Résumé: Un réservoir de propulseur ultra-léger était nécessaire pour le vaisseau spatial Messager, et un nouveau programme de développement de réservoir a été réalisé pour concevoir, fabriquer et tester ce réservoir. Le programme de développement a été réalisé en trois phases: étude commerciale, analyse et conception, fabrication et test matériel. Une étude commerciale de phase 1 a été menée pour déterminer la conception du réservoir le plus efficace. Cette phase a été effectuée principalement par analyse avec plusieurs itérations. Plus de 50 configurations de réservoir ont été prises en compte avant qu’une sélection finale ne soit effectuée. La phase 2, la conception et l’analyse, comprenaient des efforts pour concevoir et analyser un suppresseur de vortex, un chicane anti-slosh pour le contrôle de la nutation pendant le lancement et la coque du réservoir. L’effort comprenait des simulations de tour de chute de sous-échelle pour déterminer le nombre, la taille et l’emplacement de la déroute anti-slosh, la détermination analytique des charges sur le suppresseur du vortex et le déroulement, l’analyse structurelle du déroulement et les analyses de contrainte et de fracture des coquilles de réservoir. La fabrication de phase 3 a produit un réservoir de qualification et quatre réservoirs de vol (3 vols et une pièce de rechange). Les composants de la coquille de réservoir ont été fabriqués à partir d’alliage de titane traité et âgé (STA) 6AL-4V. Les chicanes anti-slosh ont été usinées à partir de redoutables en titane 6Al-4V recuits, et le suppresseur de vortex a été fabriqué à partir de feuilles de titane 6AL-4V. La coquille du réservoir a été assemblée avec 4 verts de circonférence, dont des propriétés STA, et les deux autres ont été des soudures de fermeture recuites qui étaient également des soudures d’installation. Les 5 réservoirs ont été fabriqués à l’aide de processus et de procédures identiques. Le réservoir de qualification doit subir un programme de test de qualification qui comprend des tests de sinus sinueux chargés et des vibrations aléatoires. Le programme de test de qualification se termine par un test de pression de rafale destructrice. Tous les réservoirs de vol sont testés en protoflight avant la précision et la livraison de précision. Le réservoir de vol terminé a une masse de moins de 20 livres, y compris le matériel de fixation. Ce réservoir ultra-léger jouera un rôle essentiel au succès du programme Messenger. Copyright Q 2002 par Pressure Systems, Inc. publié par l’American Institute of Aeronautics 8 Astronautics avec permission. Page 1 38th AIAA / ASME / SAE / ASEE Conférence conjointe de propulsion et pièce 7-10 juillet 2002, Indianapolis, Indiana IAA 2002-4139 Copyright © 2002 par l’auteur (s). Publié par l’American Institute of Aeronautics and Astronautics, Inc., avec permission. Introduction en 2000 Pression Systems, Inc. (PSI) a été contractée pour fournir un complément complet de réservoirs de système de propulsion pour le vaisseau spatial Messager. Ces réservoirs comprennent un réservoir de diaphragme élastomère de 12 pouces de diamètre, un réservoir pressurant d’hélium COPV de 16 pouces de diamètre de 16 pouces de long et trois réservoirs de propulseur principal de 24 pouces de diamètre de 24 pouces et un oxydant de la même configuration. Voir figure 1. Les réservoirs de diaphragme et de pressurants sont des dérivés des conceptions de réservoir PSI existantes qui ne nécessitaient pas de développement. Cependant, le principal réservoir de propulseur a nécessité des efforts importants pour le développement et la qualification. Le programme de développement des réservoirs de propulseur Messager a tiré le patrimoine du développement du système de propulsion du programme proche du système de propulsion ». Il y avait de nombreuses similitudes entre les deux programmes, tels que l’étude commerciale initiale, le développement d’un suppresseur de vortex et la philosophie de gestion du propulseur de l’utilisation d’un réservoir de diaphragme pour permettre aux brûlures de régler les brûlures de régler le propulseur à la sortie du réservoir avant le début des brûlures principales du moteur. Cependant, il y avait également de nouveaux défis, tels que l’analyse et le développement de chicanes anti-slosh, ainsi que la conception, l’analyse et le test d’un réservoir qui est lancé dans une orientation à l’envers (côté de sortie en haut). Le principal programme de développement de réservoirs de propulseur a été séparé en trois phases: (1) étude commerciale, (2) analyse et conception, et (3) fabrication et test. Figure 1, Réservoirs du système de propulsion messager
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