Technische Syteme im Space Shuttle

Ich habe den letzten Flug der Discovery genau verfolgt und las hier im Forum, das kurz vor dem geplanten Wiedereintritt die APU gestartet wird um die Hydraulischen Systeme unter Druck zu setzten und zu testen.

Da das Shuttle ja eine ziehmlich lange Zeit im All war und die Hydraulischen Systeme im inneren des Shuttles ja nun unterkühlt sind, stellt sich mir die Frage, wie die Hydraulikleitungen und vor allem das benutzte Hydrauliköl wieder auf Betriebtemperatur gebracht werden.
Da ich vom Fach bin und aus Erfahrung weiß, das Hydraulische Systeme schon bei -10°C enorme Probleme haben in der ersten halben Stunde einen uneingeschränkten Betrieb zu gewährleisten, muß doch eigentlich im Shuttle das Problem der Betriebstemperatur doch ungleich höher sein?

Werden im Shuttle die Leitungen,Pumpen, Steuerblocks und Regelventile beheizt?
Wenn ja, wird doch bestimmt extrem Viel Energie verbraucht!
Oder hat jedes einzelne Steuerelement seine eigene Pumpe und Steuerblock? ( Würde Leitungswege verkürzen, aber das Gewicht stark erhöhen )

Gibt es Detailzeichnungen von dem Hydraulischen System des Shuttles?

Welche Temperaturen erwartest Du denn im Erdorbit?

Servus,

ich denke dass es im Shuttle im Erdorbit nicht kalt ist! Die Sonne heizt den Orbiter auf und die ganzen internen Systeme produzieren auch enorme Mengen an Abwärme;
Darum ist es auch notwendig dass die Payload-Doors so lange wie möglich geöffnet bleiben, damit die Radiatoren das Shuttle kühlen können!

mfg h-j

Das ist sicherlich richtig. Gilt das aber auch für alle Teile des Hydrauliksystems?

Es mag durchaus Abschnitte geben, wo die selbst erzeugte Abwärme nicht hingelangt, und wenn die betreffende Stelle dann noch im Schatten liegt, kann es sehr stark auskühlen.

Übrigens, christiankrause6, hast du jemals vom "Barbecue-Modus" gehört? Der hat mit demselben Effekt zu tun, dass im Weltraum extrem heiß und extrem kalt sehr dicht beieinander liegen können.

(Und ja - mir ist durchaus bewusst, dass der Weltraum zum größten Teil aus Vakuum besteht, welches niemals eine Temepratur hat.  )

Ich meine mal gelesen zu haben dass solche Teile bzw. Bereiche beheizt werden!

mfg h-j

Die Hydraulik Systeme haben jeweils zwei sogenannte Circulation Pumps. Dadurch kann man bei inaktiver Hydraulik im Orbit, Hydraulikflüssigkeit im System zirkulieren lassen.
Damit kann man „cold Spots“ aufwärmen. Es gibt nämlich einen Wärmetauscher in dem das warme Freon des Orbiter Kühlsystems Wärme an die Hydraulikflüssigkeit abgibt.  Es gibt Temperatursensoren, die diese Circ Pumps automatisch aktivieren, wenn Temperaturlimits unterschritten werden. Man kann das aber auch von Hand machen.
Manche Stellen (z.B. am Fahrwerk) können bei inaktivem Hydrauliksystem nicht durch Zirkulation auf Temperatur gehalten werden, dort gibt es redundante elektrische Heizelemente.

Gruß,
KSC

Übrigens, christiankrause6, hast du jemals vom "Barbecue-Modus" gehört? Der hat mit demselben Effekt zu tun, dass im Weltraum extrem heiß und extrem kalt sehr dicht beieinander liegen können.

Ja, den kenne ich. Damit habe ich mich schon vor Jahren beschäftigt als ich ausführlich über die "Mondlandeverschwörungstheorien" nachgestöbert habe.

Das das Hydrauliköl am Zirkulieren gehalten und über die Radiatoren aufgewärmt wird, bzw. an bestimmten Stellen beheizt wird, beantwortet meine Frage vollkommen. Ich bin immer davon ausgegangen, dass das Hydrauliksystem im All komplett deaktiviert wird, da es nicht benötigt wird.

Und weshalb hattest du geglaubt, dass ein vollständig inaktives Hydrauliksystem im Orbit auskühlen würde? 

Auf der Schattenseite des Space Shuttles ist es ja bekanntermaßen sehr kalt. Und da die Hydraulikleitungen im Shuttle verlegt sind herrscht dort auch Dunkelheit und ebenso Kälte. Das Shuttle ist pro Erdumrundung nur rund 45 Minuten der Sonnenstrahlung ausgesetzt und die Hitzeschutzkacheln des Shuttles sind eines der am wenigsten Wärmeleitenden Werkstoffe überhaupt. Da müssen die Leitungen in den Flügeln nach und nach auskühlen. Ich denke nicht, das dort im Vakuum angenehme Plusgrade herrschen.

Ich glaube, dass du da einige Punkte übersehen hast. Zum einen hat das Vakuum eben keine Temperatur. Zum anderen strahlt die Erde auch Wärme ab, und das ist z.B. für Infrarotobservatorien ein echtes Problem. Und zuguterletzt haben die Hitzeschutzkacheln in der Tat eine geringe Wärmeleitfähigkeit, aber das wirkt in beide Richtungen. Sie halten die Wärme beim Wiedereintritt draußen, aber auf der Schattenseite auch die Wärme im Inneren des Orbiters. Die Experten mögen mich korrigieren, wenn ich falsch liege.

Na ja, unter dem Hitzeschutz wird es schon ziemlich kalt.
Das ist insbesondere ein Problem für das Fahrwerk. An der Rückseite der Fahrwerksstützen verlaufen Hydraulikleitungen zu den Bremsen. An den Bremsen hat man sozusagen ein „dead end“  des Hydrauliksystems. D.h. man kann da nicht durch Zirkulation für einen thermischen Ausgleich sorgen. Deswegen sind dort mehrfach redundante elektrische Heizelement.
Ohne diese würde man große Probleme mit der Temperatur der Hydraulikflüssigkeit bekommen, obwohl die Leitungen unter dem Hitzeschutz verlaufen.

Durch passive Maßnahmen alleine kann man das Thermal Management des Hydraulik Systems (wie des ganzen Orbiters) nicht bewerkstelligen. Man braucht auch aktive Systeme. Im Falle der Hydraulik eben die Zirkulation und die elektrische Heizung.

Gruß,
KSC

Ja, die aktiven Maßnahmen hattest du ja schon erwähnt gehabt, und ich hatte keinesfalls vor, sie als überflüssig zu bezeichnen. Ich bin auch in diesem Fall davon ausgegangen, dass die Ingenieure ihren Job verstehen und sich beim Entwurf gut überlegt haben, wo es Probleme geben würde und was man am besten dagegen tun könne.

Ich hatte im Grunde nur herausstellen wollen, dass die Thematik naturgemäß sehr komplex ist und dass es Effekte geben muss, die sich mal verstärken und mal gegeneinander wirken. Im übrigen bleibt festzuhalten, dass es bei 133 Flügen wohl nie zu kritischen Problemen in der Hydraulik gekommen ist, die Ingenieure folglich ihre Arbeit ausreichend gut gemacht haben müssen.

Hey, weiß jemand zufällig, wie viel kg Wasserstoff und wieviele kg Sauerstoff   --- pro Sekunde ---   ein SSME so verbraucht haben??
Werde im Netz einfach nicht fündig...

Mfg

Bei 104% Schub gehen durch die Dicken Feedlines am Tank 1264 kg (1109 Liter) O2 und 210 Kg (2988 Liter) H2.
Das teilt sich dann auf die drei Triebwerke auf, so dass jedes Triebwerk  421 Kg (369 Liter)  O2 und 70 Kg  (996 Liter) H2, also insgesamt 491 Kg, bzw. 1365 Liter  pro Sekunde „schluckt“.

Gruß,
KSC

Wow, danke.

Ist ja echt gigantisch     Aber man will ja auch von der Erde abheben und nicht nur eine Zigarre anzünden. Da muss Power dahinter stecken

Und Wasserstoff und Sauerstoff werden mit Turbopumpen rausgepumpt. Habe neulich gelesen - mit bis zu 60MW !?!

Die 60 MW sind insgesamt nehme ich an... Für den Wasserstoff braucht man schwächere pumpen vermute ich mal, weil er so stark cryogen ist... ??

Genau umgekehrt, da Wasserstoff das deutlich größere Volumen hat braucht er auch deutlich stärkere Pumpen.

Jo.
Aber würfelt ihr jetzt nicht ein bisseken mit den ganzen Pumpen? Kann sein, dass ich daneben liege, aber mit der MW Angabe im vorletzten Posting - die Turbopumpen werden doch von einem (?) Turbo (Staged Combustion) angetrieben, der wiederum aus dem Vorverbrenner gespeist wird. Und dessen Leistung (max) würde mich auch interessieren. (Die Lager dafür und Ariane waren und sind btw aus Franken ^^)

Ja, die 60MW sind die Gesamtleistung, also die Leistung des Antriebsturbos. Die teilt sich ja auf die zwei Turbopumpen (eine LH2, die andere LOX) auf. Und zwar so, dass deutlich mehr Leistung von der LH2-Pumpe gebraucht wird. Ich hoffe, ich habe das jetzt etwas entwirrt?

Perfekt...

Dh. 60 MW teilen sich auf     auf   1263kg   O2 und 210 kg  H2 ...

Das Verhältins weißt du nicht auch zufällig?