Depois de completar com sucesso 45 testes de desenvolvimento e 24 testes de certificação no Meio Espacial Stennis da NASA localizada perto de Bay St. Louis, Mississippi, la Aerojet Rocketdyneuma empresa de L3Harris Tecnologias e a NASA, concluíram no último dia 3 de abril a série de testes de disparo necessários para reconhecer as novas versões do motor RS-25 do foguete SLS (Sistema de lançamento espacial) da sucursal norte-americana. Esses motores serão utilizados nas missões Artemis, a partir do quinto vôo do SLS.
Quatro motores de propelente líquido RS-25 da Aerojet Rocketdynecom empuxo totalidade de pouco mais de 900 toneladas, são o sistema de propulsão do estágio médio (Estágio Médio) do SLS no lançamento. As primeiras quatro missões SLS estão usando motores RS-25 que sobraram do programa Nave espacial da NASA, que foram reformados e equipados com modernos computadores de voo e aviônicos.
«No final do Programa Nave espaciala NASA tinha 16 motores em estoque, necessários para quatro voos do foguete SLS”, começou o diretor do programa RS-25 para oAerojet Rocketdyne. «Para prometer a operação dos voos subsequentes, nossa equipe tem se ocupado projetando e construindo uma versão modernizada do RS-25 que seja mais confiável, sem sacrificar sua confiabilidade extraordinário. Se também conseguíssemos aumentar seu desempenho, seria ainda melhor.”
Os novos motores operarão a 111% do empuxo nominal do SLS, portanto superior ao obtido para o Transporteonde operaram a 104,5%, e as quatro primeiras missões do programa Artemis, onde operarão a 109%.
A partir do momento em que os RS-25 serviram para 135 voos do Shuttle, a equipe de engenharia teve plena consciência de que estava conseguindo um resultado sólido, confiável e, supra de tudo, classificado porquê varão, ou certificado para o transporte de astronautas. Em seguida, procedemos à identificação das partes que poderiam ser redesenhadas, simplificadas e melhoradas. No final deste processo minusioso, aproximadamente 70% dos componentes de um RS-25 recentemente produzido são designs atualizados que, juntamente com os outros componentes principais, foram testados muito além dos seus limites nominais de operação. A introdução de componentes redesenhados exigiu o reinício das cadeias de fornecedores e das linhas de produção espalhadas pelos Estados Unidos.
Cá estão alguns dos principais componentes redesenhados do novo RS-25.
Acumulador Pogo
Um dos primeiros itens a ser atualizado foi o Conjunto do acumulador Pogo, que foi feito com tecnologia de manufatura aditiva, ou sentimento 3D. O “Pogo”, que tem aproximadamente o tamanho de uma esfera de praia, é um componente multíplice e crítico capaz de amortecer flutuações de pressão que podem tornar o voo instável. Na verdade, durante a período inicial de propulsão, um foguete pode apresentar poderosas vibrações longitudinais causadas principalmente pela operação dos propulsores e pelo fluxo dos propulsores nas linhas de fornecimento. Esta anomalia é chamada efeito mosh.
O Conjunto do acumulador Pogo é capaz de regular o movimento do oxigênio líquido no motor, para evitar essas vibrações que podem desestabilizar o vôo do foguete. Os engenheiros conseguiram reduzir em 78% o número de soldaduras necessárias à sua construção, confirmando que a sentimento 3D é uma tecnologia que também pode ser utilizada para a geração de outros componentes. De facto, até à data, tapume de trinta componentes do novo motor foram foi feito com sentimento 3D.
Câmara de esbraseamento principal
As principais câmaras de esbraseamento (Câmara de Esbraseamento Principal – MCC) do novo RS-25 são montados utilizando uma técnica de soldagem chamada Prensagem Isostática a Quente (HIP), que utiliza subida pressão e calor para fabricar ligações entre as peças do motor que podem enfrentar usos altamente estressantes. No caso do CCM da RS-25, ou seja, no lugar onde ocorre a ignição dos propelentes, as temperaturas desenvolvem-se em torno de 3.300 °C e pressões em torno de 200 atmosferas. Ou por outra, a soldagem HIP é um processo mais gerenciável, o que reduz significativamente as variações do processo. O CCM obtido com tecnologia HIP representa a maior melhoria individual em termos de conveniência, incorporada no novo RS-25, na verdade reduz pela metade o dispêndio e o tempo do ciclo de fabricação em confrontação com as mesmas peças construídas na idade do Espaço Transporte .
Controlador do motor
O controlador é muitas vezes referido porquê o cérebro do motor, porque traduz os comandos do veículo em ações do motor, ao mesmo tempo que monitoriza o seu estado. Nascente dispositivo faz ajustes em tempo real para controlar o empuxo do motor e a taxa de mistura do propelente, enquanto monitora parâmetros críticos, porquê velocidade da turbobomba, pressões de esbraseamento e vibração do motor. O novo controlador tem 20 vezes a capacidade de processamento do seu equivalente da era Shuttle, pesa 50% menos e é muito mais confiável.
Bocal
A equipe de engenharia também atualizou o ponta, que serve para direcionar o empuxo do motor. O bocal RS-25 é de longe o componente mais complicado e difícil de edificar. Enfrenta temperaturas que variam de -252°C, proveniente do oxigênio líquido que flui através de seus tubos, a 3.300°C, provenientes dos gases incandescentes que são produzidos a poucos milímetros de intervalo deles.
Os engenheiros conseguiram incorporar progressivamente novas ferramentas e novas técnicas de produção, desde a primeira unidade produzida com o novo projeto. Por exemplo, entre a primeira e a quarta unidades, a equipe reduziu em 50% as horas de trabalho para empilhar tubos. Na quarta unidade produzida, a equipe superou a meta de rentabilidade em 17% e conseguiu também reduzir os tubos de resíduos em 90%, em confrontação com as três unidades produzidas anteriormente.
«Quando voamos, queremos ver o motor a funcionar perfeitamente. Quando realizamos testes, estamos testando nos limites extremos de operação para prometer que os motores possam completar a missão com margem. Isto inclui vários cenários hipotéticos: subida potência, baixa potência, paradas de emergência, desligar e vincular o sistema hidráulico, etc. » Lauer disse. “Esta série de testes também demonstrou o desempenho do propulsor em condições não classificadas, o que é crítico para a segurança do veículo em voo.”
Os motores foram testados com 69 testes de disparo para prometer que possam atender às novas demandas de desempenho do novo conjunto de design do foguete SLS, Conjunto 1B.
Vídeo do teste final de inicialização, duração de 500 segundos. Nascente teste concluiu a campanha de testes iniciada em outubro de 2023.
Fontes: L3Harris; NASA
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