Létající atmosférický nosič pro vypouštění raket

Abstract

Hlavním cílem této práce je seznámit čtenáře s problematikou vzdušného startu a návrhem vlastního řešení aplikujícího tento koncept. V práci je toto řešení popsáno a jsou vysvětleny specifika tohoto způsobu vynesení užitečného zatížení na oběžnou dráhu. Obsahuje přehled projektů využívajících atmosférických nosičů k vynesení kosmického letadla. Je zde zpracován návrh základních parametrů nosné rakety určené pro vynášení nákladu o zadané hmotnosti. Byl stanoven odhad letových výkonů, vytvořen výpočtový model v softwaru MATLAB a s použitím optimalizační metody genetického algoritmu je provedena multidisciplinární optimalizace návrhových parametrů. Parametry navržené rakety vypuštěné ze vzduchu jsou porovnány s raketou startující ze země konvenčním způsobem. Podle určených kritérií byl vybrán letoun Airbus A310-300 jako nejvhodnější dopravní letoun k použití pro vynášení navržené nosné rakety. Poslední část práce je věnována návrhu jeho nezbytných modifikací a odhadu letových výkonů.

The main objective of this thesis is to introduce the reader to the problematics of air-launch and to a custom design solution applying this concept. The specifics of this method of bringing a payload into orbit are described and explained. Overview of projects which use aircraft to launch spacecraft is included. Determination of primary parameters of a launch vehicle designed to carry a payload of a specified mass is conducted. The required flight performance has been estimated, a computational model has been developed in software MATLAB, and a multidisciplinary optimization of the design parameters has been performed using a genetic algorithm optimization method. Parameters of the designed air-launched rocket are compared with those of a ground-launched rocket. According to the specific criteria, the Airbus A310-300 aircraft was selected as the most suitable transport aircraft to be used for launching the designed launch vehicle. The last part of the thesis is devoted to the proposal of necessary modifications and estimation of the flight performance.