Skriv ut Lytt til tekst
 
Fagstoff

Påkjenning på nyttelast under oppskyting

Den påkjenninga ei nyttelast får ved ei rakettoppskyting, er sterkt avhengig av rakettypen. For somme forskingsrakettar kan akselerasjonen vere så høg som 150 gonger tyngdeakselerasjonen på jordoverflata, 150 g, og det set store krav til den mekaniske konstruksjonen for den instrumenteringa som skal vere med. For bererakettar som skal brukast til bemanna romferder, må akselerasjonen haldast låg, godt under 10 g. I tillegg til akselerasjon er det mange andre typar påkjenningar, ikkje minst støy og vibrasjonar. Overgangen frå lufttrykk på jordoverflata til vakuum kan også vere problematisk når utstyr om bord skal "luftast ut", og det kan bli store termiske påkjenningar. Ein generell gjennomgang av dette temaet er omfattande, og det vil derfor som eit døme bli gitt eit oversyn over dei påkjenningane nyttelasta blir utsett for i ein særskild bererakett, Vega. Brukarmanualane for kvar rakettype vil fastsetje tilhøva ved ei bestemd oppskyting.

Akselerasjon for VegarakettenAkselerasjon.
Opphavsmann: Arianespace

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Temteratur økning på grunn av luftfriksjonTemperaturauke på grunn av luftfriksjon etter fjerning av kapslane på lasterommet.
Opphavsmann: Arianespace

Akselerasjon

Figuren viser det typiske utviklinga for akselerasjonen i lengderetning (longitudinalt) under oppskyting. For ei nyttelast på 300 kg vil han ikkje kome over 5,5 g. Statisk akselerasjon i sideretning (lateralt) vil ikkje kome over 0,5 g, og da er det teke omsyn til påverknad frå vindkast.

Bererakettar kan også bli utsette for POGO-effekten (sjå Omgrep). Han kan gi høgare verdiar for longitudinal akselerasjon, og det kan i verste fall øydeleggje raketten.

Periodiske (sinusforma) svingingar

Rakettmotorane kan gi svingingar, både i lengderetning og i sideretning. Maksimumsverdiane for ulike frekvensar er gidde i tabellen.

Retning Longitudinalt Lateralt
Frekvensband (Hz) 5–45 45–100 5–25 25–100
Sinusamplitude (g) ≤ 0,8 ≤ 1,0 ≤ 0,8 ≤ 1,0

Støy

På bakken før oppskyting kan nyttelasta bli utsett for støy frå ventilasjonssystem og liknande, men nivået vil ikkje bli høgare enn 94 dB.

Under oppskytinga vil det vere sterk støy frå rakettmotorane, og han vil bli overført til nyttelasta via den mekaniske strukturen. Maksimalverdien for støyen inne i lasterommet er gitt av tabellen. Desse nivåa vil vare i mindre enn 30 sekund.

Akustisk støyAkustisk støy i lasterommet.
Opphavsmann: Arianespace
Dette er høge verdiar. Smerteterskelen for støy ligg på ca. 130 dB.

Støytar

Nyttelasta vil hovudsakeleg bli utsett for støytar når dei første rakettrinna blir skilde frå, og når hylsteret for lasterommet blir kasta av. Dette kjem av at det blir brukt små sprengladningar til desse operasjonane. Den kraftigaste støyten, og det som avgjer dimensjoneringa av nyttelasta, er den som oppstår når nyttelasta blir frigjord frå bereraketten.

Lufttrykk

Lufttrykket i lasterommet vil variere under oppskyting, frå 1 atmosfæres trykk på bakken til vakuum. Ventilasjonen av lasterommet er utforma slik at lufttrykket ikkje skal minke for raskt, og variasjonsfarten skal vere mindre enn 50 mbar/s.

Termisk

På bakken, før oppskyting, blir temperatur og fukt i lufta haldne innan gidde grenser, 23 °C ± 2 º for temperaturen og 55 % ± 5 % for relativ fuktgrad.

Under oppskyting vil kapselen rundt nyttelasta bli varma opp på grunn av atmosfærisk friksjon, men sjølve nyttelasta er beskytta. Kapselen vil sitje på så lenge etter utskyting som det trengst for at nyttelasta ikkje skal bli utsett for temperatur på over 1135 W/m2. Denne verdien er berekna på grunnlag av ein molekylstraum mot ei plate normalt på luftstraumen. Etter at kapselen er fjerna, vil temperaturen gå ned som vist på figuren.

Dessutan vil nyttelasta bli varma opp av solstrålinga. Når det fjerde trinnet går i overføringsbaner, kan peikeretninga bli vald slik ho er best av omsyn til nyttelasta. Det er også mogleg å rotere nyttelasta langsamt for å fordele oppvarminga, som for eit grillspyd.

Elektromagnetisk miljø

Det er oppgitt grenser for nivået for elektrisk felt på grunn av raketten og radioutstyret på utskytingsrampa. Nyttelasta må testast for å verifisere at ho kan tole den definerte påkjenninga.

Tilrå
5

Kompetansemål

Dekkjer heilt

Relasjon

Andre ressursar

Frå NyGiv

Inngår i

Oppgåver frå deling.ndla.no

Du kan bli den første som lagar ei oppgåve til denne sida
Lag oppgåve