View Full Version : motori dello shuttle...
qualcuno sa come funzionano? se non sbaglio dovrebbero funzionare a combustibile liquido (idrogeno credo) ed ossigeno puro come comburente; presumo non facciano una "semplice" combustione ma usino qualche altro processo, delucidazioni?
thx
Combustibile dell'Orbiter,dei razzi ausiliari o del serbatoio esterno?
http://www.boeing.com/defense-space/space/propul/images/spot_ssme.jpg
I motori dell'orbiter (Space Shuttle Main Engines, SSME) funzionano a idrogeno liquido/ossigeno liquido (LH2/LOX, Staged-combustion cycle engine), e sono alimentati dall'ET (External Tank). Il combustibile (idrogeno) è contenuto nella parte inferiore dell'ET, mentre l'ossidante (ossigeno) nella parte superiore. Nel mezzo c'è l'intertank con le valvole e i canali di connessione e l'elettronica di gestione. L'idrogeno e l'ossigeno vengono convogliati ad altissima pressione attraverso due turbopompe da 69.000 e 25.000 CV, rispettivamente, in una camera di combustione dove la miscela (nella misura 6.0:1) quindi esplode, producendo un massimo di circa 512,950 pounds (12.000.000 CV) al 109% della potenza.
69.000 e 25.000 CV, producendo un massimo di circa 12.000.000 CV
Beeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeellooooooooooo!!!!!!!!
:sofico:
Ciaoo!
Aggiungo altri dati:
L'Orbiter è dotato di tre motori principali a razzo (SSME), alimentati da ossigeno e idrogeno liquido e capaci di generare spinta unitaria di 170,1 tonnellate a livello del mare. Essi sono installati in coda e la loro spinta può essere variata tra il 65 e il 109% di quella nominale, mentre il getto ha la possibilità di essere orientato entro un certo angolo. La vita dei propulsori è di sette ore e mezza e, considerando il tempo di accensione medio di 8 minuti a missione, la loro durata è calcolata in 55 voli prima di una revisione generale. In aggiunta, 1'Orbiter dispone, sempre in coda, di due motori minori necessari alle manovre orbitali (OMS, Orbitai Manoeuvring System). Questi, alimentati da monometilidrazina e tetrossido d'azoto (10,8 tonnellate di combustibile sono contenute complessivamente in due serbatoi installati in ciascuna delle gondole motore) hanno una spinta unitaria di 2.721,6 kg e sono stati progettati per durare 100 missioni, con un funzionamento massimo continuato di 15 ore. Infine, per il controllo vero e proprio della navetta nello spazio, esistono 44 piccoli motori a razzo (RCS, Reaction Control System) distribuiti in tre moduli (nella parte anteriore della fusoliera e in ciascuna delle due gondole dei motori orbitali): sono 38 motori primari da 394,6 kg di spinta ciascuno e 6 più piccoli (detti vernieri) da 10,9 kg di spinta. A prua ne esistono rispettivamente 14 e 2, mentre 12 e 2 sono in ciascuna delle sezioni di poppa. L'energia necessaria a bordo è fornita da due sistemi, uno idraulico e l'altro elettrico. Il primo è formato da tre unità ausiliarie di potenza (APU), alimentate da idrazina, ciascuna da 135 hp, destinate ad alimentare i maggiori sistemi della navetta (a esempio le superfici aerodinamiche, il carrello, le valvole dei motori principali e il loro orientamento). Il secondo è composto da tre celle a combustibile funzionanti a idrogeno e ossigeno, capaci di garantire una fornitura di energia tra 1000 e 1500 watt in condizioni di decollo e rientro e di 7000 W in media, ma con picchi possibili fino a 12.000; durante i periodi di lavoro nello spazio.
Originariamente inviato da Teox82
Combustibile dell'Orbiter,dei razzi ausiliari o del serbatoio esterno?
I razzi (SRB) sono a combustibile solido, e forniscono il 75% della spinta alla partenza, mentre i motori dell'orbiter sono a combustibile liquido, che è contenuto nel serbatoio esterno.
Forse ti confondi con il Buran-Energia, che aveva i motori nel lanciatore (Energia, appunto).
No,l'ho chiesto perchè come "Shuttle" si intende Orbiter+SRB+serbatoio esterno.Era per capire meglio la domanda;)
Perchè il massimo è 109% ? Che senso ha?
Originariamente inviato da baldoz
Perchè il massimo è 109% ? Che senso ha?
In realtà 109% non è un termine del tutto corretto, come si intuisce... tuttavia si usa spesso spesso in ing. navale ed aerospaziale parlare di potenze oltre la massima (100%, appunto). 109%, in questo caso, vuol dire che si è al 9% in più della potenza massima per la quale è stato progettato il motore originariamente (nel 1998 è stata introdotta una versione potenziata).
EHi, GIOFX, ma quante ne sai???
Ma sei quello che mi ha regalato una pigna al workshop?
Ero quello "stampellato".
Originariamente inviato da GioFX
http://www.boeing.com/defense-space/space/propul/images/spot_ssme.jpg
I motori dell'orbiter (Space Shuttle Main Engines, SSME) funzionano a idrogeno liquido/ossigeno liquido (LH2/LOX, Staged-combustion cycle engine), e sono alimentati dall'ET (External Tank). Il combustibile (idrogeno) è contenuto nella parte inferiore dell'ET, mentre l'ossidante (ossigeno) nella parte superiore. Nel mezzo c'è l'intertank con le valvole e i canali di connessione e l'elettronica di gestione. L'idrogeno e l'ossigeno vengono convogliati ad altissima pressione attraverso due turbopompe da 69.000 e 25.000 CV, rispettivamente, in una camera di combustione dove la miscela (nella misura 6.0:1) quindi esplode, producendo un massimo di circa 512,950 pounds (12.000.000 CV) al 109% della potenza.
thx! molto esauriente!
ma essendo alimentato a idrogeno liquido, presumo che deve essere a tenuto a temp molto basse (per tenere l'idrogeno in forma liquida) esatto?
Basta la pressione per tenere l'idrogeno liquido, ma aspetta un parere dall'esperto...
Originariamente inviato da xpiuma
Ma sei quello che mi ha regalato una pigna al workshop?
Ero quello "stampellato".
Sorry, non c'ero al WS... :D
Originariamente inviato da kaich
ma essendo alimentato a idrogeno liquido, presumo che deve essere a tenuto a temp molto basse (per tenere l'idrogeno in forma liquida) esatto?
Scusa, non ho visto...
beh, si... sia l'idrogeno che l'ossigeno per essere mantenuti in forma liquida devono essere raffreddati, rispettivamente, a -250 °C e -180 °C, circa.
ironmanu
24-02-2004, 19:42
Originariamente inviato da xpiuma
Basta la pressione per tenere l'idrogeno liquido, ma aspetta un parere dall'esperto...
ma sei fuori ????il serbatoio prima o poi andra' in equilibrio termico con l'ambiente e allora.... e comunque superata la pressione critica nn c'è verso di farlo liquefare a nessuna pressione superiore per quanto la aumenti.
mi pare che il rifornimento sia fatto poco prima del lancio o sbaglio?
spero di n aver detto cazzate!!!:sofico:
Aggiungo altri dati:
......bla bla descrizione :cool: ...ribla bla...stupore:eek: ecc...
Interessantissimo...ma mentre leggevo le caratteristiche
ad un certo punto mi è venuto un pò da ridere.....ma guarda che casino dobbiamo fare per arrivare a malapena sulla Luna!:doh:
Ma come faremo ad esplorare lo spazio?...:confused:
Originariamente inviato da ironmanu
mi pare che il rifornimento sia fatto poco prima del lancio o sbaglio?
si, cmq il sistema di protezione termica (TPS) garantisce non solo che dopo la chiusura delle valvole del sistema ventilazione fino al lancio venga mantenuta la temperatura corretta, ma che resista anche al riscaldamento durante il volo supersonico.
Originariamente inviato da R@nda
Interessantissimo...ma mentre leggevo le caratteristiche
ad un certo punto mi è venuto un pò da ridere.....ma guarda che casino dobbiamo fare per arrivare a malapena sulla Luna!:doh:
Veramente è solo per raggiungere l'orbita terrestre, o Low Earth Orbit.
Ma come faremo ad esplorare lo spazio?...:confused:
Per raggiungere l'orbita, con sistemi analoghi agli attuali, per esplorare lo spazio occoreranno altre tecnologie, prime fra tutte la propulsione elettrica a ioni e la propulsione nucleare.
Originariamente inviato da R@nda
Interessantissimo...ma mentre leggevo le caratteristiche
ad un certo punto mi è venuto un pò da ridere.....ma guarda che casino dobbiamo fare per arrivare a malapena sulla Luna!:doh:
Ma come faremo ad esplorare lo spazio?...:confused:
Lo shuttle non arriva sulla luna
ironmanu
24-02-2004, 20:55
Originariamente inviato da R@nda
Interessantissimo...ma mentre leggevo le caratteristiche
ad un certo punto mi è venuto un pò da ridere.....ma guarda che casino dobbiamo fare per arrivare a malapena sulla Luna!:doh:
Ma come faremo ad esplorare lo spazio?...:confused:
pensa se qualche antico romano potesse rivivere oggi.....
pero' se ci pensate un attimo sembra che tutto cio' che nn si conosce/è scoperto nn esista:O
Originariamente inviato da GioFX
Scusa, non ho visto...
beh, si... sia l'idrogeno che l'ossigeno per essere mantenuti in forma liquida devono essere raffreddati, rispettivamente, a -250 °C e -180 °C, circa.
infatti lo immaginavo, certo che quei motori devono subire degli shock termici da paura!
Originariamente inviato da kaich
infatti lo immaginavo, certo che quei motori devono subire degli shock termici da paura!
Se osservi gli "ugelli" dei motori noti che hanno una serie di anelli. Si tratta di tubi al cui inteno viene fatto circolare dell'idrogeno liquido proprio per impedire la distruzione della struttura a causa delle elevatissime temperature.
Tuttavia il problema maggiore non è il calore generato dai motori, ma le vibrazioni acustiche, che sarebbero in grado di distruggere lo shuttle non appena raggiunge la spinta massima. Proprio per questo, a T-11 secondi viene attivato il Sound Suppression System, che riempie una grande vasca sotto i motori nel momento in cui raggiungono la potenza massima per il lift-off (104%).
Originariamente inviato da GioFX
I motori dell'orbiter (Space Shuttle Main Engines, SSME) funzionano a idrogeno liquido/ossigeno liquido (LH2/LOX, Staged-combustion cycle engine), e sono alimentati dall'ET (External Tank). Il combustibile (idrogeno) è contenuto nella parte inferiore dell'ET, mentre l'ossidante (ossigeno) nella parte superiore. Nel mezzo c'è l'intertank con le valvole e i canali di connessione e l'elettronica di gestione. L'idrogeno e l'ossigeno vengono convogliati ad altissima pressione attraverso due turbopompe da 69.000 e 25.000 CV, rispettivamente, in una camera di combustione dove la miscela (nella misura 6.0:1) quindi esplode, producendo un massimo di circa 512,950 pounds (12.000.000 CV) al 109% della potenza.
Mi sorprende che si punti ancora sui motori a combustione chimica.
il mio prof ha calcolato che per raggiungere la velocità della luce con dei razzi a combustione chimica, serve quantità di combustibile pari + o meno a 10^6 galassie grandi quanto la nostra......
:sofico:
dobbiamo passare ad altro, così nn si può continuare....
Originariamente inviato da gtr84
Mi sorprende che si punti ancora sui motori a combustione chimica.
Non è che si punta ancora a motori chimici/organici, poco c'è da fare... allo stato attuale non c'è tecnologia migliore per raggiungere l'orbita terrestre... discorso diverso per i viaggi interplanetari; per questi si stanno studiando da anni soluzioni diverse, come la propulsione nucleare.
il mio prof ha calcolato che per raggiungere la velocità della luce con dei razzi a combustione chimica, serve quantità di combustibile pari + o meno a 10^6 galassie grandi quanto la nostra
a parte che raggiungere la velocità dalla luce è praticamente impossibile, qualsiasi soluzione basata sulle tecnologie odierne è inutile. L'importante è raggiungere in tempi brevi (alcune settimane) i più vicini pianeti/asteroidi, con il minor impiego di combustibile e con il minor peso.
ziozetti
25-02-2004, 09:57
Basta la pressione per tenere l'idrogeno liquido, ma aspetta un parere dall'esperto...
Per mantenere liquido l'ossigeno basta un recipiente isolato (con vuoto e/o perlite).
Per l'idrogeno sinceramente non so, l'elio quando viene trasportato in cisterne viene raffreddato con azoto liquido. Il punto di ebollizione dell'elio è molto prossimo agli 0 K, dovrebbe essere più "facile" mantenere liquido l'idrogeno.
RiccardoS
25-02-2004, 10:12
hanno fatto un interessante documentario proprio sullo shuttle la settimana scorsa su LA7 prima delle 20.00, l'aveve oanche registrato.
A parte i motori, la cosa più sconcertante è stato vedere che il materiale di cui è fatto il fondo della navetta (quello nero), deve avere la caratteristica di disperdere il calore molto velocemente (per il rientro) ed hanno mostrato come un cubetto di quel materiale, messo in un forno a 3000 C° poteva essere toccato a mani nude dopo appena 3 secondi dalla sua uscita, quando era ancora incandescente e solo i bordi (gli spigoli) erano già diventati neri (freddi)! :eek:
Originariamente inviato da RiccardoS
hanno fatto un interessante documentario proprio sullo shuttle la settimana scorsa su LA7 prima delle 20.00, l'aveve oanche registrato.
A parte i motori, la cosa più sconcertante è stato vedere che il materiale di cui è fatto il fondo della navetta (quello nero), deve avere la caratteristica di disperdere il calore molto velocemente (per il rientro) ed hanno mostrato come un cubetto di quel materiale, messo in un forno a 3000 C° poteva essere toccato a mani nude dopo appena 3 secondi dalla sua uscita, quando era ancora incandescente e solo i bordi (gli spigoli) erano già diventati neri (freddi)! :eek:
Credo che il documentario fosse Inside the Space Shuttle di Discovery Channel. Il materiale nero è RCC (Reinforced Carbon-Carbon), carbonio. Il cono di prua (nose) è interamente di carbonio, come i wing leading edges (i profili anteriori delle ali), che devono resistere alle altissime temperature al rientro (appunto, intorno ai 3000 °C), per il resto vengono usate migliaia di piastrelle di ceramica.
Tuttavia lo Shuttle è un sistema strutturalmente datato ormai, con una struttura in gran parte di alluminio, assai più pesante delle moderne soluzioni come i materiali compositi.
Teoricamente basandosi sulle leggi della Fisica sarebbero possibili i viaggi con una tecnologia "simil curvatura" ?...
Coyote74
25-02-2004, 10:58
Originariamente inviato da GioFX
Credo che il documentario fosse Inside the Space Shuttle di Discovery Channel. Il materiale nero è RCC (Reinforced Carbon-Carbon), carbonio. Il cono di prua (nose) è interamente di carbonio, come i wing leading edges (i profili anteriori delle ali), che devono resistere alle altissime temperature al rientro (appunto, intorno ai 3000 °C), per il resto vengono usate migliaia di piastrelle di ceramica.
Tuttavia lo Shuttle è un sistema strutturalmente datato ormai, con una struttura in gran parte di alluminio, assai più pesante delle moderne soluzioni come i materiali compositi.
Profili anteriori delle ali???:confused: Forse vuoi dire il bordo d'attacco delle ali...... Ahi, ahi, da te una terminologia errata non me l'aspettavo:D Comunque per chiarire il fatto dell'uso del carbonio, vorrei aggiungere che questo materiale, essendo una specie di tela e come tale, avendo una struttura direzionale, permette di avere un certo grado di isolamento nella direzione ortogonale alla direzione della "tela", mentre permette un grosso scambio di calore nella direzione parallela.
Coyote74
25-02-2004, 11:00
Originariamente inviato da maxsona
Teoricamente basandosi sulle leggi della Fisica sarebbero possibili i viaggi con una tecnologia "simil curvatura" ?...
Stando alle attuali concezioni fisiche direi di si. Ma tra il dire e il fare, come si dice, c'è di mezzo il mare, anzi in questo caso c'è di mezzo un'intera galassia;)
Originariamente inviato da GioFX
Se osservi gli "ugelli" dei motori noti che hanno una serie di anelli. Si tratta di tubi al cui inteno viene fatto circolare dell'idrogeno liquido proprio per impedire la distruzione della struttura a causa delle elevatissime temperature.
Tuttavia il problema maggiore non è il calore generato dai motori, ma le vibrazioni acustiche, che sarebbero in grado di distruggere lo shuttle non appena raggiunge la spinta massima. Proprio per questo, a T-11 secondi viene attivato il Sound Suppression System, che riempie una grande vasca sotto i motori nel momento in cui raggiungono la potenza massima per il lift-off (104%).
intendi quel vascone (che se non ricordo male aveva un volume d'acqua spropositato) sotto la rampa? pensavo che servisse per raffreddare la struttura di lancio (ed infatti mi risulta che tutto il "fumo" che si vede al lancio sia vapore)
Originariamente inviato da Coyote74
Profili anteriori delle ali???:confused: Forse vuoi dire il bordo d'attacco delle ali...... Ahi, ahi, da te una terminologia errata non me l'aspettavo:D
allora, facciamo i pignoli, l'RCC veramente non copre solo il bordo d'attaco... :O :D
Coyote74
25-02-2004, 11:25
Originariamente inviato da GioFX
allora, facciamo i pignoli, l'RCC veramente non copre solo il bordo d'attaco... :O :D
E allora si parla di "porzione anteriore del profilo alare". Comunque con la dicitura di "bordo d'attacco" normalmente non si intende un unico punto, ma una zona più o meno grande presente nella parte anteriore del profilo, anche se nello studio aerodinamico (teorico) questo viene indicato come un vero e proprio punto.
Originariamente inviato da kaich
intendi quel vascone (che se non ricordo male aveva un volume d'acqua spropositato) sotto la rampa? pensavo che servisse per raffreddare la struttura di lancio (ed infatti mi risulta che tutto il "fumo" che si vede al lancio sia vapore)
si, il complesso (detto "trench") è posto sotto la piattaforma mobile (MLP), viene riempito con 1.135.000 litri d'acqua attraverso condotte di 2,1 metri di diametro per 20 secondi (con una portata, a T+9 secondi, di 3,4 milioni di litri/minuto).
La vasca è posta proprio sotto gli SSME, e viene utilizzato appunto per ridurre lo shock acustico (in primis) e termico (in secundis), :cool: , dei motori principali e dei due SRB, attraverso dei deflettori dello scarico.
Nota simpatica: per garantire l'adeguato afflusso di acqua alla rampa di lancio del super lanciatore Energia LV a Baikonur, in occasione dell'unico lancio orbitale del Buran (1988), la vicina città di Tyuratam rimase senz'acqua per ore.
Originariamente inviato da Coyote74
E allora si parla di "porzione anteriore del profilo alare". Comunque con la dicitura di "bordo d'attacco" normalmente non si intende un unico punto, ma una zona più o meno grande presente nella parte anteriore del profilo, anche se nello studio aerodinamico (teorico) questo viene indicato come un vero e proprio punto.
si scherzavo, era per far capire... ;)
la mia intenzione era di indicare che la protezione in carbonio riguarda tutto il profilo alare anteriore.
Originariamente inviato da Coyote74
Stando alle attuali concezioni fisiche direi di si. Ma tra il dire e il fare, come si dice, c'è di mezzo il mare, anzi in questo caso c'è di mezzo un'intera galassia;)
Se non sbaglio avevo sentito che se noi dobbiamo andare dal punto A al punto B, si potrebbe piegare lo spazio tempo per rendere addirittura coincidenti questi due punto o cmq rendere infinitesimale la distanza che li separa, ma come sarebbe possibile una cosa del genere ?
Phantom II
25-02-2004, 11:50
Gio sai dirmi dove posso trovare delle immagini abbastanza dettagliate dello Shuttle russo, cioè il Buran? Le uniche foto che ho sono in formato francobollo.
Coyote74
25-02-2004, 11:54
Originariamente inviato da maxsona
Se non sbaglio avevo sentito che se noi dobbiamo andare dal punto A al punto B, si potrebbe piegare lo spazio tempo per rendere addirittura coincidenti questi due punto o cmq rendere infinitesimale la distanza che li separa, ma come sarebbe possibile una cosa del genere ?
Hai detto bene, si potrebbe. Ma nella realtà non siamo in grado di sviluppare un'energia tale che permetta il "raggrinzimento" del lenzuolo spazio-tempo. E lasciami anche dubitare un tantinello sulla effettiva veridicità di questa teoria;)
Coyote74
25-02-2004, 11:59
Se vi interessa a casa dovrei ancora avere alcuni documenti sullo studio gas-dinamico della navetta statunitense e qualche altro dato sui materiali utilizzati e la struttura. Appena torno a casa li cerco tra il marasma e ve li posto sotto forma d'immagine (sperando che si possa fare).
Puoi tenerli per la discussione sul programma STS e il Return To Flight che ho intenzione di aprire, tempo permettendo...
Coyote74
25-02-2004, 12:14
OK, spero solo di accorgermi quando la aprirai. Se non ricordo male, erano anche riportate le temperature che venivano raggiunte sulle varie zone della superficie del vettore spaziale. Molto interessante.
Originariamente inviato da Coyote74
Hai detto bene, si potrebbe. Ma nella realtà non siamo in grado di sviluppare un'energia tale che permetta il "raggrinzimento" del lenzuolo spazio-tempo. E lasciami anche dubitare un tantinello sulla effettiva veridicità di questa teoria;)
Sarà che ho una visione ristretta di questi argomenti, ma non riesco proprio a capire come si possa attuare una cosa del genere, cioè come si possa raggrinzare lo spazio-tempo, sarebbe interessante approfondire questo argomento, anche perchè penso che sia l'unico modo per uscire dalla galassia, sono sicuro che ci arriveremo forse tra qualche centinaio di anni..
Originariamente inviato da Coyote74
OK, spero solo di accorgermi quando la aprirai. Se non ricordo male, erano anche riportate le temperature che venivano raggiunte sulle varie zone della superficie del vettore spaziale. Molto interessante.
Si, ci sono diverse risorse/documenti sul sistema di protezione termica...
http://www.buran.ru/images/jpg/shuter2.jpg
poi ci sono tutti i documenti sul programma STS-SSP che ho raccolto in passato.
Originariamente inviato da maxsona
Sarà che ho una visione ristretta di questi argomenti, ma non riesco proprio a capire come si possa attuare una cosa del genere, cioè come si possa raggrinzare lo spazio-tempo, sarebbe interessante approfondire questo argomento, anche perchè penso che sia l'unico modo per uscire dalla galassia, sono sicuro che ci arriveremo forse tra qualche centinaio di anni..
Beh, Einstein ha appunto spiegato come funziona :)
La teoria della relatività ristretta parla di questo, ma tieni conto che contiene molte equazioni impossibili da risolvere con la matematica attuale, si riescono a descrivere solo alcuni casi limite (portando della variabili a 0 o ad infinito).
Ci sono un po' di libri che provano a spiegare in soldoni (devo ammettere che grazie al libro sono riuscito a capire qualcosa, leggendolo con attenzione e rileggendo i passaggi difficili una decina di volte :cry: ) queste teorie... dai un occhiata in libreria ;)
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