Несколько анализов помогают нам определить и обеспечивать управление тепловыми условиями внешней среды для ПГ на участке выведения. Для многоступенчатых РН мы осуществляем оценку теплового потока от внутренней поверхности обтекателя ПГ. Максимальная температура внутренней поверхности РН Дельта II изменяется от 25 до 50° С. Мы также, осуществляем проверку тепла, излучаемого от обтекателя ПГ или окон доступа и свободномолекулярный нагрев от разряженного воздуха, воздействующего на ПГ после сброса обтекателя. В случае использования верхней ступени мы должны учитывать температурные режимы под воздействием условий космического пространства при нахождении на парковочной орбите и межорбитальных переходах. Пуски Шаттла требуют проведения аналогичных анализов. Мы должны принимать во внимание значительное время нахождения ПГ на борту Шаттла и возможные сценарии проведения операций при отмене пуска. Мы осуществляем обзор результатов анализов для определения влияния на орбитальные операции и ограничения допускаемого времени освещенности или затемнения ПГ, находящейся внутри грузового отсека Шаттла.
Определенный набор статических и динамических нагрузок определяют конструкцию ПГ, адаптеров и РН. Эти нагрузки носят характер либо аэродинамических нагрузок или зависят от перегрузки и вибрации. Аэродинамические нагрузки являются функцией суммарного давления на РН, движущуюся в атмосфере Земли. Они состоят из статического давления (давления окружающей среды) и динамической составляющей давления. Отношение между высотой и скоростью по траектории выведения определяет величины давления. Обтекатели ПГ обеспечивают защиту ПГ от скоростного напора до заданных величин. (В случае, если сильные ветра в день пуска приводят к возникновению сильных сдвиговых нагрузок, то запуск должен быть перенесен). В некоторой точке по траектории выведения скоростной напор падает до уровней, при которых не будет нанесен ущерб незащищенному ПГ. Это происходит в следствие уменьшения атмосферной плотности при увеличении высоты полета. В этой точке можно произвести сброс обтекателя для исключения разгона лишней массы. Обтекатели ПГ обычно не сбрасываются до тех пор, пока скоростной напор не упадет до 0.5 Н/м2.
Разность давления возникает в следствие того, что атмосферное давления внешней среды постоянно падает с высотой в то время, как под обтекателем остается воздух под высоким давлением. Воздух, содержащийся в отсеках РН и полостях в обтекателе и самом КА, находится под высоким давлением до тех пор, пока не будет выпущен наружу. Скорость сброса давления зависит от разности давления между внутренними отсеками ПГ и давлением под обтекателем., а также от разности давления между воздухом под обтекателем и внешней средой. Скорость спада давления зависит также от размера и количества вентиляционных отверстий как на КА, так и на обтекателе. На рис. 18-9 типовые данные по разности давления (давление под обтекателем минус давление внешней среды) для РН Титан-III. Данные диапазоны учитывают вопросы, связанные с наличием диспенсеров и неточности дренажных отверстий. Мы должны обеспечивать сброс давления из элементов ПГ для избежания повреждений на этапе выведения.
Рис. 18-9Разность давления в отсеке ПГ РН Титан-III.
Этот график показывает давление в отсеке ПГ по отношению к давлению внешней среды на этапе выведения. Мы должны знать эту разность для соответствующего сброса давления.
Силы, возникающие от ускорения, часто называемые перегрузками, приложенные к ПГ, состоят из статической (на установившемся режиме) и динамической (вибрация) составляющих нагрузок. В таблице 18-8 собраны типовые значения для нескольких РН, измеряемые в уровнях g или множителях ускорения свободного падения на уровне моря – 9.80665 м/с2. Необходимо заметить, что рассмотрению подлежат как продольная, так и поперечная составляющие. Кроме перегрузок и вибронагрузок на этапе выведения ПГ, выводимые Шаттлом должны учитывать условия орбитального полета, входа в атмосферу и аварийного или номинального приземления. На рис. 18-10 представлены данные по вибронагрузкам для нескольких РН. Эти данные зависят от перегрузок, реализуемых РН, различными процессами сгорания в двигателях и механической реакции всей РН на эти воздействия. Мы должны разрабатывать ПГ и адаптер таким образом, чтобы обеспечивать восприятие этих нагрузок. В таблице 18-9 представлен нижний предел собственных частот сборки адаптера и КА, приводящий к определенным требованиям к жесткости конструкции. Однако, если сборка оказывается достаточно жесткой, то конструкция может интерферировать с наиболее энергетичными частотами вибрации, представленными на рис. 18-10. Таким образом, нам необходимо откорректировать анализы статических и динамических нагрузок так, чтобы они включали более точные данные по конструкции РН, адаптера и ПГ.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.