Änderungen an CUS und FBTP von ISRO GSLV-D5, seit LH2/LOX-CUS von GSLV-D3 die Zündung nicht aufrechterhalten?

Der Start des ISRO GSLV-D5, der Indiens fortschrittlichen Kommunikationssatelliten GSAT 14 (mit einem Gewicht von 1.980 kg) startet, ist für den 19. August 2013 geplant und fliegt in der GSLV Mk.2-Konfiguration mit einer in Indien gebauten kryogenen dritten Stufe ( LH2/LOX - Treibmittel ). ). Diese Mission wird von Oktober, Dezember, Januar, Februar, April, Juli und 6. August verschoben.

Die GSLV-D3-Mission von 2010 schlug fehl, weil die kryogene Oberstufe (CUS) die Zündung nicht länger als 0,8 Sekunden nach der anfänglichen Verbrennung und dem anschließenden Ausfall der Kraftstoff-Booster-Turbopumpe (FBTP) aufrechterhielt:

GSLV-D3 wurde am 15. April 2010 von der zweiten Startrampe (SLP) im Satish Dhawan Space Center SHAR, Sriharikota, gestartet. Flugtests der indigenen kryogenen Stufe waren erfolglos.

                            GSLV-D3 Kryo-Oberstufe (CUS)

                            GSLV-D3 Cryogenic Upper Stage (CUS) (Zitat- und Bildquelle: ISRO )

Laut The Hindu :

Auf diese Mission wird enorm geachtet, da der GSLV-Flug mit einem einheimischen kryogenen Triebwerk im April 2010 fehlschlug. Der nachfolgende GSLV-Flug mit einer russischen kryogenen Stufe schlug ebenfalls im Dezember desselben Jahres fehl.

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Im April 2010 wurde der einheimische kryogene Motor gezündet; Der Lenkmotor und der Gasgenerator zündeten, aber die Zündung konnte nicht länger als 800 Millisekunden aufrechterhalten werden, und die Kraftstoff-Booster-Turbopumpe (FBTP) stoppte.

       ISRO-Trägerraketensortiment

         Verschiedene ISRO-Trägerraketen. Die Konfiguration, die am 19. August gestartet werden soll, ist GSLV-Mk II mit der einheimischen kryogenen
         Oberstufe (CUS) mit LH2/LOX-Treibmitteln als 3. Stufe (in Schwarz direkt unter der Nutzlast) (Bild: ISRO ).

S. Ramakrishnan, Direktor des Vikram Sarabhai Space Center (VSSC) in Thiruvananthapuram, strotzte vor Zuversicht, als er gefragt wurde, ob der einheimische kryogene Motor dieses Mal gut funktionieren würde.

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„Natürlich“ , sagte er. „Uns geht es gut. Wir haben alle möglichen Tests durchgeführt. Bis jetzt ist die Gesundheit der [kryogenen] Phase in Ordnung. Alle Kontrollen zeigen, dass der Zustand des Fahrzeugs in Ordnung ist.“

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Dr. Radhakrishnan erläuterte die Schritte, die unternommen wurden, um die Unzulänglichkeiten des Fluges von 2010 zu beheben. Er sagte: „In den letzten drei Jahren … haben wir eine Reihe von Bodentests an den Subsystemen und dem kryogenen Motor am LPSC in Mahendragiri, Tamil Nadu, durchgeführt, „nachdem wir die notwendigen Konstruktionsänderungen am FBTP und am Oxidationsmittel vorgenommen hatten Turbopumpe.“ Ein wichtiger Test, der in diesem Jahr durchgeführt wurde, war das Testen des FBTP unter Betriebsbedingungen bei kryogenen Temperaturen. Die Zündung des Triebwerks unter Höhenbedingungen [Simulation des Vakuums im Weltraum] wurde ebenfalls durchgeführt. Die Dauer dieses Tests betrug 3,5 Sekunden, wobei die Zündung des Hauptmotors, des Gasgenerators und der beiden Steuermotoren in einer vorgegebenen Reihenfolge erfolgen sollte. "Das ist passiert."

Alle zitierten Auszüge außer dem ersten Copyright und mit freundlicher Genehmigung von: The Hindu

    Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

     Der im Inland gebaute kryogene Motor wird Anfang 2013 in der High Altitude Test Facility (HAT) des Liquid Propulsion Systems
     Center (LPSC), Mahendragiri, getestet. (Bildquelle: ISRO auf Facebook )

Meine Fragen sind:

  • welche zusätzlichen Bodentests auf CUS seit dem GSLV-D3 für den geplanten GSLV-D5-Start genau durchgeführt wurden (neben den bereits im Auszug beschriebenen),
  • welche Änderungen an seinem Design vorgenommen wurden, um dieses offensichtliche Vertrauen von Dr. Radhakrishnan, Direktor des VSSC in Thiruvananthapuram, zu untermauern, dass der GSLV-D5 seine Mission erfolgreich abschließen wird (auf der Suche nach einer detaillierteren Erklärung),
  • Wie genau sind Tests in großer Höhe, um die Leistung unter Vakuumbedingungen zu testen (irgendwelche früheren Referenzen?) und
  • Was beinhaltet „Testen des FBTP unter Betriebsbedingungen bei kryogenen Temperaturen“ ?

Kurz gesagt, ich erwarte Antworten, die die Behauptungen und das Vertrauen, dass die zukünftige GSLV-D5-Mission „liefern“ wird (kein Wortspiel beabsichtigt), mit etwas mehr Details als dem verlinkten Nachrichtenartikel in The Hindu weiter untermauern .

Das Hauptaugenmerk sollte auf der Zuverlässigkeitsanalyse der kryogenen Oberstufe und ihrer Komponenten (z. B. FBTP) liegen. Von einer etwas großzügigeren Interpretation der bereitgestellten Testdaten und Kommentare wird nicht abgeraten, wenn es nicht anders geht, aber geben Sie bitte einen Link zu Ihren Quellen als Referenz an.

An alle potenziellen Neinsager, die denken würden, dass dies „zu lokalisiert“ ist: Die Frage bezieht sich auf Motortests. Denken Sie an Centaur, KVTK, DCSS und andere.
Danke @DeerHunter, ja, genau darum geht es in meiner Frage, und die von Ihnen erwähnten Kryostadien sind alle sehr relevant. Das heißt, der Erfolg des Starts und damit das Ergebnis dieser Tests werden sich vielleicht schon früh genug zeigen, aber meine Fragen bleiben, unabhängig vom Erfolg oder Misserfolg dieser für ISRO äußerst wichtigen Mission.

Antworten (1)

Die Informationen dazu, die ich am ehesten finden konnte, stammen aus dieser Broschüre :

Designverbesserungen in GSLV-D5

Basierend auf seiner Leistung während der früheren Missionen wurden das End-to-End-Design von GSLV sowie einheimische kryogene Bühnensysteme erneut untersucht. Konstruktionsänderungen werden, wo immer erforderlich, zusammen mit strengen Bodentests und Verbesserungen in Bezug auf die Herstellung und Qualitätskontrolle implementiert, um die Zuverlässigkeit zu erhöhen

  • Die vorgenommenen Änderungen:
  • Neugestaltung der unteren Ummantelung, die den kryogenen Motor während des Atmosphärenflugs von GSLV-D5 schützt
  • Neugestaltung des Drahttunnels der Kryostufe, um größeren Kräften während des Fluges standzuhalten
  • Überarbeitete aerodynamische Charakterisierung der gesamten Trägerrakete
  • Aufnahme eines Video-Bildgebungssystems zur Überwachung der Bewegung der unteren Verkleidung während verschiedener Flugphasen
  • Verbesserungen in der kryogenen Oberstufe:
    • Modifiziertes Design der Fuel Booster Turbo Pump (FBTP), das sich um die Ausdehnung und Kontraktion der Lager und des Gehäuses bei kryogenen Temperaturen kümmert
    • Änderung der Zündsequenz, um eine reibungslose, erfolgreiche und anhaltende Zündung für Hauptmotor (ME), Steuermotor (SE) und Gasgenerator (GG) zu gewährleisten

Darüber hinaus wurde die Indigenisierung vieler kritischer Systeme, einschließlich des Flüssigwasserstoff-Treibmittelerfassungssystems (um die Möglichkeit einer Kontamination zu verhindern), Polyimid-Rohrleitungen und Flüssigsauerstoff- und Flüssigwasserstoff-Füllstandssensoren erfolgreich durchgeführt.

  • Bodentests durchgeführt:

Um die Konstruktionsverbesserungen zu validieren, wurden die folgenden umfangreichen Qualifizierungstests am Motor in der Main Engine Test (MET)-Anlage und der High Altitude Test (HAT)-Anlage durchgeführt:

  • Zwei Abnahmetests für die Flugeinheit des FBTP
  • Höhentests zur Bestätigung der Zündsequenz im Vakuumflug
  • Kryogener Hauptmotor (200 Sek.) und Lenkungsmotor (100 Sek.) Abnahmetests

Alle Verbesserungen wurden von Sachverständigenausschüssen einschließlich namhafter nationaler Sachverständiger gründlich geprüft.

Das ist eigentlich alles, was ich zu dem Thema finden konnte. Natürlich wurde der Start aufgrund eines Treibstofflecks abgesagt und auf Dezember verschoben, sodass mit der Zeit weitere Informationen kommen könnten.