DE102017203302A1 - Landing gear and ground transport vehicle for space transport systems - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Startfahrwerk für ein in horizontaler Konfiguration startendes Raumtransportfahrzeug (12) umfassend einen Rollwagen (10) mit einem Rahmengestell (14) und für ein schienenungebundenes Rollen geeigneten Rädern (16) und ein Befestigungsmittel (20), um das Raumtransportfahrzeug (12) und den Rollwagen (10) lösbar aneinander zu befestigen. Das Startfahrwerk ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rollwagen (10) dazu ausgestaltet ist, unter das von einem raumtransportfahrzeugseitigen Landefahrwerk (18) getragene Raumtransportfahrzeug (12) bewegt zu werden, um das Raumtransportfahrzeug (12) und den Rollwagen (10) durch das Befestigungsmittel (20) aneinander zu befestigen.The present application relates to a take-off undercarriage for a space transport vehicle (12) which starts in a horizontal configuration and comprises a trolley (10) with a frame (14) and wheels (16) suitable for non-rail rolling, and a fastening means (20) for transporting the space transport vehicle (12 ) and the trolley (10) releasably attached to each other. The launching trolley is characterized in that the trolley (10) is adapted to be moved under the spacecraft (12) carried by a spacecraft vehicle landing gear (18) to move the spacecraft (12) and trolley (10) through the attachment means (10). 20) to each other.
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Startfahrwerk für ein in horizontaler Konfiguration startendes Raumtransportfahrzeug umfassend einen Rollwagen mit einem Rahmengestell und für ein schienenungebundenes Rollen geeigneten Rädern und ein Befestigungsmittel, um das Raumtransportfahrzeug und den Rollwagen lösbar aneinander zu befestigen. Die Erfindung betrifft ferner ein Raumtransportsystem mit einem solchen Startfahrwerk und ein Verfahren zum Verbinden eines mit einem Landefahrwerk ausgestatteten Raumtransportfahrzeugs und eines Startfahrwerks mit einem Rollwagen.The present invention relates to a launch landing gear for a spacecraft launching in a horizontal configuration comprising a trolley with a frame and wheels suitable for non-track rolling, and a fastener for releasably securing the spacecraft and trolley together. The invention further relates to a space transport system with such a takeoff landing gear and a method for connecting a spacecraft equipped with a landing gear and a take-off landing gear with a trolley.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Raumtransportsysteme können grundsätzlich vertikal oder horizontal starten. Die meisten derzeit bekannten Raumtransportsysteme werden vertikal gestartet. In den herkömmlich eingesetzten vertikal startenden Systemen wird dabei der allergrößte Teil des Raumtransportsystems nur für einen einzigen Flug verwendet und zerstört, was sehr hohe Kosten pro Start nach sich zieht. Daher werden verstärkte Anstrengungen unternommen, horizontal startende und landende Konfigurationen von Raumtransportsystemen zu untersuchen, insbesondere um Kosten zu reduzieren, eine Flexibilität und Robustheit des Einsatzes solcher Raumtransportsysteme zu erhöhen und die Ausrüstung zu einem möglichst großen Teil wiederverwenden zu können.Space transport systems can always start vertically or horizontally. Most currently known space transport systems are started vertically. In the vertically deployed systems conventionally used, the vast majority of the space transport system is used and destroyed only for a single flight, which entails very high costs per launch. Therefore, increased efforts are being made to investigate horizontally launching and landing configurations of space transport systems, in particular to reduce costs, increase flexibility and robustness of deployment of such space transport systems, and reuse equipment as much as possible.
Ein grundsätzlicher Nachteil eines horizontal startenden Raumtransportsystems liegt bisher darin, dass für den Start ein sehr starkes und daher relativ schweres Startfahrwerk erforderlich ist, das die Nutzlastkapazität eines solchen Raumtransportfahrzeuges erheblich reduziert und in vielen Fällen sogar die Machbarkeit einer solchen Konfiguration infrage stellt.A fundamental disadvantage of a horizontally launching space transport system lies in the fact that for the launch of a very strong and therefore relatively heavy starting gear is required, which reduces the payload capacity of such a spacecraft considerably and in many cases even the feasibility of such a configuration in question.
Bei Raumtransportfahrzeugen bestehen deutlich höhere Anforderungen an das Fahrwerk für den Start als an das Fahrwerk für die Landung, weil erstens die Startmasse eines Raumtransportfahrzeuges sehr viel höher als seine Landemasse ist, da für einen Flug in den Orbit eine extrem große Treibstoffmasse verbraucht wird, und weil zweitens für den Start eine viel höhere Geschwindigkeit als für die Landung erforderlich ist. Hierin unterscheiden sich die Anforderungen an das Fahrwerk eines horizontal startenden Raumtransportfahrzeugs ganz wesentlich von denen an Luftfahrzeuge, bei denen die Belastungen auf das Fahrwerk bei der Landung durchaus höher als beim Start sein können.In space transport vehicles, there are significantly higher requirements for the landing gear than for the landing gear, because, firstly, the takeoff mass of a spacecraft is much higher than its landing mass, since an extremely large amount of fuel is consumed for a flight into orbit, and because secondly, it requires a much higher speed for launch than for landing. Herein, the requirements for the landing gear of a horizontally launched spacecraft differ substantially from those of aircraft in which the loads on the landing gear during landing can be quite higher than at takeoff.
Grundsätzlich bekannte Konzepte für einen horizontalen Start eines Raumtransportfahrzeuges sehen daher Starthilfesysteme vor, beispielsweise elektromagnetische Schienen-Beschleunigungssysteme. Diese Konzepte sind jedoch derzeit noch hinsichtlich ihrer Flexibilität, operationellen Robustheit, Infrastrukturkosten und dem sich daraus ergebenden Verhältnis aus Kosten und Nutzen nicht praktikabel, sodass es horizontal startende Raumtransportsysteme bisher noch nie zum Prototypenstatus oder gar in einen Zustand der Serienreife geschafft haben.Basically known concepts for a horizontal launch of a space transport vehicle therefore provide start-up assistance systems, such as electromagnetic rail acceleration systems. However, these concepts are currently impractical in terms of their flexibility, operational robustness, infrastructure costs and the resulting cost / benefit ratio, so that horizontally launched space transport systems have never been able to reach prototype status or even mass production.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION
Vor dem Hintergrund der bekannten Raumtransportfahrzeuge besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Startfahrwerk des obigen technischen Gebiets bereitzustellen, welches sich als flexibles, zuverlässiges und relativ kostengünstiges Starthilfesystem für ein in horizontaler Konfiguration startendes Raumtransportfahrzeug eignet. Insbesondere besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Startfahrwerk für ein in horizontaler Konfiguration startendes Raumtransportfahrzeug bereitzustellen, mit dem eine Minimierung der Leermasse des Raumtransportfahrzeugs und damit eine Maximierung von dessen Nutzlast ermöglicht wird. Ein weiterer Aspekt der Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein solches Startfahrwerk so flexibel wie möglich und insbesondere ohne Bindung an vorliegende Schienen oder ähnliche Infrastruktur zu konstruieren.In view of the known space transport vehicles, an object of the present invention is to provide a launch gear of the above technical field which is suitable as a flexible, reliable and relatively inexpensive start-up assistance system for a spacecraft launching in a horizontal configuration. In particular, the object of the present invention is to provide a take-off undercarriage for a spacecraft launching in a horizontal configuration, with which it is possible to minimize the empty mass of the spacecraft and thus to maximize its payload. A further aspect of the object of the present invention is to design such a starting chassis as flexibly as possible and in particular without binding to existing rails or similar infrastructure.
Diese Aufgabe wird durch ein Startfahrwerk nach Anspruch 1 gelöst. Ferner wird die Aufgabe durch ein Raumtransportsystem gemäß Anspruch 9 und ein Verfahren zum Verbinden eines mit einem Landefahrwerk ausgestatteten Raumtransportfahrzeugs und eines Startfahrwerks mit einem Rollwagen gemäß Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.This object is achieved by a start chassis according to claim 1. Further, the object is achieved by a space transportation system according to claim 9 and a method for connecting a spacecraft equipped with a landing gear and a launch gear with a trolley according to claim 11. Advantageous developments of these aspects of the invention will become apparent from the respective dependent claims.
Ein erfindungsgemäßes Startfahrwerk für ein in horizontaler Konfiguration startendes Raumtransportfahrzeug umfasst einen Rollwagen mit einem Rahmengestell und für ein schienenungebundenes Rollen geeigneten Rändern und ein Befestigungsmittel, um das Raumtransportfahrzeug und den Rollwagen lösbar aneinander zu befestigen. Das erfindungsgemäße Startfahrwerk ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rollwagen dazu ausgestaltet ist, unter das von einem raumtransportfahrzeugseitigen Landefahrwerk getragene Raumtransportfahrzeug bewegt zu werden, um das Raumtransportfahrzeug und den Rollwagen durch das Befestigungsmittel aneinander zu befestigen.An inventive landing gear for a spacecraft launching in a horizontal configuration comprises a trolley with a frame and edges suitable for non-rail rolling, and a fastener for releasably securing the spacecraft and trolley to each other. The launch landing gear according to the invention is characterized in that the rolling truck is adapted to be moved under the space transport vehicle carried by a spacecraft-side landing gear to secure the space shuttle vehicle and the trolley to each other through the attachment means.
Bei den für ein schienenungebundenes Rollen geeigneten Rändern handelt es sich mindestens um drei Räder, bevorzugt um mindestens vier Räder, wobei diese Räder gegebenenfalls auch als Mehrlingsräder, insbesondere mit Zwillingsbereifung, ausgebildet sein können.The edges suitable for track-less rolling are at least by three wheels, preferably by at least four wheels, these wheels may optionally also as a multiple wheels, especially with twin tires, may be formed.
Um schienenungebunden, das heißt nicht an ein Schienensystem gebunden, zu sein, sind die Ränder vorzugsweise mit Reifen, bevorzugt Gummireifen ausgestattet, die es ihnen ermöglichen, kontrolliert über eine Asphalt- oder Betonfläche zu rollen und hier auch ggf. Richtungsänderungen und Bremsmanöver durchzuführen.In order to be rail-unbound, that is not bound to a rail system, the edges are preferably provided with tires, preferably rubber tires, which allow them to roll over an asphalt or concrete surface in a controlled manner and also to make directional changes and braking maneuvers.
Der Rollwagen, der erfindungsgemäß dazu ausgestaltet ist, unter das von dem raumtransportfahrzeugseitigen Landefahrwerk getragene Raumtransportfahrzeug bewegt zu werden, ist insbesondere so dimensioniert, dass er unter das Raumtransportfahrzeug passt und dabei das raumtransportfahrzeugseitige Landefahrwerk in sich aufnehmen oder dabei räumlich meiden kann, so dass sich das Landefahrwerk und der Rollwagen nicht gegenseitig stören. Bevorzugt umfasst der Rollwagen also Mittel, um ein Bugfahrwerk und/oder Hauptfahrwerk und/oder Stützfahrwerk des Raumtransportfahrzeuges aufzunehmen, wenn der Rollwagen sich unter das Raumtransportfahrzeug bewegt. Dabei ist es selbstverständlich unerheblich, ob sich der Rollwagen unter das Raumtransportfahrzeug bewegt oder ob sich das Raumtransportfahrzeug auf seinem Landefahrwerk über den Rollwagen bewegt. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter einem Landefahrwerk ein Fahrwerk verstanden, das nicht bloß als Kufe oder ähnliche Schleifoberfläche ausgebildet ist, sondern auf dem das Raumtransportfahrzeug beim Landen rollen kann.The trolley, which is designed according to the invention to be moved under the space transport vehicle carried by the space transport vehicle landing gear spacecraft is particularly dimensioned so that it fits under the space transport vehicle and thereby absorb the space transport vehicle-side landing gear in space or avoid it, so that the Landing gear and the trolley do not interfere with each other. Preferably, the trolley thus comprises means for receiving a nose gear and / or main landing gear and / or supporting landing gear of the space transport vehicle when the trolley moves under the space transport vehicle. It is of course irrelevant whether the trolley moves under the space transport vehicle or whether the spacecraft moves on his landing gear on the trolley. In the context of the present invention, a landing gear is understood to mean a running gear which is not designed merely as a runner or similar grinding surface, but on which the space transport vehicle can roll when landing.
Das erfindungsgemäße Startfahrwerk, dessen Rollwagen in einem Zustand unter das Raumtransportfahrzeug gefahren werden kann, in dem sich das Raumtransportfahrzeug auf seinem Landefahrwerk befindet, macht die Verwendung von Kränen oder ähnlichen Peripheriegeräten für das Ausrüsten des Raumtransportsystems mit dem Startfahrwerk grundsätzlich überflüssig. Das Startfahrwerk kann als Unterstützung des Landefahrwerks an dem Raumtransportfahrzeug befestigt werden, um die beim Startlauf wirkenden, größeren Kräfte auf das Fahrwerk aufzunehmen oder auch das vollständige Einfahren des Landefahrwerks vor dem Startlauf ermöglichen, sodass das Landefahrwerk im Hinblick auf die bei der Landung geringere Masse und niedrigere Aufsetzgeschwindigkeit wesentlich leichter ausgeführt werden kann. So ermöglicht das leichtere Landefahrwerk eine Vergrößerung der Nutzlast des Raumtransportfahrzeugs. Ebenso ermöglicht die Verwendung des Rollwagens eine weitere Vergrößerung der Nutzlast, da mit Hilfe eines abtrennbaren Rollwagens als Startfahrwerk höhere Startgeschwindigkeiten realisiert werden können als bei Verwendung eines konventionellen, raumfahrzeugfesten Fahrwerks. Die höhere Startgeschwindigkeit ermöglicht dabei die Generierung einer höheren Auftriebskraft beim Start, was genutzt werden kann, um die mitführbare Treibstoffmasse zu erhöhen.The launch landing gear according to the invention, the trolley of which can be driven under the spacecraft in a state where the spacecraft is on its landing gear, basically eliminates the need for cranes or similar peripherals to equip the spacecraft system with the launch gear. The landing gear can be attached to the spacecraft in support of the landing gear to accommodate the start-up, larger forces on the landing gear or allow the complete retraction of the landing gear before take-off, so that the landing gear in terms of landing on the lower mass and lower Aufsetzgeschwindigkeit can be performed much easier. Thus, the lighter landing gear allows an increase in the payload of the space transport vehicle. Likewise, the use of the trolley allows a further increase in payload, since with the aid of a detachable trolley as a start landing gear higher launch speeds can be realized than when using a conventional, spacecraft-fixed landing gear. The higher launch speed allows the generation of a higher buoyancy force at startup, which can be used to increase the entrained fuel mass.
Das Raumtransportfahrzeug, für das das erfindungsgemäße Startfahrwerk vorgesehen ist, weist also noch ein spezifisches Landefahrwerk auf, auf dem das Raumtransportfahrzeug nach seinem Einsatz landen kann. Dies macht das Raumtransportfahrzeug sehr flexibel.The space transport vehicle, for which the start landing gear according to the invention is provided, thus still has a specific landing gear on which the space transport vehicle can land after its use. This makes the spacecraft very flexible.
Gleichzeitig kann durch das erfindungsgemäße Startfahrwerk unabhängig von Schienen oder anderen Starthilfesystemen auf einem entsprechenden Startplatz gestartet werden, der lediglich eine Piste ausreichender Länge und Ausrichtung benötigt. Somit kann der Startlauf des Raumtransportfahrzeugs im Wesentlichen analog zu allen aus der Luftfahrt bekannten Regeln erfolgen und reduziert die Anforderungen an die Infrastruktur am Boden, was einerseits eine höhere Flexibilität und anderseits auch eine Reduzierung der Kosten für den Start eines Raumtransportfahrzeugs ermöglicht.At the same time can be started independently of rails or other Starthilfesystemen on a corresponding launch site by the inventive landing gear, which requires only a runway of sufficient length and orientation. Thus, the take-off run of the space transport vehicle can be essentially analogous to all known from aviation rules and reduces the requirements for infrastructure on the ground, which on the one hand allows greater flexibility and on the other hand, a reduction in the cost of launching a spacecraft.
Bevorzugt weist der Rollwagen ein Bremssystem auf, insbesondere eine Radbremse und/oder eine aerodynamische Bremsklappe und/oder einen Bremsschirm. Durch ein solches Bremssystem kann der Startlauf notfalls schneller und sicherer abgebrochen werden, was eine Verkürzung der für den sicheren Start erforderlichen Pistenlänge bedeutet. Zudem ermöglicht ein Bremssystem im Startfahrwerk, dass dieses nach erfolgtem Startlauf und Lösen des Startfahrwerks vom Raumtransportfahrzeug selbstständig abbremsen und sicher zum Stillstand gebracht werden kann.Preferably, the trolley on a brake system, in particular a wheel brake and / or an aerodynamic brake flap and / or a brake screen. By such a braking system, the starting run can be canceled if necessary faster and safer, which means a shortening of the required for the safe start runway length. In addition, a braking system in the landing gear enables it to decelerate automatically after the take-off run and release of the take-off landing gear from the space transport vehicle and can be safely brought to a standstill.
Je nach Ausführung des Startfahrwerks kann dieses dann von der Piste geschleppt werden oder aus eigenem Antrieb abrollen.Depending on the version of the take-off landing gear, this can then be towed off the runway or unrolled on its own accord.
Eine Radbremse hat einen besonders hohen Wirkungsgrad im Bereich niedriger Geschwindigkeiten und eignet sich besonders auch für ein Rangieren des Raumtransportfahrzeugs auf dem Rollwagen auf dem Boden. Eine aerodynamische Bremsklappe hat eine starke Bremskraft, wenn die Vorwärtsgeschwindigkeit des Raumtransportfahrzeuges hoch ist. Die Bremsklappe ergänzt so in vorteilhafterweise die Radbremse und kann auch in Kombination mit der Radbremse besonders vorteilhaft sein, weil sie beispielsweise für eine Reduzierung des Auftriebs des Rollwagens führen und somit die maximale Bremsleistung der Radbremse verbessern kann. Alternativ und zusätzlich kann ein Bremsschirm oder können mehrere Bremsschirme eingesetzt werden, der ähnliche wie eine aerodynamische Bremsklappe wirken kann und dabei eine sehr große Widerstandsfläche bietet. Die Bremsklappe und der Bremsschirm eignen sich vor allem zur Bremsunterstützung während eines Startabbruchs oder nachdem das Startfahrwerk vom Raumtransportfahrzeug nach dem Startlauf gelöst wurde.A wheel brake has a particularly high efficiency in the low speed range and is particularly suitable for maneuvering the space transport vehicle on the trolley on the ground. An aerodynamic brake flap has a strong braking force when the forward speed of the spacecraft is high. The brake flap thus advantageously supplements the wheel brake and can also be particularly advantageous in combination with the wheel brake, because it can for example lead to a reduction in the buoyancy of the rolling carriage and thus improve the maximum braking power of the wheel brake. Alternatively and additionally, a brake screen or several brake screens can be used, which can act similar to an aerodynamic brake flap and thereby a very large resistance surface offers. The brake flap and the brake screen are particularly suitable for braking assistance during a launch abort or after the take-off landing gear has been released from the space transport vehicle after the take-off run.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Bremssystem zum gegenüber einer Längsachse des Startfahrwerks einseitigen Abbremsen des Rollwagens geeignet. Diese Eigenschaft kann durch jede Form der oben genannten Bremssysteme bewerkstelligt werden. Beispielsweise ist es möglich, nur auf einer Seite eine oder mehrere Radbremsen zu betätigen oder den Bremsdruck ungleich auf die Räder zu verteilen. Ähnlich ist es möglich, eine aerodynamische Bremsklappe nur auf einer Seite der Längsachse des Startfahrwerks auszufahren oder Bremsklappen, die auf beiden Seiten des Startfahrwerks vorgesehen sind, unterschiedlich weit auszufahren, wie es grundsätzlich auch von Klappensystemen aus der Luftfahrt bekannt ist. Ähnlich kann auch ein Bremsschirm asymmetrisch angeordnet sein und es ist möglich, mehrere Bremsschirme vorzusehen, von denen selektiv nur einer oder ein Teil der vorhandenen Bremsschirme ausgeworfen wird oder werden. Hierdurch kann insbesondere ein durch einseitigen Schub hervorgerufenes Wendemoment ausgeglichen werden, das beispielsweise bei einem Triebwerksauffall während des Startlaufs durch das verbleibende laufende Triebwerk oder die verbleibenden laufenden Triebwerke erzeugt wird und das umso stärker ist, je weiter das noch laufende Triebwerk oder die noch laufenden Triebwerke von der Längsachse des Raumtransportfahrzeuges entfernt sind.In a preferred embodiment, the braking system is suitable for braking the trolley one-sidedly with respect to a longitudinal axis of the starting running gear. This feature can be accomplished by any form of the above brake systems. For example, it is possible to operate on one side only one or more wheel brakes or unevenly distribute the brake pressure on the wheels. Similarly, it is possible to extend an aerodynamic brake flap only on one side of the longitudinal axis of the takeoff landing gear or extend the same extent as possible, which is basically known from aviation flip systems, provided on both sides of the start chassis. Similarly, a braking screen may be arranged asymmetrically and it is possible to provide a plurality of braking screens, from which selectively only one or a part of the existing brake screens is ejected or will. This can be compensated in particular by a unilateral thrust caused turning moment, which is generated for example in an engine failure during startup by the remaining running engine or the remaining running engines and the stronger, the further the still running engine or the still running engines of the longitudinal axis of the space transport vehicle are removed.
Bevorzugt weist der Rollwagen einen Motor auf, der als Antrieb für den Rollwagen zum Rangieren ausgebildet ist. Mit einem solchen Motor ist es also besonders gut möglich, den Rollwagen unter das Raumtransportfahrzeug zu fahren. Darüber hinaus kann durch diesen Motor auch das auf dem Rollwagen ruhende Raumtransportfahrzeug am Boden rangiert werden, ohne gegebenenfalls zusätzliche Rangierhilfen wie Schleppfahrzeuge zu benötigen. Somit kann ein Raumtransportfahrzeug durch das bevorzugte Startfahrwerk besonders gut am Boden manövriert werden, was wiederum erhebliche Vorteile bei der Flexibilität und den Einsatzkosten des Raumtransportfahrzeugs hat. Es ist grundsätzlich auch möglich, dass der Motor mit einer Steuerung versehen ist, die mit einer Fernbedingung zusammenwirkt oder ein autonomes Rangieren des Rollwagens ermöglicht. Mit einem solchen Motor kann das Startfahrwerk auch noch dazu verwendet werden, ein gelandetes Raumtransportfahrzeug aufzunehmen und beispielsweise auf ein Vorfeld des Landeplatzes zu befördern. Somit können weitere Schleppfahrzeuge oder Transportmittel für ein gelandetes Raumtransportfahrzeug entfallen. Schließlich kann ein eigener Antrieb des Rollwagens den Startlauf des Raumtransportfahrzeugs unterstützen, indem eine zusätzliche Beschleunigungskraft auf das auf dem Startfahrwerk ruhende Raumtransportfahrzeug ausgeübt wird.Preferably, the trolley on a motor which is designed as a drive for the trolley for maneuvering. With such an engine, it is therefore particularly well possible to drive the trolley under the space transport vehicle. In addition, by this engine and resting on the trolley space transport vehicle can be ranked on the ground, without the need for additional Rangierhilfen such as towing vehicles. Thus, a space transport vehicle can be maneuvered particularly well on the ground by the preferred landing gear, which in turn has significant advantages in terms of flexibility and deployment cost of the spacecraft. In principle, it is also possible for the motor to be provided with a control which cooperates with a remote condition or enables autonomous maneuvering of the trolley. With such an engine, the starting landing gear can also be used to record a landed spacecraft and transport, for example, to an apron of the landing site. Thus, additional towing vehicles or means of transport for a landed spacecraft can be omitted. Finally, a separate drive of the trolley may assist the take-off run of the spacecraft by exerting an additional accelerating force on the spacecraft resting on the takeoff landing gear.
Da das Raumtransportfahrzeug über sein eigenes Landefahrwerk verfügt und somit selbstständig am Boden stehen kann, ist es möglich, das Befestigungsmittel zum Befestigen des Startfahrwerks am Raumtransportfahrzeug im Vergleich zu in der Luftfahrt verwendeten Ansätzen sehr einfach auszuführen. So kann eine weitere Kostenreduzierung und vor allem auch eine Beschleunigung der Verwendung des Startfahrwerks und damit des gesamten Raumtransportfahrzeuges erzielt werden.Since the spacecraft has its own landing gear and thus can stand on its own ground, it is possible to easily carry out the attachment means for attaching the launch gear to the spacecraft compared to approaches used in aviation. Thus, a further cost reduction and, above all, an acceleration of the use of the start landing gear and thus of the entire space transport vehicle can be achieved.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist zumindest eines der Räder des Rollwagens aus einer Vorwärtsrichtung in eine 90° quer zur Vorwärtsrichtung liegende Querrichtung schwenkbar. Bevorzugt sind alle Räder des Rollwagens aus der Vorwärtsrichtung in die Querrichtung schwenkbar. Eine solche Ausgestaltung des Startfahrwerks ermöglicht eine extreme Wendigkeit des Raumtransportfahrzeugs am Boden und verringert die Anforderungen an die bodenseitige Infrastruktur weiter.In a preferred embodiment, at least one of the wheels of the trolley is pivotable from a forward direction in a transverse direction 90 ° transverse to the forward direction. Preferably, all wheels of the trolley from the forward direction in the transverse direction are pivotable. Such a design of the start chassis allows extreme maneuverability of the space transport vehicle on the ground and further reduces the demands on the bottom-side infrastructure.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Startfahrwerk eine Strömungsführungseinrichtung, die eine auf das Startfahrwerk einwirkende Luftströmung während des Startlaufs derart führt, dass eine auf den Rollwagen wirkende aerodynamische Abtriebskraft und auf das Raumtransportfahrzeug wirkende aerodynamische Auftriebskraft erzeugt wird. Bei dieser Strömungsführungseinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Strömungsfläche, einen Flügel oder eine andere Einrichtung, die eine Kraft zwischen dem Startfahrwerk und dem Raumtransportfahrzeug aufbaut, handeln, sofern das System aus Raumtransportfahrzeug und Startfahrwerk sich vorwärts bewegt.In a further preferred embodiment, the take-off undercarriage comprises a flow guiding device which guides an air flow acting on the starting running gear during start-up in such a way that an aerodynamic output force acting on the trolley and aerodynamic lift force acting on the space-transporting vehicle are generated. This flow guiding device can be, for example, a flow area, a wing or some other device which builds up a force between the starting chassis and the space transport vehicle, provided that the system of space transport vehicle and starting chassis moves forward.
Dies ist insbesondere in dem Moment der Trennung des Startfahrwerks vom Raumtransportfahrzeug, d.h. wenn und nachdem das Raumtransportfahrzeug für das Abheben rotiert, vorteilhaft. Dann erleichtert eine solche Strömungsführungseinrichtung ein kontrolliertes und sicheres Abtrennen des Startfahrwerks vom Raumtransportfahrzeug, was vor allem im Hinblick auf mögliche Turbulenzen oder eine abrupte Reduzierung der auf dem Startfahrwerk ruhenden Last ansonsten problematisch werden kann. Somit kann also eine Kollision des Startfahrwerks mit dem Raumtransportfahrzeug nach dem Lösen der Verbindung zwischen Startfahrwerk und Raumtransportfahrzeug verhindert werden.This is especially true at the moment of separation of the launch landing gear from the spacecraft, i. when and after the spacecraft rotates for take-off, beneficial. Such a flow guiding device then facilitates a controlled and safe separation of the starting running gear from the space transport vehicle, which can otherwise become problematic, above all with regard to possible turbulences or an abrupt reduction in the load resting on the starting running gear. Thus, therefore, a collision of the start landing gear with the space transport vehicle after releasing the connection between the landing gear and spacecraft can be prevented.
Weiter wird bevorzugt, dass das Startfahrwerk ferner eine aerodynamische Verkleidung zum Reduzieren des Widerstandsbeiwerts des Raumtransportfahrzeuges aufweist. Eine solche aerodynamische Verkleidung reduziert den Luftwiderstand während des Startlaufs und kann dadurch die benötigte Startlaufstrecke reduzieren. Die Verkleidung kann ferner auch dann von Bedeutung sein, wenn das Startfahrwerk nicht vom Raumtransportfahrzeug entfernt wird. Dies kann beispielsweise für Überführungsflüge oder Testflüge von Bedeutung sein und die während des Fluges herrschenden Geschwindigkeiten machen eine aerodynamische Verkleidung des Startfahrwerks besonders vorteilhaft.It is further preferred that the launch landing gear further comprises an aerodynamic fairing for reducing the drag coefficient of the Space transport vehicle has. Such an aerodynamic fairing reduces air resistance during take-off and thereby can reduce the required take-off distance. The fairing may also be important if the take-off landing gear is not removed from the spacecraft. This may be important, for example, for overpass flights or test flights, and the speeds prevailing during flight make aerodynamic fairing of the launch landing gear particularly advantageous.
Alternativ und zusätzlich wird bevorzugt, dass das Rahmengestell für einen Überführungstransport zerlegbar ist. Sofern das Startfahrwerk nicht am Raumtransportfahrzeug befestigt überführt werden soll, erhöht eine Zerlegbarkeit des Rahmengestells die Flexibilität, weil sie eine Überführung des Startfahrwerks erleichtert und damit kostengünstiger macht.Alternatively and additionally, it is preferred that the frame for a transfer transport is dismantled. Unless the launch landing gear is to be transferred to the spacecraft fixed, a dismountability of the frame increases the flexibility because it facilitates a transfer of the launch chassis and thus makes more cost-effective.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Raumtransportsystem umfassend ein in horizontaler Konfiguration startendes Raumtransportfahrzeug und ein Startfahrwerk, wie es vorgehend beschrieben wurde. Das Startfahrwerk ist dabei an dem Raumtransportfahrzeug befestigbar.Another aspect of the present invention relates to a space transportation system comprising a space shuttle vehicle starting in a horizontal configuration and a landing gear as previously described. The starting chassis is fastened to the space transport vehicle.
In einer bevorzugten Ausführungsform es ist das Raumtransportsystem dazu ausgestaltet, das Startfahrwerk nach einem Startlauf vom Raumtransportfahrzeug zu lösen, was beispielweise durch Abwerfen oder ein Lösen des Befestigungsmittels während des Rotierens oder vor dem Abheben realisiert werden kann.In a preferred embodiment, the space transport system is configured to release the takeoff landing gear from the spacecraft after a takeoff run, which can be accomplished, for example, by dropping or loosening the fastener during rotation or before liftoff.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Verbinden eines mit einem Landefahrwerk ausgestatteten Raumtransportfahrzeugs und eines Startfahrwerks mit einem Rollwagen beinhaltet, dass das Raumtransportfahrzeug auf seinem Landefahrwerk über den Rollwagen bewegt wird oder dass der Rollwagen unter das auf seinem Landefahrwerk stehende Raumtransportfahrzeug bewegt wird und anschließend der Rollwagen an dem Raumtransportfahrzeug befestigt wird. Das Startfahrwerk bei diesem Verfahren kann insbesondere gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet sein. Durch dieses Verfahren wird eine sehr effiziente Möglichkeit bereitgestellt, ein Raumtransportfahrzeug mit einem lösbaren Startfahrwerk zu verbinden, wobei insbesondere ein Kran oder ähnliche Hebewerkzeuge zum Verbinden des Raumtransportfahrzeuges mit dem Startfahrwerk überflüssig werden. Somit kann die erforderliche Infrastruktur reduziert und können die für den Start erforderlichen Kosten reduziert werden.A method according to the invention for connecting a spacecraft equipped with a landing gear and a launching gear with a trolley includes moving the spaceport vehicle over the trolley on its landing gear, or moving the trolley under the spacecraft on its landing gear and then moving the trolley to the spacecraft is attached. The start chassis in this method can be designed in particular according to one of the embodiments described above. By this method, a very efficient way is provided to connect a space transport vehicle with a detachable starting gear, in particular a crane or similar lifting tools for connecting the space transport vehicle with the starting gear superfluous. Thus, the required infrastructure can be reduced and the costs required for startup can be reduced.
Mit Vorteil wird das Landefahrwerk des Raumtransportfahrzeuges eingefahren, nachdem der Rollwagen an dem Raumtransportfahrzeug befestigt wurde und bevor der Startlauf des Raumtransportfahrzeugs beginnt. Das Landefahrwerk kann dadurch geschont werden, was wiederrum eine Reduzierung des für das Landefahrwerk erforderlichen Gewichts ermöglicht, weil das Landefahrwerk weniger massiv ausgebildet werden muss. Außerdem kann bei einer solchen Ausführungsform auf einen Mechanismus zum Einfahren des Landefahrwerks während oder nach dem Startlauf verzichtet werden, was ebenfalls die Komplexität des Raumtransportfahrzeuges reduziert und damit die Nutzlast erhöht.Advantageously, the landing gear of the space transport vehicle is retracted after the trolley has been attached to the space transport vehicle and before the start of the space transport vehicle begins. The landing gear can be spared, which in turn allows a reduction in the weight required for the landing gear, because the landing gear less massive training. Moreover, in such an embodiment, a landing gear retraction mechanism may be omitted during or after take-off, which also reduces the complexity of the spacecraft and thus increases payload.
Mit Vorteil wird das Raumtransportfahrzeug betankt, nachdem der Rollwagen an dem Raumtransportfahrzeug befestigt wurde. Dies ermöglicht es, dass das Raumtransportfahrzeug im betankten Zustand nicht allein auf seinem Landefahrwerk ruht, sondern das sehr hohe Gewicht des für einen aus der Erdatmosphäre hinaus reichenden Flug erforderlichen Treibstoffs nur oder zumindest zu einem großen Teil durch das Startfahrwerk aufgenommen wird. Auf diese Weise können die durch das Startfahrwerk ermöglichten Vorteile besonders gut realisiert werden.Advantageously, the space transport vehicle is refueled after the trolley has been attached to the spacecraft. This makes it possible that the space transport vehicle not only rests on its landing gear in the refueled state, but the very high weight of the required for a reaching out of the earth's atmosphere flight fuel is only or at least largely absorbed by the start landing gear. In this way, the advantages made possible by the starting chassis can be realized particularly well.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of the figures and the totality of the claims.
Figurenlistelist of figures
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1a bis1f zeigen eine bevorzugte Ausführungsform eines Startfahrwerks mit einem Raumtransportfahrzeug vor, während und nach dem Startlauf.1a to1f show a preferred embodiment of a takeoff landing gear with a space transport vehicle before, during and after take-off. -
2a bis2c zeigen eine bevorzugte Ausführungsform eines Rollwagens des Startfahrwerks und wie dieser dazu ausgestaltet ist, unter das von dem raumtransportfahrzeugseitigen Landefahrwerk getragene Raumtransportfahrzeug bewegt zu werden.2a to2c show a preferred embodiment of a trolley of the launch landing gear and how it is designed to be moved under the space transport vehicle carried by the spacecraft vehicle-side landing gear. -
3 zeigt eine Variante des Rollwagens aus2a bis2c .3 shows a variant of the trolley2a to2c , -
4 zeigt ein Beispiel einer Strömungsführungseinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform.4 shows an example of a flow guiding device according to a preferred embodiment. -
5a und5b zeigen verschiedene Bremssysteme für ein Startfahrwerk gemäß einer bevorzugten Ausführungsform und5a and5b show various brake systems for a starting gear according to a preferred embodiment and -
6 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Startfahrwerks mit Raumtransportfahrzeug.6 shows a further preferred embodiment of a takeoff landing gear with space transport vehicle.
WEGE ZU AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG WAYS TO IMPLEMENT THE INVENTION
Ein Raumtransportfahrzeug
Nachdem das Raumtransportfahrzeug
Während des Startlaufs nimmt das Raumtransportfahrzeug
Wie in
Wie in
In
Die vorstehenden beschriebenen Beispiele dienen lediglich der Illustration der Erfindung in einigen bevorzugten Ausführungsformen und sind nicht einschränkend zu verstehen. Darüber hinaus ist es möglich, einzelne Merkmale einzelne Ausführungsformen mit anderen Merkmalen anderer Ausführungsformen zu kombinieren.The above described examples are merely illustrative of the invention in some preferred embodiments and are not intended to be limiting. Moreover, it is possible to combine individual features of individual embodiments with other features of other embodiments.
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017203302.9A DE102017203302A1 (en) | 2017-03-01 | 2017-03-01 | Landing gear and ground transport vehicle for space transport systems |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017203302.9A DE102017203302A1 (en) | 2017-03-01 | 2017-03-01 | Landing gear and ground transport vehicle for space transport systems |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102017203302A1 true DE102017203302A1 (en) | 2018-09-06 |
Family
ID=63171021
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102017203302.9A Withdrawn DE102017203302A1 (en) | 2017-03-01 | 2017-03-01 | Landing gear and ground transport vehicle for space transport systems |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102017203302A1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2211155A (en) | 1987-10-16 | 1989-06-28 | British Aerospace | Take-off trolleys for flight vehicles |
-
2017
- 2017-03-01 DE DE102017203302.9A patent/DE102017203302A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2211155A (en) | 1987-10-16 | 1989-06-28 | British Aerospace | Take-off trolleys for flight vehicles |
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