Mated Vehicle Ground Vibration Test – Wikipedia, wolna encyklopedia

Mated Vehicle Ground Vibration Test (MVGVT) – naziemne próby drgań połączonego pojazdu, podstawowe testy, przez które musiał przejść prom kosmiczny, mające na celu sprawdzenie zachowania się pojazdu w trakcie wzlotu na orbitę. Do prób został użyty testowy model wahadłowca, Enterprise.

W dniach 10–13 marca 1978 Enterprise został przewieziony na grzbiecie Boeinga 747-SCA z bazy Edwards do centrum badawczego NASA Marshall Space Flight Center (MSFC) w Huntsville w stanie Alabama. O ile próby ALT prowadzone w Edwards służyć miały sprawdzeniu zachowania się wahadłowca w ostatniej fazie lotu, o tyle próby MVGVT dotyczyły przede wszystkim startu i wzlotu na orbitę okołoziemską, kiedy pojazd przypomina bardziej wielką rakietę nośną niż samolot. Kluczowe znaczenie miało tu zbadanie drgań, jakim jest poddawana konstrukcja^[1][2].

Od połowy listopada 1976 r. do początku 1978 r. badania drgań modelu wahadłowca w skali 1:4 prowadziły laboratoria firmy Rockwell. Teraz nastąpić miały próby w skali 1:1 kompletnej konfiguracji startowej. Na początku 1978 r. do Huntsville przetransportowano koleją ze stanu Utah segmenty rakiet SRB. Zbiornik zewnętrzny ET zmontowany w zakładach Michoud koło Nowego Orleanu przypłynął na barce holowanej rzekami Missisipi, Ohio i Tennessee^[1][2].

Pierwsza seria prób dotyczyła tylko orbitera. Technicy NASA przykładali do różnych punktów powierzchni Enterprise wzbudniki drgań. Drgania te rejestrowały czujniki rozmieszczone w orbiterze. Celem tych badań było sporządzenie charakterystyk drgań służących do sprawdzenia modeli matematycznych, zastosowanych do określenia, jak orbiter zachowuje się podczas występowania drgań oczekiwanych w czasie startu i lotu orbitalnego^[1][2].

Badanie konfiguracji startowych rozpoczęto od układu orbitera połączonego ze zbiornikiem zewnętrznym ET, tzn. konfiguracji symulującej lot tych obiektów po odłączeniu silników SRB. Zbiornik ciekłego tlenu w ET wypełniono dejonizowaną wodą, która stopniowo wyciekała, symulując zużywanie się materiałów pędnych. Zbiornik ciekłego wodoru był wypełniony sprężonym powietrzem. W drugiej konfiguracji do zestawu dołączono rakiety SRB wypełnione substancją imitującą stały materiał pędny i sprawdzono własności wahadłowca w chwili startu. Trzecia konfiguracja różniła się od drugiej tym, że z wnętrza obu SRB usunięto materiał pędny, co z kolei miało symulować sytuację tuż przed ich odłączeniem^[1][2].

Wszystkie trzy fazy prób były wykonywane we wnętrzu betonowej wieży (o wysokości 110 m) należącej do stanowiska dynamicznych prób drgań (ang. Dynamic Test Stand) zbudowanego w latach sześćdziesiątych dla prób rakiety Saturn V. Najpierw do wnętrza silosu opuszczono dźwigiem zbiornik zewnętrzny mocując go do ścian stanowiska za pomocą specjalnych zastrzałów. Następnie opuszczono orbiter i przymocowano go do zbiornika. Na szczycie wieży zainstalowano kratownicę mającą unosić zespół orbiter-ET, z której opuszczono liny, a następnie przymocowano je do zbiornika zewnętrznego. Na kratownicy liny zostały podwieszone do układu poduszek powietrznych. Po napompowaniu poduszek, usunięto podtrzymujące zbiornik zastrzały. Teraz orbiter i ET mające łączną masę około 544 ton uzyskały miękkie zawieszenie, konieczne przy próbach drgań^[1][2].

W drugiej i trzeciej konfiguracji próbnej, w których wykorzystywano rakiety wspomagające zamiast układu podwieszenia zastosowano podpory hydrodynamiczne pozostałe z prób Saturna V. Odpowiednio zmodyfikowane podpory umieszczono po dwie pod każdą rakietą SRB. Każda z nich składała się z cylindra wypełnionego 3785 dm³ specjalnego oleju zamkniętego tłokiem. We wnętrzu cylindra panowało ciśnienie 10 300 kPa. Miękkie połączenie z rakietami SRB zapewniały ułożyskowania znajdujące się na szczycie tłoka. Podpory hydrauliczne pozwalały na pionowe, poprzeczne i obrotowe ruchy całego zespołu wahadłowca mającego masę 1800 ton przy napełnionych i 680 ton przy pustych silnikach wspomagających^[1][2].

Do wytwarzania drgań służyły elektrodynamiczne wstrząsarki (wibratory): trzydzieści sześć o masie 68 kg i dwadzieścia o masie 454 kg, elastycznie połączone z bardziej sztywnymi elementami wahadłowca (np. dźwigary, żebra) i wytwarzające drgania o częstotliwościach 0–40 Hz. Jednoczesnym sterowaniem wybranymi 24 wstrząsarkami sterował system SMATS (ang. Shuttle Test and Analysis System)^[1][2].