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2018
04-17

调高温度:微型模型启动SLS基地加热测试


纽约州北部可能很冷,但美国宇航局的工程师正在调整布法罗的温度,进行一系列的测试,这些测试将提供NASA新火箭,太空发射系统(SLS)基地的加热条件的关键数据。

空间发射系统核心舞台RS-25发动机的2%比例模型,左图和没有双增强器的SLS模型仅用于名义上的核心舞台在美国宇航局图片来源:NASA / MSFC

阿拉巴马州亨茨维尔的美国宇航局马歇尔太空飞行中心的一个工程师团队正在与布法罗的CUBRC公司密切合作,设计,建造和测试2%比例模型的SLS推进系统。这包括两个五段固体火箭助推器和四个核心级RS-25发动机,以及一个2%或6.5英尺高的整个火箭的比例模型。模型被短时间触发 - 每个测试大约50-150毫秒。

SLS将成为有史以来为太空任务而建造的最强大的火箭,其中包括一颗小行星和火星。

马歇尔SLS基地加热测试项目的首席工程师Manish Mehta表示:“进行如此短时间的测试有许多复杂的工作,SLS项目由该机构负责管理。 “推进系统和冲击隧道的时间必须精确。虽然这个测试程序在技术上具有挑战性,但我们没有遗产数据可以用来预测SLS基础环境,因为这种车辆从未飞过。他说:“有四个发动机和两个助推火箭弹射向基地。” “这导致非常复杂的流动物理,这是不是你可以开发分析和非常准确的预测。”

迷你模型的测试将提供有关对流加热环境的数据,火箭的基础上升将经历两个计划和无计划的飞行条件。来自测试系列的数据将被用来验证飞行硬件设计环境,并设定火箭基地热保护系统设计的规格。该系统保持主要的硬件,布线和将来的任务安全免受极端热量的助推器和发动机在燃烧期间创建上升。

首先完成了正常上升情景下核心阶段的测试,然后在1月初测试了整个SLS模型。全堆叠配置在火箭尾部有200个热通量和压力传感器,用于收集基本流量环境的数据。已经完成了30多个测试用例,整个测试系列中约有85个测试用例。测试计划在今年夏天结束。

测试程序使用在过去的人类航天计划中不可用的新技术,例如高速可见光和红外相机,激光诊断和模型推进系统的新设计,这些模型推进系统更充分地模拟了SLS全尺度系统。 Mehta说:“能够在硬件上工作,并且能够扩展我们的工程技能,为解决我们一直遇到的技术问题提供解决方案,这真是太好了。 “我认为我们做得很好。”

模型花了大约一年半的时间来设计和建造飞行规格和性能。对于2014年8月开始的试验系列,复制品装载推进剂,用氢气和氧气管线加压,并在CUBRC的一个冲击隧道中点燃。冲击通道复制超音速和高超音速的飞行条件,匹配火箭的环境将在上升过程中,包括温度,压力和速度。

CUBRC技术负责人Aaron Dufrene表示:“我们喜欢说我们正在复制地面上的飞行测试。 “这些模型设计的好处在于,我们可以运行数十次,甚至数百次,并且每次都能重复使用大多数硬件。”

“这就是为什么NA​​SA历史上开始做这种短时间测试技术的原因。马歇尔加了马克·西福德 工程师在测试项目上工作。 “由于您正在测试的规模小得多,在这种情况下是2%,所以加热在喷嘴的喉部上升。我们不能长时间运行它,否则硬件会受到影响。我们真的不得不在设计过程中挑战自己,以获得正确的材料以最大限度地降低风险。“

SLS的首次飞行测试将配置一个70吨(77吨)的提升能力和携带一个无人驾驶的猎户座太空船超越低地球轨道来测试综合系统的性能。随着SLS的发展,它将提供前所未有的130公吨(143吨)的起重能力,使特派团能够更远地进入我们的太阳系。

来源:美国国家航空航天局

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