Propulsor Vernier

Motores de cohetes para maniobras

Un propulsor vernier es un motor de cohete utilizado en una nave espacial o vehículo de lanzamiento para realizar ajustes finos de la actitud o la velocidad . Dependiendo del diseño de los sistemas de maniobra y estabilidad de una nave, puede ser simplemente un propulsor más pequeño que complementa el sistema de propulsión principal , ^[1] o puede complementar propulsores de control de actitud más grandes , ^[2] o puede ser parte del sistema de control de reacción . El nombre se deriva de los calibradores vernier (nombrados en honor a Pierre Vernier ) que tienen una escala primaria para mediciones brutas y una escala secundaria para mediciones finas.

Los propulsores Vernier se utilizan cuando una nave espacial pesada requiere una amplia gama de niveles de empuje diferentes para el control de actitud o velocidad, como para maniobrar durante el acoplamiento con otras naves espaciales.

En los vehículos espaciales con dos tamaños de propulsores de control de actitud, los propulsores principales ACS (sistema de control de actitud) se utilizan para movimientos más grandes, mientras que los verniers se reservan para ajustes más pequeños.

Debido a su peso y a la plomería adicional requerida para su funcionamiento, los cohetes Vernier rara vez se utilizan en diseños nuevos. ^[1] En cambio, a medida que los motores de cohetes modernos adquirieron un mejor control, también se pudieron disparar propulsores más grandes durante pulsos muy cortos, lo que resultó en el mismo cambio de momento que un empuje más largo de un propulsor más pequeño.

Los propulsores Vernier se utilizan en cohetes como el R-7 para maniobrar el vehículo porque el motor principal está fijo en su lugar. En las versiones anteriores de la familia de cohetes Atlas (anteriores al Atlas III), además de para maniobrar, los verniers se utilizaban para el control del balanceo, aunque los motores auxiliares también podían realizar esta función. Después de apagar el motor principal, los verniers se ejecutaban en modo individual y se disparaban durante varios segundos para realizar ajustes precisos en la actitud del vehículo. La familia Thor/Delta también utilizaba verniers para el control del balanceo, pero estaban montados en la base de la sección de empuje que flanqueaba el motor principal.

Ejemplos

La familia de cohetes R-7 , con más de 1700 lanzamientos exitosos hasta la fecha, todavía depende de los propulsores vernier S1.358000 en su primera y segunda etapa. La mayoría de los misiles y vehículos de lanzamiento soviéticos más grandes también usaban verniers. Algunos ejemplos incluyen el RD-8 en la familia de cohetes Zenit , el RD-855 y RD-856 en el R-36 , y el RD-0214 en la familia de cohetes Proton .
En el SM-65 Atlas , los vernieres LR-101 se usaban para el control del balanceo y para ajustar la actitud del vehículo después del corte del motor principal. Los cohetes Delta II y Delta III también usaban el LR-101 para la maniobra de balanceo del vehículo, ya que un motor no puede hacer una maniobra de balanceo (aunque el posterior GEM 46 tenía una tobera de vectorización de empuje, solo tres estaban equipados con esta característica y solo se encendieron un breve momento durante el ascenso). ^[3]
El transbordador espacial tenía seis motores o propulsores Vernier en su " Sistema de Control de Reacción Vernier " ( VRCS ). El VRCS también podía proporcionar un empuje suave y constante. Esto se utilizó regularmente para impulsar la Estación Espacial Internacional mientras estaba acoplada: por ejemplo, durante la misión STS-130, el comandante George Zamka y el piloto Terry Virts encendieron el VRCS del Endeavour durante 33 minutos para alcanzar una órbita entre 180,5 y 190,0 millas náuticas (334,3 y 351,9 km). ^[2]^[4]

Véase también

Referencias

^ ab "Control de cohetes: ejemplos de controles". Centro de investigación Glenn de la NASA. Archivado desde el original el 7 de marzo de 2011. Consultado el 30 de diciembre de 2011 .
^ ab "Sistemas de control de reacción". Centro de vuelos espaciales Kennedy de la NASA . Consultado el 3 de octubre de 2011. La tripulación de vuelo puede seleccionar propulsores RCS primarios o vernier para el control de actitud en órbita. Normalmente, los propulsores vernier se seleccionan para el mantenimiento de la actitud en órbita. ... El RCS delantero tenía 14 motores primarios y dos vernier. El RCS trasero tenía 12 motores primarios y dos vernier en cada cápsula. Los motores RCS primarios proporcionaban 870 libras de empuje de vacío cada uno, y los verniers proporcionaban 24 libras de empuje de vacío cada uno. La relación oxidante-combustible para cada motor es de 1,6 a 1. La presión nominal de la cámara de los propulsores primarios era de 152 psia . Para cada vernier, era de 110 psi.
^ "MOTOR VERNIER LR-101". heroicrelics.org . Consultado el 24 de junio de 2017 .
^ Bergin, Chris (19 de febrero de 2010). "La STS-130 se prepara para el desacoplamiento: se ha despejado el impacto del MMOD en la escotilla". NASAspaceflight.com . Consultado el 20 de febrero de 2010 .

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[nasa20111230-1] "Control de cohetes: ejemplos de controles". Centro de investigación Glenn de la NASA. Archivado desde el original el 7 de marzo de 2011. Consultado el 30 de diciembre de 2011 .

[nasaRCS-2] "Sistemas de control de reacción". Centro de vuelos espaciales Kennedy de la NASA . Consultado el 3 de octubre de 2011. La tripulación de vuelo puede seleccionar propulsores RCS primarios o vernier para el control de actitud en órbita. Normalmente, los propulsores vernier se seleccionan para el mantenimiento de la actitud en órbita. ... El RCS delantero tenía 14 motores primarios y dos vernier. El RCS trasero tenía 12 motores primarios y dos vernier en cada cápsula. Los motores RCS primarios proporcionaban 870 libras de empuje de vacío cada uno, y los verniers proporcionaban 24 libras de empuje de vacío cada uno. La relación oxidante-combustible para cada motor es de 1,6 a 1. La presión nominal de la cámara de los propulsores primarios era de 152 psia . Para cada vernier, era de 110 psi.

[3] "MOTOR VERNIER LR-101". heroicrelics.org . Consultado el 24 de junio de 2017 .

[4] Bergin, Chris (19 de febrero de 2010). "La STS-130 se prepara para el desacoplamiento: se ha despejado el impacto del MMOD en la escotilla". NASAspaceflight.com . Consultado el 20 de febrero de 2010 .