Constellation progresse

Intérieur du CM Orion ?
Non ,c'est le middeck de la navette.

Idem...

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Dans moins de 2 mois aura lieu le premier "pad abort test" impliquant le décollage d' un mock-up du CM Orion sous sa fusée de secours.

Voici une vue de l'assemblage en cours à White Sand.
C'est peut-être moins impressionnant que le lancement d'Ares 1X mais tout aussi important.

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Le moteur de pilotage du LAS d'Orion a été testé avec succès.
C'est lui qui orientera le LAS+le CM en janvier selon une trajectoire programmée.

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La "mobile launch platform" pour Ares 1 et Ares 5 monte chaque jour un peu plus !


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mecano géant ....

Les ingénieurs de la NASA, ATK et Boeing ont trouvé la parade contre les vibrations potentielles d'Ares 1: des absorbeurs de chocs.
Bonne lecture en anglais:

Engineers have identified a way to shield astronauts riding the Ares 1 rocket from potentially dangerous vibrations caused by the launcher's solid-fueled first stage, according to NASA.

Managers decided last week to incorporate an upper plane C-spring isolator module and upper stage liquid oxygen damper on the Ares 1 rocket to ensure astronauts inside the Orion crew module will not experience intense vibrations during launch, according to a posting on a NASA Web site.

"The isolators work like shock absorbers to de-tune the vehicle and the LOX damper will counter the vehicle acoustic response by absorbing and disrupting the oscillation," said Jeff Hanley, NASA's Constellation program manager. "Together these options will give us added confidence in the tuning of the vehicle as we mature the Ares and Orion designs."

The new equipment will damp out vibrations that could be transferred from the Ares 1 first stage to the Orion capsule. The shaking is caused by thrust oscillation, a phenomena in solid rocket motors that occurs as vibrations from burning propellant match the natural resonance of the rest of the vehicle, amplifying their effects.

NASA has wrestled with the issue since 2007, but data from recent ground and flight tests have shown thrust oscillation in the Ares 1 is not as serious as initially feared.

Engineers analyzed data from sensors on a static test of a five-segment motor in September and the Ares 1-X test launch in October and found no sign of significant vibrations that could reach the Orion module.

ces vibrations liées à un moteur à propulsion solide sont différentes de ce que l'on nomme "effet POGO" pour les propulsions liquides ...

j'ai (assez) bien compris les origines de l'effet POGO; quelqu'un peut-il m'expliquer (simplement) la génèse des vibrations dans la cas du 1er étage d'ARES?

Dominique M. a écrit:

ces vibrations liées à un moteur à propulsion solide sont différentes de ce que l'on nomme "effet POGO" pour les propulsions liquides ...

j'ai (assez) bien compris les origines de l'effet POGO; quelqu'un peut-il m'expliquer (simplement) la génèse des vibrations dans la cas du 1er étage d'ARES?

Ce sont des oscillations de pression qui peuvent se répercuter à tout le lanceur s'il se met à vibrer en phase --> les propulseurs à poudre sont fréquemment affectés par ce pb; le document ci-après est intéressant:
RTO-AG-AVT-039 ES - 1
Unsteady Motions in Combustion Chambers
for Propulsion Systems
(RTO-AG-AVT-039)
Executive Summary
Combustion instabilities were discovered in the late 1930s as anomalies in firings of solid and liquid
rockets. During World War II, experience gradually suggested that certain problems encountered in
development and actual use of solid rockets were especially associated with pressure oscillations having
relatively high frequencies ranging from a few hundred to several thousand Hertz. Associated problems
were structural vibrations; greatly increased surface heat transfer rates; sometimes impaired performance;
and, in extreme cases, failure of the combustion system and destruction of vehicles. By the 1950s, forms
of combustion instabilities had been identified in all types of rockets, gas turbines, thrust augmentors and
ramjets. The problem continues to the present time and will always be found in combustion systems,
particularly those intended to provide high performance. Eliminating instabilities therefore becomes an
important task in a development program.
This study includes a wide span of material ranging from summaries of practical examples of combustion
instabilities to the present status of the field; and results of a method for analysis of the general problem.
Following a summary of practical problems in Chapter 1, a lengthy discussion is given in Chapter 2 of the
best known mechanisms for oscillations in the various kinds of systems. Chapters 3 and 4 summarize a
widely used general method of analyzing general unsteady motions in a combustion chamber, based on
expansion in normal modes and spatial averaging of the equations of motion. The result is a formulation
focused on the behavior of a set of coupled nonlinear oscillators.
Chapter 5 is a summary of those parts of classical acoustics required to understand linear behavior and the
elementary aspects of unsteady behavior in combustors. Chapters 6 and 7 are devoted to the theory of
linear and nonlinear behavior respectively, with examples taken from experience with combustion
systems. In Chapter 8 the subject of passive control is covered, giving a brief summary of experience, with
several examples. The last section of the chapter describes work which has been done on some of the
connections between the generation and shedding of large vortices and combustion in dump combustors.
The book ends with Chapter 9, a brief coverage of active control applied to combustors. This subject has
important potential applications not yet realized. It is particularly interesting because, in an elementary
way, the framework of modern active control fits naturally into the scheme formulated here in Chapters 3
and 4. Eight Appendices to the book contain treatments of special topics referred to in the text.
ES - 2 RTO-AG-AVT-039
Mouvements instables dans les chambres de
combustion des systèmes de propulsion
(RTO-AG-AVT-039)
Synthèse
A la fin des années 30, on avait découvert des instabilités de combustion, qui constituaient des anomalies
dans les tirs de fusées à combustible solide et liquide. Au cours de la Deuxième Guerre Mondiale,
l’expérience a progressivement suggéré que certains problèmes rencontrés lors du développement et de
l’exploitation des fusées à combustible solide étaient particulièrement associés à des oscillations de
pression ayant des fréquences relativement élevées entre quelques centaines et plusieurs milliers de Hertz.
Ces problèmes étaient accompagnés de vibrations de structure, de taux de transfert de chaleur de surface
largement augmentés, de dégradation des performances dans certains cas et, dans des cas extrêmes de la
défaillance du système de combustion et de la destruction des véhicules. Au cours des années 50, des formes
d’instabilité de combustion ont été identifiées sur tous les types de fusées, de turbines à gaz, d’augmentateurs
de poussée et de stato-réacteurs. Le problème se poursuit à l’heure actuelle et existera toujours sur les
systèmes de combustion, en particulier ceux destinés à assurer des performances élevées. C’est pourquoi
l’élimination des instabilités est devenue un point important des programmes de développement.
Cette étude recouvre un large éventail de sujets, allant des synthèses d’exemples pratiques d’instabilités de
combustion à l’état actuel du domaine et aux résultats d’une méthode d’analyse du problème général.
Le Chapitre 1 donne une synthèse des problèmes pratiques, le Chapitre 2 donne une description détaillée
des mécanismes les plus connus relatifs aux oscillations sur les différents types de systèmes. Les Chapitres
3 et 4 résument une méthode générale largement utilisée pour l’analyse des mouvements instables
généraux dans une chambre de combustion, en fonction de l’expansion en modes normaux et d’une
moyenne spatiale des équations de mouvement. Il en résulte une formulation axée sur le comportement
d’un ensemble d’oscillateurs non linéaires couplés.
Le Chapitre 5 est un résumé des domaines de l’acoustique classique nécessaires à la compréhension du
comportement linéaire et des aspects élémentaires du comportement instable des chambres de combustion.
Les Chapitres 6 et 7 sont consacrés à la théorie des comportements linéaires et non linéaires respectivement,
avec des exemples tirés de l’expérience sur les systèmes de combustion. Le Chapitre 8 traite le sujet du
contrôle passif et donne un bref aperçu de l’expérience, ainsi que différents exemples. La dernière section de
ce chapitre décrit le travail réalisé sur certaines liaisons entre la génération et la chute des grands
tourbillons et la combustion dans les chambres de combustion largables.
L’ouvrage se termine par le Chapitre 9, qui traite brièvement du contrôle actif appliqué aux chambres de
combustion. Ce sujet comporte des applications potentielles importantes qui n’ont pas encore été réalisées.
Il est particulièrement intéressant car, de manière élémentaire, le cadre du contrôle actif moderne s’adapte
naturellement aux schémas formulés dans les Chapitres 3 et 4. Les huit Annexes de l’ouvrage décrivent le
traitement de sujets spéciaux mentionnés dans le texte.

combustibles solides et liquides dans le même panier alors?

Dominique M. a écrit:

ces vibrations liées à un moteur à propulsion solide sont différentes de ce que l'on nomme "effet POGO" pour les propulsions liquides ...

j'ai (assez) bien compris les origines de l'effet POGO; quelqu'un peut-il m'expliquer (simplement) la génèse des vibrations dans la cas du 1er étage d'ARES?

Salut,
Je suis pas sûr d'avoir tout compris aux explications de Constellation, notamment parce que je n'ai pas réussi à charger le document cité.
Les oscillations de pression des propulseurs solides sont des résonances acoustiques ; les moteurs se comportent comme des tuyaux d'orgue : le canal central ne demande pas mieux que de vibrer dès qu'on l'excite. Le premier mode acoustique a une demi-longueur d'onde égale à la longueur du tuyau, le second mode le double, le 3ème le triple etc... Plus le tuyau est oong, plus la fréquence est basse. Ainsi, par exemple, l'EAP d'Ariane 5 qui fait environ 20 m a un premier mode acoustique à 20 Hz, un second à 40 et un 3ème à 60 Hz (au delà, on ne le voit plus). Pour les puristes, cette fréquence est le rapport entre la vitesse du son et la longueur d'onde (attention, il s'agit de la vitesse du son dans le canal, donc à la température de combustion des gaz... rien à voir avec le 300 m/s classique).
Il est donc relativement aisé, pour un moteur donné, de déterminer les fréquences propres auxquelles il peut vibrer.
En revanche, il est beaucoup plus compliqué de comprendre quelle est la source de l'excitation : si on a un tuyau d'orgue ou une flûte, mais qu'on a pas d'embouchure pour l'exciter, on n'a pas de son...
On identifie deux sources d'excitations crédibles. La première est directement liée au mode de combustion du propergol : il se détacherait localement sous forme de petits vortex "pariétaux" qui serviraient de "modulation originelle" du son. La seconde est liée aux protections de face des propulseurs segmentés, cas général des gros moteurs : ces membranes, nécessaires à la coulée des segments du moteur, placées dans l'écoulement battent et peuvent agir comme un sifflet. Malheureusement, on a tenté de modifier la rigidité et la forme de ces PT mais sans grand succès.
Enfin, pour que le panorama soit complet, il faut savoir que plus la fréquence est basse, donc plus le propulseur est long, plus l'amortissement est faible, donc plus la vibration est gênante. C'est pour cela que le SRB 5 segments d'Ares I posera plus de problèmes que celui de la navette : il est plus long, donc présente une fréquence plus basse et un amortissement plus faible.
Reste que grâce à nos programmes de R&T on commence à mieux cerner le problème, mais que cela reste encore un des sujets les plus touchy de la propulsion solide !

Constellation a écrit:

Le moteur de pilotage du LAS d'Orion a été testé avec succès.
C'est lui qui orientera le LAS+le CM en janvier selon une trajectoire programmée.

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Et bien non.
Report du Pad abort Test au printemps:
ce test, semblable à celui du CM Apollo en 1963, doit sûrement être préparé avec la plus grande attention si l'on peut en juger par les reports;

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Patience et longueur de temps...

On s'achemine vers le choix de la configuration définitive pour l'Ares5/lanceur lourd.

Charles Bolden examine aujourd'hui tous les concepts de lanceurs lourds qui ont été retenus par la commission animée depuis un mois par Jeff Hanley.
Donc peut-être du nouveau dès demain??

mais si, mais si

Dans l'attente de plus amples informations sur l'évolution du programme Constellation on ne peut qu'adopter une attitude "taiseuse".
Il est à penser que les infos arriveront début février avec la proposition budgétaire de la NASA pour 2011.
Ensuite on pourra disserter à l'envie sur tous les aspects de ce méta-programme qui nous occupera, à mon avis, pendant très longtemps...
Le livre de l'avion spatial se ferme.
Celui de l'exploration, à peine entrouvert il y a 40 ans, va s'ouvrir pour de bon. Pour notre plaisir.

Constellation a écrit:

....Celui de l'exploration, à peine entrouvert il y a 40 ans, va s'ouvrir pour de bon. Pour notre plaisir.

"... et c'est l'exploration à son summum"

Constellation a écrit:

Peut-être le 12 février...


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Moui... Aux dernières nouvelles, Bolden n'aurait pas le milliard supplémentaire demandé pour 2011, ce qui sera formalisé lors de la présentation du budget par Obama le 1er février. Il devrait au contraire y avoir une diminution de 0,3% à 18,68 G$

It's a long way back to anywhere...

on tire le rideau ...

Dominique M. a écrit:

on tire le rideau ...

Oui...c'est bien triste.

Après avoir connu la fin d'Apollo par Nixon je connais la fin de Constellation par Obama.
Et la fin du leadership US dans l'espace.
Pauvre NASA qui n'assurera même plus les recherches et l'intégration de ses lanceurs et vaisseaux.
L'époque change mais personnellement je n'adhère pas à cette nouvelle vision.
Attendons de connaître la réaction du Congrès...

Constellation a écrit:

Après avoir connu la fin d'Apollo par Nixon je connais la fin de Constellation par Obama.

La fin de "Constellation" ... mais ce 'programme' n'en était pas un ......

En gros, il n'avait jamais commencé !

Wait and see ..... la relance est necessaire, la "croissance" arrive et .... le thème spatial ("cher" (mais lquel) aux américains) est un bon slogan lors des cammpagnes électorales .... il ressortira des cartons, à n'en pas douter !

Certes Apollo était un "vrai" programme ayant atteint une partie de ses objectifs (une partie seulement car il aurait dû durer beaucoup plus longtemps).

Constellation commençait tout juste à sortir du virtuel.
Mais... wait and see.
La partie ne fait que commencer.

je suis très pessimiste quant à l'avenir du spatial américain habité à long terme géré par la NASA .... hormis ISS jusqu'en 202?

je ne verrai donc pas l'homme sur Mars, mais même pas sur la lune ( amis chinois: sauvez nous!)