Miten Avaruusalukset Toimivat - #2

{h1}

Lähes 30-vuotisen historiansa aikana avaruussukkula-ohjelma on nähnyt innostavia korkeuksia ja tuhoisia alamäkiä. Lue kaikki avaruussukkula-ohjelma.

  • Vahvistettu hiili-hiili (RCC) siipipinnoilla ja alapinnalla
  • Korkean lämpötilan mustat pinnoituslaatat ylemmässä eteenpäin rungossa ja ikkunoiden ympärillä
  • Valkoiset Nomex-peitot ylemmän hyötykuorman lasiovien osien, yläsiiven ja keski- / taka-rungon osissa
  • Matalalämpöisiä valkoisia pinnoitteita muilla alueilla

Tämä sisältö ei ole yhteensopiva tämän laitteen kanssa.

Orbiterin ohjaaminen uudelleen sisääntuloon

Nämä materiaalit on suunniteltu absorboimaan suuria määriä lämpöä nostamatta niiden lämpötilaa kovin paljon. Toisin sanoen niillä on korkea lämmönkestävyys. Uudelleentäytymisen aikana peräsohjaiset suuttimet pitävät orbiterin 40 asteen asennossa. Orkesterin ympäröivän atmosfäärin kuumina ionisoituneet kaasut estävät radioviestinnän maan kanssa noin 12 minuutin ajan (eli ionisaation pimennys).

Kun paluulento onnistuu, orbiter kohtaa ilmakehän pääilman ja pystyy lentämään kuin lentokone. Orbiter on suunniteltu nostokorvakkeelta, jossa on pyyhkäistetyt "delta" -siivet. Tällä mallilla orbiter voi tuottaa hissiä pienellä siipialueella. Tässä vaiheessa lennon tietokoneet lentävät orbiteria. Orbiter tekee sarjan S-muotoisia, pankkiirrot kääntyy hidastamaan laskunopeuttaan, kun se alkaa lopullisen lähestymisensä kiitotielle. Komentaja nostaa radiopuhelimen kiitotieltä (Tactical Air Navigation System), kun orbiter on noin 225 km: n päässä laskeutumispaikasta ja 45 000 metrin korkeudesta. 40 kilometrin päässä, sukkula laskeutuvat tietokoneet luovat ohjauksen komentajalle. Komentaja lentää sukkulan ympäri kuvitellun sylinterin (18 000 jalkaa tai 5 500 metriä halkaisijaltaan) linjaa orbiter ylös kiitotien ja pudota korkeus. Viimeisen lähestymistavan aikana komentaja nostaa laskeutumiskulman miinus 20 astetta (lähes seitsemän kertaa jyrkempi kuin kaupallisen matkustajan laskeutuminen).

Tämä sisältö ei ole yhteensopiva tämän laitteen kanssa.

Shuttle-lennon polku purkamiseen

-

Kun orbiter on 2 000 jalkaa (610 m) maanpinnan yläpuolella, komentaja vetää nenää hidastaen laskeutumisnopeutta. Ohjaaja sijoittaa laskutelineet ja orbiter koskettaa alas. Ohjaaja jarruttaa orbiterin ja nopeusjarru pystysuorassa hännässä aukeaa. Laskuvarjo asennetaan takaosasta auttamaan pysäyttämään orbiteria. Laskuvarjon ja nopeuden jarrun pyrstö lisää orbiterin vetovoimaa. Orbiter pysähtyy noin puolentoista neljäsosaa kiitotietä pitkin.

Miten avaruusalukset toimivat: joka

Avaruussukkula orbiter koskettaa alas

Purkamisen jälkeen miehistö kulkee sammutusmenettelyjen avulla avaruusaluksen virtaamiseksi. Tämä prosessi kestää noin 20 minuuttia. Tänä aikana orbiter on jäähdytys ja haitalliset kaasut, jotka on tehty palautumisen aikana, puhaltavat. Kun orbiter on kytketty pois päältä, miehistö poistuu ajoneuvosta. Maajoukot ovat valmiina aloittamaan orbiterin huollon.

Miten avaruusalukset toimivat: toimivat

Laskuvarjohyppää, joka auttaa pysäyttämään orbiterin laskeutumisen aikana

Miten avaruusalukset toimivat: toimivat

Orbiter huolletaan heti purkamisen jälkeen

Sekoittimen teknologiaa päivitetään jatkuvasti. Seuraavaksi tarkastelemme sukkulan tulevia parannuksia.

Kolumbian onnettomuus

Helmikuun 1. päivänä aamulla avaruusbussi Columbia hajosi uudelleentulon aikana, yli 200 000 jalan korkeudella Texasissa. Seuraavassa tutkimuksessa paljastui onnettomuuden syy. Hissinpoistoaukon aikana vaahdoneristyspalaset putosivat ET: lta ja löivät vasemmanpuoleisen siiven. Eristys vahingoitti siipien lämmönsuojaa. Kun Columbia palasi ilmakehään, kuumakaasut tulivat siiven läpi vaurioituneen alueen läpi ja sulivat rungon. Säiliö menetti hallinnan ja hajosi.

Avaruussukelluksen parannukset

Miten avaruusalukset toimivat: aikana

-As-aiemmin mainitut, putoavien jätteiden (vaahtoeristys) ET: stä vahingoitti sukkula-orbiteria, mikä johti Columbiaen hajoamiseen paluumatkalla. Jotta navut palauttaisiin lennon tilaan, NASA on keskittynyt kolmeen pääalueeseen:

  • Suunnittele ET uudelleen, jotta eristys ei vahingoittaisi sukkulamittaria
  • Parannetaan sukkulan tarkastusta vaurioiden havaitsemiseksi
  • Etsi keinoja korjata orbiterin mahdolliset vahingot kiertoradalla
  • Valmiussuunnitelmien laatiminen vaurioituneen matkustajan miehistölle pysytellä ISS: ssä pelastamiseen saakka

Katsotaanpa tarkemmin molempia näistä.

ET Redesign

ET pitää kylmää nestekaasua polttoaineena (happea, vetyä). Koska lämpötilat ovat niin kylmät, että vesi ilmakehästä kondensoituu ja jäätyy ET: n pinnalle ja polttoaineputket, jotka johtavat orbiteriin. Jää voi pudota itse ET: sta tai aiheuttaa ET-vaahtolevyn eristyksen ja pudotuksen.Jään lisäksi, jos jokin nestekaasu vuotaa ja joutuu vaahdon alle, se laajenee ja aiheuttaa vaahteraneristyksen halkeilua. Niin paljon ET-muotoilua on keskittynyt poistamaan paikkoja, joissa kondensaatiota voi esiintyä.

Miten avaruusalukset toimivat: aikana

ET redesign

Ensin bipod-sovitus on etumatka, jossa ET kiinnittyy orbiterin alapuolelle. Insinöörit ja teknikot huomasivat, että tämä kohta on erityisen altis jäätymiselle. Aiemmin tämän osan vaahtoeristyksen rampit estivät jään muodostumista; kuitenkin tämä eristys putosi usein, mikä vaarantaa orbiterin.

Miten avaruusalukset toimivat: toimivat

Vaahtorattaat, jotka suojaavat ET-kaksoisputkistoa jään muodostumiselta (yllä), on korvattu uudella, sähköisesti kuumennetulla liitoksella (alla).

Miten avaruusalukset toimivat: aikana

Uudelleenvalinnassa eristys on poistettu ja kiinnitys on nyt kiinnitetty kuparilevyn yläosaan, joka sisältää sähkölämmittimet. Lämmitin voi lämmittää asennusta ja estää jään muodostumisen.

Toiseksi nestemäistä typpeä käytetään mahdollisten räjähdyskelpoisten vetykaasujen välisen liitännän puhdistamiseksi. Nestemäinen typpi voi kuitenkin jäädyttää pulttien ympärillä tällä alueella ja aiheuttaa vaahtoeristeen hajoamisen. Tällä alueella olevat pultit on suunniteltu uudelleen nestemäisen typen vuotojen estämiseksi.

Miten avaruusalukset toimivat: toimivat

Vaahtorattaat, jotka suojasivat nesteen hapen syöttölinjaa, olivat kulmikkaita ja voisivat mahdollistaa jään muodostumisen (yllä). Ne on korvattu suunnitelmalla, jonka nimi on tippa-huuli, joka estää jään muodostumista (alla).

Miten avaruusalukset toimivat: miten

Kolmanneksi viisi nestemäistä hapen syöttöputkea palkeet ovat pitkin umbiliksia, joka yhdistää nestemäisen happisäiliön päämoottoreihin ja kiinnitetään nestemäiseen vetysäiliöön. Palkeet kompensoivat laajennuksia ja supistuksia, joita esiintyy, kun nestemäistä vetysäiliötä täytetään ja tyhjennetään. Palkeet estävät syöttölinjojen rasituksia. Aikaisemmin vaipan eristys paljaiden päälle oli kulmikas. Tämä kulma sallivat vesihöyryn tiivistyksen, kulkevan vaahteristeen välissä ja jäätyä, jolloin vaahto hajosi. Tämän ongelman korjaamiseksi tämän liitoksen vaahtoharjaa on laajennettu alla olevan eristyksen alla ja neliytetty siten, että vesi ei pääse vaahdon väliin.

Tulevien avaruuskatastrofien ehkäiseminen

Pultin kiinnitin (yllä) on suunniteltu estämään räjähtävät pultit SRB: issä (alla) vahingoittamasta ET: tä tai orbiteria.

Pultin kiinnitin (yllä) on suunniteltu estämään räjähtävät pultit SRB: issä (alla) vahingoittamasta ET: tä tai orbiteria.

-Expl-osive -pultit erottavat SRB: t ulkoisesta säiliöstä, kun SRB: t palavat lennossa. Insinöörit arvioivat, että pulttien palaset voivat myös vahingoittaa sukkulaa. Ne ovat suunnitelleet pultin kiinnittimen, jotta pultit eivät vahingoittaisi ET: tä tai räjähtäisi orbiteria.

Miten avaruusalukset toimivat: joka

NASA on tehnyt seuraavat toimenpiteet, jotta voidaan havaita putoamisjätteet ja mahdolliset vahingot liikenteelle:

  • Satelliittikameraa (infrapuna, nopea digitaalinen video, HDTV, 35 mm, 16 mm) on sijoitettu käynnistyslevyn ympärille ja sen ympärille kalvon vetämiseksi navatuksen aikana.
  • Kymmenen aluetta 40 kilometrin etäisyydellä laukaisualustasta on varustettu kameralla, jotta se vetää sukkulan ylösnousemuksen aikana.
  • Jos raskaampaa pilvipeitettä avattaessa maapallokameroita peitetään, kaksi WB-57-ilma-alusta kuvataan sukkulan korkeudesta, kun se nousee ylös.
  • Kolme tutkatunnistustilaa (yksi C-kaistalla ja kaksi Doppler-tutkan avulla) valvoo sukkulan havaitsemaan roskia.
  • ET-laitteisiin on asennettu uusia digitaalisia videokameroita, jotka tarkkailevat orbiterin alustaa ja lähettävät tiedot maahan ET: n asennetuilla antenneilla.
  • Kamerat on asennettu SRB-nokkaan ET: n seuraamiseksi.
  • Siirtohenkilöstöllä on uusia kädessä pidettäviä digitaalikameroita, joiden avulla valotetaan ET erottamisen jälkeen. Kuvat ladataan orbiterille kannettaviin tietokoneisiin ja lähetetään sitten maahan.
  • Digitaalista avaruuskameraa käytetään astronauttien kanssa orbiterin tarkastamiseen kiertoradalla.
  • Kanada teki 50-metrinen pitkä laajennus, jota kutsutaan robotin käsivarsiin kiinnitettävällä Remote Manipulator System / Orbiter Booster Sensor System -järjestelmällä (RMS / OBSS). Tämä laajennus mahdollistaa RMS: n pääsyn orbiterin alapuolelle. Tälle laajennukselle asennetut kamerat kuvaavat alapuolta vaurioiden varalta.

Miten avaruusalukset toimivat: toimivat

RMS / OBSS antaa astronauteille mahdollisuuden tarkastaa siipien alapinnan ja etureunan vaurioita.

Lopuksi insinöörit ja teknikot ovat asettaneet 66 pieniä kiihtyvyysmittareita ja 22 lämpötila-anturia molempien siipien etureunaan orbiterissä. Laitteet havaitsevat orbiterin siipien osumien törmäyksen vaikutukset.

Kuvantamis- ja siipiantureiden koko tarkoitus on havaita mahdolliset vauriot putoavista roskista. Insinöörit ja ylläpitäjät voivat analysoida näitä kuvia ja antaa suosituksia miehistölle tehtävän aikana.

NASA laati myös ajatuksia siitä, miten korjaamaan vahingoittuneita kuljetuksia lennossa, mukaan lukien:

  • Esikeraamipolymeerien levittäminen pieniin halkeamiin
  • Käyttämällä pieniä mekaanisia pistokkeita, jotka on valmistettu hiilikolonikarbideista, vahinkojen korjaamiseksi halkaisijaltaan 6 tuumaa

Nämä ideat testattiin sukkula Discoveryssä kesäkuussa 2005.

Avaruussukkulan historia

Enterprise eroaa Boeing 747: sta aloittaakseen yhden lento- ja laskeutustestistä

Enterprise eroaa Boeing 747: sta aloittaakseen yhden lento- ja laskeutustestistä

- Apollo-avaruusohjelman loppupuolella NASA: n virkamiehet tarkastelivat amerikkalaisen avaruusohjelman tulevaisuutta. He käyttivät kertakäyttöisiä raketteja. He tarvitsivat luotettavaa, halvempaa rakettia, ehkä uudelleenkäytettävää. Ajatus uudelleenkäytettävästä "avaruussukkulaajasta", joka voisi käynnistää raketin, mutta maa kuin lentokone, oli houkutteleva ja se olisi hieno tekninen saavutus.

NASA alkoi suunnittelua, kustannuksia ja insinööritutkimuksia avaruussukkulalla ja monet ilmailu- ja avaruusalan yritykset tutkivat myös käsitteitä. Vuonna 1972 presidentti Nixon ilmoitti, että NASA kehittää uudelleenkäytettävää avaruussukkulaitosta tai avaruusliikennejärjestelmää (STS).NASA päätti, että sukkula koostuisi orkesteriin, joka oli kiinnitetty kiinteisiin rakettipotenteisiin ja ulkoiseen polttoainesäiliöön ja myönsi pääurakoinnin Rockwell Internationalille.

Tuolloin avaruusalus käytti ablatiivisia lämpösuojia, jotka polttaisivat pois, kun avaruusalus pääsi takaisin maapallon ilmakehään. Jotta kuitenkin voitaisiin käyttää uudelleen, olisi käytettävä muuta strategiaa. Avaruussukkulan suunnittelijat keksivät ajatuksen kattaa avaruussukkula, jossa on monia eristäviä keraamisia laattoja, jotka voisivat tarttua takaisin tulon lämpöön vahingoittamatta astronauteja.

Muista, että sukkula oli lentää kuin kone, enemmän kuin purjelentokone, kun se laskeutui. Työskentelyreitti rakennettiin aerodynaamisen mallin testaamiseksi, mutta ei ulkoavaruudelle. Orbitaalia kutsuttiin Enterprise Star Trek Starshipin jälkeen. Enterprise lensi lukuisia lento- ja laskeutustestejä, joissa se käynnistyi Boeing 747: stä ja laskeutui laskeutumiseen Edwards Air Force Baseen Kaliforniassa.

Lopulta, monivuotisen rakentamisen ja testauksen (eli orbiterin, päämoottoreiden, ulkoisen polttoainesäiliön, kiinteiden rakettimoottoreiden) jälkeen, shuttle oli valmis lentämään. Neljä navetta valmistettiin (Columbia, Discovery, Atlantis, Challenger). Ensimmäinen lento oli vuonna 1981 avaruussukkula Columbian, jota ohjaavat astronautit John Young ja Robert Crippen. Kolumbia menestyi hyvin ja muut kuljettimet tekivät pian useita onnistuneita lentoja.

Vuonna 1986 shuttle Challenger räjähti lennon aikana ja koko miehistö menetti. NASA keskeytti shuttle-ohjelman useiden vuosien ajan, kun taas katastrofien syyt tutkittiin ja korjattiin. Useiden vuosien jälkeen avaruussukkula lensi uudestaan ​​ja uusi shuttle, Endeavour, rakennettiin Challengerin tilalle shuttle-laivastolle.

Vuonna 2003, kun hän saapui uudelleen maapallon ilmakehään, shuttle Columbia hajosi Yhdysvaltojen yli. NASA perusti avaruussukkulaisen ohjelman onnettomuuden jälkeen ja toimi kuumeisesti muutosten tekemiseksi ja paluupulan palauttamiseksi lennolle. Vuonna 2006 shuttle Discovery menetti vaahtoa ulkoisesta polttoainesäiliöstä. Jälleen kerran ohjelma oli maadoitettu ja tutkijat kamppailivat ongelman ratkaisemiseksi. Discovery käynnisti kaksi kertaa vuonna 2006, kerran heinäkuussa ja jälleen joulukuussa. NASA: n mukaan heinäkuun 2006 laukaisu oli eniten kuvastettu historia. Atlantis käynnistettiin syyskuussa 2006 sääolosuhteiden viivästymisen jälkeen, ongelmana polttokennoa ja virheellisen anturin lukemisessa.

Vaikka avaruuskulut ovat erinomainen teknologinen kehitys, ne ovat rajalliset siihen, kuinka paljon hyötykuormaa ne voivat kiertää. Kuljetukset eivät ole raskasnostolaitteita kuten Saturn V- tai Delta-raketteja. Suihkulähde ei voi siirtyä korkealle tai kiertää maapallon gravitaatiokenttää matkustelemaan Kuuhun tai Marsille. NASA tutkii parhaillaan uusia konsepteja käynnistysajoneuvoihin, jotka pystyvät menemään Kuuhun ja Marsiin.

Lisätietoja avaruusaluksista ja niihin liittyvistä aiheista saat seuraavilla sivuilla olevista linkeistä.

yritys

on nyt esillä National Air & Space -museon Steven F. Udvar-Hazy-keskuksessa lähellä Dullesin kansainvälistä lentokenttää Washingtonissa.


Video Täydentää: Juizzi ja minigamet: Build Battle #8 - Avaruusalus.




FI.WordsSideKick.com
Kaikki Oikeudet Pidätetään!
Jäljentämistä Materiaalien Sallittu Vain Prostanovkoy Aktiivinen Linkki Sivustoon FI.WordsSideKick.com

© 2005–2019 FI.WordsSideKick.com