mellom løft og trekk ved hypersoniske hastigheter under tilbakevending er forventet å være mindre enn en. Selvom det aeroballistiske flyet ikke vil glidefly like bra som romfergen ved hypersoniske hastigheter, vil det være en god lavhastighetsglider. Hensikten er ikke å få bra hypersonisk glideflukt, men å kontrollere tilbakevending med lavest mulig varmebelastning.

Lockheed hevder at de har utviklet en unik understruktur på flyet som mestrer luftstrøm og varmeoppbygging. Varmepåvirkningen minimaliseres ved hjelp av konstruksjonen og fasongen på flyprofilen. Dette skal igjen være med på å redusere flyets vekt og kutte kostnadene. Kostnadene skal også holdes lave ved bruk av eksisterende materialer. Undersiden av flyet vil være et luftskjold bestående av titan eller et liknende materiale. Med kostnadskutt og vektreduksjon i tankene, vil en kjeramisk overflate ikke bli vurdert.

De to vertikalstabilisatorene vil ikke ha noen direkte nytte-effekt ved hypersonisk hastighet, på grunn av en angrepsvinkel på 45°. Denne vinkelen vil gjøre at halefinnene ikke påvirker luftstrømmen, og de vil derfor være aerodynamisk «usynlige».

Når romfartøyet når subsoniske hastigheter vil angrepsvinkelen bli redusert til de mer konvensjonelle 10°, halefinnene påvirker luftstrømmen og løft-til-trekk-forholdet når 5,5 til 6. Landingshastigheten vil være 250 km/t.

Det er flere kritiske sider ved kostnadsberegningene for dette programmet. Teknikerne må være istand til å gjøre romflyet klart til en ny ferd innen 7 dager. Flyet må konstrueres slik at nyttelasten kan bli prosessert horisontalt, og flyet skulle kunne bli godkjent kun én gang istedenfor ved hver ferd.

Når disse kriteriene blir møtt, vil utviklingen av et full-skala, operasjonelt oppskytingsfartøy kunne koste omtrent 5 milliarder dollar. Hvert fly ville koste omtrent 475 millioner dollar, med et tillegg på 250 millioner dollar for reservedeler for hele flyets levetid. Hver ferd ville kreve omtrent 300 000 dollar i forbruk, hovedsakelig drivstoff. Flyene vil ha en levetid på 20 år og kreve et bakkemannskap på omtrent 150 personer.

Med en enkelt aeroballistisk bærerakett vil USA kunne foreta opptil 30 oppskytinger i året, og det vil kunne bli mulig å holde taket på 1100 dollar per kg med så få som 15-20 oppskytinger per år. Et aktivitetsnivå på 120 ferder i året kan drive kostnadene ned til bare 220 dollar per kg.

120 oppskytinger er nok langt fra realistisk, men man tror at programmet kan overleve selv med dagens oppskytingsnivå.

 
Forrige artikkel | Neste artikkel | Alle NOR 1993 | Alle Romfart/NOR
 
 
 

Alt stoff på romfart.no/.com/.org er opphavsrettslig beskyttet.
romfart.no/.com/.org eies og drives av Norsk Astronautisk Forening.