Boilerplate (volo spaziale) - Boilerplate (spaceflight)

Per altri usi, vedere Boilerplate (disambiguazione) .
Versione Boilerplate della navicella Gemini in mostra all'Air Force Space and Missile Museum , Cape Canaveral , in Florida , 15 ottobre 2004
Il prototipo dello Space Shuttle orbiter Enterprise in configurazione stack completa con serbatoio esterno e SRB pronti per essere sottoposti a test di vibrazione presso il Marshall Space Flight Center , 4 ottobre 1978

Un veicolo spaziale boilerplate , noto anche come simulatore di massa , è un velivolo o carico utile non funzionante che viene utilizzato per testare varie configurazioni e caratteristiche di dimensioni, carico e manovrabilità di base dei veicoli di lancio di razzi . È molto meno costoso costruire veicoli spaziali boilerplate multipli, su vasta scala e non funzionali rispetto allo sviluppo dell'intero sistema (progettazione, test, riprogettazione e lancio). In questo modo, i veicoli spaziali standard consentono di testare componenti e aspetti di progetti aerospaziali all'avanguardia mentre vengono negoziati contratti dettagliati per il progetto finale. Questi test possono essere utilizzati per sviluppare procedure per l'accoppiamento di un veicolo spaziale al suo veicolo di lancio, accesso e uscita di emergenza, attività di supporto alla manutenzione e vari processi di trasporto.

I veicoli spaziali Boilerplate sono più comunemente usati per testare veicoli spaziali con equipaggio; per esempio, all'inizio degli anni '60, la NASA eseguì molti test usando la navicella spaziale Apollo standard in cima ai razzi Saturn I e la navicella Mercury in cima ai razzi Atlas (ad esempio Big Joe 1 ). Lo Space Shuttle Enterprise senza motore è stato utilizzato come boilerplate per testare l'assemblaggio della pila di lancio e il trasporto alla piattaforma di lancio. Il programma Constellation della NASA, ora cancellato , e il programma Artemis in corso hanno utilizzato la navicella spaziale Orion standard per vari test.

Piastre di mercurio

I boilerplates di mercurio sono stati prodotti "internamente" dai tecnici del Langley Research Center della NASA prima che la McDonnell Aircraft Company costruisse la navicella Mercury . Le capsule boilerplate sono state progettate e utilizzate per testare i sistemi di recupero dei veicoli spaziali e le torri di fuga e i motori a razzo . I test formali sono stati effettuati sul campo di prova a Langley ea Wallops Island usando i razzi Little Joe .

Etimologia

Il termine boilerplate ha avuto origine dall'uso dell'acciaio boilerplate per la costruzione di articoli / modelli di prova . Storicamente, durante lo sviluppo della serie Little Joe di 7 veicoli di lancio, c'era solo una vera capsula boilerplate ed era chiamata tale poiché la sua sezione conica era fatta di acciaio nel cantiere navale di Norfolk . Questa capsula è stata utilizzata in un test di interruzione in spiaggia e successivamente utilizzata nel volo LJ1A . Tuttavia, il termine successivamente venne utilizzato per tutte le capsule prototipo (che di per sé erano complicate quasi quanto le capsule orbitali). Questo utilizzo era tecnicamente errato, poiché quelle altre capsule non erano fatte di boilerplate, ma il termine boilerplate era stato effettivamente generico .

Eventi notevoli

Fonti di sezione.
  • 1959 22 luglio - Primo test di volo interrotto con successo con una torre di fuga funzionale attaccata a un boilerplate Mercury.
  • 28 luglio 1959 - Un boilerplate Mercury con strumentazione per misurare i livelli di pressione sonora e le vibrazioni del razzo di prova Little Joe e della torre Grand Central che interrompe il razzo / fuga.
  • 9 settembre 1959 - Un Mercury (BJ-1) di Big Joe Atlas viene lanciato con successo e volato da Cape Canaveral. Questo volo di prova era per determinare le prestazioni dello scudo termico e il trasferimento di calore al boilerplate, per osservare le dinamiche di volo del boilerplate durante il rientro nell'Atlantico meridionale, per eseguire e valutare le procedure del sistema di galleggiamento e recupero della capsula e per valutare l'intero personaggi di capsule e razzi e controlli di sistema.
  • 1960 9 maggio - Il test di interruzione della spiaggia con un sistema di fuga dal lancio ha avuto successo.
  • 1961 25 febbraio - Un test di caduta riuscito della navicella spaziale Mercury dotata di gonna antiurto, cinghie e cavi e uno scudo termico.
  • 1961 24 marzo - Un lancio di successo Mercury-Redstone BD (MR-3) si è verificato con un apogeo di 181 km (112 mi); primo volo senza equipaggio suborbitale.

Fotografie


Gemini boilerplates

C'erano sette boilerplate Gemini: BP-1, 2, 3, 3A, 4, 5 e 201. Boilerplate 3A aveva porte funzionali e aveva molteplici usi per testare la tenuta stagna, i collari di galleggiamento e le procedure di uscita.

Fotografie

Caldaie Apollo

Apollo BP 29

La NASA ha creato una varietà di boilerplate Apollo. Un elenco di questi può essere trovato nella sezione Apollo di A Field Guide to American Spacecraft .

Avvia test del sistema di fuga (LES)

I moduli di comando boilerplate Apollo sono stati utilizzati per i test dei razzi e delle procedure della torre di lancio del sistema di fuga del lancio (LES):

  • BP-6 con Pad Abort Test-1 - Test di interruzione del pad LES dalla rampa di lancio; con foto.
  • BP-23A con Pad Abort Test-2 - Test di interruzione del pad LES del CM Block-I vicino; con foto.
  • BP-23 con volo di prova della missione A-002 - test LES delle canard, 29 ottobre-novembre. 5, 1964.
  • BP-27 con LES-015 - Test dinamici.

Prove Boilerplate

BP-29 al Barringer Crater (utilizzato per i test di galleggiamento)
  • BP-1 - Prove di impatto dell'acqua
  • BP-2 - Stoccaggio prove di galleggiamento
  • BP-3 - Prove di paracadute
  • BP-6, -6B, - PA-1, più tardi veicolo di prova di caduta del paracadute, e test di volo di interruzione del pad LES per dimostrare le prestazioni di interruzione del pad del sistema di fuga al White Sands Missile Range.
  • BP-9 con volo di prova della missione AS-105 (SA-10), Micro Meteoroid Dynamic Test; non recuperato.
  • BP-12 con volo di prova della missione A-001 , ora presso l'ex struttura della NASA, Downey, CA per testare le prestazioni del volo di interruzione transonica LES a White Sands Missile Range.
  • BP-13 con volo di prova della missione AS-101 (SA-6), non recuperato.
  • Il BP-14 con test del sistema di controllo ambientale , 22-29 ottobre 1964, consisteva nel modulo di comando 14, modulo di servizio 3, sistema di fuga di lancio 14 e adattatori di lancio di Saturno.
  • BP-15 con volo di prova della missione AS-102 (SA-7), non recuperato.
  • BP-16 con volo di prova della missione AS-103 (SA-9), altro test Micro Meteoroid, non recuperato.
  • BP-19A - Antenna VHF , test di caduta del paracadute; ora al Columbia Memorial Space Center (ex struttura della NASA, Downey, CA)
  • BP-22 con volo di prova della missione A-003 ; boilerplate in mostra al Johnson Space Center, Houston, TX
  • BP-23 - Prove di prestazioni di volo interrotte ad alta pressione dinamica LES a White Sands Missile Range.
  • BP-23A - Test delle prestazioni di volo con interruzione del pad LES con Canard, BPC e importanti modifiche al sequenziamento a White Sands Missile Range, ora visualizzati con SA-500D presso l' US Space & Rocket Center , Huntsville, Alabama .
  • Modulo di comando BP-25 (CM) - Test di recupero dell'acqua, al Museo dei trasporti di Fort Worth (vedi foto BP-25)
  • BP-26 con volo di prova della missione AS-104 (SA-8) - un altro test micro meterioide.
  • Modulo di comando e servizio BP-27 con LES-16 - stack e test del giunto cardanico del motore. Ora in mostra in cima al Saturn V verticale presso l' US Space & Rocket Center , Huntsville, Alabama .
  • BP-28A - Test di impatto
  • BP-29 - Test di caduta in verticale a Downey, CA , 30 ottobre 1964, in mostra al Barringer Crater , Arizona .
  • BP-30 - Test del braccio oscillante; attualmente in mostra all'Apollo / Saturn V Center del Kennedy Space Center.

Unità specifiche Apollo BP

BP-1101A

Il BP-1101A è stato utilizzato in numerosi test per sviluppare apparecchiature e procedure per il recupero di veicoli spaziali. In particolare, 1101A ha testato gli airbag come parte della procedura di sollevamento quando l'Apollo atterra sottosopra nell'acqua. La sequenza del gonfiaggio delle sacche ha causato il rotolamento della capsula e la sua posizione verticale.

Questo boilerplate di McDonnell è ora in prestito al Wings Over the Rockies Air and Space Museum , Denver, Colorado, dallo Smithsonian. BP-1101A ha una marcatura verniciata esterna di AP.5. L'esame degli interni nel 2006 ha rivelato grandi lingotti di acciaio pesante. Dopo ulteriori ricerche, nel giugno 2007 è stato applicato un nuovo schema di verniciatura.

  • BP1101A AP5, vista frontale, Wings Museum , 2006

  • BP1101A AP5, vista laterale

  • Nuovo schema di verniciatura, giugno 2007

BP-1102A

Il BP-1102 è stato utilizzato per l'addestratore in uscita dall'acqua per tutti i voli Apollo, incluso l'equipaggio dell'Apollo 11 , la prima missione di atterraggio lunare. È stato anche adattato per i componenti interni del modello e utilizzato dagli astronauti per esercitarsi nelle uscite di routine e di emergenza dal veicolo spaziale.

È stato quindi nuovamente modificato dove l'interno è stato configurato per essere configurato come Apollo / Soyuz o come veicolo di salvataggio Skylab per cinque persone proposto . Con queste due conversioni, gli astronauti potrebbero allenarsi per quelle missioni speciali. Fu finalmente trasferito dalla NASA allo Smithsonian nel 1977 e ora è esposto all'Udvar-Hazy Center con il collare di galleggiamento e le borse che erano attaccate al Columbia (il modulo di comando dell'Apollo 11) al termine della sua storica missione.

BP-1210

BP-1210

BP-1210 è stato utilizzato per l'atterraggio e l'addestramento al recupero e per testare i dispositivi di galleggiamento. È in mostra all'esterno dello Stafford Air & Space Museum .

Serie BP-1220/1228

Lo scopo del progetto di questa serie era di simulare il peso e altre caratteristiche fisiche esterne del modulo di comando Apollo . Questi prototipi erano nella gamma di 9000 libbre sia per i serbatoi d'acqua di laboratorio che per i test oceanici. Gli esperimenti hanno testato collari di galleggiamento, installazioni di collari e caratteristiche di galleggiabilità. La Marina ha addestrato il proprio personale di recupero per l'installazione del collare oceanico e le procedure di recupero a bordo della nave. Questi boilerplate avevano raramente apparecchiature interne. Vedere la foto del BP-1220.

BP-1224

BP-1224 era un programma di test di infiammabilità a livello di componente per testare le decisioni di progettazione sulla selezione e l'applicazione di materiali non metallici. I confronti della configurazione della piastra della caldaia con il modulo di comando e servizio 2TV-1 e 101 sono stati eseguiti dal Nord America. Il 5 febbraio 1967 il comitato di revisione della NASA decise che la configurazione standard aveva determinato una ragionevole configurazione del "caso peggiore", dopo che erano stati eseguiti più di 1.000 test. Vedere il set fotografico BP-1224.

BP-1227

I dettagli relativi a questa capsula di prova non sono chiari, ma molto probabilmente fu persa in mare da qualche parte tra le Azzorre e il Golfo di Biscaglia all'inizio del 1969 e recuperata nel giugno 1969 al largo di Gibilterra dal peschereccio sovietico Apatit (forse una nave spia sovietica travestita come tale, cosa comune durante la Guerra Fredda ), trasferita nel porto di Murmansk nell'Unione Sovietica, e tornata negli Stati Uniti nel settembre 1970 dall'USCGC Southwind (WAGB-280) . Ora si trova a Grand Rapids , nel Michigan , come una capsula del tempo . Vedere la foto del BP-1227 . Le uniche certezze su questa capsula sono che fu restituita agli Stati Uniti a Murmansk all'inizio di settembre 1970 durante una visita dell'USCG Southwind che la restituì alla Naval Air Station, Norfolk, Virginia. Lì rimase fino a quando il titolo non fu passato allo Smithsonian nell'aprile 1976, quando fu passato a Grand Rapids, nel Michigan, per fungere da capsula del tempo. Due fonti ufficiali - la US Navy e la US Coastguard - affermano entrambe che è stato perso da un'unità ARRS (Aerospace Rescue and Recovery Squadron) addestrata nelle procedure di recupero. Un resoconto contemporaneo del suo ritorno cita un portavoce della NASA che ha detto: "... per quanto la NASA può determinare l'oggetto ... la Marina ha perso due anni fa".

Boilerplates dello Space Shuttle

Articolo di prova delle strutture
Il mockup di test delle strutture viene utilizzato per testare il dispositivo Mate-Demate presso l' impianto di atterraggio dello shuttle in Florida
Articolo di test strutturale
L' articolo sui test strutturali in fase di test presso lo stabilimento di Rockwell in California
L'Enterprise viene lanciata dalla SCA durante il primo volo libero del programma Approach and Landing Test
Enterprise calò in banco prova
Enterprise presso KSC
Enterprise a Vandenburg
Enterprise in configurazione boilerplate;
A sinistra: Enterprise viene abbassata nella Dynamic Structural Test Facility per il Mated Ground Vibration Tests
Center - Enterprise viene accoppiata con ET e SRB per eseguire i test di fit-check presso KSC Pad 39A
Destra - Enterprise con ET e SRB in fit-check test presso SLC -6

Nell'ambito del programma Space Shuttle , una serie di veicoli standard sono stati costruiti utilizzando vari materiali per eseguire test chiave di procedure, infrastrutture e altri elementi che avrebbero avuto luogo durante una missione dello Shuttle.

Articolo sui test delle strutture

Nel 1977, il Marshall Space Flight Center (MSFC) ha costruito un semplice modello di orbiter in acciaio e legno da utilizzare nelle attività di fit check per vari elementi dell'infrastruttura necessaria per supportare lo Space Shuttle, comprese le distanze stradali e le capacità delle gru, nonché per test in vari edifici e strutture utilizzati come parte del programma, sia presso l'MSFC che presso il Kennedy Space Center . Il mockup è stato progettato per avere le dimensioni, la forma e il peso approssimativi di un orbiter reale e ha consentito di eseguire questi test iniziali senza utilizzare l'orbiter prototipo molto più costoso e delicato, Enterprise . Dopo il suo utilizzo come articolo di prova, il mockup è stato conservato fino al 1983, quando è stato rinnovato e modificato per assomigliare più da vicino a un orbiter reale, prima di essere visualizzato a Tokyo .

Articolo test strutturale

L' articolo di prova strutturale è stato costruito come veicolo di prova destinato all'uso nelle prove iniziali di vibrazione per simulare interi voli. Lo STA è stato costruito essenzialmente come una cellula orbitale completa, ma con un modello del compartimento dell'equipaggio installato e l' isolamento termico montato solo sulla fusoliera anteriore. Il test di simulazione dello STA è stato intrapreso nel corso di undici mesi dopo il suo lancio nel febbraio 1978; a quel tempo, si prevedeva che il prototipo dell'orbiter Enterprise sarebbe stato convertito in un modello pronto per il volo completo, ma il costo di intraprendere questo lavoro, insieme a una serie di modifiche progettuali che avevano avuto luogo tra il lancio dell'Enterprise e il lancio finale la costruzione del primo orbiter operativo, la Columbia , ha fatto sì che si decidesse invece di aggiornare lo STA in un modello di volo. Questo iniziò dopo la fine dei test STA nel gennaio 1979, con l'orbiter completato, chiamato Challenger , lanciato nel giugno 1982.

Prototipo

Avvicinamento e prove di atterraggio

Articolo principale: test di avvicinamento e atterraggio

Nel gennaio 1977, il prototipo dell'orbiter Enterprise fu consegnato alla base aeronautica di Edwards in California per l'inizio del suo programma di test generale, che comprendeva i test di volo, il fit-check e le procedure di test dell'orbiter, dei suoi sistemi, delle strutture e delle procedure richieste. per lanciare, far volare e far atterrare il veicolo spaziale in sicurezza. Durante il 1977, l' Enterprise è stato utilizzato in quello che è stato chiamato il programma di test Approach and Landing Tests , che comprendeva l'accoppiamento dell'orbiter allo Shuttle Carrier Aircraft , un Boeing 747 modificato per testare le caratteristiche di rullaggio e volo della combinazione Orbiter / SCA. Ciò includeva i voli della combinazione in cui la stessa Enterprise era stata potenziata ed equipaggiata, per testare i sistemi delle procedure dell'equipaggio in volo, e infine una serie di cinque cosiddetti "voli liberi", con l' Enterprise lanciata dalla SCA in quota per atterrare proprio, testando le caratteristiche di volo e di manovrabilità dell'orbiter.

Vibrazioni e prove di adattamento

Nel marzo 1978, in seguito al suo utilizzo nei test di volo durante il programma ALT , l' Enterprise fu portata all'MSFC di Huntsville, Alabama per essere utilizzata nel Mated Vertical Ground Vibration Test. Questo vedrebbe l' Enterprise accoppiato con un carro armato esterno vuoto e falsi Solid Rocket Booster , creando per la prima volta una versione standard dello stack completo dello Space Shuttle. All'interno del Dynamic Structural Test Facility presso l'MSFC, il camino è stato sottoposto ad una serie di prove di vibrazione simulando le varie fasi a cui sarebbe stato sottoposto in fase di lancio.

In seguito al suo utilizzo a Huntsville, l' Enterprise è stata quindi portata al Kennedy Space Center in Florida, dove è stata nuovamente utilizzata in configurazione completa per testare le procedure di assemblaggio e trasporto della pila dal Vehicle Assembly Building al Launch Complex 39 , come così come le procedure richieste al suo arrivo alla rampa di lancio. Nel 1985, l' Enterprise è stata nuovamente utilizzata per questo scopo, questa volta con la configurazione standard utilizzata per testare le strutture dello shuttle dell'Air Force presso la base aerea di Vandenberg , incluso un accoppiamento completo sulla piattaforma di lancio SLC-6 .

Orion boilerplate

Sviluppo

La costruzione del primo boilerplate Orion, era un prototipo di mockup di base per testare le sequenze di assemblaggio e le procedure di lancio presso il Langley Research Center della NASA mentre gli ingegneri aerospaziali Lockheed assemblano i primi motori a razzo per la torre di fuga della navicella. Il primo boilerplate è andato al Dryden Flight Research Center di Edwards, in California, per l'integrazione dell'avionica Lockheed e della strumentazione di volo evolutiva della NASA prima della spedizione alla White Sands Missile Range del New Mexico per il primo test di aborto del pad Orion (PA-1) nel 2009. Il Il 20 novembre 2008 si è svolto nello Utah un test completo dei razzi interrotti. PA-1 è il primo dei sei eventi di test nel sottoprogetto Orion Abort Flight Test. Lockheed Martin Corp. si è aggiudicata il contratto per la costruzione di Orion il 31 agosto 2006.

Altri boilerplates verrebbero utilizzati per testare condizioni di vibrazione termica, elettromagnetica, audio, meccanica e studi di ricerca. Questi test per la sonda Orion sarebbero stati effettuati alla Plum Brook Station nel Glenn Research Center dell'agenzia con sede in Ohio .

Fotografie

  • Boilerplate a grandezza naturale Orion che ottiene la sua prima mano di vernice

  • Dipinto al Dryden Research Center

  • Pronto per il test

  • Modello di Orion da 18.000 libbre costruito dalla marina in una piscina di prova presso la divisione Carderock del Naval Surface Warfare Center a West Bethesda, nel Maryland

Caldaie di veicoli spaziali commerciali

Negli anni 2010, diverse capsule spaziali progettate commercialmente hanno utilizzato unità boilerplate nei lanci iniziali di nuovi veicoli di lancio .

Guarda anche

Appunti

Riferimenti

link esterno