Urychlovací bloky pro SLS v cílové rovince

7. září 2017
Pomocný urychlovací blok na tuhá paliva pro raketu SLS

Až se nová americká raketa SLS odlepí od startovní rampy, budou ji k nebi po dobu dvou minut hnát dva urychlovací motory na tuhá paliva, které mnoha lidem připomenou raketoplány. Však jsou také jejich přímými pokračovateli. Rozdíl je třeba v tom, že u raketoplánů byly motory jen čtyřsegmentové, zatímco SLS bude disponovat motory pětisegmentovými. Pro potřeby rakety Space Launch System tak vznikl největší motor na tuhá paliva na světě. Jeden motor bude po sestavení vážit 800 tun a jeho tah bude dvojnásobný. Dvojice těchto bílých válců vysokých 54 metrů tak při startu poskytne 75% tahu celé sestavy.

Nová a zřejmě definitivní podoba rakety SLS pro misi EM-1

Nová a zřejmě definitivní podoba rakety SLS pro misi EM-1
Zdroj: https://www.nasa.gov

Společně s již zmíněnými pěti segmenty je každý motor tvořen i předními a zadními podpůrnými díly a několika dalšími systémy. Pro první let rakety SLS je již celá polovina kompletně dokončena a zbývajících pět segmentů bude finalizováno v nejbližších týdnech. Jednotlivé segmenty se vyrábí v areálu společnosti Orbital ATK v Promontory v Utahu., odkud budou díly po železnici přepraveny na Kennedyho středisko na Floridě.

Jednotlivé díly se vyrábí postupně a každý z nich je po každém výrobním kroku důkladně testován, aby mohl být považován za letuschopný. Vše začíná tím, že se základní konstrukce segmentu pokryje izolací, která zajistí, aby extrémně vysoké teploty uvnitř motoru neprotavily jeho stěnu. Následně je možné přikročit k lití paliva. I když jsou to motory na tuhé palivo, při „tankování“ jednotlivých segmentů se do nich palivo dostává ve formě polotuhé hmoty, která ze všeho nejvíce připomíná těsto.

Nalévání „tuhého“ paliva pro letový exemplář segmentu motoru SRB.

Nalévání „tuhého“ paliva pro letový exemplář segmentu motoru SRB.
Zdroj: http://www.orbitalatk.com/

Forma, která vytvoří centrální otvor

Forma, která vytvoří centrální otvor
Zdroj: http://www.orbitalatk.com/

Už při lití je uprostřed každého segmentu uložená speciální vložka, která se po zatuhnutí paliva vyjme a zanechá otvor, kterým se mohou šířit plameny a odcházet spaliny – segment tak připomíná protáhlou roli toaletního papíru. Segmenty následně podstoupí rentgenovou inspekci, která ověří, že licí proces proběhl správně. Pokud je vše v pořádku, může segment do závěrečné fáze – povrch segmentů (tedy základny válců) je podle potřeby seříznutý. Horní segment navíc dostane zapalovač, zatímco jeho spodní kolega je vybaven tryskou. Stejně tak se instaluje i kabeláž a dodatečné systémy.

Poslední úkony už jsou spíše kosmetické a obnáší natření vnějších stěn bílou barvou, nebo doplnění fotogrammetrických terčů v podobě černých šachovnic. Kromě již jmenovaných kontrol po každém kroku odebírají inženýři pravidelně vzorky paliva, aby kontrolovali, zda každá várka splňuje požadavky. Netestují se ale jen samotné segmenty. Zkouškami a testy prochází i všechny díly, které se postarají o správnou funkci motorů – od jejich zapálení až po úspěšnou separaci, což ukazuje níže přiložená grafika.

Díly tvořící urychlovací motor rakety SLS.

Díly tvořící urychlovací motor rakety SLS.
Zdroj: http://www.orbitalatk.com

  • Zapalovač – zapálí při startu palivo
  • Avionika – Posílá data řídícímu počítači a ovládá funkce motoru
  • Systém vektorování tahu – umožňuje změnu dráhy letu pomocí naklánění trysky
  • Separační motory – Po vyhoření urychlovacího motoru jej během separačního procesu odstrčí od centrálního stupně rakety SLS
  • Spodní lem – Na něm spočívá váha celé rakety SLS během pobytu na odpalovací rampě
  • Bezpečnostní systémy – V případě anomálie ukončí činnost motoru
  • Letové systémy – Sbírají data pro vyhodnocení letu
Barvení fotogrammetrických terčů na segment motoru na tuhé palivo.

Barvení fotogrammetrických terčů na segment motoru na tuhé palivo.
Zdroj: https://www.nasa.gov

V současné době má již firma Orbital ATK odlitých všech deset segmentů pro premiérovou misi rakety SLS a dokončují jejich závěrečnou přípravu. Pět segmentů je již dokončeno a uloženo ve skladu a mohou být kdykoliv odeslány na kosmodrom, pokud by si to NASA přála. Práce se zatím drží harmonogramu, podle kterého by mělo být hotovo nejpozději v listopadu.

Pokud opustíme palivové segmenty, tak firma Orbital ATK vyrábí na Kennedyho středisku v Booster Fabrication Facility sestavu spodního a horního lemu. Tyto díly obsahující třeba systém vektorování tahu nebo avioniku budou předány NASA v roce 2018. Díly se následně spojí s motorovými segmenty a další krok vstříc misi EM-1 bude hotový.

V minulých dnech navíc firma Orbital ATK provedla další výrazný posun k realizaci premiérového startu rakety SLS. Jejím technikům se podařilo dokončit důležitý kvalifikační test avioniky pro urychlovací motory na tuhá paliva. Avioniku můžeme bez velkého přehánění označit za mozek celého motoru, protože řídí prakticky všechno, co urychlovací bloky dělají – při startu aktivuje zapalovač, během letu komunikuje s řídícím počítačem celé rakety, aktivuje sekvenci nutnou k odhození motoru po jeho vyhoření.

Fotogrammetrické terče umožní přesněji sledovat nejen postranní bloky během letu.

Fotogrammetrické terče umožní přesněji sledovat nejen postranní bloky během letu.
Zdroj: http://www.orbitalatk.com

Celý systém nyní prošel kvalifikační zkouškou a prokázal, že splňuje požadavky NASA i pro pilotované mise. K takto vysokému hodnocení je zapotřebí, aby měly všechny klíčové systémy vysokou úroveň redundance. Jen tak je možné zajistit spolehlivý a bezpečný let v různých fázích startu, letu a odhození. Kdo by si ale myslel, že šlo o jednorázovou zkoušku, ten by byl na omylu. Celý kvalifikační proces avioniky zahrnoval poměrně přísné a komplexní testy, které opravdu důkladně prověřily spolehlivost všech částí systémů jak za očekávaných, tak i abnormálních podmínek.

Na závěr ještě malá geografická poznámka – ačkoliv jsme v článku uváděli, že se motory vyrábí v Promontory v Utahu (cca. 90 minut cesty ze Salt Lake City) a na Floridě, je potřeba říct, že díly pro tyto motory dodává 29 průmyslových partnerů z celkem sedmnácti amerických států – Alabama, Arizona, Kalifornie, Connecticut, Florida, Indiana, Kentucky, Massachusetts, Minnesota, New Jersey, New York, North Carolina, Ohio, Pennsylvania, Texas, Utah a Wisconsin.

Zdroje informací:
http://www.orbitalatk.com/
http://www.orbitalatk.com/

Zdroje obrázků:
https://pbs.twimg.com/media/CdCa3ubUkAIk4KP.jpg
https://www.nasa.gov/…/image/sls_block1_noeas_afterburner_engmarkings_sm.jpg
http://www.orbitalatk.com/…/EM1_Casting/Images/EM-1AftCast_MixBowl.jpg
http://www.orbitalatk.com/…/Images/EM-1-Aft-Cast_CoreInstall_1.jpg
http://www.orbitalatk.com/…/Images/SLS%20Motor%20horizontal.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/186141-003_nonumbers.jpg
http://www.orbitalatk.com/…/SLS_Booster_Update/Images/186141-002.jpg

Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky
Prosím čekejte...

Další podobné články

Kosmotýdeník 188. díl (18.4. – 24.4.2016) Zrození pomocných motorů pro SLS Cesta k Exploration Mission 1 (Ohlédnutí za 2. čtvrtletím a výhled na 3. čtvrtletí 2017) Motorová sekce SLS je pořádný oříšek
Rubrika Aktuální dění Štítky: , , ,
«
»
Níže můžete zanechat svůj komentář.

40 komentářů ke článku “Urychlovací bloky pro SLS v cílové rovince”

  1. Kamil napsal:
    7. 9. 2017 (6:00)

    Postranní motory raketoplánu se zachraňovaly, jak je to u SLS?

  2. MichaelM napsal:
    7. 9. 2017 (6:42)

    Když už jste, v posledním odstavci, u zeměpisu, tak toto je kousíček od té továrny v Promotory, UT:

    https://en.wikipedia.org/wiki/Golden_spike

    Tenkrát (v 1869) to taky byla vrcholná technologie a stavba.

  3. Ivo napsal:
    7. 9. 2017 (7:41)

    V článku je uvedeno, že bezpečnostní systémy v případě potřeby ukončí činnost motoru. Je tím myšleno jeho vypnutí a nebo odpojení od sestavy? a pokud vypnutí, jak se to děje? Děkuji. Ivo

    • Jiří Hošek napsal:
      7. 9. 2017 (15:37)

      Podle mne jde o destrukční systém. Podobný byl aktivován po havárii Challengeru. Oba motory SRB tehdy pokračovaly neřízeně v letu, a jakmile jeden SRB zamířil nad obydlené pobřeží, vydal bezpečnostní důstojník rádiový povel k jeho zničení. Přijímače destrukčních systémů na obou SRB tehdy pracovaly na stejné frekvenci, takže byly zničeny oba SRB.

  4. Alois napsal:
    7. 9. 2017 (8:16)

    SLS je tedy vlastně raketou “ chudého muže“. Opírá se o technologii z éry raketoplánů, které v době spotřebování zásob bude úctyhodných padesát let.

  5. Jiří Hošek napsal:
    7. 9. 2017 (8:34)

    Doplnění informace o přípravě zrenovovaných dílů spodního a horního lemu SRB pro misi EM-1 v Booster Fabrication Facility na Kennedyho středisku:

    Zadní lem (Aft Skirt) pro levý SRB dorazil do BFF 8.9.2016
    https://i0.wp.com/www.kosmonautix.cz/wp-content/uploads/29259189220_d26b24c1f5_c.jpg

    Zadní lem (Aft Skirt) pro pravý SRB dorazil do BFF 30.11.2016
    https://images-assets.nasa.gov/image/KSC-20161130-PH_KLS01_0108/KSC-20161130-PH_KLS01_0108~orig.JPG

    Přední lem (Forward Skirt) pro levý SRB dorazil do BFF minulý týden, 30.8.2017
    https://c1.staticflickr.com/5/4403/36899979072_c5a32853f0_b_d.jpg

    Informaci o příjezdu předního lemu pro pravý SRB jsem dosud nezachytil.

  6. AgentW4C napsal:
    7. 9. 2017 (8:36)

    Když se tedy použije stejný princip jako u SpaceShuttle, lze očekávat i stejné problémy s těsněními mezi jednotlivými segmenty?

  7. Katecheta napsal:
    7. 9. 2017 (8:53)

    Škoda té hrubky v poslední větě. Článek je hezký, obsažný, poutavý.

  8. Haremheb napsal:
    7. 9. 2017 (9:27)

    V článku se píše, že bezpečnostní systémy v případě anomálie ukončí činnost motoru. Jak je toho dosaženo u motoru na tuhá paliva? Děkuji

  9. Honza napsal:
    7. 9. 2017 (10:25)

    Až do dnes jsem nevěděl, že se SRB zapaluje zhora. Nevíte zda je to proto aby neprohořel plásť ? Nebo z důvodu zachování těžistě ve spodní části rakety ?

  10. hansnasa napsal:
    7. 9. 2017 (19:26)

    Výborný a zajímavě napsaný článek.díky.

  11. Vojta4 napsal:
    7. 9. 2017 (21:00)

    Někde jsem viděl v infografice „advance solid rocked booster“ pro budoucí lety. Ty budou vyvinuty až po vypotřebovaní současných zásob, nebo přejdou na kapalné palivo?
    Děkuji

Zanechte komentář

Chcete-li přidat komentář, musíte se přihlásit.