¿Por qué el transbordador espacial no tenía la capacidad de reversión manual del control de vuelo?

El artículo de Wikipedia sobre STS-1 (la primera misión del transbordador espacial orbital), en una discusión de todos los problemas y fallas que ocurrieron durante la misión, menciona que, debido a una onda de choque inesperada durante el encendido del refuerzo, la aleta trasera del Columbia (parte de su sistema de control de cabeceo) estaba (sin que el control de la misión o la tripulación lo supieran en ese momento) doblado hacia arriba más allá del punto donde se habría esperado daño a los sistemas hidráulicos del transbordador.

De acuerdo con el artículo, si las líneas hidráulicas del Columbia hubieran sido rotas, resultando en una pérdida total de fluido hidráulico, esto habría hecho que el transbordador fuera incontrolable tan pronto como las fuerzas aerodinámicas en el orbitador durante el reingreso excedieron la autoridad de control de su reacción. sistema de control.

Las aeronaves de tamaño pequeño a mediano con controles de vuelo accionados hidráulicamente esencialmente siempre tienen algún tipo de capacidad de reversión manual en caso de que ocurra una situación sin hidráulica, donde las superficies de control de vuelo principales (siempre el elevador y los alerones, y a veces también el timón ) son operados manualmente por los pilotos, generalmente mediante cables de control conectados a los yugos de los pilotos y tirando (dependiendo de la aeronave) ya sea en las superficies de control directamente o en las pestañas de servo que luego generan fuerzas aerodinámicas que mueven las superficies de control. (Los aviones grandes generalmente no lo hacen, aunque incluso la autoridad de control parcial sería mejor que nada, pero esa es otra pregunta ).

Que yo sepa, el avión occidental más grande que tiene controles de vuelo con capacidad de reversión manual es el Boeing 737 MAX , 1que tiene provisiones para el control manual completo de los alerones y el elevador, además de una pequeña cantidad de control manual del timón no documentado (ya que el timón rara vez o nunca se usa durante el vuelo normal, el control manual del timón es mucho menos crítico que el control manual del elevador y alerones , y el uso de un sistema manual de alerones y elevadores en lugar de un sistema manual de tres ejes permite un sistema más simple; sin embargo, debido al diseño del sistema de timón del 737, el timón se puede mover manualmente ligeramente en una cantidad suficientemente grande de fuerza sobre los pedales del timón). El 737 MAX es considerablemente más grande que un transbordador orbital, con un peso máximo de 88 300 kg, en comparación con el peso vacío del transbordador (ya que su capacidad de control de vuelo, o la falta de ella, solo sería relevante durante el descenso, cuando generalmente estaría vacío , y por lo tanto, en su forma más ligera) de 68.600 kg; incluso con el transbordador en su peso máximo permitido (para permitir la posibilidad de una falla hidráulica durante un escenario de aborto mientras lleva la carga útil más pesada posible) de 109,000 kg, sería menos de una cuarta parte del tamaño de un 737 MAX 9, lo que parecería indicar que incluir la capacidad de reversión manual para los controles de vuelo del transbordador habría sido factible.

¿Por qué, entonces, no se incluyó?


1 El Ilyushin Il-62 es casi el doble de pesado que el 737 MAX 8, con un MTOW de 165 000 kg y tiene un sistema de control de vuelo completamente mecánico (sin sistema hidráulico, incluso en funcionamiento normal); sin embargo, era un avión soviético , por lo que era poco probable que los equipos de diseño del transbordador espacial hubieran tenido acceso a sus datos técnicos (especialmente dada la fuerte participación de la Fuerza Aérea de EE. UU. en el diseño y desarrollo del transbordador; por ejemplo, el El transbordador habría tenido alas mucho más pequeñas si no fuera por el requisito de diseño de lanzarse a una órbita polar para desplegar un satélite espía estadounidense o secuestrar uno soviético, y luego volver a entrar y aterrizar después de solo una órbita, con los consiguientes requisitos de gran rango cruzado) .

Sugiero que esto se traslade a SpaceExploration.SE, hay personas con un amplio conocimiento sobre el programa Space Shuttle allí y es mucho más probable que obtenga una respuesta definitiva.
@GdD: Me doy cuenta de eso, pero esta pregunta es sobre el sistema de control de vuelo del transbordador espacial, que cae bajo el mandato de Aviation.SE en lugar de SpaceExploration.SE.
Veo a dónde vas, pero definitivamente creo que obtendrás respuestas más definitivas allí @Sean. El caso que ha mencionado ha sido discutido más de una vez.

Respuestas (1)

La principal razón (como suele ser el caso con las naves espaciales) probablemente fue el peso. Cuesta bastante dinero llevar incluso pequeñas cantidades de masa al espacio, cuando se trata de un vehículo que es clave mantenerlo liviano y mantener un nivel básico de seguridad.

A diferencia del 737, el transbordador carecía de los controles estilo yugo que serían necesarios para este tipo de sistema. La palanca de mando no solo operaba las superficies de control de vuelo durante la aproximación, sino que también impulsaba el sistema de control de reacción mientras estaba en el espacio . Por lo tanto, no habría forma de operar un sistema de respaldo manual incluso si hubiera uno (sin cambiar todas las superficies de control).

El orbitador también tenía un sistema hidráulico redundante triple que se consideró lo suficientemente seguro contra fallas y, debido al vuelo altamente automatizado de los sistemas hidráulicos del orbitador, resultó ser lo que se necesitaba para hacer realidad el sistema. Los controles de cable para la reversión manual en un régimen de vuelo apenas manejable por humanos habrían sido en gran medida un peso muerto.

... ¿por qué no se podría usar un joystick con un sistema de reversión manual?
@Sean, podrías si fuera como los de, por ejemplo, un P-51, pero el sistema de transporte era diferente y tenía que controlar tanto las superficies de control como los cohetes de reacción, el último de los cuales realmente no puede ser impulsado mecánicamente.
Sí, pero la pregunta es sobre la reversión manual como respaldo en caso de falla hidráulica total ; a menos que los propulsores RCS fueran accionados hidráulicamente, su control por el mismo joystick que las superficies de control de vuelo no es realmente relevante.
@Sean, aunque no estaba directamente relacionado, era una restricción de diseño para ahorrar peso y simplificar las operaciones en el orbitador. Claro que podría tener un sistema basado en cable, pero como se señaló anteriormente con un sistema hidráulico triple redundante, más habría sido un peso muerto. Si escucha el podcast vinculado anteriormente, también cubren el hecho de que los despidos de los transbordadores fueron en gran parte para mantener las apariencias para el público y la mayoría de los astronautas sabían que una falla crítica de cualquier sistema principal no iba a terminar bien.
"apenas volable por humanos" +1. Fuera de las pruebas, ¿ alguna vez un humano voló un STS?
@Dave los despidos no fueron por relaciones públicas. En STS-79, una APU falló y provocó la pérdida de un sistema hidráulico. Salvado por los despidos. Consulte la página 23 ntrs.nasa.gov/api/citations/19970008143/downloads/… Su respuesta es correcta, la redundancia triple fue lo suficientemente buena, agregar un sistema de cable habría sido exagerado.
@Mazura cada misión, aunque sea brevemente.