¿Qué impidió que los vientos cruzados empujaran los cohetes Apolo hacia su propio pórtico?

Se calculó que los espacios libres estaban bien hasta un viento del percentil 95. Supongo que hubo un Criterio de compromiso de lanzamiento (LCC) para el viento de tierra, pero no he podido encontrar un documento Apollo LCC. En pocas palabras, siempre que los vientos estuvieran por debajo de lo que se calcularon los espacios libres, no hubo problema.

Fuente Saturno V Manual de vuelo SA-507

Una palabra sobre el percentil 95: no sería práctico diseñar el sistema para cada viento que se encuentre en el sitio de lanzamiento. Se debe trazar una línea estadística para establecer una barrera entre la probabilidad de lanzamiento y el costo del sistema. Aparentemente, Apolo eligió el 95%. La mayoría de los sistemas Shuttle se diseñaron con una probabilidad de tres sigma (99,7 %).

¿Cómo funciona esto para los lanzamientos espaciales en general?

Para el transbordador, los vientos se midieron exhaustivamente antes del lanzamiento y se realizaron simulaciones utilizando los vientos del día para asegurarse de que estaba bien. De hecho, los comandos de dirección y aceleración se calcularon el día del lanzamiento en función de los vientos.

LCC del transbordador en vientos terrestres fue

Para el lanzamiento, la velocidad máxima permitida del viento observada en el nivel de 60 pies de la estructura de servicio fijo depende de la dirección del viento y varía de 19 a 34 nudos.

Criterios de compromiso de lanzamiento meteorológico del transbordador espacial y criterios meteorológicos de aterrizaje al final de la misión del KSC

tl;dr Usted elige las condiciones del viento para diseñar su sistema en función de un estudio estadístico de las condiciones del viento en el sitio de lanzamiento, su tolerancia a la depuración en función de los vientos y su presupuesto. Luego, el día del lanzamiento, mide los vientos del día para asegurarse de que no se excedan los criterios de diseño.

Este es un ejemplo divertido para tratar de estimar a partir de los primeros principios. Voy a ignorar la inclinación de 1,25 grados. Sólo voy a estimar qué tan lejos podría ser arrastrado por el viento el centro de masa. La mayor parte de la masa y el área de la superficie se encuentran en las dos primeras etapas, así que digamos que la cosa es efectivamente un cilindro con una altura de$L=70$m (no la altura total de la embarcación). El coeficiente de arrastre de un cilindro depende en cierta medida del número de Reynolds, pero probablemente se trata de$c=0.5$aquí. El radio de las etapas inferiores es$r=5$metro. Se necesita$t=13$s para despejar la torre. la masa es$m=3\times10^6$kg. Dejar$\rho$Sea la densidad del aire. Un comentario de Uwe dice que la velocidad real del viento más alta en el lanzamiento fue de aproximadamente$v=10$m/s, y señala que probablemente orientarían las cosas de modo que el viento dominante estuviera lejos de la torre, pero digamos que tenemos una ráfaga en la dirección equivocada que dura todo el tiempo$t$y tiene esta fuerza.

En este modelo, el movimiento horizontal es

La respuesta de Organic Marble muestra que el espacio libre entre las aletas y los brazos oscilantes es mayor a 1,6 m; esta cifra es el "espacio libre mínimo previsto", por lo que el espacio libre real sería mayor. (Los espacios libres mucho más estrictos en el mismo documento son para los postes de sujeción, pero el barco los limpia muy rápidamente). Así que parece que esta desviación por el viento está en el orden de magnitud correcto para causar un desastre, pero presumiblemente estas personas, que eran ingenieros aeronáuticos, lo calcularon muy bien y fueron capaces de establecer los criterios meteorológicos para un nivel de riesgo adecuado.