Balut - Ballute
Ballute (a walizka z balonu i spadochronu ) jest spadochron jak urządzenie zoptymalizowane do stosowania na dużych wysokościach oraz hamowania naddźwiękowych prędkości.
Oryginalna konfiguracja balut została wynaleziona w 1948 roku przez firmę Goodyear . Innowacja szybko zwróciła uwagę innych organizacji, w tym NASA ; agencja włączyła baluty do systemu ewakuacyjnego statku kosmicznego Gemini . Następnie znalazł szerokie zastosowanie w sektorze lotniczym jako środek opóźniania opadania różnych ładunków, takich jak sekcje rakiet i sondy atmosferyczne. W ostatnich dziesięcioleciach pojawiły się różne propozycje dotyczące balutów, takich jak deorbitacja/odzyskiwanie satelitów o małej masie oraz międzyplanetarne programy badawcze.
Projekt
Baluta to nadmuchiwane urządzenie służące do generowania oporu. W swojej podstawowej konfiguracji jest to balon w kształcie stożka, z toroidalnym płotem (nadmuchana konstrukcja mająca zapewnić separację przepływu ) umieszczonym wokół jego najszerszego punktu. Ogrodzenie z bulgotem działa stabilizująco na balucie, gdy zwalnia w różnych reżimach przepływu, zwykle schodząc z szybszych (nawet naddźwiękowych) przepływów do prędkości poddźwiękowych. Konstrukcja baluty, a zwłaszcza jej kształt przypominający kroplę, sprawia, że bardziej nadaje się do zwalniania przy ekstremalnych prędkościach niż konwencjonalny spadochron.
Baluty można podzielić na trzy podstawowe konfiguracje, są to baluty z kokonem, które otaczają ich ładunki, baloty przyczepione, które przyczepiają się bezpośrednio do podstawy ich ładunków oraz baloty holowane, które ciągną się za ich ładunkami. Baluta izotensoidalna została uznana za standardową konfigurację, chociaż przetestowano inne układy. Zaproponowano, że baluty mogą być rozmieszczone zarówno w postaci stosu toroidalnego, jak i stożka rozciąganego. Niektóre konfiguracje balutów są wyspecjalizowane do określonych celów lub branż, takich jak sektor lotniczy.
Doczepiając balut do obiektu zrzuconego z powietrza, takiego jak bomba lub ładunek lotniczy, powinien (pod warunkiem, że ma wystarczający rozmiar i został prawidłowo rozmieszczony) ograniczyć prędkość opadania, potencjalnie minimalizując uszkodzenia ładunku w kontakcie z grunt. Mogą generować stosunkowo duży opór dla swojej masy, co czyni je atrakcyjnymi w scenariuszach o ograniczonej masie, typowych dla zastosowań lotniczych.
Nadmuchiwanie baluty jest zwykle osiągane albo przez generator gazu, albo przez wtłaczanie do konstrukcji powietrza zewnętrznego przez układ wlotów powietrza nurnika. Konstrukcja mechanizmu inflacyjnego jest szczególnie istotna dla jego pomyślnego zastosowania; jeśli wloty są za małe lub za mało, baluta nie może zachować swojego kształtu i zapaść się, podczas gdy nadmierny przepływ wlotowy prawdopodobnie spowoduje nadciśnienie i zwiększy ryzyko pęknięcia. W związku z tym baluta musi być precyzyjnie zaprojektowana, aby odpowiadała warunkom środowiskowym, na jakie ma być narażona; podobnie, rozmieszczenie powinno przebiegać z podobną starannością, na przykład w odniesieniu do harmonogramu. Niewłaściwe rozmieszczenie może spowodować awarię, ponieważ nadmierne siły spowalniające mogą spowodować zatrzaśnięcie się punktów mocowania i rozerwanie tkaniny; plątanie to kolejne potencjalne ryzyko.
Aplikacje
Balut został pierwotnie opracowany w odpowiedzi na niestabilność wczesnych spadochronów naddźwiękowych, co okazało się atrakcyjną alternatywą.
Baluta została użyta w bombach spadających swobodnie z samolotu, pomagając zarówno opóźnić, jak i ustabilizować zejście.
Balut jest szeroko stosowany w przemyśle lotniczym. Jednym z najwcześniejszych zastosowań w sektorze była jako element wyposażenia ewakuacyjnej pokładzie NASA „s Gemini kosmicznych; był również używany do spowolnienia opadania Arcas , wczesnej amerykańskiej sondy rakietowej , do połowy lat 60. XX wieku. W latach sześćdziesiątych agencja przeprowadziła szczegółowe badania baluta jako aerodynamicznego systemu zwalniającego na innych planetach, takich jak Mars . W filmie 1984 roku 2010: Rok , w którym nawiązujemy kontakt , na statku kosmicznym Leonov użyto balu, aby chronić go przed skutkami nagrzewania podczas hamowania w powietrzu , pozwalając Leonowowi na spowolnienie bez wydawania paliwa i ustanowienie orbity wokół księżyca Jowisza Io .
W 2000 roku NASA Jet Propulsion Laboratory został badając ballute, podkreślając jego potencjał do wykorzystania zarówno w aerocapture i hamowanie aerodynamiczne operacje. Mniej więcej w tym samym okresie Europejska Agencja Kosmiczna oceniała również zastosowanie nadmuchiwanej osłony jako sposobu na ułatwienie kontrolowanego powrotu statku kosmicznego.
Różne proponowane międzyplanetarne sondy atmosferyczne zawierają baloty; w planowanych misjach na Wenus będą działać nie tylko w celu kontrolowania wejścia w atmosferę, ale także zapewniać wyporną podporę dla ładunku czujnika. Lądowniki na Marsie mogą również używać balutów podczas bezpośredniego wejścia w atmosferę, podczas gdy baloty w stylu kokonów mogą być również przystosowane do orbitalnych pojazdów transferowych na orbicie okołoziemskiej . Szczególnie duże baluty mogą być wykorzystywane do celów wykonywania zdjęć lotniczych na różnych ciałach planetarnych wokół Układu Słonecznego . Ponadto rozszerzone konstrukcje wykorzystujące technologię nadmuchiwany napięcie stożka ballute Zaproponowano deorbiting NanoSats i odzyskiwania niskiej masie (<1,5 kg i 3,3 funta) satelitów z orbicie Ziemi .
Na początku 2012 roku Armadillo Aerospace użył balu podczas testów rakiety STIG-A.
W lutym 2015 r. duńska organizacja non-profit z branży lotniczej Copenhagen Suborbitals była zaangażowana w testowanie balu do swoich rakiet Nexø. W kwietniu 2018 roku, SpaceX „s Elon Musk wpisów«SpaceX będzie starał się doprowadzić rakietowy górny próg powrotem z prędkością orbitalną za pomocą gigantycznego Balonik». Plan został jednak odwołany. W sierpniu 2019 r. Peter Beck , założyciel Rocket Lab , ogłosił, że spróbują odzyskać dolny stopień swojej rakiety Electron za pomocą baluta do naddźwiękowego spowolnienia, umożliwiając przechwycenie stopnia w powietrzu przez helikopter.