太空运输系统 HAER No. TX-116 第 248 页 第三部分 航天飞机主发动机 简介 航天飞机主发动机 (SSME) 是世界上第一台也是唯一一台适用于载人航天的完全可重复使用、高性能液体火箭发动机。分级燃烧发动机燃烧 LO2 和 LH2 的混合物将航天器送入太空。ET 为三个 SSME 提供燃料和氧化剂,SSME 在动力飞行的前两分钟与双 SRB 协同工作。发动机从点火到 MECO 总共运行了大约八分半钟,燃烧了超过 160 万磅(约 528,000 加仑)的推进剂。SSME 为航天飞机提供了超过 120 万磅的推力。SSME 分级燃烧循环分两步燃烧燃料。首先,双预燃室燃烧涡轮泵中的大部分氢气和部分氧气,产生高压和有限温度下的富氢气体。热气流推动高压涡轮泵中的涡轮。涡轮废气流入主燃烧室,燃料在这里完全燃烧,产生高压高温的富氢气体。主燃烧室的废气通过喷嘴膨胀产生推力。在海平面,推进剂为每个发动机提供大约 380,000 磅的推力,额定功率水平 (RPL) 或 100% 推力;390,000 磅的标称功率水平 (NPL) 或 104.5% 的 RPL;420,000 磅的全功率水平 (FPL) 或 109% 的 RPL(或在真空中分别约为 470,000 磅、490,000 磅和 512,000 磅)。发动机可在 67% 至 109% RPL 的推力范围内以百分之一的增量进行节流。所有三个主发动机同时收到相同的节流命令。这在升空和初始上升期间提供了高推力水平,但允许在最后的上升阶段降低推力。发动机在上升过程中采用万向节来控制俯仰、偏航和滚转。SSME 的运行温度比当今常用的任何机械系统都要高。点火前,地球上第二冷的液体 LH2 的温度为零下 423 华氏度。点火后,燃烧室温度达到 6,000 华氏度,比铁的沸点还要高。为了满足严酷操作环境的要求,开发了特殊合金,例如 NARloy-Z(Rocketdyne)和 Inconel Alloy 718(Special Metals Corporation)。 1036 后者是一种镍基高温合金,用于大约 1,500 个发动机部件,按重量计算约占 SSME 的 51%。
标志性的探路者航天飞机堆栈见证了这项为期 30 年的计划,该计划将人类从太空发射人转变为太空居住人。航天飞机的主发动机、外部燃料箱和固体火箭助推器(航天飞机舰队的心脏)均在阿拉巴马州设计、制造和建造。位于亨茨维尔马歇尔太空飞行中心的航天飞机项目办公室管理的 135 次任务监督了第一个可重复使用的太空飞行器舰队,这一概念为当今不断扩张的商业太空公司提供了动力。NASA 和民间承包商雇用的数千名阿拉巴马人不仅帮助使太空飞行成为常规,还帮助改善了家乡的生活。NASA 估计,在航天飞机项目期间开发的 1,000 多种产品在地球上得到了成功应用,例如航天飞机发动机阀门技术,可以为人类提供更好的人工心脏瓣膜。航天飞机计划还使在距地球 250 英里处建造国际空间站成为可能。二十多年来,国际空间站一直是地球外生活、发展太空商业能力和推动微重力科学进步的试验场。如果没有航天飞机计划,如果没有阿拉巴马州为科学、商业和人类居住而努力工作的男男女女,这一切都不会实现。
灾难的技术解释相对简单。航天飞机上有两个固体螺旋桨火箭助推器(SRB)。固体火箭电机(SRM)包含在组装SRB的四个主要中央段中。SRB提供了将整个航天飞机组装从地面并进入太空所需的80%的推力。航天飞机本身最初由轨道车辆,外部油箱和SRB组成。对SRB中的固体燃料进行了反应,以产生非常热的高压气体,该气体在穿过后喷嘴以提供推力时扩展和加速。SRB在上升两分钟内被抛弃,后来被回收和重复使用。使用固体燃料是一种公认的解决方案,可提供将班车从地面驶入太空所需的必要额外推力。这也是一个相对便宜的选择。以升空的班车上的第三个附件是外部液体燃油箱,该液体箱由氢气罐,氧气罐和一个河间罐组成,供应三个主班车火箭发动机供应氢 - 氧气混合物。一旦班车逃脱了地球的大气层并且无法回收,外部燃油箱就会抛弃。
签名:________Isaac Morrison_________________________ 批准:_______________________________________ 日期 ________________________ Benjamin J. Laugelli,工程与社会系助理教授
Air Force Connect 是 Tinker 航空展的官方应用程序。在进入航空展场地之前下载它,您将可以访问地图、时间表、飞机信息表等等!AF Connect 可在 Apple App Store 或 Google Play 上获取!下载后,从安装列表中选择“Tinker Air Force Base”。
• 像商业航班一样常规进入轨道,航天飞机依靠自身动力运行,无需升空助推器 • 军用通信、导航、气象和监视卫星(“控制太空的国家将控制世界”] • 建造一台巨大的 96 英寸望远镜,运行在高空,不受大气层的扭曲影响,使天文学家首次能够看到附近恒星周围的行星,观察比通过地面望远镜看到的暗 100 倍的物体,也许还能探测到来自可见宇宙边缘的光,这将有助于我们理解进化和生命的起源 • 建造太空平台,甚至建造太空殖民地,由自己的政府、国旗和法律统治的太空国家 • 建造欧洲太空实验室 • 一个能够摧毁敌方原子弹的永久卫星网络 • 从太空返回原材料并从太阳中提取无限的能量 • 太阳极地任务 • 一场新的工业革命:开发不受重力影响的虚拟真空技术圈制造工厂,从而可以生产出大约 400 种合金,这些合金由在地球引力作用下无法成功混合的金属制成,而地球引力往往会将较轻的金属与较重的金属分离;制造出完美的滚珠轴承;稳定的泡沫;新型半导体材料晶体:以及在完全无菌条件下生产的超纯疫苗和药物。
7. 最初两个航天飞机的外部油箱被漆成白色,以保护绝缘泡沫免受紫外线的损害。后来确定泡沫没有被紫外线损坏,只是在阳光下从浅褐色变为橙色。白色油漆使油箱增加了 600 磅的重量。考虑到一加仑普通重型外墙乳胶漆重约 10.53 磅,固体重量占 47.8%,一加仑干漆的重量大约是多少?大约用了多少加仑的油漆来涂刷航天飞机的外部油箱?