Wie viel Treibstoff/Oxidationsmittel befand sich in den Rohrleitungen des Shuttle-Orbiters?

Die Haupttriebwerke des Space Shuttles befanden sich im Orbiter-Teil des Fahrzeugs, wurden jedoch mit Treibstoff (LH2) und Oxidationsmittel (LOX) aus dem externen Tank versorgt. Angenommen, der externe Tank wird ausgeworfen, bevor LH2 und LOX vollständig verbraucht sind.

  1. Welches Volumen an LH2 und LOX verbleibt in den Rohren des Orbiters?

Unter der Annahme, dass diese Mengen vollständig verbrannt werden könnten und die Motoren noch laufen,

  1. Wie lange könnten alle drei Haupttriebwerke mit maximalem Schub weiterbrennen ?

  2. Wie lange könnte ein einzelner Hauptmotor bei minimalem Schub brennen?

Ich weiß, dass die Antworten "nicht viel" sind, aber ich suche nach numerischen Werten.

Inspiriert von diesem Kommentar .

Verbunden: STS: Wie viel Schub hat der nominelle Post-MECO-LOX-Dump produziert?

Ich vermute, dass die Pumpendurchflussrate verwendet werden könnte, um eine vernünftige Schätzung für mindestens Nr. 2 und Nr. 3 vorzunehmen.

Antworten (1)

Es gibt Gründe, warum das überhaupt nicht funktioniert hätte. Ich werde es am Ende erklären, aber zuerst die Zahlen, nach denen Sie fragen.

Flüssige Masse in Orbiter-Rohrleitungen:

  • Gemeinsame Zuleitung (zwischen externem Tanktrennventil und Motorvorventil): 4000 lbm LO2, 250 lbm LH2
  • Motorzuleitung (zwischen Motorvorventil und SSME): 298 lbm/Leitung LO2, 22 lbm/Leitung LH2

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Unter Verwendung der Motordurchflussraten aus einer früheren Frage von 925 lbm/s LO2 und 154 lbm/s LH2 bei 104 % und den gleichen proportionalen Annahmen erhalte ich 3 Motoren, die mit 109 % laufen und das LH2 in 0,65 Sekunden und das LO2 in 1,68 Sekunden erschöpfen . (Weitere Gründe nennen, warum dies nicht funktioniert hätte)

Ein einzelner Motor, der mit 67 % läuft, unter der Annahme, dass er den gesamten gemeinsamen Verteiler verwendet, und eine Motorleitung ergibt eine LH2-Verarmung in 2,74 Sekunden und eine LO2-Verarmung in 7,21 Sekunden .

Warum es nicht funktionieren würde:

  1. Das Schließen der ET-Trennventile an laufenden Motoren wurde aufgrund des resultierenden Wasserschlags als katastrophal angesehen. Es wurden spezielle pneumatische Sperren hinzugefügt, um die Ventile nach dem Ausfall des Challenger offen zu halten.
  2. Das in den Zuleitungen eingeschlossene Treibmittel würde sofort an Druck verlieren und die SSME-Turbopumpen würden kavitieren.
  3. Abschaltungen aufgrund von Treibstofferschöpfung wurden aufgrund von Überdrehzahl der Turbopumpe als katastrophal angesehen, Abschaltungen mit LO2-reichen doppelt so aufgrund von "Brennen und starker Erosion von Motorkomponenten".
  4. Unter der Annahme, dass Nr. 1 und Nr. 2 das Shuttle nicht in die Luft gesprengt haben, hätten die Bordcomputer allen laufenden SSMEs befohlen, sich abzuschalten, da die Sensoren für die Treibstofferschöpfung (LH2 im ET, LO2 in der gemeinsamen Zuleitung - beide im Diagramm oben gezeigt) wäre trocken geworden. Es gab keine Möglichkeit, diesen Befehl zum Herunterfahren zu überschreiben.

Verweise

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Danke! Ich habe die Frage im Geiste des Kommentars gestellt, auf dem sie basierte - dass das Ergebnis zu klein wäre, um nützlich zu sein. Und Ihre Antwort zeigt, dass es so ist.
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