Boilerplate (vôo espacial) - Boilerplate (spaceflight)

O protótipo do ônibus espacial orbital Enterprise em configuração de pilha padrão com tanque externo e SRBs prontos para passar por testes de vibração no Marshall Space Flight Center , 4 de outubro de 1978

Uma nave espacial padrão , também conhecida como simulador de massa , é uma nave não funcional ou carga útil que é usada para testar várias configurações e tamanho básico, carga e características de manuseio de veículos lançadores de foguetes . É muito mais barato construir uma espaçonave clichê em escala real e não funcional do que desenvolver o sistema completo (projeto, teste, reprojeto e lançamento). Desta forma, a espaçonave padrão permite que componentes e aspectos de projetos aeroespaciais de ponta sejam testados enquanto contratos detalhados para o projeto final estão sendo negociados. Esses testes podem ser usados ​​para desenvolver procedimentos para acasalar uma espaçonave com seu veículo de lançamento, acesso e saída de emergência, atividades de suporte de manutenção e vários processos de transporte.

As espaçonaves Boilerplate são mais comumente usadas para testar espaçonaves tripuladas; por exemplo, no início dos anos 1960, a NASA realizou muitos testes usando a espaçonave Apollo clichê no topo dos foguetes Saturno I e a espaçonave Mercury no topo dos foguetes Atlas (por exemplo, Big Joe 1 ). O Space Shuttle Enterprise sem motor foi usado como um padrão para testar a montagem da pilha de lançamento e transporte para a plataforma de lançamento. O programa Constellation agora cancelado da NASA e o programa Artemis em andamento usaram a nave espacial Orion padrão para vários testes.

Boilerplates de mercúrio

As placas de caldeira de Mercury foram fabricadas "internamente" pelos técnicos do Centro de Pesquisa Langley da NASA antes da McDonnell Aircraft Company construir a espaçonave Mercury . As cápsulas padrão foram projetadas e usadas para testar sistemas de recuperação de espaçonaves, torres de escape e motores de foguetes . Os testes formais foram feitos no campo de testes em Langley e em Wallops Island usando os foguetes Little Joe .

Etimologia

O termo clichê originou-se do uso de aço clichê para a construção de artigos de teste / maquetes . Historicamente, durante o desenvolvimento da série Little Joe de 7 veículos de lançamento, havia apenas uma cápsula clichê real e era chamada assim porque sua seção cônica era feita de aço no Estaleiro Naval de Norfolk . Esta cápsula foi usada em um teste de aborto na praia e, posteriormente, usada no voo LJ1A . No entanto, o termo posteriormente veio a ser usado para todas as cápsulas protótipo (que por si mesmas eram quase tão complicadas quanto as cápsulas orbitais). Esse uso era tecnicamente incorreto, pois aquelas outras cápsulas não eram feitas de clichê, mas o termo clichê havia sido efetivamente genérico .

Eventos notáveis

Fontes de seção.
  • 1959 22 de julho - Primeiro teste de vôo de aborto de plataforma bem-sucedido com uma torre de escape funcional anexada a uma placa padrão Mercury.
  • 1959 28 de julho - Um clichê Mercury com instrumentação para medir os níveis de pressão sonora e vibrações do foguete de teste Little Joe e da torre de escape / foguete de aborto da Grand Central.
  • 1959 9 de setembro - Um Boilerplate da Big Joe Atlas Mercury (BJ-1) foi lançado com sucesso e voou do Cabo Canaveral. Este vôo de teste foi para determinar o desempenho do escudo térmico e transferência de calor para o boilerplate, para observar a dinâmica de vôo do boilerplate durante a reentrada no Atlântico Sul, para executar e avaliar os procedimentos do sistema de recuperação e flotação da cápsula, e para avaliar todo o cápsulas e personagens de foguetes e controles do sistema.
  • 1960 9 de maio - o teste Beach Abort com um sistema de escape de lançamento foi bem-sucedido.
  • 1961 25 de fevereiro - Um teste de queda bem-sucedido da nave espacial padrão Mercury equipada com saia de impacto, correias e cabos, e um escudo térmico.
  • 1961 24 de março - Um Mercury-Redstone BD (MR-3) bem - sucedido lançado ocorreu com um apogeu de 181 km (112 mi); primeiro vôo sub-orbital não traçado.

Fotos


Boilerplates Gemini

Havia sete caldeiras Gemini: BP-1, 2, 3, 3A, 4, 5 e 201. As caldeiras 3A tinham portas funcionais e multiuso para testes de estanqueidade, coleiras de flutuação e procedimentos de saída.

Fotos

Boilerplates Apollo

Apollo BP 29

A NASA criou uma variedade de boilerplates Apollo. Uma lista deles pode ser encontrada na seção Apollo do Guia de Campo para a espaçonave americana .

Lançar testes de sistema de escape (LES)

Os módulos de comando padrão da Apollo foram usados ​​para testes dos foguetes de torre de lançamento do sistema de escape de lançamento (LES) e procedimentos:

  • BP-6 com Pad Abort Test-1 - Teste de aborto LES pad da plataforma de lançamento; com foto.
  • BP-23A com Pad Abort Test-2 - Teste de aborto LES de CM próximo ao Bloco-I; com foto.
  • BP-23 com voo de teste da missão A-002 - teste LES de canards, 29 de outubro a novembro. 5, 1964.
  • BP-27 com LES-015 - Testes dinâmicos.

Testes padrão

BP-29 na Cratera Barringer (usado para testes de flotação)
  • BP-1 - Testes de impacto na água
  • BP-2 - Armazenamento de testes de flotação
  • BP-3 - testes de pára-quedas
  • BP-6, -6B, - PA-1, veículo de teste de queda de pára-quedas posterior e teste de voo de aborto LES para demonstrar o desempenho do sistema de escape de aborto no White Sands Missile Range.
  • BP-9 com missão de voo de teste AS-105 (SA-10), Teste Dinâmico de Micro Meteoróide; não recuperado.
  • BP-12 com voo de teste da missão A-001 , agora nas instalações da NASA, Downey, CA para testar o desempenho do voo de aborto transônico LES em White Sands Missile Range.
  • BP-13 com vôo de teste da missão AS-101 (SA-6), não recuperado.
  • BP-14 com testes de sistema de controle ambiental , de 22 a 29 de outubro de 1964, consistia no módulo de comando 14, módulo de serviço 3, sistema de escape de lançamento 14 e adaptadores de lançamento de Saturno.
  • BP-15 com voo de teste da missão AS-102 (SA-7), não recuperado.
  • BP-16 com missão de voo de teste AS-103 (SA-9), outro teste Micro Meteoroid, não recuperado.
  • BP-19A - Antena VHF , testes de queda de paraquedas; agora no Columbia Memorial Space Center (antigo NASA Facility, Downey, CA)
  • BP-22 com voo de teste da missão A-003 ; clichê em exibição no Johnson Space Center, Houston, TX
  • BP-23 - testes de desempenho de vôo de abortamento de alta pressão dinâmica LES em White Sands Missile Range.
  • BP-23A - testes de desempenho de voo de aborto de LES com Canard, BPC e grandes alterações de sequenciamento em White Sands Missile Range, agora exibidos com SA-500D no US Space & Rocket Center , Huntsville, Alabama .
  • Módulo de Comando BP-25 (CM) - Teste de recuperação de água, no Fort Worth Museum of Transportation (ver foto BP-25)
  • BP-26 com missão de voo de teste AS-104 (SA-8) - outro teste micro meterioid.
  • Módulo de comando e serviço BP-27 com LES-16 - teste de cardan do motor e pilha. Agora em exibição no topo do Saturn V vertical no US Space & Rocket Center , Huntsville, Alabama .
  • BP-28A - testes de impacto
  • BP-29 - Testes de queda verticais em Downey, CA , 30 de outubro de 1964, em exibição na Cratera Barringer , Arizona .
  • BP-30 - Testes de braço oscilante; atualmente em exibição no Apollo / Saturn V Center do Kennedy Space Center.

Unidades específicas da Apollo BP

BP-1101A

BP-1101A foi usado em vários testes para desenvolver equipamentos e procedimentos de recuperação de espaçonaves. Especificamente, o 1101A testou os airbags como parte do procedimento de verticalização quando a Apollo pousou de cabeça para baixo na água. A seqüência de enchimento dos sacos fez com que a cápsula rolasse e se erguesse.

Esta placa padrão da McDonnell está agora emprestada ao Museu Aéreo e Espacial Wings Over the Rockies , Denver, Colorado, do Smithsonian. BP-1101A tem uma marcação externa pintada de AP.5. O exame do interior em 2006 revelou grandes lingotes de aço pesados. Depois de mais pesquisas, um novo esquema de pintura foi aplicado em junho de 2007.

BP-1102A

BP-1102 foi usado como treinador de saída de água para todos os voos da Apollo, incluindo pela tripulação da Apollo 11 , a primeira missão de pouso lunar. Ele também foi adaptado para componentes internos de simulação e usado por astronautas para praticar saídas de rotina e de emergência da espaçonave.

Foi então modificado novamente onde o interior foi configurado para ser configurado como Apollo / Soyuz ou um veículo de resgate Skylab proposto para cinco pessoas . Com essas duas conversões, os astronautas puderam treinar para essas missões especiais. Ele foi finalmente transferido da NASA para o Smithsonian em 1977, e agora é exibido no Udvar-Hazy Center com a coleira e as bolsas que foram anexadas ao Columbia (o Módulo de Comando Apollo 11) no final de sua missão histórica.

BP-1210

BP-1210

BP-1210 foi usado em treinamento de pouso e recuperação e para testar dispositivos de flutuação. Está em exibição fora do Stafford Air & Space Museum .

BP-1220/1228 Series

O objetivo deste projeto de série era simular o peso e outras características físicas externas do módulo de comando Apollo . Esses protótipos estavam na faixa de 9000 lb para tanques de água de laboratório e testes no oceano. Os experimentos testaram colares de flutuação, instalações de colar e características de flutuabilidade. A Marinha treinou seu pessoal de recuperação para instalação de colar oceânico e procedimentos de recuperação a bordo. Esses boilerplates raramente tinham equipamentos internos. Veja a foto BP-1220.

BP-1224

BP-1224 foi um programa de teste de inflamabilidade em nível de componente para testar decisões de projeto na seleção e aplicação de materiais não metálicos. As comparações da configuração padrão com o módulo de comando e serviço 2TV-1 e 101 foram realizadas pela North American. O conselho de revisão da NASA decidiu em 5 de fevereiro de 1967 que a configuração padrão havia determinado uma configuração de "pior caso" razoável, depois de mais de 1.000 testes realizados. Veja o conjunto de fotos BP-1224.

BP-1227

Os detalhes sobre esta cápsula de teste não são claros, mas provavelmente ela foi perdida no mar em algum lugar entre os Açores e o Golfo da Biscaia no início de 1969, e recuperada em junho de 1969 ao largo de Gibraltar pela traineira de pesca soviética Apatit (possivelmente um navio espião soviético disfarçado como tal, que era comum durante a Guerra Fria ), transferido para o porto de Murmansk, na União Soviética, e retornado aos Estados Unidos em setembro de 1970 pelo USCGC Southwind (WAGB-280) . Ele agora está localizado em Grand Rapids , Michigan , como uma cápsula do tempo . Veja a foto BP-1227 . As únicas certezas sobre esta cápsula são que ela foi devolvida aos Estados Unidos em Murmansk no início de setembro de 1970, durante uma visita do USCG Southwind, que a devolveu à Naval Air Station, Norfolk, Virginia. Lá permaneceu até que o título foi passado para o Smithsonian em abril de 1976, quando foi passado para Grand Rapids, Michigan, para servir como uma cápsula do tempo. Duas fontes oficiais - a Marinha dos Estados Unidos e a Guarda Costeira dos Estados Unidos - afirmam que ele foi perdido por uma unidade do ARRS (Esquadrão de Resgate e Recuperação Aeroespacial) treinando em procedimentos de recuperação. Um relato contemporâneo de seu retorno cita um porta-voz da NASA dizendo: "... até onde a NASA pode determinar o objeto ... a Marinha perdeu há dois anos."

Boilerplates do ônibus espacial

Artigo de teste estrutural
Os estrutural Teste Artigo testes em curso na a Rockwell facilidade na Califórnia
A empresa é alijada do SCA durante o primeiro voo livre do programa de Teste de Aproximação e Pouso
Empresa baixada para bancada de teste
Empresa na KSC
Enterprise at Vandenburg
Empresa em configuração padrão;
Esquerda - Empresa é rebaixada para a Instalação de Teste Estrutural Dinâmico para o
Centro de Testes de Vibração do Solo Acasalado - Empresa é combinada com ET e SRBs para realizar testes de verificação de encaixe no KSC Pad 39A
Direita - Empresa com ET e SRBs em testes de verificação de encaixe no SLC -6

Como parte do programa do Ônibus Espacial , vários veículos clichê foram construídos usando vários materiais para realizar os principais testes de procedimentos, infraestrutura e outros elementos que aconteceriam durante uma missão do Ônibus Espacial.

Artigo de teste de instalações

Em 1977, o Marshall Space Flight Center (MSFC) construiu uma maquete simples de orbitador de aço e madeira para ser usada em atividades de verificação de ajuste para vários elementos da infraestrutura necessária para dar suporte ao Ônibus Espacial, incluindo autorizações de estradas e capacidades de guindaste, bem como para testes em vários edifícios e estruturas usadas como parte do programa, tanto no MSFC quanto no Kennedy Space Center . A maquete foi projetada para ter o tamanho, formato e peso aproximados de um orbitador real, e permitiu que esses testes iniciais fossem realizados sem usar o orbitador protótipo muito mais caro e delicado, Enterprise . Após seu uso como um artigo de teste, a maquete foi armazenada até 1983, quando foi reformada e modificada para se parecer mais com um orbitador real, antes de ser exibida em Tóquio .

Artigo de teste estrutural

O Artigo de Teste Estrutural foi construído como um veículo de teste destinado ao uso em testes iniciais de vibração para simular voos inteiros. O STA foi construído essencialmente como uma fuselagem orbital completa, mas com uma maquete do compartimento da tripulação instalada e o isolamento térmico instalado apenas na fuselagem dianteira. O teste de simulação do STA foi realizado ao longo de onze meses após sua implementação em fevereiro de 1978; na época, pretendia-se que o protótipo do orbitador Enterprise fosse convertido em um modelo pronto para voo completo, mas o custo de realizar este trabalho, juntamente com uma série de mudanças de design que ocorreram entre o Enterprise sendo lançado, e o a construção do primeiro orbitador operacional, Columbia , significou que foi decidido atualizar o STA em um modelo de vôo. Isso começou após o final dos testes do STA em janeiro de 1979, com o orbitador completo, denominado Challenger , lançado em junho de 1982.

Protótipo

Testes de aproximação e pouso

Em janeiro de 1977, o protótipo do orbitador Enterprise foi entregue à Base da Força Aérea Edwards na Califórnia para o início de seu programa geral de testes, que abrangeria testes de voo, verificação de ajuste e testes de procedimentos do orbitador, seus sistemas, instalações e procedimentos necessários para lançar, voar e pousar a nave espacial com segurança. Durante 1977, o Enterprise foi usado no que foi chamado de programa de testes de Testes de Aproximação e Pouso , que incluía o acasalamento do orbitador com o Shuttle Carrier Aircraft , um Boeing 747 modificado para testar as características de taxiamento e vôo da combinação Orbiter / SCA. Isso incluiu voos da combinação em que a própria Enterprise foi acionada e tripulada, para testar os sistemas de procedimentos da tripulação em voo e, finalmente, um conjunto de cinco chamados "voos livres", com a Enterprise alijada do SCA em altitude para pousar em seu próprio, testando as próprias características de vôo e manuseio do orbitador.

Testes de vibração e verificação de ajuste

Em março de 1978, após seu uso em testes de vôo durante o programa ALT , a Enterprise foi levada para o MSFC em Huntsville, Alabama, para uso no Teste de Vibração do Solo Vertical Acoplado. Isso veria a Enterprise acoplada a um Tanque Externo vazio e Boosters de Foguete Sólidos fictícios , criando uma versão clichê da pilha completa do Ônibus Espacial pela primeira vez. Dentro da Instalação de Teste Estrutural Dinâmico no MSFC, a pilha foi submetida a uma série de testes de vibração simulando os vários estágios a que seria submetida durante o lançamento.

Seguindo seu uso em Huntsville, a Enterprise foi então levada para o Kennedy Space Center na Flórida, onde ela foi novamente usada em uma configuração padrão para testar os procedimentos de montagem e transporte da pilha do Edifício de Montagem do Veículo para o Complexo de Lançamento 39 , como bem como os procedimentos exigidos após a sua chegada à plataforma de lançamento. Em 1985, a Enterprise foi usada novamente para este propósito, desta vez com a configuração padrão usada para testar as instalações do ônibus espacial da Força Aérea na Base da Força Aérea de Vandenberg , incluindo um acoplamento completo na plataforma de lançamento SLC-6 .

Boilerplate Orion

Desenvolvimento

A construção do primeiro boilerplate do Orion foi um protótipo de maquete básico para testar as sequências de montagem e os procedimentos de lançamento no Langley Research Center da NASA, enquanto os engenheiros aeroespaciais da Lockheed montam os primeiros motores de foguete para a torre de escape da nave espacial. O primeiro clichê foi para o Dryden Flight Research Center em Edwards, Califórnia, para integração dos aviônicos da Lockheed e da instrumentação de voo de desenvolvimento da NASA antes do envio para White Sands Missile Range do Novo México para o primeiro teste de abortamento do Orion pad (PA-1) em 2009. Em 20 de novembro de 2008, um teste completo dos foguetes de aborto foi realizado em Utah. PA-1 é o primeiro dos seis eventos de teste no subprojeto Orion Abort Flight Test. A Lockheed Martin Corp. recebeu o contrato para construir o Orion em 31 de agosto de 2006.

Outros boilerplates seriam usados ​​para testar condições de vibração térmica, eletromagnética, de áudio, mecânica e estudos de pesquisa. Esses testes para a espaçonave Orion seriam feitos na Estação Plum Brook no Glenn Research Center da agência, com sede em Ohio .

Fotos

Boilerplates para naves espaciais comerciais

Na década de 2010, várias cápsulas espaciais projetadas comercialmente usaram unidades padrão nos lançamentos iniciais de novos veículos de lançamento .

Veja também

Notas

Referências

links externos