¿Cómo afecta el disparo de prueba estático antes del lanzamiento al diseño de la masa y la estructura del cohete?

Algunos lanzadores, como Falcon 9 recientemente como en un videoclip vinculado a continuación, y creo que algunos otros lanzadores desde hace mucho tiempo en la historia de la carrera espacial, prueban sus motores antes del lanzamiento disparándolos mientras permanecen atados a la plataforma de lanzamiento. Me refiero a encender el vehículo real días u horas antes de un lanzamiento real, no a ninguna prueba de motor horizontal en desarrollo. F9 pesa alrededor de 500 toneladas en la plataforma de lanzamiento y los motores que se encienden son lo suficientemente potentes como para ponerse en órbita.

¿Cómo es posible sujetar algo así anclado al suelo sin romperlo? ¿Son estos lanzadores especialmente resistentes y pesados, o tal vez no sea tan difícil como parece porque las fuerzas son similares a las que encuentra un lanzador durante un lanzamiento real de todos modos?

¿Cuáles son las principales ventajas y desventajas a la hora de decidir si un lanzador debería ser capaz de disparar un motor estático antes de cada lanzamiento? ¿Qué tan grande es la penalización a la carga útil que puede llevar a la órbita?

Respuestas (2)

La relación de empuje a peso de los propulsores en el despegue debe ser mayor que 1, de lo contrario no aumentan.

Sin embargo, por lo general no es mucho más alto que 1. Por lo general, quizás entre 1,2 y 1,8. Esto es obvio en los refuerzos que parecen lentos o rápidos desde el pad.

Por lo tanto, el impulso es la gravedad más un poco, pero no tanto. Entonces, el escenario puede manejar la gravedad solo para ponerse de pie. Esto realmente no es mucho más. También debe poder manejar la carga en el camino hacia arriba. (Es decir, la falla en la misión Falcon 9 CRS-7 fue un puntal que no pudo manejar la carga).

Por lo tanto, todo se reduce a dónde puede sostenerlo en el propulsor, sin dañarse para resistir el empuje. De alguna manera, la gravedad y parte del impulso se cancelan. Es sólo la diferencia que es el problema.

Lleno de combustible, presurizado, las etapas son bastante fuertes.

¡Considere también que necesita una almohadilla lo suficientemente fuerte como para no ser arrancada del suelo por todo ese empuje tampoco!

Debe diseñarse desde el principio, no el tipo de cosas que agrega después de que se completa el refuerzo.

Los SSME en el transbordador realmente se encenderían y alcanzarían su máxima potencia mientras se mantienen presionados, antes de que se disparen los SRB. El famoso 'twang' del Shuttle fue cuando el SSME golpeó a toda potencia y movió toda la pila antes de abandonar la plataforma. (Una vez que el SRB se dispara, te vas o mueres. No hay intento).

Entonces, debido a que la relación de empuje a peso es menor que 2 g, ¿la tensión en el lanzador es, de alguna manera básica, menor cuando los motores se encienden que cuando descansa en la plataforma por gravedad?
@LocalFluff No, la aceleración de despegue se suma a la gravedad. (Y la gravedad no se apaga cuando el control de lanzamiento presiona el botón. Les gustaría pero no pueden :-))

STS hizo disparos de preparación de vuelo en los primeros días donde los SSME se encendían durante unos segundos.

La pila se atornilló al Mobile Launcher con ocho pernos grandes en la base de los SRB. Aquí hay una foto de las nueces antes y después de que las pirotecnia las hicieran estallar. ( fuente )

Recuerdo una discusión sobre lo que sucedería si los SRB dispararan y las tuercas no se partieran. Había 2 sistemas pirotécnicos independientes para separar las tuercas. En un vuelo al final del programa, uno de los sistemas no se encendió, lo que llevó a una gran cantidad de análisis y Powerpoint. Creo, pero no puedo encontrar una referencia, que el consenso fue que el vehículo aún despegaría pero el rendimiento se degradaría.

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Encontré este interesante artículo relacionado que habla sobre algunos de los problemas que tenían con esos pernos de sujeción que explotaban. Aparentemente, durante STS-126 vieron escombros alrededor del sitio de lanzamiento de uno que no quedó atrapado correctamente y dedicaron una gran cantidad de esfuerzo a rediseñar el Sistema de Contención de Desechos (DCS) que evita que los pernos causen daños durante el despegue. Varios otros informes están vinculados a ese que habla de diferentes iteraciones y cambios en el sistema a lo largo de los años.
Algo increíble ver a toda la pila balanceándose hacia adelante y hacia atrás durante y después del disparo.
¿Cómo afecta el disparo de prueba estático antes del lanzamiento al diseño de la masa y la estructura del cohete?
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