Witaj gościu, Jeśli czytasz tę wiadomość to znaczy że nie jesteś zarejestrowany. Kliknij i zarejestruj się by w pełni korzystać z wszystkich funkcji naszego forum.

Ocena wątku:
  • 0 głosów - średnia: 0
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Kompendium wiedzy o wahadłowcach NASA
#1

Przy okazji komentowania misji STS-ów kilka razy pojawiły się opisy dotyczące różnych aspektów związanych z lotami wahadłowców. Ten wątek ma na celu pozbieranie tych wszystkich postów oraz ma być takim naszym forumowym kompendium wiedzy o promach kosmicznych i wszystkim co z nimi związane. Tak więc zachęcam do opisywania tutaj ciekawych problemów związanych z tą tematyką: wszelkie mało popularne, a niezwykle ciekawe niuanse techniczne, informacje dotyczące systemów wahadłowca, jakieś ciekawostki i opisy historyczne, może procedury szkolenia załóg....itp    


Spis Treści
1. Bardzo podstawowe informacje o STS (zaraz poniżej)
2. SCA-Shuttle Carrier Aircraft (czyli samolot transportujący wahadłowce NASA)
http://astro4u.net/yabbse/index.php/topi...#msg193431
3. STA-Shuttle Training Aircraft (samolot symulujący lądowanie promem kosmicznym)
http://astro4u.net/yabbse/index.php/topi...#msg193434
4. Crawler-transporters (pojazdy transportujące wahadłowiec z VAB na stanowisko startowe)
http://astro4u.net/yabbse/index.php/topi...#msg193449
5. Ciekawe dyskusje na następujące tematy:
   -spalanie paliwa w SRB i inne szczegóły budowy oraz wielokrotności ich użycia
   -warunki jakich doświadczają astronauci w wahadłowcu: przeciążenia...itp
http://astro4u.net/yabbse/index.php/topi...#msg193596
6. Podstawowe informacje dotyczące głównych silników wahadłowca tzw. SSME, a poniżej informacje o tym ile wyobrażano sobie rocznie lotów STS na przełomie lat 70/80-tych.
http://astro4u.net/yabbse/index.php/topi...#msg198457
7. Story Musgrave i pewien ciekawy epizod z misji STS-80.
http://astro4u.net/yabbse/index.php/topi...#msg207335
8. Dyskusja na temat GUCP.
http://astro4u.net/yabbse/index.php/topi...#msg214981
9. "Losy" ładunku, który dostarczany jest do RSS na stanowisku startowym.
http://astro4u.net/yabbse/index.php/topi...#msg217745
10. Sposób mocowania wahadłowca do ruchomej platformy startowej MLP.
http://astro4u.net/yabbse/index.php/topi...#msg219498
11. Kolejny ciekawy epizod z życia załóg wahadłowców. Tym razem historia startu misji STS-51I.
http://astro4u.net/yabbse/index.php/topi...#msg219593
...
Polski portal o tematyce astronautycznej: http://kosmonauta.net Zdjęcia z MER-ów: http://www.exploratorium.edu/mars/raw_data.html Sprawdź SOL: http://www.greuti.ch/oppy/html/filenames_ltst.htm
Odpowiedz
#2
Bardzo podstawowe informacje o STS...
...czyli Space Transportation System, który jest amerykańskim programem lotów kosmicznych zapoczątkowanym w latach 70-tych. Jego podstawowym celem było stworzenie pojazdu wielokrotnego użytku zdolnego do wynoszenia ładunków i misji załogowych na orbitę okołoziemską. System STS można podzielić na trzy elementy:
[Obrazek: sts_system-1.jpg?t=1228527120]

1)Wahadłowiec
Załogowo-transportowy statek kosmiczny wielokrotnego użytku. Na orbitę wynoszony jest za pomocą rakiet na paliwo stałe (SRB) oraz trzech silników na paliwo ciekłe SSME-Space Shuttle Main Engine znajdującym się w tylnej części orbitera. Zmianę orbity i orientacji w przestrzeni zapewniają dwa silniki OMS-Orbital Manuvering System oraz system silniczków korekcyjnych RCS-Reaction Control System. Od misji STS-90 silniki OMS używane są także jako dodatkowy ciąg podczas startu tzw. OMS Assist Burn. Bezpieczne wejście w atmosferę zapewnia specjalna osłona termiczna, którą obudowany jest prom kosmiczny. Skrzydła w kształcie podwójnej delty umożliwiają orbiterowi kontrolowany lot atmosferyczny oraz bezpieczne lądowanie na pasie startowym po zakończeniu misji.
[Obrazek: orbiter.jpg?t=1228527583]

2)Zbiornik zewnętrzny (External Tank)
Jedyny element, który nie jest wykorzystywany ponownie. Tak naprawdę to zbudowany jest z dwóch zbiorników na: ciekły tlen oraz ciekły wodór, które stanowią paliwo dla silników SSME wahadłowca.
[Obrazek: external_tank.jpg?t=1228527509]

3)Rakiety na paliwo stałe (Solid Rocket Boosters)
Dwie białe rakiety zapewniające 83% całkowitego ciągu niezbędnego do wyniesienia wahadłowca na orbitę. Po starcie pracują około dwóch minut, po czym są odłączane od zbiornika zewnętrznego. Następuje to na wysokości około 47km. Rakiety opadają na spadochronach do oceanu skąd są "wyławiane", transportowane na ląd i przygotowywane do kolejnego lotu.
[Obrazek: srb.jpg?t=1228527682]


Przebieg typowej misji STS przedstawia poniższy bardzo uproszczony schemat:
[Obrazek: profile_sts.jpg?t=1228527620]



Linki
- wiele informacji zwłaszcza tych podstawowych można znaleźć także na wikipedi
- http://science.ksc.nasa.gov/shuttle/tech...f-toc.html   (ciekawy opis niestety bez obrazków)
- http://ocw.mit.edu/OcwWeb/Aeronautics-an.../index.htm  (wykłady z MIT dotyczące wahadłowca)
Polski portal o tematyce astronautycznej: http://kosmonauta.net Zdjęcia z MER-ów: http://www.exploratorium.edu/mars/raw_data.html Sprawdź SOL: http://www.greuti.ch/oppy/html/filenames_ltst.htm
Odpowiedz
#3
SCA-Shuttle Carrier Aircraft

Postanowiłem trochę poczytać o SCA-Shuttle Carrier Aircraft bo tak nazwywa się zmodyfikowany Boeing 747 służący do transportu wahadłowców. Obecnie NASA dysponuje dwoma egzemplarzami:
[Obrazek: EC95-43339-1.jpg]
-B747-100 o znakach rejestracyjnych N905NA
Został wyprodukowany w 1970 i początkowo latał dla lini American Airlines. W roku 1976 został przystosowany do transportu wahadłowców. To ten model był wykorzystywany do testowych lotów atmosferycznych wahadłowca Enterprise. Co ciekawe w tym okresie samolot nosił jeszcze malowanie pochodzące z lini American Airlines. Poniżej zdjęcie wykonane w Edwards wraz z wahadłowce Enterprise w roku 1978:
http://www.airliners.net/photo/NASA/Boei...0069822/L/
Więcej zdjęć z różnych lat można znaleźć pod tym linkiem: LINK

-B747-100SR (SR oznacza wersję o skruconym kadłubie), N911NA
Wyprodukowany w 1973 dla lini Japan Airlines. Od roku 1988 lata dla NASA. Po modyfikacjach w roku 1990 pełni rolę transportera podobnie jak N905NA.
Galerię zdjęć można znaleźć tutaj: LINK

Ciekawostką test to zdjęcie:
http://www.airliners.net/photo/NASA/Boei...0703529/L/
jak widać pająki prześladują NASA....Smile

Transport wahadłowca na "grzbiecie" SCA bardzo ogranicza zasięg, z około 10tyś km do około 1800km. Oznacza to, iż przelot z Edwards do KSC musi odbywać się z międzylądowaniami.

Informacje na stronie NASA:
http://www.nasa.gov/centers/dryden/news/...-DFRC.html
Polski portal o tematyce astronautycznej: http://kosmonauta.net Zdjęcia z MER-ów: http://www.exploratorium.edu/mars/raw_data.html Sprawdź SOL: http://www.greuti.ch/oppy/html/filenames_ltst.htm
Odpowiedz
#4
STA-Shuttle Training Aircraft

Shuttle Training Aircraft to tak naprawde zmodyfikowana wersja samolotu Gulfstream II (zazwyczaj transportuje różne VIPy i takie tam).
[Obrazek: 07pd3364-s.jpg]

Wewnątrz samolot wygląda tak:
[Obrazek: 300px-040519-f-2907c-225.jpg]
Po prawej stronie siedzi "instruktor", a po lewej astronauta ćwiczący lądowanie. Oczywiście kokpit samolotu treningowego zawsze naśladował wyposażenie kabiny wahadłowca. Przykładowo tak to wyglądało przed technologią "glass cockpit":
[Obrazek: 10061632.jpg]

Jak to się dzieje, że zwykły samolot jest w stanie naśladować charakterystyki lotne promu kosmicznego? Otóż przebieg lotu wygląda mniej więcej tak: po starcie instruktor wznosi samolot na wysokość ~11km, następnie instruktor opuszcza podwozie główne (zwiększają opór powietrza) oraz uruchamia odwracacz ciągu w silnikach, dodatkowo specjalny program komputerowy odpowiednio koryguje sterowalnośc samolotu aby astronauta miał wrażenie pilotażu prawdziwego wahadłowca. Rozpoczyna się symulacja lądowania, tak wygląda konfiguracja podczas symulacji:
[Obrazek: 109903main_S96-06240.jpg]
Warto zauważyć, że kabina w samolocie treningowym jest położona niżej niż w wahadłowcu. Z tego też powodu symulacja kończy się 10m nad ziemią (mniej więcej na tej wysokości znajduje się kabina space shuttla gdy kołami dotyka pasa startowego). Czyli podczas treningu podejść Shuttle Training Aircraft nie dotyka kołami pasa. Po zakończeniu podejścia instruktor "zamienia" STA w zwykły samolot, wznosi go, tak aby ponownie przećwiczyć podejście.
Każdy kandydat na astronaute, dowódce promu musi wykonać 1000 symulowanych lądowań.
Poniższy filmik pokazuje lądowanie STA w Edwards tuż przed lądowaniem STS-117. Samolot pilotuje Scott Altman (zobaczymy go w misji serwisowej do teleskopu Hubbla podczas STS-125)
http://pl.youtube.com/watch?v=Rn5wXUENy4A

Polski portal o tematyce astronautycznej: http://kosmonauta.net Zdjęcia z MER-ów: http://www.exploratorium.edu/mars/raw_data.html Sprawdź SOL: http://www.greuti.ch/oppy/html/filenames_ltst.htm
Odpowiedz
#5
Crawler-transporters

[Obrazek: crawfm4.jpg]

Owe maszyny (NASA posiada 2 takie - uroczo nazwane Hanz i Franz Smile) w czasie od kiedy zaczęły być użytkowane w 1965 były największymi na świecie (tytuł ten odebrał im niestety niemiecki Bagger 288 - "wielka koparka" - istotna różnica jednak polega na tym, iż crawlery posiadają własne źródla energii a Bagger nie)...

http://img230.imageshack.us/img230/4987/baggkr1.jpg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/co...weiler.jpg (uwaga duże zdięcie)
(Dwie foty Baggera)

Ale wracając do naszych "kosmicznych" maszyn to każda z nich waży 2700 ton. Jeden crawler posiada 8 gąsienic.. po 2 w każdym rogu pojazdu.. każda gąsienica posiada 57 ogniw metalowych (łącznie 456), a jedno takie ogniwo waży około 900kg..

[Obrazek: gsienicus7.jpg]
(metalowe ogniwo zaznaczone strzałką)

Transporter ma wymiary 35 na 40 metrów i około 6-8 metrów wysokości (wysokość jest regulowana - jak w autach Citroena  ;D).

Teraz napęd (tu to dopiero się dzieje), a więc układ gąsienicowy napędza 16 motorów elektrycznych, które prąd czerpią z 4 agregatorów (każdy o mocy 1000kW), które z kolei działają za pomocą dwóch silników Diesla (każdy 2,050 kW).
Z kolei sterowanie, systemy kierowania, oświetlenie, wentylacja.. itd są zasilane z dwóch generatorów (agregatów) - każdy o mocy 750kW, które działają za pomocą kolejnych dwóch Diesli (jeden - 794 kW).
Przed każdą akcją nasz bohater tankuje 19m sześciennych paliwa... i spala 350 litrów na 1km ;D

[Obrazek: schematqx8.jpg]

Pojazd kontrolowany jest z dwóch kabin położonych z przodu i z tyłu... (schemat)

Załadowany porusza się z oszałamiającą prędkością wynoszącą około 1.6km/h, a niezaładowany pomyka 3km/h...  Droga jaką musi pokonać zajmuje mu około 5 godzin.
Crawlerki pokonały już w swoim życiu drogę ponad 4000km.
NASA planuje ich używać po 2010 do przenoszenia także Aresa I i V.. przy czym masa tego cięższego Aresa będzie na tyle duża, iż Nasa planuje zbudować następce Hanza i Franza.. o większym udźwigu przenoszonych ładunków, nośności i zapewne z wieloma modyfikacjami.
Odpowiedz
#6
Pytanie dotyczace SRB:

jak wiadomo rakiety te sa wykorzystywane ponownie, teraz tak:

- ile razy srednio takie rakiety sa wykorzystywane (w ilu lotach ta sama rakieta)?
- z jaka czestotliwoscia wykorzystywana jest dana para rakiet (inaczej iloma egzemplarzami SRB dysponuje w jakims przedziale czasu NASA, z ilu takich egzemplarzy korzysta cyklicznie / na przemian z innymi parami rakiet)?
Maciej Weiss ---
Odpowiedz
#7
to ja podepne sie  do pytania o SRB:

tlenek glinu to jeden z glownych produktow spalania paliwa SRB. T wrzenia Al2O3 to okolo 3000 st. C.  temperatura spalania mieszanki musi zatem byc wyzsza niz 3000 st. C aby uzyskac parę tego zwiazku. w jaki sposob rakiety na paliwo stale sa chronione przed tak wysoką temperaturą? (chodzi mi o zabezpieczenie przed parowaniem elemntow korpusów, napęzeniami/odksztalvceniami termicznymi, zmianami wlascicwosci fizyczncyh materialow, ich utlenianiem i zachodzeniem innych reakcji chemicznych).
Odpowiedz
#8
No no - trzeba przyznać, że ciężkie pytania zadaliście. Smile I dość trudno na nie odpowiedzieć.
O rakietach SRB jest co nieco napisane o tutaj
http://science.ksc.nasa.gov/shuttle/tech...f/srb.html

Temperatura wewnątrz SRB to 3,300°C jak podaje ten link
http://www.bookrags.com/research/solid-r...s-spsc-03/
...ale niestety nie ma tam nic dokładniej o konstrukcji.

Tak więc zagadka nie jest rozwiązana! Czy ktoś inny wie coś więcej na ten temat może?

Pod linkiem z wikipedii:
http://en.wikipedia.org/wiki/Space_Shutt...et_Booster
...można przeczytać, że przed katastrofą Columbii NASA rozmyślała nad zastosowaniem 5-segmentowych SRB dla wahadłowca. Oznaczałoby to znacznie większy udźwig na ISS oraz możliwość lotów na orbity polarne z KSC. Ciekawe!
Odpowiedz
#9
Autorzy książki "SAMOLOTY KOSMICZNE" - 1989 (Jacek Nowicki i Krzysztof Zięcina) podają, że żywotność segmentów SRB była obliczona na 20-krotne użycie. Według ówczesnych danych wykonywano je z obrabianej cieplnie stali D6AC. Wewnętrzne ściany każdego segmentu pokrywano gumową izolacją plus dodatkowa warstwa izolacji. Być może te informacje nie są już aktualne. Była tam również mowa o jednorazowych segmentach kompozytowych, lecz pewnie nie zostały one wdrożone.
Odpowiedz
#10
Oprocz izolacji o ktorej mowa wyzej oczywiscie nalezy sobie uswiadomic jak to paliwo sie pali - od srodka ku brzegom na calej dlugosci SRB (tak jakbys wyjal grafit z olowka) a nie jak by sie komus wydawalo od "dolu" do gory. Geometrycznym uprofilowaniem tego paliwa (w ksztalcie gwiazdy) sa w stanie kontrolowac moc tych silnikow (a wiec naprzyklad troche zmniejszona moc przy przechodzeniu przez Max Q) - nie trudno sobie wyobrazic ze zewnetrzne czesci metalowe nie sa narazone na te same temperatury bo plomien jest skierowany w przeciwna strone. Gdzies byl bardzo ciekawy wykres pokazujacy jak zmienia sie sila ciagu SRB w funkcji czasu - najwieksza jest przy samym starcie a potem stopniowo maleje ale ... zacytuje to: The propellant is an 11-point star- shaped perforation in the forward motor segment and a double- truncated- cone perforation in each of the aft segments and aft closure. This configuration provides high thrust at ignition and then reduces the thrust by approximately a third 50 seconds after lift-off to prevent overstressing the vehicle during maximum dynamic pressure.

Oba SRB wybrane do tego samego lotu sa ladowane paliwem z tej samej "serii" aby zredukowac mozliwosc asymetrycznosc ciagu.
Odpowiedz


Skocz do:


Użytkownicy przeglądający ten wątek: 1 gości