¿Cómo simulan el entorno del motor SLS?

Estaba leyendo un artículo de Aviation Week sobre el reinicio de la producción de SSME (RS-25E) para SLS .

Hay un párrafo que me parece interesante.

En el SLS, las entradas del motor recibirán oxígeno líquido más frío a presiones más altas porque el tanque LOX es más alto y el vehículo tendrá una aceleración más alta que el transbordador. Las columnas de los propulsores sólidos SLS estarán mucho más cerca de los motores de combustible líquido, por lo que las boquillas RS-25 necesitarán protección contra el calor.

Entiendo cómo simulas la entrada de LOX de mayor presión/más fría en un banco de pruebas. Eso es solo 'mecánica', o como diría Sheldon, los cachivaches con los que los ingenieros juegan su tiempo.

Pero, ¿construir un banco de pruebas que pueda simular un par de SRB con un empuje de 2,8 Mlb disparando cerca? Dios mío, eso es MUCHA energía para tratar de simular. Además de otros 3 SSME en las proximidades.

Esa es una cantidad impresionante de energía en juego en la base del SLS. (2.8 X 2 + .66 X 4 = 8.24 Mlbs de empuje). Esa es una cantidad increíble de calor para probar y jugar.

El banco de pruebas para los SSME es bastante robusto, pero parece que esto es un orden de magnitud más difícil.

¿Cómo probarán esta necesidad de protección adicional de manera significativa?

Respuestas (1)

Preguntaste esto 8 días antes de que la NASA publicara una descripción de cómo están probando la calefacción: http://www.nasa.gov/sls/base-heating-tests.html

Aparentemente, la respuesta es construir un modelo a escala del 2% de todo el cohete, incluidos los motores y los propulsores, y dispararlo en ráfagas de corta duración de 50 a 150 milisegundos a la vez en un túnel de choque (CUBRC está trabajando con la NASA, por lo que probablemente estos túneles ) eso está produciendo condiciones de vuelo para varias etapas del vuelo.

Modelo de túnel de choque SLS Core(Imagen de la NASA en el artículo vinculado arriba)

La corta duración de las pruebas está determinada por lo que el modelo puede manejar sin derretirse y el tiempo de operación muy corto de un túnel de choque (Wikipedia cita 20 milisegundos, aunque eso no es para un túnel CUBRC).

Las pruebas de los minimodelos proporcionarán datos sobre los entornos de calentamiento por convección que experimentará la base del cohete durante el ascenso, tanto en condiciones de vuelo planificadas como no planificadas. Los datos de la serie de pruebas se utilizarán para verificar los entornos de diseño del hardware de vuelo y establecer especificaciones para el diseño del sistema de protección térmica base del cohete. El sistema mantiene el hardware principal, el cableado y las tripulaciones en futuras misiones a salvo del calor extremo que generan los propulsores y los motores mientras se queman durante el ascenso.

Tenga en cuenta que esto no prueba el blindaje real, solo proporciona los datos necesarios para determinar cuánto blindaje se requiere. Dado el conocimiento del calentamiento que tiene que soportar, el blindaje se puede probar por separado para demostrar que maneja la carga de calor antes de apilar todos los cohetes juntos. No me sorprendería si la primera vez que prueban el blindaje con un SRB real en un lado y un bloque de SSME en el otro es la primera vez que lo lanzan.

Los datos experimentales son recopilados por:

La configuración de pila completa tiene 200 sensores de presión y flujo de calor dentro de la sección de popa del cohete para recopilar datos sobre el entorno de flujo base.

y

El programa de prueba utiliza nueva tecnología que no estaba disponible durante los programas anteriores de vuelos espaciales tripulados, como cámaras infrarrojas y de luz visible de alta velocidad, diagnósticos láser y nuevos diseños de los sistemas de propulsión modelo que simulan de manera más adecuada los sistemas SLS a gran escala.

El primer artículo que vinculé mencionaba que la prueba debería realizarse a principios del verano de 2015. No he encontrado ninguna referencia reciente a la prueba, pero sí encontré esta publicación anterior de la NASA sobre los cohetes a escala antes de que se adjuntaran a un modelo de el cohete para pruebas de túnel de choque. Eso incluía un video de una prueba de fuego caliente del núcleo de ~ 65 ms de duración:

No hay video de disparar con los propulsores adjuntos, pero había esta imagen fija (con una configuración antigua donde el núcleo estaba girado 45 grados con respecto a los propulsores):Modelo SLS fuego caliente

Ese modelo a escala tiene un aspecto genial.