Mated Vehicle Ground Vibration Test
Mated Vehicle Ground Vibration Test (MVGVT) – naziemne próby drgań połączonego pojazdu, podstawowe testy, przez które musiał przejść prom kosmiczny, mające na celu sprawdzenie zachowania się pojazdu w trakcie wzlotu na orbitę. Do prób został użyty testowy model wahadłowca, Enterprise.
Wstęp
.jpg){kind=spacer}
W dniach 10–13 marca 1978 Enterprise został przewieziony na grzbiecie Boeinga 747-SCA z bazy Edwards do centrum badawczego NASA Marshall Space Flight Center (MSFC) w Huntsville w stanie Alabama. O ile próby ALT prowadzone w Edwards służyć miały sprawdzeniu zachowania się wahadłowca w ostatniej fazie lotu, o tyle próby MVGVT dotyczyły przede wszystkim startu i wzlotu na orbitę okołoziemską, kiedy pojazd przypomina bardziej wielką rakietę nośną niż samolot. Kluczowe znaczenie miało tu zbadanie drgań, jakim jest poddawana konstrukcja[1][2].
Od połowy listopada 1976 r. do początku 1978 r. badania drgań modelu wahadłowca w skali 1:4 prowadziły laboratoria firmy Rockwell. Teraz nastąpić miały próby w skali 1:1 kompletnej konfiguracji startowej. Na początku 1978 r. do Huntsville przetransportowano koleją ze stanu Utah segmenty rakiet SRB. Zbiornik zewnętrzny ET zmontowany w zakładach Michoud koło Nowego Orleanu przypłynął na barce holowanej rzekami Missisipi, Ohio i Tennessee[1][2].
Próby
Pierwsza seria prób dotyczyła tylko orbitera. Technicy NASA przykładali do różnych punktów powierzchni Enterprise wzbudniki drgań. Drgania te rejestrowały czujniki rozmieszczone w orbiterze. Celem tych badań było sporządzenie charakterystyk drgań służących do sprawdzenia modeli matematycznych, zastosowanych do określenia, jak orbiter zachowuje się podczas występowania drgań oczekiwanych w czasie startu i lotu orbitalnego[1][2].
Badanie konfiguracji startowych rozpoczęto od układu orbitera połączonego ze zbiornikiem zewnętrznym ET, tzn. konfiguracji symulującej lot tych obiektów po odłączeniu silników SRB. Zbiornik ciekłego tlenu w ET wypełniono dejonizowaną wodą, która stopniowo wyciekała, symulując zużywanie się materiałów pędnych. Zbiornik ciekłego wodoru był wypełniony sprężonym powietrzem. W drugiej konfiguracji do zestawu dołączono rakiety SRB wypełnione substancją imitującą stały materiał pędny i sprawdzono własności wahadłowca w chwili startu. Trzecia konfiguracja różniła się od drugiej tym, że z wnętrza obu SRB usunięto materiał pędny, co z kolei miało symulować sytuację tuż przed ich odłączeniem[1][2].
Wszystkie trzy fazy prób były wykonywane we wnętrzu betonowej wieży (o wysokości 110 m) należącej do stanowiska dynamicznych prób drgań (ang. Dynamic Test Stand) zbudowanego w latach sześćdziesiątych dla prób rakiety Saturn V. Najpierw do wnętrza silosu opuszczono dźwigiem zbiornik zewnętrzny mocując go do ścian stanowiska za pomocą specjalnych zastrzałów. Następnie opuszczono orbiter i przymocowano go do zbiornika. Na szczycie wieży zainstalowano kratownicę mającą unosić zespół orbiter-ET, z której opuszczono liny, a następnie przymocowano je do zbiornika zewnętrznego. Na kratownicy liny zostały podwieszone do układu poduszek powietrznych. Po napompowaniu poduszek, usunięto podtrzymujące zbiornik zastrzały. Teraz orbiter i ET mające łączną masę około 544 ton uzyskały miękkie zawieszenie, konieczne przy próbach drgań[1][2].
W drugiej i trzeciej konfiguracji próbnej, w których wykorzystywano rakiety wspomagające zamiast układu podwieszenia zastosowano podpory hydrodynamiczne pozostałe z prób Saturna V. Odpowiednio zmodyfikowane podpory umieszczono po dwie pod każdą rakietą SRB. Każda z nich składała się z cylindra wypełnionego 3785 dm³ specjalnego oleju zamkniętego tłokiem. We wnętrzu cylindra panowało ciśnienie 10 300 kPa. Miękkie połączenie z rakietami SRB zapewniały ułożyskowania znajdujące się na szczycie tłoka. Podpory hydrauliczne pozwalały na pionowe, poprzeczne i obrotowe ruchy całego zespołu wahadłowca mającego masę 1800 ton przy napełnionych i 680 ton przy pustych silnikach wspomagających[1][2].
Wstrząsarki
Do wytwarzania drgań służyły elektrodynamiczne wstrząsarki (wibratory): trzydzieści sześć o masie 68 kg i dwadzieścia o masie 454 kg, elastycznie połączone z bardziej sztywnymi elementami wahadłowca (np. dźwigary, żebra) i wytwarzające drgania o częstotliwościach 0–40 Hz. Jednoczesnym sterowaniem wybranymi 24 wstrząsarkami sterował system SMATS (ang. Shuttle Test and Analysis System)[1][2].
Przypisy
- ↑ a b c d e f g The Shuttle Flies. W: David Baker: NASA Space Shuttle: 1981 onwards (all models): An Insight into the Design, Construction and Operation of the NASA Space Shuttle. Zenith Press, 2011, s. 42, seria: Owners’ Workshop Manual. ISBN 978-0-7603-4076-9. (ang.)
- ↑ a b c d e f g Jacek Nowicki, Krzysztof Zięcina: Samoloty Kosmiczne. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1989, s. 69–71. ISBN 83-204-1004-5.
Media użyte na tej stronie
This March 15, 1978, photo of the George C. Marshall Space Flight Center shows the Space Shuttle Orbiter Enterprise being towed on Rideout Road to Building 4755 for later testing at the Dynamic Test Stand (not visible in photo) for vibration testing as part of the Mated Vertical Ground Vibration tests (MVGVT). The tests marked the first time ever that the entire shuttle complement (including Orbiter, external tank, and solid rocket boosters) were mated vertically. Here, it has just passed Building 4732, the Aero-Astrodynamics Laboratory, on its right. The tall building in the distance is Marshall's main administrative office building.
SVG version of PNG Space Shuttle Logo/Patch.
The Space Shuttle Enterprise is hoisted into the Dynamic Structural Test Facility at the George C. Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama. The test facility is significant for its role in rocket development.
Original description:
NASA
NATIONAL AERONAUTICS AND SPACE ADMINISTRATION
FOR RELEASE: May 8, 1973
PHOTO NO. 78-HC-199
ENTERPRISE LOWERED INTO TEST STAND
Marahall Space Flight Center, Alabama -- The Space Shuttle Orbiter Enterprise is lowered into the vibration test facility at the Marshall Space Flight Center on April 21, 1978. The Orbiter joined the large External Tank in the stand for a series of tests that will run through November 1978. The tank was places in the 36-story test facility the day before.