211service.com
Kas yra su raketų vibracija?
Kalbėdamas apie NASA įpėdinį erdvėlaivį „Ares“ raketą ir kitą įgulos kapsulę „Orion“, susidūriau su bendra tema: vibracija.
Nors tai gali atrodyti paprasta koncepcija, vibracija ar drebėjimas gali turėti labai stiprų poveikį raketos avionikai, aparatūrai ir bet kuriam laive esančiam žmogui. Jie gaunami iš tokių šaltinių, kaip kietųjų raketų variklių ar stiprintuvų trauka pakilimo metu ir net skrydžio metu, raketos kuro degimas ir didžiausias raketos judėjimo greitis – daugiau nei keturis kartus didesnis už garso greitį.
NASA Danas Kaniganas puikiai paaiškina vibracijas ir jų poveikį bandomajai raketai Ares I-X. šį tinklaraščio įrašą . Be to, jis kalba apie NASA problemos sprendimą.
Vibracija, atsirandanti degant kietajam raketiniam kurui pirmojo etapo stiprintuvu, vadinama traukos virpesiais. Šie virpesiai – arba svyravimai – atsiranda bangų pavidalu, kurios sklinda aukštyn ir žemyn per visą raketos ilgį kaip muzikinė nata vargonų vamzdžiu. Vienas didžiausių iššūkių bet kurios raketos konstrukcijoje yra sukurti aviacijos elektroniką (aviacijos elektroniką), kuri gali veikti šioje vibruojančioje aplinkoje.
Vis dėlto vibracija nėra tik raketų problema. Visos elektroninės įrangos atsparumas smūgiams ir vibracijai išbandytas. Pavyzdžiui, MP3 grotuvas turi būti išbandytas dėl jo gebėjimo atlaikyti vibracijas, kylančias vaikščiojant ar bėgiojant jį laikant, pastatant ant stalviršio arba netyčia numetant ant grindų. Tačiau, palyginti su Ares I-X avionikos treniruotėmis, jūsų MP3 grotuvas yra lengvas. Įsivaizduokite, kad dvi minutes purtote MP3 grotuvą automatinėje dažų dėžutėje ir toliau grojate mėgstamas melodijas. Būtent su tuo susiduria I-X elektronika.
Jonas Cowartas, Kenedžio kosmoso centro Ares IX projekto vadovo pavaduotojas, anksčiau šiais metais duodamas interviu sakė, kad tokių duomenų, kaip aerodinaminiai duomenys, įtempiai, deformacijos, slėgis, temperatūra ir vibracija, rinkimas yra svarbiausia raketos misijos dalis. , ir jis bus naudojamas, kad Ares I būtų dar geresnis.
Tačiau Ares I-X yra tik vienas pavyzdys. NASA kovoja su vibracijos problema nuo Apollo. Tada tokie išilginiai svyravimai, kuriuos sukėlė pirmosios pakopos stiprintuvo perdegimas, buvo vadinami Pogo efektu ir buvo ypač varginantys Saturnui V. Nepilotuojamo Apollo 6 skrydžio metu, atliekant kritinį bandymą prieš patvirtinant pilotuojamus skrydžius, vibracijos iš tikrųjų sukėlė išjungti pagrindinį variklį.
Naujos paleidimo nutraukimo sistemos, kuriamos NASA Orion įgulos žvalgymo automobiliui, susiduria su tais pačiais iššūkiais. Kai kapsulė ir paleidimo nutraukimo bokštas, esantis ant kapsulės, atsiskiria, užsidega kietas raketinis variklis, vadinamas aborto varikliu, labai greitai sudegindamas raketinį kurą, kad transporto priemonė būtų nustumta nuo raketos. Variklio skleidžiamas karštų dujų srautas yra didžiausias triukšmo ir vibracijos šaltinis, kurį transporto priemonė patirs skrydžio metu, sako Henri Fuhrmann, naujosios paleidimo nutraukimo sistemos programos vadovas. Orbitos mokslai , aviacijos ir kosmoso kompanija, bendradarbiaujanti su NASA, kurdama ir plėtodama pabėgimo sistemą. Taigi inžinieriai sukūrė atvirkštinio srauto purkštukus, kurie pasuka dujų srautą 155 laipsnių kampu nuo kapsulės. Tai sumažins akustiką, vibraciją ir kapsulės apkrovas, kurios gali sugadinti elektroniką ir techninę įrangą. Fuhrmannas sako, kad tai pirmas kartas, kai ši technologija buvo sukurta tokiu mastu. „Apollo“ paleidimo evakuacijos sistema turėjo tiesioginio srauto variklius, todėl turėjo pridėti papildomų plieninių konstrukcijų, kad būtų padidintas atstumas tarp variklio ir įgulos kapsulės. Rusijos paleidimo pabėgimo sistema erdvėlaivyje Sojuz taip pat naudoja tiesioginio srauto purkštukus.
Kaniganas sako, kad kitas iššūkis yra įsitikinti, kad galite valdyti raketą esant tokiai vibracijai. Naujam NASA paleidimui nutraukimo sistemos inžinieriai sukūrė unikalų variklį, vadinamą padėties valdymo varikliu, kuris valdo ir valdo kapsulę. Jis taip pat yra pirmasis tokio pobūdžio ir gali skraidinti transporto priemonę pirmyn ir atgal bei apversti kapsulę, kad būtų pakeista jos orientacija, kad šilumos skydas būtų nukreiptas į priekį.
Tiek „Ares I-X“, tiek „Orion“ įgulos žvalgymo transporto priemonė yra dalis „Constellation“ programa , planas nusiųsti žmones į Mėnulį ir tada į Marsą. Normas Augustine'as, komisijos, atsakingos už šio plano peržiūrą, pirmininkas, spaudos konferencijoje po pirmojo komiteto posėdžio, kuriame buvo išklausytos idėjos dėl alternatyvių Ares raketų konstrukcijų, sakė, kad įdomiausia buvo kalbos apie tai, kaip vibracijos veikia raketų dizainą.