Enrutamiento de conductos de propulsor SSME

Los conductos de propelente de baja presión en SSME se enrutan alrededor del motor de una manera algo complicada. Tanto las líneas de combustible como las de oxidante salen de la turbobomba de baja presión, giran, bajan y luego regresan a la turbobomba de alta presión. ¿Cuál es la razón de tal enrutamiento artificial?

Puedo pensar en 2 posibles razones detrás de eso:

  • Contracción de la longitud por cambios de temperatura (tanto el combustible como el comburente son criogénicos).
  • Flexibilidad: dado que las turbobombas de baja presión van fijadas al orbitador, pero el resto del motor es gimballing, la línea debe ser flexible. Esto se soluciona articulando juntas en el tubo.

¿Hay otras razones? ¿Podrían estos problemas técnicos resolverse de manera diferente, por ejemplo, utilizando una manguera flexible trenzada de alambre que conecta directamente ambas turbobombas? Aunque no estoy seguro de si existe un material que sea flexible a la temperatura del hidrógeno líquido.

tubería SSME

Creo que la razón principal fue, como dices, el gimbaling, pero no estoy seguro de haber visto esto escrito alguna vez. Echaré un vistazo rápido a mis notas.
No estoy seguro de que las mangueras flexibles largas y de gran diámetro sean viables aquí debido a las cargas de aceleración y vibración. En los satélites, los mucho más delgados están sujetos a requisitos de soporte bastante estrictos.

Respuestas (2)

Encontré una referencia que respalda tu razón #2 -

ingrese la descripción de la imagen aquí

Las juntas flexibles soldadas en las líneas de interfaz de fluido permiten el movimiento del motor para la dirección del vehículo, manteniendo la presión interna y la temperatura ambiente de las líneas. Dado que las líneas de interfaz de fluido se conectan entre el motor (que cardan) y el vehículo, o entre el motor y un componente sin cardan, deben ser flexibles.

Este documento (p. 373) brinda reglas para el diseño de estos conductos que siguen los conductos SSME... sin embargo, lamentablemente, ¡el libro no explica por qué se deben seguir algunas de estas reglas!

En los conductos que conectan dos elementos que impliquen grandes movimientos relativos, se requiere un mínimo de tres tramos flexibles. El eje longitudinal de al menos dos de las secciones de fuelle debe colocarse en ángulo recto entre sí.

..........

Las tres secciones flexibles se mantienen en el plano del punto cardán del motor. Esto da como resultado desplazamientos mínimos de las secciones para un movimiento dado del motor.

Gracias, esto confirma que los tubos deben ser flexibles. ¿Hay alguna razón por la que sean tan largos y envuelvan el motor, en lugar de ir directamente de la turbobomba de baja presión a la de alta presión?
@mpv todavía no he encontrado eso por escrito :(
Una pregunta relacionada podría ser, por qué las juntas articuladas tenían que estar en este ducto y no aguas arriba de las turbobombas de baja presión. No estoy seguro si sería parte de esta pregunta o debería hacerse por separado.
Las bombas de baja presión estaban montadas en la estructura del vehículo y no giraban, pero en cuanto a por qué... sí, buena pregunta.
En las tuberías de vapor (problemas térmicos y de vibración, pero un régimen diferente), la "regla del ángulo recto" consiste en convertir los cambios de longitud en pequeños cambios angulares que luego podría manejar la siguiente unión. Es decir, la vibración en una tubería es un pequeño vaivén de una junta, que mueve el codo de gran ángulo, que luego es un movimiento angular en la siguiente junta "a la vuelta de la esquina".
Esa es una gran entrada, gracias!

La razón principal es por la capacidad de cardán. El motor tenía un requisito de cardán de 13 grados y necesitabas la longitud de la línea de alimentación para hacerlo posible.

Gracias por la respuesta. ¿Conocería algún recurso que describa los detalles?
Enrutamiento de conductos de propulsor SSME
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v