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Author Topic: FG Space Shuttle: Double panne moteur, Droop et TAL à Istres  (Read 528 times)

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Offline Gingin

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16 May 2022, 21:25:09
Un petit scénario intéressant et exotique que j'ai pas mal rodé pour tester la convergence et la résilience de l'algorithme d'insertion orbitale https://forum.flightgear.org/viewtopic.php?f=87&t=40190 avec une procédure particulière.
Procédure appelée Droop, suivi d'un abort plus classique dit Transoceanic Abort Landing: https://wiki.flightgear.org/Flying_the_Shuttle_-_Transoceanic_Abort_Landing_TAL

C'est une procédure intervenant si une double panne moteur survient entre 12000 et 14000 km/h.
Assez d'énergie pour éviter une procédure de contingence (rentrée en urgence dans l'atmosphère avec une forte accélération radiale): http://orbiter.dansteph.com/forum/index.php?topic=14175.0
Mais pas assez de vitesse pour etre sur d'atteindre un terrain outre-Atlantique.
La logique du "Droop" va nous faire éviter de descendre en dessous de 265000 pieds, là ou l'échauffement thermique pourrait embraser le tank externe.


Quelques informations plus poussées venant de Ascent/Abort handbook:

When a substantial loss of thrust occurs (second main engine failure, or one engine fail with
another stuck in the throttle bucket), the Orbiter can continue downrange if past the “droop”
boundary. This boundary is described as follows: Whenever two engines fail early in ascent, the
thrust to weight of the shuttle is instantly reduced to less than 1.0 and a dip (or droop) in the
trajectory begins. As fuel is burned by the remaining engine, the vehicle thrust to weight increases
until it is once again greater than 1.0 and a climb can resume. If the vehicle descends no lower
than 265,000 ft in this process, it does not violate ET heating constraints. Staying above 265,000
ft allows the abort to continue in powered flight until fuel depletion, thus getting closer to TAL
sites. Prior to this droop boundary, if two engines fail, the shuttle does not have sufficient energy
to stay above 265,000 feet, so separation from the ET must be immediate, terminating powered
flight with fuel still remaining. This boundary is usually near 12,000 fps.
If two engines fail prior to the droop boundary as in line a (fig. 2.5.2-1), the vertical thrust
attitude cannot “turn around” the sink rate until below 265,000 ft where the ET begins
overheating. The first point in the nominal trajectory where (if two engines fail) a near vertical
thrust attitude can prevent descending below 265,000 ft is the point called the droop boundary.
The droop in the trajectory bottoms out when thrust to weight returns to greater than one due to
fuel burnoff. Achieving the droop boundary allows a safe downrange abort and is the basis of the
two engine out droop maneuver (contingency abort cue card).







Lancement matinal



Second stage et guidage en "closed loop"



Double panne moteur introduite après 12000 km/h




Vidange du carburant des OMS par les tuyères des Reaction Control System (RCS) pour une question de centrage pendant la rentrée.
Tous les RCS des pods arrières fonctionnent à l'unisson.
La puissance maximale est aussi sélectionnée sur le moteur restant (109%)





Une fois que la vitesse verticale redevient positive et que nous sommes en dehors de la zone dangeureuse, la logique du Droop est inhibée.
L'algorithme PEG reconverge vite pour un guidage efficace.




Mono moteur




MECO manuel quand il reste moins de 2% de carburant. Cela évite de prendre le risque que les pompes à haute pression des moteurs ne tournent à vide, créant un risque d'explosion.
La vitesse est plus basse que pour un TAL normal ( 22500 au lieu de 23700 km/h).
Cela s'explique par le fait que la panne moteur est intervenue trop tot par rapport à la vitesse inertielle minimale à atteindre pour que ce genre d'Abort soit nominal.


Des informations sur la logique de l'entrée ici: https://forum.flightgear.org/viewtopic.php?f=87&t=39541
Heureusement, il y a un bout de code dans le software de l'algorithme gérant l'entrée. Il gère une entrée ou notre énergie totale est basse (Sous vitesse au moment de l'arret des moteurs). Low Energy Logic


Ce mode est activé en pressant sur l'item 3, après un rebond violent dans l'atmopshère, typique de l'abort TAL





Presque à l'interface TAEM ou le plané final nous emmènera à bon port, et toujours un peu faible en énergie.
Plus d'informations sur cette phase ici: https://forum.flightgear.org/viewtopic.php?f=87&t=39098




On choisit le mode Straight In pour ne pas faire un tour complet dans le HAC (une sorte d'hippodrome d'attente pour descendre en spirale et rejoindre la finale).
Le message rouge clignotant OTT ST IN nous suggère que l'on doit faire quelque chose pour réduire la distance nous séparant de la piste en changeant de pattern d'approche. Chose faite avec un Item 6.



Vue depuis la tour d'Istres


On se rapproche




Dans l'hippodrome (HAC)


Pre Flare



Courte finale




Touché!



Bienvenue en France, Atlantis


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Offline Milouse

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Reply #1 - 17 May 2022, 16:10:45
Bonjour,

Encore une fois, bien joué, Gingin. Quelle maîtrise ! :wor:
Rassure-moi, ça t'arrive quand même de faire un vol "pépère", sans incident ? :badsmile:


Milouse


Offline jacquesmomo

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Reply #2 - 18 May 2022, 16:28:15
Rassure-moi, ça t'arrive quand même de faire un vol "pépère", sans incident ? :badsmile:
Cette navette est vraiment un engin "hors norme".
Dommage que ce vaisseau finisse au musée, et que - malheureusement - on ne construira plus jamais un truc aussi élaboré....  :(

@ Gingin : quant est-ce que tu nous fais un atterrissage à Cayenne-Rochambeau ???  :badsmile:

En tout cas merci pour cette nouvelle péripétie... :wor:

Mes add-ons sont là !

Offline Gingin

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Reply #3 - 18 May 2022, 19:42:11
Content que cela vous plaise

@Milouse: Très rarement
Le prochain devrait etre un remake de STS1 avec les paramètres correctes, pas de pannes  :)

@jacquesmomo: Je rajoute Cayenne à la liste, on va tester l'autoland la bas  ;)

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