Atmosphärensystem für die Kabine des Space Shuttles

Wenn ich mir das Luftversorgungssystem der Space-Shuttle-Kabine ansehe, sehe ich, dass es O2 und N2 durch einen gemeinsamen Verteiler in einen 14,7-psi-Regler liefert. Was mir nicht klar ist, ist, wohin die Kabinenluft strömt und ob durch diesen Regler viel Strom fließt oder ob er größtenteils im Leerlauf ist. Die Spezifikation schlägt vor, dass es 20 Pfund/Stunde bewältigen kann. Meine Frage ist, wann und wie viel es in Betrieb war ... Haben sie kontinuierlich oder regelmäßig Kabinenluft abgelassen, nur um sie von diesem System nachfüllen zu lassen? Liefert das System nur dann Frischluft, wenn der Kabinendruck durch Undichtigkeiten oder Mülldeponien abfällt? Alle Informationen, die mir helfen zu verstehen, wie Luft durch diesen Regler zugeführt wurde, insbesondere wann und warum, wären großartig.

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Hier ist die normale Umlaufbahnkonfiguration für das Druckkontrollsystem (PCS) des Orbiters.

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~ 850 psi O2 (gelb) strömen aus den kryogenen Tanks (die auch zur Versorgung der Brennstoffzellen verwendet werden) im Orbiter-Mittelkörper über einen Wärmetauscher mit dem Freon-Kreislauf, der das O2 erwärmt, durch einen Durchflussbegrenzer und einen Filter in einen 100 psi Regler.

~3000 psi N2 (lila) fließen aus dedizierten Tanks in der Körpermitte durch einen 200-psi-Regler und dann einen Filter in die Rohrleitungen der Kabine.

Eines der beiden PCS-Systeme ist so konfiguriert, dass es entweder O2 oder N2 durch den Kabinenregler fließen lässt. Das Diagramm zeigt das für den Durchfluss konfigurierte PCS-System 1. Es fließt nichts, wenn der Kabinendruck nicht unter 14,7 fällt. Wenn der Druck unter 14,7 fällt, reißt der Regler und beginnt Gas zu fließen. Welches Gas fließt, wird vom O2/N2-Regelventil gesteuert, das wiederum von einem Schaltkreis gesteuert wird, der den Partialdruck von O2 (PPO2) in der Kabine misst.

Wenn der PPO2 weniger als 2,95 psi beträgt, lässt das System O2 fließen. Wenn er größer als 3,45 ist, fließt N2. Bei Zwischenwerten von PPO2 bleibt das Ventil in seiner letzten Position. Auch hier fließt nichts, es sei denn, der Kabinendruck fällt unter 14,7

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Es wurde nichts Größeres absichtlich entlüftet, aber O2 wird durch die Atmung der Besatzung verbraucht, N2 wird durch (geringfügige, aber immer vorhandene) Leckage über Bord verbraucht (es gibt die ganze Zeit über eine nominale Entlüftung von 3 lb/h durch das Vakuumentlüftungssystem), Toilettengänge usw.

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( Diagrammquelle )

Das Diagramm sagt „1. Hälfte“, weil die Systeme in der Mitte der Mission so konfiguriert wurden, dass sie von System 2 fließen, nur um den Verschleiß auszugleichen.

In Bezug auf die Durchflussmengen können Sie die Durchflussbegrenzer an den Sauerstoffleitungen sehen, die den O2-Durchfluss auf ~25 lb/h begrenzen, aber die Kabinenregistrierung kann bis zu 75 lb/h oder mehr fließen, wenn sie in einen hohen Durchfluss eintritt – beachten Sie Es gibt keine Durchflussbegrenzer an den Stickstoffleitungen.

Steuerschalter für die elektrisch betriebenen Ventile befinden sich auf der Tafel L2, links vom Kommandantensitz. Hier ist ein Bild, das ich von dem Panel in Endeavour gemacht habe. Sie können sehen, dass der auf dem Panel gezeichnete Schaltplan ziemlich gut mit der obigen Zeichnung übereinstimmt. Ventile, die keine Schalter auf diesem Bedienfeld haben, sind manuell betätigte Ventile, die sich im Mitteldeck befinden.

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Referenz: Wird verwendet, um das System für seinen Lebensunterhalt zu unterrichten. Das Bild stammt aus Schulungsmaterial. Setzen Sie alles in die Vergangenheitsform. Die Beschreibung im Shuttle Crew Operations Manual ist ziemlich gut, Seite 2.9-4

Ich habe auf Ihre Antwort gewartet :) Ich schaue mir gerade ein Dokument namens ECLSS 21002 an. Ich hoffe, Sie haben nichts gegen ein paar Folgefragen. Das Überdruck-Entlastungsventil der Kabine wird so beschrieben, dass es bei 15,5 öffnet, bei 16 den vollen Durchfluss erreicht und unter 15,5 wieder schließt. Können Sie mir sagen, ist dies eine hörbare Operation? Wie klingt es, wenn ja? Welche Geräusche machen die anderen Ventile?
ECLSS 21002 ist eine großartige Referenz, ich wusste nicht, dass es verfügbar ist (JSC hat es nicht auf ihrer FDF-Seite veröffentlicht). Über die Vakuumentlüftung und die ständige Leckage können Sie in Kapitel 5.4 nachlesen. Das Kabinendruckbegrenzungsventil hat meines Wissens nie funktioniert, es wäre als großer Fehler angesehen worden, wenn der Kabinendruck so hoch geworden wäre. Der einzige Kommentar, den ich jemals über PCS-Geräusche gehört habe, war, dass nach STS-86 eine riesige Unterdrückung von Mir durchgeführt wurde und das CDR mir sagte, dass sie hörbare Strömungsgeräusche hatten und sogar Frost auf den Düsen bekamen (die Kabinenregistrierungsausgänge waren auf MO10W , die Decke des Toilettenraums)
Wenn Sie meine Frage gestatten, welches Datum steht auf Ihrer Kopie von ECLSS 21002? Und sicher, fragen Sie nach!
Habe es irgendwo auf nasa.gov. Seine Version von 2006.
Danke! Das ist wohl die "endgültige Version".
Gehe ich richtig in der Annahme, dass das gesamte System nicht in der Lage war, automatisch einen geeigneten PPO2 bei einem niedrigeren Kabinendruck aufrechtzuerhalten, beispielsweise wenn der Orbiter mit etwas andocken sollte, das auf 12 psi unter Druck steht. Könnte nur eine hypothetische Situation sein. Sie fragen sich, ob es jemals diskutiert wurde und ob es ein Verfahren gab? Der Kabinenregler war nicht einstellbar, oder?
Mit dem automatischen Teil hast du recht. In Vorbereitung auf EVAs wurde die Kabine oft auf 10,2 psi drucklos gemacht. In dieser Situation mussten Druck und PPO2 manuell verwaltet werden. Die 10.2-Operationen sind in demselben ECLSS 21002-Handbuch beschrieben. Die Verfahren selbst finden Sie in der EVA-Checkliste, Abschnitt 1. nasa.gov/centers/johnson/pdf/492872main_EVA_G_H_20.pdf
Es gab auch 8-psi-Regler, aber sie kamen nur in einem Kabinenleck-Szenario ins Spiel.
Ich bin noch nicht zum Eva-Bit gekommen, danke für den Hinweis :)
Der 100-psi-Abschnitt der O2-Versorgung verfügt über ein Druckentlastungsventil, das bei 245 psi knackt und in die Kabine entlüftet. Warum die Kabine? Ich denke, die Kabinenentlastung wird sich darum kümmern, aber warum nicht direkt in die Vakuumleitung?
Gefunden nur im Crew-Ops-Handbuch: "Makeup O2 für den Stoffwechsel wird durch eine Entlüftungsöffnung bereitgestellt, die im Orbit in die LEH O2 8-Schnellkupplung auf dem Panel MO69M eingefügt wird". Wie kommt es, dass dies nicht einmal in den Diagrammen oben gezeigt wird? Demnach fließt durch den O2/N2-Verteiler nur Gas, um Lecks zu ersetzen. Warum also beides? Wenn diese Entlüftungsöffnung nicht vorhanden wäre, würde der o2/n2-Verteiler sicherlich Luft zuführen und sowohl den metabolischen o2-Verlust als auch Luftlecks ersetzen? Ich verstehe weder den Sinn der Entlüftung, noch warum eine so wichtige Funktion nicht in den Diagrammen angezeigt wird ... gibt es eine Möglichkeit zur Klärung?
@Innovine wo ist dieses Entlastungsventil, von dem du sprichst? Dokument, Seitenangabe bitte? Ich erinnere mich nicht daran, aber es ist eine Weile her.
Die Entlastung von 245 psig wird in Crew Ops 2.9-6 erwähnt (dieselbe Seite wie die Erwähnung der Entlüftungsöffnung). Interessanterweise hat der n2 200psi-Abschnitt ein ähnliches Ventil, das in die Vakuumleitung entlüftet.
Der LEH O2 QD ist auf der Zeichnung in meiner Antwort dargestellt. Es befindet sich direkt links neben dem N2-Übergangsventil. Die Entlüftungsöffnung diente nur dazu, den Verschleiß des O2/N2-Steuerventils zu verringern – wenn die Entlüftung den metabolischen Verbrauch ersetzen könnte, dann könnte das O2/N2-Steuerventil in N2 bleiben.
An das Überdruckventil des O2-Reglers kann ich mich nicht erinnern. Es scheint vorgesehen zu sein, um ein Öffnen des O2-Reglers zu verhindern, aber ich kenne keine Details darüber.
Ich sehe das LEH-Ventil und nahm an, dass es sich nur um einen geschlossenen Kreislauf zu den Anzügen handelt (habe mich noch nicht damit befasst). Ich bin etwas überrascht, dass diese Hauptquelle für atmungsaktives O2 nicht deutlicher angegeben ist, aber hey, ich lerne jetzt sicher etwas :)
Weitere Informationen zur Entlüftungsöffnung finden Sie im 21002-Handbuch auf Seite 2-27.
Atmosphärensystem für die Kabine des Space Shuttles
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