Kosmiczna elektrownia

NASA Space Power Facility z RATF pokazanym najbliżej, następnie MVF i płyta modalna, a następnie komora Thermo-Vac

Space Power Facility ( SPF ) to obiekt NASA używany do testowania sprzętu do lotów kosmicznych w symulowanych warunkach startu i lotów kosmicznych. SPF jest częścią NASA Neil A. Armstrong Test Facility, która z kolei jest częścią Glenn Research Center . Ośrodek testowy Neila A. Armstronga i SPF znajdują się w pobliżu Sandusky w stanie Ohio ( Oxford Township, hrabstwo Erie, Ohio ).

SPF jest w stanie symulować środowisko startowe statku kosmicznego, a także środowiska w kosmosie. NASA opracowała te możliwości pod jednym dachem, aby zoptymalizować testowanie sprzętu do lotów kosmicznych, jednocześnie minimalizując problemy z transportem. Space Power Facility stał się „punktem kompleksowej obsługi” w celu zakwalifikowania sprzętu lotniczego do lotów kosmicznych z załogą. Obiekt ten zapewnia możliwość przeprowadzenia następujących testów środowiskowych:

  • Testy termiczno-próżniowe
  • Badania akustyczne pogłosu
  • Badanie drgań mechanicznych
  • Testowanie modalne
  • Badania zakłóceń elektromagnetycznych i kompatybilności

Komora do badań termiczno-próżniowych

Space Power Facility ( SPF ) to komora próżniowa zbudowana przez NASA w 1969 roku. Ma 122 stopy (37 m) wysokości i 100 stóp (30 m) średnicy, otaczając przestrzeń w kształcie kuli . Jest to największa na świecie termiczna komora próżniowa. Pierwotnie został oddany do badań energii jądrowej w warunkach próżni, ale później został wycofany z eksploatacji. Następnie został ponownie oddany do użytku w testowaniu napędowych statków kosmicznych . Ostatnie zastosowania obejmują testowanie systemów lądowania poduszek powietrznych dla Mars Pathfinder i Mars Exploration Rovers , Spirit i Opportunity, w symulowanych warunkach atmosferycznych Marsa.

Obiekt został zaprojektowany i zbudowany w celu testowania zarówno jądrowego, jak i niejądrowego sprzętu kosmicznego w symulowanym środowisku niskiej orbity okołoziemskiej. Chociaż obiekt został zaprojektowany do testowania sprzętu jądrowego, w całej jego historii przeprowadzano tylko testy niejądrowe. Niektóre z programów testowych, które zostały przeprowadzone w obiekcie, obejmują eksperymenty wysokoenergetyczne, testy separacji owiewek rakietowych, testy systemu Mars Lander, testy rozkładanych żagli słonecznych i testy sprzętowe Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.

Obiekt może wytrzymać wysoką próżnię (10-6 torów , 130 μPa); symulować promieniowanie słoneczne za pomocą kwarcowego układu lamp grzewczych o mocy 4 MW, widmo słoneczne za pomocą lampy łukowej o mocy 400 kW i zimne środowiska (-320 ° F (-195,6 ° C)) za pomocą kriogenicznej zimnej osłony o zmiennej geometrii.

Obiekt jest dostępny na zasadzie pełnego zwrotu kosztów dla rządu, uniwersytetów i sektora prywatnego.

Aluminiowa komora testowa

Aluminiowa komora testowa to próżnioszczelne aluminiowe naczynie o średnicy 100 stóp (30 m) i wysokości 122 stóp (37 m). Zaprojektowana na ciśnienie zewnętrzne 2,5 psi (17 kPa) i ciśnienie wewnętrzne 5 psi ( mm ) 34 kPa), komora jest wykonana z aluminium typu 5083, które jest pokryte na powierzchni wewnętrznej warstwą o grubości 1/8 cala (3,2 . aluminium typu 3003 zapewniające odporność na korozję. Materiał ten został wybrany ze względu na jego niski przekrój absorpcji neutronów. Płyta podłogowa i powłoka pionowa mają 1 cal (25 mm) (całkowitej) grubości, podczas gdy powłoka kopuły ma grubość 1 + 3 ⁄ 8 w (35 mm). Przyspawane obwodowo do powierzchni zewnętrznej są aluminiowe elementy konstrukcyjne w kształcie litery T o głębokości 3 stóp (0,9 m) i szerokości 2 stóp (0,6 m). Drzwi komory testowej mają wymiary 50 na 50 stóp (15 na 15 m) i są wyposażone w podwójne uszczelki zapobiegające wyciekom. Podłoga komory została zaprojektowana na obciążenie 300 ton.

Betonowa obudowa komory

Betonowa obudowa komory służy nie tylko jako osłona radiologiczna, ale także jako podstawowa bariera próżniowa przed ciśnieniem atmosferycznym. Komora o średnicy 130 stóp (40 m) i wysokości 150 stóp (46 m) została zaprojektowana tak, aby wytrzymać ciśnienie atmosferyczne na zewnątrz komory w tym samym czasie, gdy wewnątrz komory występują warunki próżni. Grubość betonu waha się od 6 do 8 stóp (1,8 do 2,4 m) i zawiera osadzoną w nim szczelną stalową barierę zabezpieczającą. Drzwi komory mają wymiary 50 na 50 stóp (15 na 15 m) i mają nadmuchiwane uszczelki. Przestrzeń między betonową obudową a aluminiową komorą testową jest podczas testu pompowana do ciśnienia 20 torów (2,7 kPa).

  • The interior of the Space Power Facility.

    Wnętrze Space Power Facility.

  • The Centaur Standard Shroud at the Space Power Facility.

    Standardowy całun Centaura w Space Power Facility.

  • NASA's SPF Thermo-Vac chamber Scavenger Plate

    Płytka oczyszczająca komorę SPF Thermo-Vac firmy NASA

  • NASA's SPF Thermo-Vac chamber VacCryo Pump as Seen from the Annulus Basement

    Pompa VacCryo z komorą SPF Thermo-Vac NASA widziana z piwnicy Annulus

  • NASA's SPF Thermo-Vac chamber Turbo Molecular Pumps

    Komora SPF Thermo-Vac firmy NASA Turbo Pompy Molekularne

Brian Cox z BBC's Human Universe nakręcił odcinek z spadającymi kamieniami i piórami w Space Power Facility. Poniżej znajduje się klip z YouTube: Rock and Feather Drop w Space Power Facility NASA

Funkcja zakłóceń/kompatybilności elektromagnetycznej (EMI/EMC).

Zaprojektowana specjalnie jako termiczno-próżniowa komora testowa na dużą skalę do testów kwalifikacyjnych pojazdów i sprzętu w warunkach kosmicznych, pod koniec 2000 roku odkryto, że unikalna konstrukcja wewnętrznej aluminiowej komory próżniowej SPF sprawia, że ​​jest ona również wyjątkowo duża i elektrycznie złożona wnęka RF o doskonałych właściwościach pogłosu RF. W 2009 roku te cechy zostały zmierzone przez NIST i innych, po czym uznano, że obiekt jest nie tylko największą na świecie komorą próżniową, ale także największym na świecie ośrodkiem testującym EMI/EMC. W 2011 roku NASA GRC z powodzeniem przeprowadziła kalibrację aluminiowej komory próżniowej przy użyciu metodologii IEC 61000-4-21. W wyniku tych działań SPF jest w stanie przeprowadzać testy podatności na promieniowanie EMI dla pojazdów i urządzeń zgodnie z MIL-STD-461 i jest w stanie osiągnąć limity MIL-STD-461F powyżej około 80 MHz. Wiosną 2017 r. charakterystyki i kalibracje małej mocy z 2009 i 2011 r. zostały potwierdzone w serii testów dużej mocy przeprowadzonych w komorze w celu sprawdzenia jej możliwości. Komora SPF jest obecnie przygotowywana do testów podatności na promieniowanie EMI modułu załogi Artemis 1 należącego do NASA statku kosmicznego Orion .

  • EMI mode stirrer in the Thermal-Vacuum chamber

    Mieszadło w trybie EMI w komorze termiczno-próżniowej

  • Installation of EMI equipment in the Thermal-Vacuum Chamber

    Instalacja urządzeń EMI w komorze termo-próżniowej

Zakład testowania akustyki pogłosu

Reverberant Acoustic Test Facility ma 36 rogów napędzanych azotem, które symulują wysoki poziom hałasu, który będzie odczuwany podczas startu pojazdu kosmicznego i naddźwiękowych warunków wznoszenia. RATF jest w stanie osiągnąć ogólny poziom ciśnienia akustycznego 163 dB w komorze o pojemności 101 500 stóp sześciennych (2870 m 3 ).

  • The SpaceX Falcon 9 fairing was the first test article to utilize NASA's Reverberant Acoustic Test Facility (RATF).

    Owiewka SpaceX Falcon 9 była pierwszym artykułem testowym, w którym wykorzystano Reverberant Acoustic Test Facility (RATF) NASA.

  • Reverberant Acoustic Test Facility

    Zakład testowania akustyki pogłosu

  • Larry Opper in front of one of the 25 Hz horns in the RATF

    Larry Opper przed jednym z rogów 25 Hz w RATF

  • NASA's Vibro-Acoustic Control Room at the Space Power Facility

    Sterownia wibroakustyczna NASA w Space Power Facility

Urządzenie do badania drgań mechanicznych

NASA MVF Mechanical Vibration Facility

Urządzenie do testowania wibracji mechanicznych (MVF) to trójosiowy system wibracyjny. Zastosuje wibracje w każdej z trzech ortogonalnych osi (nie jednocześnie) z jednym kierunkiem równoległym do osi ciągu wystrzelenia z Ziemi (X) przy 5–150 Hz, 0–1,25 g-pk w pionie i 5–150 Hz 0 -1,0 g-pk dla osi poziomych. Wstrząsanie w pionie lub w osi ciągu odbywa się za pomocą 16 pionowych siłowników firmy TEAM Corporation , każdy zdolny do 30 000 funtów siły (130 kN). 16 pionowych siłowników umożliwia testowanie artykułów o masie do 75 000 funtów (34 000 kg) przy wcześniej określonych ograniczeniach częstotliwości i amplitudy. Wstrząsanie poziome odbywa się za pomocą 4 siłowników poziomych TEAM Corporation. Siłowniki poziome są używane podczas testów pionowych w celu przeciwdziałania siłom osi poprzecznej i momentom wywracającym.

  • Mechanical Vibration Facility with the table installed

    Urządzenie do wibrowania mechanicznego z zainstalowanym stołem

  • Control Accelerometer Installation

    Instalacja akcelerometru kontrolnego

  • One of 16 Vertical Actuators and Spherical Coupling Assemblies for Space Power Facility's MVF

    Jeden z 16 pionowych siłowników i sferycznych zespołów sprzęgających dla MVF Space Power Facility

  • Vertical Actuator

    Siłownik pionowy

  • TEAM Horizontal Actuator for the Mechanical Vibration Facility

    Siłownik poziomy TEAM dla Zakładu Wibracji Mechanicznych

Konstrukcja wibroakustyczna Space Power Facility NASA

Modalne narzędzie testowe

Oprócz stołu z wibracjami sinusoidalnymi dostępna jest podłoga modalna o stałej podstawie, wystarczająca dla artykułu testowego o średnicy 20 stóp (6,1 m). Stałe urządzenie do testowania modalnego to stalowa podłoga o grubości 6 cali (150 mm) na szczycie 19 stóp (5,8 m) betonu, która jest przywiązana do ziemi za pomocą naprężonych kotew skalnych o głębokości 50 stóp (15 m).

Było ponad 21 000 000 funtów (9500 ton) kotew skalnych i 6 000 000 funtów (2700 ton) betonu użytego do budowy obiektu do badań modalnych o stałej podstawie i zakładu do badań wibracji mechanicznych.

  • The modal test facility is a 6 in (150 mm) steel plate on top of 19 ft (5.8 m) of concrete, that is then tied to the shale utilizing tensioned rock anchors that are 50 ft (15 m) long.

    Obiekt do testowania modalnego to stalowa płyta o grubości 6 cali (150 mm) na wierzchu 19 stóp (5,8 m) betonu, która jest następnie mocowana do łupków za pomocą naprężonych kotew skalnych o długości 50 stóp (15 m).

  • Mechanical Vibration Facility's Table - Modal Test (Free-Free)

    Tabela urządzeń do wibracji mechanicznych — test modalny (swobodny-bezpłatny)

  • Vibration Test Article - Modal Test

    Artykuł dotyczący testu wibracyjnego — test modalny

Obszar zgromadzeń

Układ SPF Facility jest idealny do wykonywania wielu programów testowych. Obiekt posiada dwa duże obszary wysokiego składowania przylegające do obu stron komory próżniowej. Zaletą posiadania obu obszarów jest możliwość jednoczesnego przygotowania dwóch złożonych testów. Jeden test można przygotować w hali wysokiego składowania, podczas gdy inny test jest przeprowadzany w komorze próżniowej. Duże drzwi komory zapewniają dostęp do komory testowej z obu wysokich półek.

Konstrukcja wibroakustyczna Space Power Facility NASA

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Space_Power_Facility&oldid=1141233967 ”