 |
 |
 |
||||||||||||||||
 |
 |
 |
 |
 |
 |
|||||||||||||
 |
||||||||||||||||||
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
||||||||||||
 |
||||||||||||||||||
ORIZONT 2B |
||||||||||||||||||
  |
||||||||||||||||||
Este un proiect realizat aproape de finalul Competitiei Ansari X Prize. Dupa incheierea competitiei si inceperea lucrului la sistemul Stabilo pentru X Prize CUP, ARCA a efectuat unele modificari la vehiculul Orizont. Principalul obiectiv al acestor modificari a fost crearea unui aparat suborbital cu raza mare de actiune, pentru aplicatii comerciale. Noua varianta a primit indicativul "2B".
Situatia in Iunie 2009: structura finalizata.
Vehiculul va decola de la sol cu ajutorul unui tren de aterizare ejectabil. Va urca la o altitudine de 13.000m timp de 190 sec. Viteza finala va fi de 750 km/h.
La 13.000 m si un unghi al aripii de 45 grade, motorul principal (apa oxigenata CG + carburant pe baza de bitum) va fi pornit. Imediat dupa pornirea motorului, vehiculul va accelera rapid, suprafetele aerodinamice plasand vehiculul la un unghi de zbor de 60 grade. Aceasta traiectorie va fi mentinuta pe toata durata functionarii motorului racheta.
Dupa oprirea motorului, aparatul va continua sa urce inertial sub acelasi unghi de 60 grade. Presiunea dinamica redusa de la acea altitudine nu va permite controlul prin suprafete aerodinamice, ci doar prin sistemul de control reactiv (RCS). La altitudinea maxima de 100 km, vehiculul va avea cea mai redusa viteza din intreaga anvelopa de zbor. Controlul se va realiza tot prin RCS. Dupa atingerea altitudinii de 100 km, vehiculul va incepe coborarea. Pentru mai putin de jumatate din altitudine, se va consemna starea de imponderabilitate. Cand vehiculul va intalni primele straturi dense ale atmosferei, utilizarea sistemului RCS nu va mai fi necesara. Pentru aterizare aripile se vor deschide progresiv, aceasta operatiune efectuandu-se pe pista utilizand un tren de aterizare usor. Aripa cu geometrie variabila Unghiul redus al aripii permite obtinerea unei portante ridicate, absolut necesara evolutiei la viteze moderate, in atmosfera inalta. Cu toate acestea, forta de rezistenta la inaintare a aripii la unghiuri mici este mare si inacceptabila pentru viteze mari, precum cele de pe parcursul zborului propulsat. Schimbarea unghiului aripii de la 0 la 70 de grade va conduce la o diminuare substantiala a rezistentei la inaintare, dar si a portantei.
Schimbarea unghiului aripii este o problema tehnica complexa care necesita atentie si precizie. Un astfel de sistem poate fi cu pana la 20% mai greu decat unul clasic, cu aripa fixa.
Cele mai importante probleme sunt cele generate de schimbarea pozitiei centrelor de greutate si portanta ale vehiculului in timpul schimbarilor de unghi ale aripii. Cu toate acestea, sistemul acesta ofera raspuns problemei de urcare la mare altitudine cu viteza subsonica, precum si problemei zborului la mare viteza. Motorul racheta hibrid Orizont foloseste motoare racheta hibride. Motoarele sunt realizate din materiale compozite si folosesc drept combustibil apa oxigenata CG + carburant pe baza de bitum. Motorul foloseste tehnologia de racire prin ablatie, straturile interioare evaporandu-se, pastrand straturile exterioare la o temperatura de sub 150 grade Celsius. Structura interna a motorului este realizata din materiale compozite pe baza de rasina fenolica si fibre de silice, in timp ce structura exterioara este realizata din fibra de carbon si rasina epoxidica. Rezervoarele de combustibil sunt deasemenea realizate din materiale compozite. Aceasta tehnica a inceput sa fie utilizata la ARCA din 2001, iar pana in prezent a dat rezultate foarte bune, atat in teslele de sol, cat si la zbor. Sistemul de control reactiv (RCS) Controlul zborului la mari altitudini, acolo unde atmosfera este rarefiata, nu poate fi realizat prin suprafete aerodinamice de comanda. Rolul acestora este preluat de mici micromotoare racheta reci, in numar de 12, care utilizeaza aerul sub presiune. Micromotoarele nu influenteaza traiectoria de zbor, ci doar atitudinea vehiculului. Sistemul RCS este folosit atunci cand este necesar controlul vehiculului la reintrare pentru evitarea evolutiilor necontrolate, si cu cca. 6 secunde inainte de oprirea motorului racheta principal.
Elementul distinctiv al vehiculului Orizont este aripa cu geometrie variabila. Acest sistem, in ciuda unei greutati suplimentare, comparativ cu un sistem clasic, ofera posibilitatea utilizarii vehiculului atat la viteze mici, cat si la viteze mari, prin modificarea unghiului de sageata al aripii. La viteze mici, aripa este folosita la unghiuri apropiate de 0 grade, in timp ce pentru viteze mari, unghiul de sageata al aripii poate fi accentuat pana la 70 grade. Intregul concept a fost determinat de necesitatea plasarii vehiculului la altitudini de cca. 13.000m utilizand un booster racheta extern acrosat. Booster-ul are o tractiune de 30.000 N max. si foloseste apa oxigenata CG + carburant pe baza de bitum.
Variatia tractiunii motorului racheta extern in functie de timp.
Evolutia unghiului de zbor in functie de timp.
Evolutia vitezei de zbor
Presiunea de evacuare din ajutatj in functie de timp
Evolutia vitezei dupa pornirea motorului racheta
Evolutia temperaturii maxime pe structura in functie de timp |
||||||||||||||||||
  |
||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||
 |
||||||||||||||||||
 |
||||||||||||||||||
 |
||||||||||||||||||
| © ARCA 1998-2010 |
||||||||||||||||||
......
