¿Cargas laterales máximas en el transbordador espacial durante el lanzamiento?

El controlador TVC del transbordador espacial incluía un término de aceleración que se activaba por encima de 547 pies/s para aliviar las cargas laterales causadas por la cizalladura del viento, etc. El término de aceleración básicamente permitía que el transbordador volara contra el viento para reducir el ángulo de ataque, y esto sería hecho incluso si desvió el rumbo del transbordador (hasta que la velocidad alcanzó Mach 2.2, momento en el cual el transbordador volvería a seguir su horario de actitud).

Mi pregunta: ¿cuál era el límite de carga lateral en el transbordador? Creo que he visto gráficos de Falcon 9 que muestran un límite de 1 g a lo largo de uno de los ejes laterales. ¿Cuánta aceleración lateral (por ejemplo, de ráfagas de viento) habría sido aceptable en el transbordador espacial?

Respuestas (1)

Operacionalmente no había tal límite. Los límites que se lograron en el canal de guiñada fueron límites "q-beta", producto de la presión dinámica y el ángulo de deslizamiento lateral. Se produjo una "pila" de planos límite q-beta vs q-alfa, indexados por número de Mach, antes del vuelo y se calculó la trayectoria para mantener el vehículo "en el embudo".

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Consulte esta respuesta para obtener más información ¿ Cargas estructurales de la etapa superior en ascenso? así como un enlace a la fuente de la imagen.

Además, el alivio de la carga en el canal de guiñada no "desviaba el rumbo" del vehículo: el canal de balanceo hacía rodar el vehículo para apuntarlo de nuevo al plano correcto.

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Fuente: Libro de trabajo de guía de ascenso

¡Ay! He estado mirando esa segunda foto durante todo un día. ¡No puedo entenderlo! Digamos que un viento lateral produce una aceleración Y, lo que hace que el término de aceleración del controlador TVC se desvíe del plano orbital objetivo, para reducir el ángulo de ataque en presencia de ese viento. Si la línea de empuje pasa a través de la línea central del transbordador, entonces el balanceo no haría nada. Si la línea de empuje forma un ángulo con la línea central del transbordador, entonces rodar sobre la línea central devolvería la línea de empuje al plano orbital, pero incluso entonces, ¿no tendría que girar 90 grados?
La ilustración sugiere que la línea de empuje está en ángulo con la línea central del transbordador, pero lamentablemente... en realidad no estoy seguro si ese es el caso. Creo que las boquillas del motor están inclinadas unos 10 grados con respecto a la línea central cuando están en su posición "centrada" relajada. Pero incluso si es así, la única corrección de balanceo que puedo visualizar es con el transbordador girando 90 grados completos para que el vector de empuje regrese al plano orbital... incluso para la más mínima corrección de guiñada fuera del plano... ¿No?
Consulte space.stackexchange.com/a/23139/6944 para ver la primera parte.
¡Perfecto! Entonces, mi sospecha es que el alivio de carga en el canal de control de balanceo era muy específico para el transbordador espacial, ya que parece asumir que el vector de empuje estaría en ángulo con el eje X. En un cohete como Falcon 9, la línea de empuje pasaría directamente a través del eje X (en la posición nula), por lo que ninguna cantidad de balanceo devolvería el vector de empuje al plano orbital... ¿Parece?
He estado ignorando el término de alivio de carga del canal de balanceo en mi controlador por este motivo. Sigo preguntándome si tal vez estoy malinterpretando ese término y si tal vez sería útil en mi modelo, pero... ¿no parece que podría funcionar sin un vector de empuje compensado como el que tenía el transbordador espacial?
Tiene sentido, pero esto es lo único con lo que tengo experiencia :(
¡Perfecto! Tengo que tener cuidado con las cosas que tomo prestadas del transbordador espacial o terminaré con tonterías que tendré que tirar más tarde... pero todas estas cosas del transbordador espacial son muy útiles, incluso si resulta que puedo. No lo use. Gracias Gracias :)
Pero ahora un pensamiento interesante: si un cohete simétrico como el Falcon 9 carga alivio al girar contra el viento, entonces se moverá fuera de su plano orbital objetivo y tendrá que corregir esa desviación más adelante. Me imagino que PEG lo manejaría bien para el vuelo de la etapa 2 si la desviación no es demasiado grande... pero me pregunto sobre la etapa 1, que tiene que regresar a una ubicación precisa funcionando solo con propulsores de gas frío y aletas de rejilla durante la mayor parte del tiempo. descenso---todo posiblemente todavía limitado por los límites de carga? O tal vez Falcon está diseñado para manejar cargas de viento sin necesidad de desviarse...
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