balut - Ballute
Ballute (a portmanteau bir balon ve paraşüt ), bir yüksek irtifalarda ve kullanım için optimize edilmiş cihaz frenleme paraşüt benzeri süpersonik hızlarda.
Orijinal balute konfigürasyonu 1948'de Goodyear şirketi tarafından icat edildi . Yenilik kısa sürede NASA dahil diğer kuruluşların dikkatini çekti ; ajans, balutları Gemini uzay aracının kaçış sistemine dahil etti . Daha sonra, roket bölümleri ve atmosferik sondalar gibi çeşitli yüklerin inişini geciktirmenin bir yolu olarak havacılık sektöründe yaygın olarak kullanılmaya başlandı. Son yıllarda, düşük kütleli uyduları yörüngeden çıkarmak/kurtarmak ve gezegenler arası araştırma programları gibi balutları içeren çeşitli öneriler yayınlandı.
Tasarım
Ballute, sürtünme oluşturmak için kullanılan şişirilebilir bir cihazdır. Temel konfigürasyonu açısından , en geniş noktasının etrafına takılan toroidal bir burble çit ( akış ayrımını sağlamak için şişirilmiş bir yapı) içeren koni şeklinde bir balondur . Burble çit, tipik olarak daha hızlı (hatta süpersonik) akışlardan ses altı hızlara inen, farklı akış rejimleri boyunca yavaşlarken baluteyi stabilize etmek için hareket eder. Balonun tasarımı, özellikle damla şeklindeki şekli, onu geleneksel bir paraşütten çok aşırı hızlarda yavaşlamaya daha uygun hale getirir.
Balutlar, yüklerini çevreleyen koza balutları, doğrudan yüklerinin tabanına bağlanan bağlı balutlar ve yüklerinin arkasından gelen çekili balutlar olmak üzere üç ana konfigürasyona ayrılabilir. Diğer düzenlemeler test edilmiş olmasına rağmen, izotensoid balute standart konfigürasyon olarak kabul edilmiştir. Balutların hem yığılmış toroidal hem de gerilim konisi form faktörlerinde düzenlenebileceği öne sürülmüştür. Bazı balute konfigürasyonları, havacılık sektörü gibi belirli amaçlar veya endüstriler için uzmanlaşmıştır.
Bomba veya havacılık yükü gibi havadan düşen bir nesneye bir balute bağlayarak , (yeterli boyutta olması ve doğru bir şekilde konuşlandırılması şartıyla) iniş hızını sınırlamalı ve potansiyel olarak yük ile temas halindeki yüke verilen zararı en aza indirmelidir. zemin. Kütleleri için nispeten yüksek miktarda sürtünme üretebilirler, bu da onları havacılık uygulamalarına özgü ağırlık kısıtlamalı senaryolarda çekici hale getirir.
Bir balutun şişirilmesi, tipik olarak ya bir gaz jeneratörü ile ya da bir ram hava girişleri düzenlemesi ile yapıya zorlanan harici hava ile gerçekleştirilir. Şişirme mekanizmasının tasarımı, başarılı bir şekilde uygulanması için özellikle kritiktir; girişler çok küçük veya çok azsa, balute şeklini koruyamaz ve çökmez, aşırı giriş akışı muhtemelen aşırı basınca ve patlama riskinin artmasına neden olur. Buna göre balute, maruz kalacağı çevre koşullarına tam olarak uyacak şekilde tasarlanmalıdır; benzer şekilde, konuşlandırma, zamanlama açısından olduğu gibi, benzer bir dikkatle yapılmalıdır. Aşırı yavaşlama kuvvetleri sabitleme noktalarının kopması ve kumaşın yırtılması riskini taşıdığından, uygun olmayan yerleştirmenin arızaya neden olması muhtemeldir; karışıklık başka bir potansiyel risktir.
Uygulamalar
Balute ilk olarak erken süpersonik paraşütlerin kararsızlığına yanıt olarak geliştirildi ve çekici bir alternatif olduğunu kanıtladı.
Balute, bir uçaktan atılan serbest düşüş bombalarında kullanıldı ve inişi hem geciktirmeye hem de stabilize etmeye yardımcı oldu.
Balute, havacılık endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Sektöründeki en erken kullanımlarından biri gemiye kaçış ekipmanı bir unsuru olarak oldu NASA 'nın İkizler uzay aracı; aynı zamanda 1960'ların ortalarında erken bir Amerikan roket sondası olan Arcas'ın inişini yavaşlatmak için kullanılıyordu . 1960'larda ajans, Mars gibi diğer gezegenlerde aerodinamik bir yavaşlatıcı sistem olarak balute hakkında ayrıntılı araştırmalar yaptı . 1984 Filmde 2010: Yılın Biz İletişim olun bir Ballute kullanılır, Leonov sırasında ısıtma etkilerinden onu korumak için uzay aracı aerobraking , izin Leonov yakıt harcamadan kendini yavaş ve Jüpiter'in uydusu etrafındaki yörüngesini kurmak Io .
2000 yılında, NASA'nın Jet Propulsion Laboratory , Ballute araştırıyordum hem kullanılmak üzere potansiyelini vurgulayan aerocapture ve aerobraking işlemleri. Aynı dönemde, Avrupa Uzay Ajansı da uzay aracının kontrollü yeniden girişini kolaylaştırmanın bir yolu olarak şişirilebilir kalkan kullanımını değerlendiriyordu.
Önerilen çeşitli gezegenler arası atmosferik sondalar balutları bir araya getirdi; Venüs'e yönelik öngörülen görevler için , sadece atmosferik girişi kontrol etmek için değil, aynı zamanda sensör yükü için canlı destek sağlamak için hareket edecekler. Üzerinde Landers Mars koza tarzı ballutes da yörüngesinde yörünge transferi araçlar için kabul edilebilir iken, aynı zamanda, doğrudan atmosferik girişi sırasında ballutes kullanabilir Dünya'da . Özellikle büyük balutlar, güneş sistemi etrafındaki çeşitli gezegen cisimlerinde gezegensel hava yakalama amaçları için kullanılabilir . Bundan başka, şişme gerilim koni Ballute teknolojisi kullanılarak genişletilmiş tasarımlar deorbiting önerilmiştir NanoSats düşük kütleli (<1.5 kg ya da 3.3 lb) ve geri kazanılması uydular gelen düşük yörüngedeki .
2012'nin başlarında, Armadillo Aerospace , STIG-A roketinin testi sırasında bir balute kullandı.
Şubat 2015'te, Danimarkalı kar amacı gütmeyen havacılık organizasyonu Copenhagen Suborbitals, Nexø roketleri için bir balute test etmekle meşguldü. Nisan 2018 yılında SpaceX 'ın Elon Musk 'SpaceX dev parti balon kullanarak yörünge hızından roket üst kademe geri getirmek için çalışacağız.' Tweeted Ancak plan iptal edildi. Ağustos 2019'da, Rocket Lab'ın kurucusu Peter Beck , Elektron roketlerinin alt aşamasını, süpersonik yavaşlama için bir balute kullanarak kurtarmaya çalışacaklarını ve sahnenin bir helikopter tarafından havada yakalanmasını sağlayacaklarını açıkladı.