Fuerzas cortantes entre el transbordador, el tanque y los propulsores: ¿qué empuja a qué?

Esta es la pregunta que debería haber hecho aquí . El transbordador espacial y los dos propulsores de cohetes sólidos (SRB) están unidos mecánicamente al tanque gigante.

Los SRB, los transbordadores y los tanques experimentan fuerzas debidas al arrastre y a la gravedad. Los SRB y los transbordadores también experimentan fuerzas debido al empuje.

También existen fuerzas mecánicas entre los SRB y el tanque, y entre el transbordador y el tanque. Mi pregunta aquí es acerca de estas fuerzas.

Durante el vuelo, los SRB están levantando el tanque, por lo que las fuerzas de los SRB sobre el tanque son positivas. Cerca del final de su vuelo de propulsión, se separan del tanque. ¿Siguen elevándose en este momento?

Los tres motores principales del transbordador queman LOX y LH2 del tanque. El transbordador a veces lleva una carga útil muy pesada, pero a veces no , lo que significa que la fuerza gravitatoria en el transbordador puede variar sustancialmente de un vuelo a otro. Los motores principales del transbordador soportan el peso del transbordador. Pero , ¿siempre comparten el levantamiento del tanque? O cuando el transbordador tiene una carga útil muy pesada, ¿el tanque (+SRB) está realmente tirando del transbordador?

Idealmente, me gustaría ver si hay un gráfico de la fuerza del tanque SRB y del tanque del transbordador (magnitud y signo) en función del tiempo, para una masa de carga útil pequeña y una masa de carga útil máxima (¿Hubble?).

Básicamente , ¿qué-empuja-qué frente al tiempo?

ingrese la descripción de la imagen aquí arriba: STS-79 (NASA) desde aquí

ingrese la descripción de la imagen aquí arriba: STS-51f - Spacelab (NASA) desde aquí

ingrese la descripción de la imagen aquí arriba: STS-132 (NASA) desde aquí

ingrese la descripción de la imagen aquí arriba: STS-117 (NASA) desde aquí

Hay tramas relacionadas con lo que buscas en este documento ntrs.nasa.gov/api/citations/19770023219/downloads/… Pero solo para la primera etapa, y en tal forma (indicadores de carga) que tomaría un enorme esfuerzo escribirlo como respuesta. Para tener una idea, aquí está la definición de las ubicaciones de los indicadores de carga imgur.com/FJufdOZ y aquí está el gráfico para el indicador de carga del eje z adjunto al frente FT01 imgur.com/fkO5j5S
@OrganicMarble oh, esto ya es extremadamente útil. Esto es exactamente lo que necesitaba ver i.stack.imgur.com/fzSOF.png

Respuestas (2)

Los tres SSME proporcionan 568 toneladas de empuje, el Orbiter tiene un peso en la región de 100 toneladas, incluida la carga útil. El Orbiter siempre ejerce una fuerza positiva sobre el tanque desde el despegue hasta el MECO, sin importar la carga útil (0-16 toneladas en la práctica).

Los SRB se desechan cuando su empuje cae a 100 000 lbf/45 toneladas , por lo que para entonces su relación empuje/peso está por debajo de 1 y el Orbiter los arrastra. La caída del empuje es muy rápida, por lo que ocurre solo durante unos segundos.

¡Vale, esto es realmente útil! En algún lugar, debe haber algún tipo de trama de estos contra el tiempo.
@uhoh: en algún lugar hay una trama de fuerza contra tiempo. Haga clic en el enlace de Hobbes, y ahí está.
@DavidHammen hay una trama de algo , pero no lo que pedí. Por favor, lea mi pregunta de nuevo. " Idealmente, me gustaría ver si hay un gráfico de la fuerza del tanque SRB y del tanque lanzadera (magnitud y signo) en función del tiempo, para una masa de carga útil pequeña y una masa de carga útil máxima (¿Hubble?) "

Para proporcionar un poco más de claridad sobre qué está impulsando qué como complemento a la respuesta de @Hobbes:

Las cargas de empuje de los SRB pasan por sus accesorios de conexión SRB/ET delanteros (en la imagen), que se conectan a una viga de empuje que atraviesa el tanque intermedio ET, entre el tanque de hidrógeno en el extremo de popa y el tanque de oxígeno en el extremo delantero.

Faldón delantero SRB con punto de fijación ET en un círculo rojo

Las cargas de empuje de los SSME pasan por los accesorios de conexión del ET/Orbiter de popa en la parte inferior del tanque de hidrógeno.

Gracias por su respuesta y al revisar esto, me doy cuenta de que ya no entiendo realmente qué impulsa qué de la respuesta de (at) Hobbes. En una imagen allí, veo los SRB conectados al transbordador y, para mis ojos que no son científicos de cohetes, parece que el SRB está conectado directamente al transbordador y lo "levanta" directamente i.stack.imgur.com/KGetr.jpg Pero "las cargas de empuje de los SRB pasan por sus accesorios de unión SRB/ET delanteros, que se conectan a una viga de empuje que atraviesa el tanque intermedio ET..." suena como si los SRB "tiraran hacia arriba" del tanque externo, al igual que el transbordador. .
¿Debería preguntar "¿Cuáles son las funciones de esta cosa ?" como una nueva pregunta, ¿dónde está "esta cosa" el acoplamiento entre SRB y el transbordador, etiquetado en la imagen en mi comentario anterior?
@uhoh, la imagen que muestra es el marco estructural que une el ET al orbitador. Para que quede claro como el barro, los SRB tiran del ET desde el medio, empujan hacia arriba el tanque de oxígeno y tiran del tanque de hidrógeno. El orbitador empuja hacia arriba al ET desde abajo. Los accesorios de popa de los SRB solo sirven para mantenerlos apuntando en la dirección correcta, al igual que el bípode en la parte delantera del orbitador.
Bueno, eso realmente ayuda bastante en realidad! El acoplamiento con la flecha que dibujé no es simplemente una conexión punto a punto de orbitador a SRB; simplemente no es un buen ángulo de visión para ver lo que sucede allí y, aunque no se ve el haz de empuje (ya que la cámara no tenía visión de rayos X), es realmente uno de los "actores principales" que debemos apreciar. . Gracias por su tiempo y paciencia conmigo :-)
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