от Филиппа Слосса 5 июля 2019 года
Четыре двигателя RS-25 для первого запуска НАСА (SLS) прибыли на завод, где произойдет их окончательная установка. Двигатели перевозились один за другим с места окончательной сборки Aerojet Rocketdyne в Космическом центре Стеннис в Миссисипи до сборочного цеха Michoud (MAF) в Новом Орлеане. Последний двигатель прибыл 27 июня.
Двигатели теперь собраны вместе по соседству с местом окончательной сборки в MAF, где собираются элементы Core Stage-1. Core Stage-1 - это первая летная миссия в Программе SLS, и до того, как двигатели будут установлены, генеральный подрядчик Boeing работает над завершением функциональных испытаний секции двигателя/нижней секции ступени которые затем присоединят к остальной части ступени.
Четыре из пяти основных элементов ступени были недавно присоединены, и сборка этой секции продолжается параллельно с испытанием и проверкой секции двигателя. НАСА и Боинг по-прежнему нацелены на завершение этапа в декабре.
Двигатели по соседству с зоной функциональных испытаний секции двигателя/нижней секции.
Четыре двигателя были индивидуально перевезены с завода Aerojet Rocketdyne в Стеннисе на MAF в течение последних двух недель июня, а четвертый и последний двигатель прибыл 27 июня. Четыре главных двигателя «Спейс шаттл» , которые теперь называются RS-25 и назначены на Первый запуск SLS были готовы к установке в октябре 2017 года , но доставка в MAF была отложена до сих пор из-за задержек с завершением сборки первой ступени.
Производственные и сборочные работы на Core Stage-1 - это важнейший этап в расписании для первого запуска SLS на Artemis 1 , который отправит космический корабль NASA Orion на Луну. Секция двигателя - это элемент системы, сборка которого длится дольше всего из-за его сложности.
Он был в основном завершен в качестве самостоятельного этапа в конце марта, а затем нижняя секция ступени была присоединена к ступени для следующего этапа интеграции и тестирования. Интеграция секции двигателя с нижней секцией ступени была завершена в середине июня, что позволило начать полное функциональное тестирование сборки, в которой находится большая часть основной системы движения (MPS) .
«На самом деле у нас сейчас TRR, проверка готовности к тестированию», - сказал Джон Шеннон, вице-президент и руководитель программы SLS Boeing. 11 июня. «Это продлится весь день, чтобы убедиться, что все документы подготовлены, и все системы готовы к тестированию в пятницу (14 июня), что было по нашему плану».
«Мы идем к окончанию сборки секции двигателя и интегрируем ее со ступенью в конце июля в соответствии с планом, по которому мы работаем. Это выводит нас из MAF в начале декабря, и мы просто придерживаемся плана ».
«Мы многому научились, когда проводили тестирование электрических систем и тестирование авионики в передней секции и баке», - добавил он. «Мы немного задержались в передней секции и промежуточном баке, когда приступили к функциональному тестированию, потому что мы столкнулись с проблемами».
«Затем, когда мы начали использовать коммутационный блок, чтобы интегрировать и предварительно проверить всю проводку, [чтобы] убедиться, что качество изготовления было правильным, а передача сигналов по каналам- абсолютно достоверным, что сделало прохождение функционального тестирования очень быстрым. »
Когда прибыл последний двигатель, «Боинг» достиг точки начала тестирования блока двигателя в сборе.
«Все идет отлично, мы готовимся к включению питания», - заявил 28 июня Джейсон Гроу, ведущий инженер по основной тяге SLS для Boeing, на пресс-конференции в MAF. «После TRR необходимо выполнить много шагов, чтобы убедиться, что сборка находится в правильной конфигурации, и все настроены и готовы к включению. Так что это будет происходить довольно скоро, мы взволнованы».
Гроу рассказал о функциональном тестировании, которое Boeing проведет в следующем месяце. «У нас есть несколько разных этапов. Один из этапов - это просто установка и запуск всех наших летных компьютеров и баз данных, что-то в этом роде. Все инструменты также включены в это. ”
«Затем мы перейдем к другим подсистемам, таким как гидравлика и MPS, где мы на самом деле немного поработаем над этой системой».
Секция двигателя/нижняя секция в настоящее время находится в зоне окончательной сборки и установлена в одном из стендов, созданных для поддержки нового горизонтального соединения, в окружении лесов. «Несмотря на то, что большая часть системы закрыта, у нас все еще есть возможность контролировать рабочую зону», - сказал 28 июня Стивен Эрнст, менеджер по технической поддержке основного этапа Boeing. «У нас есть доступ внутрь секции двигателя, так что сотрудники фактически ползают внизу, чтобы попасть внутрь».
«И мы только что завершили создание системы кондиционирования и обдува, чтобы обеспечивать работы внутри и некоторые работы на внешней части секции двигателя». Кондиционированный воздух накачивается для поддержания потока положительного давления изнутри наружу через экраны в секция двигателя, обеспечивая дополнительную вентиляцию.
«У нас есть несколько вентиляционных отверстий, но они прикрыты, чтобы не пускать диких животных и тому подобное», - отметил на мероприятии Джонатан Лузер, ведущий разработчик NASA SLS. «Вы поддерживаете положительное давление внутри секции, поскольку мы работаем над поддержанием чистой среды, это то, что вы видите с пластиковыми трубами, подключенным к ним сейчас».
Главный бак
Дата завершения сборки секции двигателя была неопределенной ранее в этом году, что привело к переносу запуска на 2021 год, поэтому была разработана новая последовательность окончательной сборки для этапа, чтобы сэкономить время. При длине около 200 футов, без установленных двигателей, ступень слишком высока для того, чтобы любое из зданий в MAF могло обеспечить вертикальную сборку, поэтому первоначальный план состоял в том, чтобы сначала расположить ступень в двух секциях вертикально, а затем сделать окончательную горизонтальную сборку.
У старого плана готовность секции двигателя являлась критической для других этапов, задерживая работу; новый план позволил работать на других элементах параллельно с секцией двигателя. Первое основное соединение трех верхних элементов: передней секции, резервуара с жидким кислородом (LOX) и промежуточного резервуара было завершено в начале года по первоначальному плану.
По новому плану резервуар с жидким водородом (LH2), другой основной элемент ступени, подготовили к прямому соединению с первым. Когда они будут готовы, секция двигателя и хвостовая секция будут сопряжены с остальной частью ступени, причем оба эти соединения будут выполнены горизонтально.
«Мы долго думали об этом», - сказала Шеннон. «Новый план убирает секцию двигателя из критического графика, поэтому мы можем сделать много работы над остальной частью ступени. Как только их соединим вместе, все, что нам нужно будет сделать, это найти способ вращать секцию двигателя и подвести ее к месту сборки. Мы сделали новую оснастку, которая позволяет нам сделать это».
«Все остальное уже сделано в большей части, за исключением секции двигателя», -добавил Шеннон. «Итак, мы некоторое время думаем здесь: «эй, так как секция двигателя занимает так много времени - так сложно для первой сборки - давайте пойдем собираем оставшуюся часть ступени одновременно».
«Позволил [новый план] проделать большую работу», - сказал Эрнст. «[Мы] выполняем всю работу по установке промежуточного бака, расположенного между кислородным и водородным баком. Поэтому мы продвинулись в этом деле, пока работали над [секцией двигателя], и все это соберется вместе в следующий месяц».
Основное соединение было завершено в выходные дни «Дня памяти» в конце мая. И бак LH2, и носовая секция уже находились в зоне финальной сборки в MAF (зона 47/48), причем бак LH2 первоначально был перенесен в зону 47 в ноябре прошлого года, а носовая секция доставлена в зону 48 в середине апреля; серия операций была сделана, чтобы закончить сборку.
Сначала поменялись местами; верхняя секция перемещена в зону 47, а бак LH2 был перемещен самоходными модульными транспортерами (SPMT) Boeing для производства, сборки и эксплуатации (MAO) в зону 48 на паре специализированных транспортеров для ротационной сборки и транспортировки (RATT).
Затем бак был перенесен из RATT на новый комплекс Futuramic, построенный для облегчения горизонтальной сборки.
«[Мы] установили подъемные кронштейны на фланцы с обоих концов, подняли их, выдвинули RATT, переместили стойки пассивных роликов (PRS) и опустили их на стойки пассивных роликов», - сказал Эрнст.
«Эти [домкраты] на самом деле предоставляются компанией по производству кранов и такелажа, так что это действительно стандартная часть погрузочно-разгрузочного оборудования, которое вы используете. Единственными уникальными частями этого были кронштейны, которые мы должны были спроектировать и изготовить, чтобы мы поднять бак. Так что они были прикреплены болтами непосредственно к фланцам, и это то, что мы использовали для поддержки баков».
«Пассивные роликовые опоры, которые мы придумали, действительно позволили изменить последовательность, которую мы называем «четыре пятых» (имея в виду четыре пятых этапа, три элемента прямого соединения и бака LH2)», - добавил он , «Это на самом деле воздушные подшипники, поэтому, когда мы подняли весь бак LH2 с помощью домкратов, шестеро из нас подтолкнули их в правильное положение на воздушные подшипники и опустили вниз».
Резервуар был опущен вниз на роликовые опоры, которые соприкасаются в том же месте, где RATT удерживал бак на каждом конце, в местах которые не были покрыты напыляемой изоляцией (SOFI).
«Мы заранее определили расположение этих участков, и направляющие помогли позиционировать бак, затем мы использовали прокладки, чтобы обеспечить правильное расстояние между роликами и фланцем, потому что только по причинам стресса мы хотел быть как можно ближе к фланцу, насколько это возможно, не касаясь их», - объяснил Эрнст. «Они настолько близко к фланцу, насколько мы можем».
«Они (ролики PRS) немного дальше от фланцев на переднем конце, поэтому, конечно, головки гаек для соединительных болтов доступны».
Секция прямого соединения была затем выведена из Зоны 47 SPMT, перенесена в Зону 48, а затем выровнена в линию с баком LH2. Бак LH2 уже был повернут в правильную ориентацию для сопряжения, но переднее соединение все еще необходимо было вращать с использованием колец RATT, чтобы выровнять ориентацию бака LH2, прежде чем сделать точное выравнивание отверстий под болты.
Выравнивание шести из трехсот шестидесяти отверстий под болты по окружности как хвостового фланца промежуточного бака, так и переднего фланца бака LH2 контролировалось в режиме реального времени по мере их объединения. «В целом, соединение прошло довольно гладко», - сказал Эрнст.
«После того, как мы все установили, потребовалось несколько дней, чтобы проработать все крепежные элементы. Ни бак с водородом, ни [промежуточный бак] не является [идеально] плоским или круглым, поэтому нам пришлось пройти через это, чтобы совместить отверстия для болтов».
«Это замечательный звук, когда Вы выравниваете отверстие и вставляете в него болт», - добавил Эрнст. Шеннон сказал, что, хотя команда начала немного отставать от своего основного графика, к моменту завершения они наверстали упущенное.
«У нас внутри вентиляционной установки была вентиляционная магистраль, которая выглядела так, как будто имеет небольшое повреждение, поэтому мы пошли и заменили опоры для неё», - отметил Шеннон. «Итак, мы опоздали на два дня, и это первое, что мы сделали с момента повторного планирования сборки, и это было первое отставание».
«Несмотря на то, что мы опоздали на два дня, чтобы соединить две секции, мы на два дня раньше выполнили все затяжки болтов, все прошло хорошо. Команда как бы дразнила меня тем, что мы выбрали неправильную продолжительность для отдельных этапов. Задержка на сборке секций компенсирована этапом стяжки крепежных элементов».
«Было много сомнений», - добавил он. «Вы знаете, [это] в первый раз, когда вы берете большой бак для водорода, с фланцем на нем и со всеми просверленными отверстиями, и у вас есть болты для соединения, и вы собираете их вместе в первый раз - думаете — все ли получится правильно??? Но все прошло невероятно хорошо».
После того, как этап «четыре пятых» был закончен соединением секций болтами, началась работа по созданию других соединений и продолжению сборки, чтобы в конечном итоге завершить все соединения. «Мы выполнили большинство наших внешних электрических подключений, поэтому следующий шаг, который не произойдет до тех пор, пока не будет проверено все позже, - это начать покрытие пеной, прямо поверх этих проводов». Сказал Эрнст.
Техники сейчас работают над внутренними соединениями внутри ступени. В тесном отсеке, с куполами баков LOX и LH2, которые почти соприкасаются, с внутренними магистралями, проходящие через него.
«Сейчас мы находимся в процессе создания доступа к внутреннему пространству между баками, чтобы могли выполнить некоторые соединения между водородным баком, баком LOX и промежуточным баком», - отметил Эрнст. «Есть уровень пола, есть второй уровень и еще два уровня, и это даст нам доступ ко всем местам, которые нам нужны, чтобы завершить всю интеграционную работу между двумя секциями».
«У нас может быть до шести площадок разного уровня, но там не так много открытого пространства, и после этого на каждой площадке будет два человека, так что да, там не так много места», - добавил он. Рабочие площадки для доступа должны быть разобраны и удалены до того, как секции ступени снова повернутся, чтобы продолжить работы по сборке.
Передняя часть ступени в настоящее время ориентирована по линии подачи LOX (также называемых «отпускными магистралями») по бокам в положении «девять часов» и «три часа», если смотреть на нее с одного конца или другого. Магистрали собраны в секции и соединены болтами на фланцах; так как они будут прокачивать криогенные компоненты, они также покрыты изоляцией SOFI.
В конце прошлого года были начаты подготовительные работы по присоединению топливной арматуры к резервуару LH2 для выполнения этапов вертикальному сборки по первоначальному плану с установкой аппаратного обеспечения и напылением изоляции SOFI. Перед тем как приступить к последующей сборке, команда установила топливную арматуру на задней части бака.
Вслед за товарищами они работают над подключением оставшихся магистралей. «Пять магистралей идет сюда, а затем делятся на шесть соединений с S-воздуховодом, и эта работа будет происходить после сопряжения секции двигателя», - сказал Эрнст. Две установленные секции магистралей S-воздуховода проходят от дна резервуара LOX вниз, а затем наружу до двух отверстий на промежуточном резервуаре.
Ряд кронштейнов по бокам магистралей расположены по всей длине резервуара LH2, для крепления их к баку. «На каждом участке магистрали имеются две точки крепления для двух разных мест, и у нас есть то, что мы называем поворотным фитингом, который присоединяется к нему и затем соединяется скобками», - объяснил Эрнст.
Вспомогательный инструмент, который помогает с креплением, также работает с поворотными фитингами; соединенные секции магистралей нужно будет немного переместить в одном направлении, чтобы создать зазор, необходимый для сопряжения двух последних фланцев, таких как те, что на концах колен, уже установленных в секции двигателя. «Этот инструмент делает для нас несколько вещей», - сказал Эрнст.
«Во-первых, когда мы устанавливаем отдельные сегменты, он контролируют местоположение конца магистрали. Он также имеет возможность сместить магистраль назад, поэтому, когда мы сделаем сопряжение секции двигателя, а затем объединим последние два сегмента, которые соединяются с S-каналами из резервуара LOX, нам придется сдвинуть всю магистраль немного назад».
Точно так же секции управляющих кабелей прикрепляются по всей длине ступени. «Два ключевых сегмента, которые собираются и интегрируются в автономном режиме, - это то, что мы называем сегментом LOX, а затем LH2, а затем у вас есть много ручной работы по другим этапам», - сказал Эрнст.
Сегмент магистрали, который проходит большую часть длины резервуара LOX, был присоединен к переднему соединению до сопряжения с резервуаром LH2. Следующий сегмент намного длиннее, который проходит большую часть длины резервуара LH2.
Секция управляющих линий уже встроена в промежуточный резервуар, а другой участок будет прикреплен к нижнему концу в секции двигателя. Для работы с линиями управления конструкция поворачивается так, чтобы область доступа к системе была направлена прямо вниз.
Ориентация «четвертой пятой части» ступени близка к той, которая необходима для сопряжения секции двигателя;
https://www.nasaspaceflight.com/2019/07/shuttle-rs-25-ready-sls-core-installation-artemis-1/
Мои картинки и тексты тут:
https://vk.com/spaceactivityinfographics