Test upadku - Drop test
Badania kropli jest sposób sprawdzania cech w locie prototypu lub eksperymentalnej samolotów i statków kosmicznych przez podniesienie pojazdu pomiarowego do określonej wysokości, a następnie zwolnieniu. Loty testowe z udziałem samolotów z napędem, w szczególności samolotów z napędem rakietowym , mogą być określane jako starty zrzutowe ze względu na wystrzelenie rakiet samolotu po zwolnieniu z samolotu przewoźnika.
W przypadku statku powietrznego bez napędu pojazd testowy spada lub ślizga się po zwolnieniu podczas zniżania bez napędu do miejsca lądowania. Testy zrzutowe mogą być wykorzystywane do weryfikacji osiągów aerodynamicznych i dynamiki lotu badanego pojazdu, do testowania jego systemów lądowania lub do oceny przeżywalności planowego lub awaryjnego lądowania. Pozwala to projektantom pojazdu na walidację komputerowych modeli lotu , testów w tunelu aerodynamicznym lub innych teoretycznych cech konstrukcyjnych samolotu lub statku kosmicznego.
Testy zrzutowe z dużej wysokości mogą być przeprowadzane przez wniesienie pojazdu testowego na pokład statku- matki na docelową wysokość w celu zwolnienia. Testy zrzutowe na małej wysokości mogą być przeprowadzane poprzez wypuszczenie pojazdu testowego z dźwigu lub suwnicy bramowej .
Testowanie samolotów i zabudów podnoszących
Testy symulacyjne lądowania na lotniskowcu
Podwozie w samolotach używanych na lotniskowcach musi być mocniejsze niż w samolotach lądowych ze względu na wyższe prędkości podejścia i tempo zatapiania podczas lądowania na lotniskowcach. Już w latach czterdziestych przeprowadzono testy zrzutowe, podnosząc samolot na pokładach, taki jak Grumman F6F Hellcat, na wysokość dziesięciu stóp, a następnie zrzucany, symulując uderzenie lądowania z prędkością dziewiętnastu stóp na sekundę (5,8 m/s). . F6F został ostatecznie zrzucony z wysokości dwudziestu stóp (6,1 m), co dowodzi, że może pochłonąć dwukrotnie większą siłę lądowania lotniskowca. Testy zrzutowe są nadal wykorzystywane w rozwoju i testowaniu samolotów na lotniskowcu; w 2010 roku Lockheed Martin F-35C Lightning II przeszedł testy zrzutowe, aby zasymulować jego maksymalną prędkość opadania 26,4 stopy na sekundę (8,0 m/s) podczas lądowania na lotniskowcu.
Eksperymentalne samoloty
Wiele eksperymentalnych i prototypowych samolotów zostało przetestowanych zrzutowo lub zrzutowych. Wiele zasilanych samolotów X , w tym Bell X-1 , Bell X-2 , North American X-15 , Martin Marietta X-24A i X-24B , Orbital Sciences X-34 , Boeing X-40 i NASA X-43A zostały specjalnie zaprojektowane do wystrzelenia zrzutowego. Artykuły testowe nienapędzanego NASA X-38 były również testowane z wysokości z wysokości do 45 000 stóp (14 000 m), w celu zbadania jego właściwości aerodynamicznych i obsługi, możliwości autonomicznego lotu i rozmieszczenia sterowalnego paralotu .
Niektóre eksperymentalne samoloty zaprojektowane do startów w powietrzu, takie jak Northrop HL-10 , wykonały zarówno testy zrzutu bez napędu, jak i zrzutu z napędem. Przed lotami z napędem przy użyciu silnika rakietowego HL-10 wykonał 11 lotów zrzutowych bez napędu w celu zbadania właściwości obsługi i stabilności ciała podnoszącego w locie.
Kulki 8 statek-matka
Wczesne eksperymentalne samoloty, takie jak X-1 i X-2 , były przewożone na pokładzie zmodyfikowanych bombowców B-29 i B-50 . W 1950 roku, United States Air Force pod warunkiem NASA z B-52 bombowiec być stosowany jako Mothership na eksperymentalnym X-15 . Zbudowany w 1955 roku B-52 był dopiero dziesiątym egzemplarzem, który opuścił linię montażową i był używany przez Siły Powietrzne do testów w locie przed przekazaniem go NASA. Latający z numerem ogonowym NASA 008, samolot otrzymał przydomek Balls 8 przez pilotów Sił Powietrznych, zgodnie z tradycją nazywania samolotu z wieloma zerami jako „Balls” plus końcowa liczba.
Kule 8 otrzymały znaczące modyfikacje w celu przenoszenia X-15. Pod prawym skrzydłem, pomiędzy kadłubem a silnikiem pokładowym, zainstalowanospecjalny pylon przeznaczony do przenoszenia i wypuszczania X-15. W jednej z klap prawego skrzydła wycięto również wycięcie, aby samolot mógł pomieścić pionowy ogon X-15. Balls 8 był jednym z dwóch takich bombowców zmodyfikowanych do przenoszenia X-15; podczas gdy drugi samolot został wycofany na emeryturę w 1969 roku po zakończeniu programu X-15, NASA kontynuowała używanie Balls 8 do testów zrzutowych aż do wycofania w 2004 roku. W ciągu swojej 50-letniej kariery Balls 8 przewoził wiele eksperymentalnych pojazdów, w tym HL- 10, X-24A, X-24B, X-38 i X-43A.
Rola X-24B w rozwoju promu kosmicznego
Podczas konstrukcji orbitera promu kosmicznego w roku 1970 inżynierowie zastanawiali się, czy zaprojektować orbitera do schodzenia do lądowania, odłączonego od zasilania lub wyposażyć orbitera z pop-out silników odrzutowych w celu dokonania zasilany lądowania. Chociaż projekt lądowania z napędem wymagał przenoszenia silników i paliwa do silników odrzutowych, co zwiększało wagę i złożoność orbitera, inżynierowie zaczęli preferować opcję lądowania z napędem. W odpowiedzi NASA przeprowadziła testy zrzutowe X-24B bez zasilania, aby zademonstrować możliwość lądowania samolotu z kadłubem podnoszącym w locie bez napędu. W 1975 roku samolot X-24B został zrzucony z Balls 8 na wysokości 45 000 stóp (14 000 m) nad pustynią Mojave , a następnie zapalił silniki rakietowe, aby zwiększyć prędkość i rozpędzić go do 60 000 stóp (18 000 m). Gdy silnik rakiety wyłączył się, warunki panujące na dużych prędkościach i dużej wysokości pozwoliły X-24B symulować tor lotu wahadłowca kosmicznego w warunkach powrotu do atmosfery . X-24B z powodzeniem wykonał dwa precyzyjne lądowania bez zasilania w bazie sił powietrznych Edwards , demonstrując wykonalność konstrukcji bezzasilanego korpusu nośnego dla promu kosmicznego. Te sukcesy przekonały osoby odpowiedzialne za program promu kosmicznego do zaangażowania się w projekt lądowania bez zasilania, co pozwoliłoby zmniejszyć masę i zwiększyć ładowność orbitera.
Przedsiębiorstwo promu kosmicznego
W 1977 roku przeprowadzono serię testów zrzutowych Space Shuttle Enterprise , aby przetestować charakterystykę lotu promu kosmicznego. Ponieważ prom kosmiczny jest zaprojektowany do szybowania bez zasilania podczas opadania i lądowania, przeprowadzono serię testów zrzutowych z użyciem orbitera testowego, aby wykazać, że orbiter może być z powodzeniem kontrolowany w locie bez napędu. Te testy zrzutowe, znane jako program Approach and Landing Test , wykorzystywały zmodyfikowanego Boeinga 747 , znanego jako Shuttle Carrier Aircraft lub SCA, do przenoszenia Enterprise na wysokość od 15 000 do 30 000 stóp (4600 do 9100 m). Po serii testów w locie na niewolę, w których orbiter nie został wypuszczony, od sierpnia do października 1977 r. przeprowadzono pięć testów w locie swobodnym.
Podczas gdy testy w locie swobodnym Enterprise obejmowały uwolnienie samolotu bez napędu z samolotu z napędem, testy te nie były typowe dla testów zrzutowych, ponieważ orbiter był faktycznie przenoszony i wypuszczany z pozycji nad SCA. Ten układ był potencjalnie niebezpieczny, ponieważ umieścił Enterprise w locie swobodnym bezpośrednio przed płetwą ogonową SCA natychmiast po zwolnieniu. W rezultacie „zrzut” został przeprowadzony przy użyciu szeregu starannie zaplanowanych manewrów, aby zminimalizować ryzyko kolizji samolotów. Natychmiast po zwolnieniu Enterprise wspiąłby się na prawo, podczas gdy SCA wykonał płytkie nurkowanie w lewo, pozwalając na szybką separację pionową i poziomą między dwoma samolotami.
Marzyciel
W połowie 2013 roku Sierra Nevada Corporation planuje przeprowadzić testy zrzutowe swojego prototypowego komercyjnego samolotu kosmicznego Dream Chaser . Pierwszy bezzałogowy test w locie zrzuci prototyp Dream Chaser z wysokości 12 000 stóp (3700 m), gdzie planuje się, że pojazd będzie autonomicznie leciał do pozbawionego zasilania w Dryden Flight Research Center .
Testowanie kapsuł z załogą
Testy kropla prototypowych załogą kapsuł kosmicznych mogą być wykonywane w celu przetestowania przetrwania lądowania, głównie poprzez badanie właściwości zejście kapsuły i jego post- Reentry systemy lądowania. Testy te są zazwyczaj przeprowadzane bez załogi przed jakimkolwiek testem lotów kosmicznych z udziałem ludzi.
Moduł dowodzenia Apollo
W roku 1963, North American Aviation zbudowany BP-19A, takie uncrewed szablonowe Apollo moduł polecenia do stosowania w badaniach rozwijanej. NASA przeprowadziła serię testów w 1964 roku, które obejmowały zrzucenie BP-19A z C-133 Cargomaster w celu przetestowania systemów spadochronowych kapsuły przed rozpoczęciem załogowych testów statku kosmicznego Apollo.
Kapsułka Oriona
W 2011 i 2012 roku NASA przeprowadziła serię krótkich testów zrzutowych dotyczących przeżywalności lądowań na wodzie w swojej kapsule z załogą Oriona , wielokrotnie zrzucając pojazd testowy Orion do dużego basenu wodnego. Testy symulowały lądowania na wodzie z prędkością od 7 do 50 mil na godzinę (11 do 80 km/h) poprzez zmianę wysokości suwnicy nad basenem. Zakres prędkości lądowania pozwolił NASA zasymulować szereg możliwych warunków wejścia i lądowania podczas lądowań na wodzie.
W 2011 i 2012 roku NASA przeprowadziła również testy zrzutowe systemów spadochronowych pojazdu testowego Orion i możliwości lądowania na lądzie. W każdym teście statek kosmiczny Orion został zrzucony z samolotu transportowego C-17 lub C-130 . Do testów kapsuła jest montowana na systemie paletowym i umieszczana wewnątrz samolotu transportowego. Spadochrony na palecie służą do wyciągania palety i kapsuły z tyłu samolotu; kapsuła następnie oddziela się od palety i zaczyna opadać swobodnie.
W dniu 4 marca 2012 roku C-17 zrzucił artykuł testowy Oriona z wysokości 25 000 stóp (7600 m). Spadochrony kapsuły z powodzeniem rozmieściły się na głębokości od 4600 do 6100 m, spowalniając statek kosmiczny do lądowania na ziemi na pustyni w Arizonie. Kapsuła wylądowała z prędkością 27 km/h, znacznie poniżej projektowanej maksymalnej prędkości przyziemienia.
Boeing CST-100
We wrześniu 2011 roku Boeing przeprowadził serię testów zrzutowych, przeprowadzonych na pustyni Mojave w południowo-wschodniej Kalifornii , aby potwierdzić projekt systemu lądowania na spadochronie i poduszce powietrznej kapsuły CST-100 . Poduszki powietrzne znajdują się pod osłoną cieplną CST-100, która została zaprojektowana tak, aby była oddzielona od kapsuły podczas schodzenia ze spadochronem na wysokości około 5000 stóp (1500 m). Testy przeprowadzono przy prędkościach od 10 do 30 mil na godzinę (16 do 48 km/h) w celu symulacji warunków wiatru bocznego w czasie lądowania. Bigelow Aerospace zbudował mobilne stanowisko testowe i przeprowadził testy.
W kwietniu 2012 roku Boeing przeprowadził kolejny test zrzutowy swojej prototypowej kapsuły kosmicznej CST-100 w celu przetestowania systemów lądowania kapsuły. Pojazd testowy został podniesiony helikopterem na wysokość 11 000 stóp (3400 m), a następnie zwolniony; trzy główne spadochrony kapsuły zostały następnie pomyślnie uruchomione i spowolniły opadanie kapsuły. Tuż przed lądowaniem sześć poduszek powietrznych kapsuły napełniło się pod kapsułą, aby pochłonąć część energii uderzenia podczas lądowania. Planowane są podobne testy zrzutowe w celu przeprowadzenia dodatkowych testów poduszek powietrznych, a także testów zrzutu spadochronu i osłony termicznej .
Testowanie helikoptera
W 2009 i 2010 roku NASA przeprowadziła dwa testy zrzutowe, aby zbadać przeżywalność wypadków śmigłowców. Używając śmigłowca MD 500 podarowanego przez armię amerykańską, NASA zrzuciła helikopter pod kątem z wysokości 35 stóp (11 m), aby zasymulować twarde lądowanie helikoptera. We wnętrzu helikoptera umieszczono wyrafinowane manekiny do testów zderzeniowych z symulowanymi narządami wewnętrznymi, które posłużyły do oceny obrażeń wewnętrznych po takiej katastrofie. Ze względu na rozległe uszkodzenia śmigłowca testowego po drugim teście, trzeci test nie był planowany.