Sistema de atmósfera de la cabina del transbordador espacial

Al mirar el sistema de suministro de aire de la cabina del transbordador espacial, veo que proporciona O2 y N2 a través de un colector común en un regulador de 14,7 psi. Lo que no me queda claro es hacia dónde va el aire de la cabina, y si hay mucho flujo a través de ese regulador, o si está mayormente inactivo. La especificación sugiere que puede manejar 20 lb/hr. Mi pregunta es cuándo y cuánto funcionó... ¿Ventilaron continuamente o periódicamente el aire de la cabina solo para que se recargara desde este sistema? ¿El sistema solo suministra aire fresco cuando cae la presión de la cabina, como resultado de fugas o vertidos de residuos? Cualquier información que me ayude a comprender la forma en que se suministró aire a través de este regulador, especialmente cuándo y por qué, sería genial.

Respuestas (1)

Esta es la configuración de órbita normal para el sistema de control de presión (PCS) del orbitador.

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~850 psi O2 (amarillo) fluye desde los tanques criogénicos (que también se usan para alimentar las celdas de combustible) en el cuerpo medio del Orbiter, sobre un intercambiador de calor con el circuito de freón que calienta el O2, a través de un restrictor de flujo y un filtro a 100 psi regulador.

~3000 psi N2 (púrpura) fluye desde tanques dedicados en la parte media del cuerpo a través de un regulador de 200 psi, luego un filtro, hacia las tuberías de la cabina.

Uno de los dos sistemas PCS está configurado para fluir O2 o N2 a través del regulador de cabina. El diagrama muestra el Sistema PCS 1 configurado para fluir. Nada fluye a menos que la presión de la cabina caiga por debajo de 14,7. Cuando la presión cae por debajo de 14,7, el regulador se rompe y comienza a fluir gas. El gas que fluye está controlado por la válvula de control de O2/N2, que a su vez está controlada por un circuito que detecta la presión parcial de O2 (PPO2) en la cabina.

Si la PPO2 es inferior a 2,95 psi, el sistema fluirá O2. Si es superior a 3,45, fluirá N2. Para valores intermedios de PPO2, la válvula permanece en su última posición. Nuevamente, nada fluye a menos que la presión de la cabina caiga por debajo de 14.7

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Nada mayor fue ventilado intencionalmente, pero el O2 es consumido por la respiración de la tripulación, el N2 es consumido por fugas (menores pero siempre presentes) por la borda (hay una ventilación nominal de 3 lb/hr a través del sistema de ventilación de vacío todo el tiempo), operaciones de inodoro, etc.

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( fuente del diagrama )

El diagrama dice "primera mitad" porque a mitad de la misión, los sistemas se configuraron para fluir desde el Sistema 2, solo para nivelar el desgaste.

En cuanto a las cantidades de flujo, puede ver los restrictores de flujo en las líneas de oxígeno que limitan el flujo de O2 a ~25 lb/h, pero el registro de la cabina puede fluir hasta 75 lb/h o más si se activa un flujo alto - nota no hay restrictores de flujo en las líneas de nitrógeno.

Los interruptores de control para las válvulas operadas eléctricamente se encuentran en el Panel L2, a la izquierda del asiento del comandante. Aquí hay una foto que tomé del panel en Endeavour. Puede ver cómo el esquema dibujado en el panel coincide bastante bien con el dibujo de arriba. Las válvulas que no tienen interruptores en este panel son válvulas operadas manualmente ubicadas en la plataforma intermedia.

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Referencia: se utiliza para enseñar el sistema para ganarse la vida. La imagen proviene del material de capacitación. Pon todo en tiempo pasado. La redacción en el Manual de operaciones de la tripulación del transbordador es bastante buena, página 2.9-4

Estaba esperando su respuesta :) Actualmente estoy mirando un documento llamado ECLSS 21002. Espero que no le importen algunas preguntas de seguimiento. Se describe que la válvula de alivio de presión positiva de la cabina se abre en 15,5, alcanza el flujo máximo en 16 y vuelve a asentarse por debajo de 15,5. ¿Puede decirme, es esta una operación audible? ¿Cómo suena si es así? ¿Qué sonidos hacen las otras válvulas?
ECLSS 21002 es una gran referencia, no sabía que estaba disponible (JSC no lo publicó en su página FDF). Puede leer sobre la ventilación de vacío y las fugas constantes en el capítulo 5.4 La válvula de alivio de presión de la cabina nunca operó, que yo sepa, se habría considerado un gran error si la presión de la cabina hubiera subido tanto. El único comentario que escuché sobre los sonidos de PCS fue después de STS-86, hicieron una gran represión de Mir, y el CDR me dijo que tenían un ruido de flujo audible e incluso escarcha en las boquillas (las salidas de registro de la cabina estaban en MO10W , el techo del compartimento del inodoro)
Si no le molesta que pregunte, ¿cuál es la fecha en su copia de ECLSS 21002? Y claro, ¡pregunta seguimientos!
Lo conseguí en algún lugar de nasa.gov. Su versión 2006.
¡Gracias! Esa es probablemente la "versión final".
¿Tengo razón al pensar que todo el sistema no pudo mantener automáticamente una PPO2 adecuada a una presión de cabina más baja, por ejemplo, si el orbitador se acoplara con algo presurizado a 12 psi? Podría ser solo una situación hipotética. ¿Se pregunta si alguna vez se discutió y si existió un procedimiento? El regulador de la cabina no era ajustable, ¿verdad?
Tienes razón sobre la parte automática. La cabina a menudo se despresurizaba a 10,2 psi en preparación para los EVA. En esa situación, la presión y la PPO2 debían gestionarse manualmente. Las operaciones 10.2 se describen en ese mismo manual ECLSS 21002. Los procedimientos en sí se encuentran en la lista de verificación de EVA, sección 1. nasa.gov/centers/johnson/pdf/492872main_EVA_G_H_20.pdf
También había reguladores de 8 psi, pero solo entraban en juego en un escenario de fuga en la cabina.
Todavía no he llegado a la parte de eva, gracias por señalarlo :)
La sección de 100 psi del suministro de O2 tiene una válvula de alivio de presión que se rompe a 245 psi y ventila hacia la cabina. ¿Por qué la cabaña? Supongo que el alivio de la cabina se encargará de eso, pero ¿por qué no directamente en la línea de vacío?
Encontré esto solo en el manual de operaciones de la tripulación: "El O2 de reposición para uso metabólico lo proporciona un orificio de purga insertado en órbita en la desconexión rápida LEH O2 8 en el panel MO69M". ¿Cómo es que esto ni siquiera se muestra en los diagramas de arriba? De acuerdo con esto, solo el gas para reemplazar las fugas fluye a través del colector de o2/n2... entonces, ¿por qué tener ambos? Seguramente si este orificio de purga no existiera, el colector de o2/n2 suministraría aire reemplazando tanto la pérdida metabólica de o2 como las fugas de aire. No entiendo el punto del sangrado, ni por qué una función tan importante no se muestra en los diagramas ... ¿alguna posibilidad de aclarar eso?
@Innovine, ¿dónde está esta válvula de alivio de la que estás hablando? ¿Documento, página de referencia por favor? No recuerdo esto, pero ha pasado un tiempo.
El alivio de 245 psig se menciona en las operaciones de la tripulación 2.9-6 (misma página que la mención del orificio de purga). Curiosamente, la sección de N2 de 200 psi tiene una válvula similar, que se ventila en la línea de vacío.
El LEH O2 QD se muestra en el dibujo de mi respuesta. Está justo a la izquierda de la válvula de cruce de N2. El orificio de purga fue solo para reducir el desgaste de la válvula de control de O2/N2; si la purga pudiera reemplazar el uso metabólico, entonces la válvula de control de O2/N2 podría permanecer en N2.
No recuerdo nada de esa válvula de alivio del regulador de O2. Parece que se proporciona para proteger contra la falla del regulador de O2, pero no conozco detalles al respecto.
Veo la válvula LEH y asumí que era un circuito cerrado solo para los trajes (aún no lo he investigado). Estoy un poco sorprendido de que esta fuente principal de O2 respirable no esté más claramente indicada, pero estoy seguro de que estoy aprendiendo cosas ahora :)
Hay más información sobre el orificio de purga en la página 2-27 del manual 21002.
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