211service.com
Kāds ir darījums ar raķešu vibrācijām?
Savā stāstā par NASA kosmosa kuģa pēcteci, raķeti Ares un nākamo apkalpes kapsulu Orion, esmu saskārusies ar kopīgu tēmu: vibrācijām.
Lai gan tas var šķist vienkāršs jēdziens, vibrācijām vai kratīšanai var būt ļoti spēcīga ietekme uz raķetes avioniku, aparatūru un jebkuru cilvēku, kas atrodas uz raķetes. Tie nāk no tādiem avotiem kā cieto raķešu dzinēju vai pastiprinātāju vilces spēks pacelšanās laikā un pat lidojuma laikā, raķešu degvielas sadegšana un milzīgais raķetes kustības ātrums — vairāk nekā četras reizes lielāks par skaņas ātrumu.
NASA Dens Kanigans paveic lielisku darbu, izskaidrojot vibrācijas un to ietekmi uz Ares I-X testa lidojuma raķeti šo emuāra ierakstu . Turklāt viņš runā par NASA risinājumu šai problēmai.
Vibrāciju, kas rodas, sadedzinot cieto raķešu degvielu pirmajā pastiprinātājā, sauc par vilces svārstībām. Šīs vibrācijas jeb svārstības rodas viļņu veidā, kas pārvietojas augšup un lejup pa raķetes garumu kā mūzikas nots pa ērģeļu cauruli. Viens no lielākajiem izaicinājumiem jebkurā raķešu konstrukcijā ir izstrādāt aviācijas elektroniku (aviācijas elektroniku), kas var darboties šajā vibrējošajā vidē.
Tomēr vibrācija nav tikai raķešu problēma. Visa elektroniskā aparatūra ir pārbaudīta attiecībā uz spēju izturēt triecienus un vibrācijas. Piemēram, MP3 atskaņotājam ir jāpārbauda tā spēja izturēt vibrācijas, ko rada kāds ejot vai skrienot, to turot, novietojot uz galda vai nejauši nometot uz grīdas. Tomēr, salīdzinot ar treniņu, ko saņem Ares I-X aviācijas elektronika, jūsu MP3 atskaņotājam tas ir vienkārši. Iedomājieties, ka divas minūtes kratot MP3 atskaņotāju automātiskā krāsas tvertnē, turpinot atskaņot iecienītākās melodijas. Ar to saskaras I-X elektronika.
Džons Kovarts, Kenedija kosmosa centra Ares IX projektu vadītāja vietnieks, intervijā šī gada sākumā sacīja, ka raķetes misijas vissvarīgākā ir tādu datu vākšana kā aerodinamiskie dati, spriegumi, deformācijas, spiediens, temperatūra un vibrācijas. , un tas tiks izmantots, lai Ares I padarītu vēl labākus.
Tomēr Ares I-X ir tikai viens piemērs. NASA ir cīnījusies ar vibrācijas problēmu kopš Apollo. Tad šādas gareniskās svārstības, ko izraisīja pirmā posma pastiprinātāja izdegšana, tika sauktas par Pogo efektu, un tās bija īpaši apgrūtinošas Saturnam V. Bezpilota Apollo 6 lidojuma laikā, pirms tika apstiprināts kritiskais tests, vibrācijas faktiski izraisīja galvenais dzinējs jāizslēdz.
Jaunās palaišanas pārtraukšanas sistēmas, kas tiek būvētas NASA Orion apkalpes izpētes transportlīdzeklim, saskaras ar tādām pašām problēmām. Kad kapsula un palaišanas pārtraukšanas tornis, kas atrodas kapsulas augšpusē, atdalās, aizdegas ciets raķešu dzinējs, ko sauc par aborta motoru, ļoti ātri sadedzinot propelantu, lai transportlīdzekli izstumtu no raķetes. Motora izdalītais karsto gāzu strūklas ir lielākais trokšņa un vibrāciju avots, ko transportlīdzeklis piedzīvos lidojuma laikā, saka Anrī Fūrmans, jaunās palaišanas pārtraukšanas sistēmas programmas vadītājs. Orbitālās zinātnes , kosmosa uzņēmums, kas sadarbojas ar NASA, lai izstrādātu un izstrādātu evakuācijas sistēmu. Tādējādi inženieri ir izstrādājuši apgrieztās plūsmas sprauslas, kas pagriež gāzu plūsmu par 155 grādiem prom no kapsulas. Tas samazinās akustiku, vibrācijas un kapsulas slodzi, kas var sabojāt elektroniku un aparatūru. Šī ir pirmā reize, kad tehnoloģija ir izstrādāta šādā mērogā, saka Fuhrmann. Apollo palaišanas evakuācijas sistēmai bija tiešās plūsmas motori, un tāpēc tai bija jāpievieno papildu tērauda konstrukcijas, lai palielinātu attālumu starp motoru un apkalpes kapsulu. Krievu palaišanas evakuācijas sistēma kosmosa kuģī Sojuz izmanto arī tiešās plūsmas sprauslas.
Kanigans saka, ka nākamais izaicinājums ir pārliecināties, vai varat kontrolēt raķeti pie šādām vibrācijām. NASA jaunajai palaišanas pārtraukšanas sistēmas inženieri uzbūvēja unikālu motoru, ko sauc par attieksmes kontroles motoru, kas vada un kontrolē kapsulu. Tas ir arī pirmais šāda veida modelis un var lidot ar transportlīdzekli uz priekšu un atpakaļ, kā arī apgāzt kapsulu, lai to pārorientētu tā, lai siltuma vairogs būtu pavērsts uz priekšu.
Gan Ares I-X, gan Orion apkalpes izpētes transportlīdzeklis ir daļa no Zvaigznāju programma , plāns nosūtīt cilvēkus uz Mēnesi un pēc tam uz Marsu. Par šī plāna pārskatīšanu atbildīgās komisijas priekšsēdētājs Norms Augustīns preses brīfingā pēc komitejas pirmās sanāksmes, kurā tā uzklausīja idejas par alternatīvām Ares raķešu konstrukcijām, sacīja, ka visinteresantākā lieta bija runa par to, kā vibrācijas ietekmē raķešu konstrukciju.