home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Space & Astronomy / Space and Astronomy (October 1993).iso / mac / TEXT / SHUTTLE / OHS_RCS.TXT < prev    next >
Text File  |  1993-02-06  |  59KB  |  1,064 lines

  1. "6_2_3_13_5_2.TXT" (9670 bytes) was created on 12-12-88
  2.  
  3. ORBITAL MANEUVERING SYSTEM
  4.  
  5. The orbital maneuvering system provides the thrust for orbit
  6. insertion, orbit circularization, orbit transfer, rendezvous, deorbit,
  7. abort to orbit and abort once around and can provide up to 1,000
  8. pounds of propellant to the aft reaction control system.  The OMS is
  9. housed in two independent pods located on each side of the orbiter's
  10. aft fuselage.  The pods also house the aft RCS and are referred to as
  11. the OMS/RCS pods.  Each pod contains one OMS engine and the hardware
  12. needed to pressurize, store and distribute the propellants to perform
  13. the velocity maneuvers.  The two pods provide redundancy for the OMS.
  14. The vehicle velocity required for orbital adjustments is approximately
  15. 2 feet per second for each nautical mile of altitude change.
  16.  
  17. The ascent profile of a mission determines if one or two OMS thrusting
  18. periods are used and the interactions of the RCS.  After main engine
  19. cutoff, the RCS thrusters in the forward and aft RCS pods are used to
  20. provide attitude hold until external tank separation.  At ET
  21. separation, the RCS provides a minus (negative) Z translation maneuver
  22. of about minus 4 feet per second to maneuver the orbiter away from the
  23. ET.  Upon completion of the translation, the RCS provides orbiter
  24. attitude hold until time to maneuver to the OMS-1 thrusting attitude.
  25. The targeting data for the OMS-1 thrusting period is selected before
  26. launch; however, the target data in the onboard general-purpose
  27. computers can be modified by the flight crew via the cathode ray tube
  28. keyboard, if necessary, before the OMS thrusting period.
  29.  
  30. During the first OMS thrusting period, both OMS engines are used to
  31. raise the orbiter to a predetermined elliptical orbit.  During the
  32. thrusting period, vehicle attitude is maintained by gimbaling
  33. (swiveling) the OMS engines.  The RCS will not normally come into
  34. operation during an OMS thrusting period.  If, during an OMS thrusting
  35. period, the OMS gimbal rate or gimbal limits are exceeded, RCS
  36. attitude control is required.  If only one OMS engine is used during
  37. an OMS thrusting period, RCS roll control is required.
  38.  
  39. During the OMS-1 thrusting period, the liquid oxygen and liquid
  40. hydrogen trapped in the main propulsion system ducts are dumped.  The
  41. liquid oxygen is dumped out through the space shuttle main engines'
  42. combustion chambers and the liquid hydrogen is dumped through the
  43. starboard (right) side T-0 umbilical overboard fill and drain.  This
  44. velocity was precomputed in conjunction with the OMS-1 thrusting
  45. period.
  46.  
  47. Upon completion of the OMS-1 thrusting period, the RCS is used to null
  48. any residual velocities, if required.  The flight crew uses the
  49. rotational hand controller and/or translational hand controller to
  50. command the applicable RCS thrusters to null the residual velocities.
  51. The RCS then provides attitude hold until time to maneuver to the
  52. OMS-2 thrusting attitude.
  53.  
  54. The second OMS thrusting period using both OMS engines occurs near the
  55. apogee of the orbit established by the OMS-1 thrusting period and is
  56. used to circularize the predetermined orbit for that mission.  The
  57. targeting data for the OMS-2 thrusting period is selected before
  58. launch; however, the target data in the onboard GPCs can be modified
  59. by the flight crew via the CRT keyboard, if necessary, before the OMS
  60. thrusting period.
  61.  
  62. Upon completion of the OMS-2 thrusting period, the RCS is used to null
  63. any residual velocities, if required, in the same manner as during
  64. OMS-1.  The RCS is then used to provide attitude hold and minor
  65. translation maneuvers as required for on-orbit operations.  The flight
  66. crew can select primary or vernier RCS thrusters for attitude control
  67. on orbit.  Normally, the vernier RCS thrusters are selected for
  68. on-orbit attitude hold.
  69.  
  70. If the ascent profile for a mission uses a single OMS thrusting
  71. maneuver, it is referred to as direct insertion.  In a
  72. direct-insertion ascent profile, the OMS-1 thrusting period after main
  73. engine cutoff is eliminated and is replaced with a 5-feet- per-second
  74. RCS translation maneuver to facilitate the main propulsion system
  75. dump.  The RCS provides attitude hold after the translation maneuver.
  76. The OMS-2 thrusting period is then used to achieve orbit insertion.
  77. The direct-insertion ascent profile allows the MPS to provide more
  78. energy to orbit insertion and permits easier use of onboard software.
  79.  
  80. Additional OMS thrusting periods using both or one OMS engine are
  81. performed on orbit according to the mission's requirements to modify
  82. the orbit for rendezvous, payload deployment or transfer to another
  83. orbit.
  84.  
  85. The two OMS engines are used to deorbit.  Target data for the deorbit
  86. maneuver is computed by the ground and loaded in the onboard GPCs via
  87. uplink.  This data is also voiced to the flight crew for verification
  88. of loaded values.  After verification of the deorbit data, the flight
  89. crew initiates an OMS gimbal test on the CRT keyboard unit.
  90.  
  91. Before the deorbit thrusting period, the flight crew maneuvers the
  92. spacecraft to the desired deorbit thrusting attitude using the
  93. rotational hand controller and RCS thrusters.  Upon completion of the
  94. OMS thrusting period, the RCS is used to null any residual velocities,
  95. if required.  The spacecraft is then maneuvered to the proper entry
  96. interface attitude using the RCS.  The remaining propellants aboard
  97. the forward RCS are dumped by burning the propellants through the
  98. forward RCS thrusters before the entry interface if it is necessary to
  99. control the orbiter's center of gravity.
  100.  
  101. The aft RCS plus X jets can be used to complete any planned OMS
  102. thrusting period in the event of an OMS engine failure.  In this case,
  103. the OMS-to-aft-RCS interconnect would feed OMS propellants to the aft
  104. RCS.
  105.  
  106. From entry interface at 400,000 feet, the orbiter is controlled in
  107. roll, pitch and yaw with the aft RCS thrusters.  The orbiter's
  108. ailerons become effective at a dynamic pressure of 10 pounds per
  109. square foot, and the aft RCS roll jets are deactivated.  At a dynamic
  110. pressure of 20 pounds per square foot, the orbiter's elevons become
  111. effective, and the aft RCS pitch jets are deactivated.  The rudder is
  112. activated at Mach 3.5, and the aft RCS yaw jets are deactivated at
  113. Mach 1 and approximately 45,000 feet.
  114.  
  115. The OMS in each pod consists of a high-pressure gaseous helium storage
  116. tank, helium isolation valves, dual pressure regulation systems, vapor
  117. isolation valves for only the oxidizer regulated helium pressure path,
  118. quad check valves, a fuel tank, an oxidizer tank, a propellant
  119. distribution system consisting of tank isolation valves, crossfeed
  120. valves, and an OMS engine.  Each OMS engine also has a gaseous
  121. nitrogen storage tank, gaseous nitrogen pressure isolation valve,
  122. gaseous nitrogen accumulator, bipropellant solenoid control valves and
  123. actuators that control bipropellant ball valves, and purge valves.
  124.  
  125. In each of the OMS pods, gaseous helium pressure is supplied to helium
  126. isolation valves and dual pressure regulators, which supply regulated
  127. helium pressure to the fuel and oxidizer tanks.  The fuel is
  128. monomethyl hydrazine and the oxidizer is nitrogen tetroxide.  The
  129. propellants are Earth-storable liquids at normal temperatures.  They
  130. are pressure-fed to the propellant distribution system through tank
  131. isolation valves to the OMS engines.  The OMS engine propellant ball
  132. valves are positioned by the gaseous nitrogen system and control the
  133. flow of propellants into the engine.  The fuel is directed first
  134. through the engine combustion chamber walls and provides regenerative
  135. cooling of the chamber walls; it then flows into the engine injector.
  136. The oxidizer goes directly to the engine injector.  The propellants
  137. are sprayed into the combustion chamber, where they atomize and ignite
  138. upon contact with each other (hypergolic), producing a hot gas and,
  139. thus, thrust.
  140.  
  141. The gaseous nitrogen system is also used after the OMS engines are
  142. shut down to purge residual fuel from the injector and combustion
  143. chamber, permitting safe restarting of the engines.  The nozzle
  144. extension of each OMS engine is radiation-cooled and is constructed of
  145. columbium alloy.
  146.  
  147. Each OMS engine produces 6,000 pounds of thrust.  The oxidizer-to-fuel
  148. ratio is 1.65-to-1.  The expansion ratio of the nozzle exit to the
  149. throat is 55-to-1.  The chamber pressure of the engine is 125 psia.
  150. The dry weight of each engine is 260 pounds.
  151.  
  152. Each OMS engine can be reused for 100 missions and is capable of 1,000
  153. starts and 15 hours of cumulative firing.  The minimum duration of an
  154. OMS engine firing is two seconds.  The OMS may be utilized to provide
  155. thrust above 70,000 feet.  For vehicle velocity changes of between 3
  156. and 6 feet per second, normally only one OMS engine is used.
  157.  
  158. Each engine has two electromechanical gimbal actuators, which control
  159. the OMS engine thrust direction in pitch and yaw (thrust vector
  160. control).  The OMS engines can be used singularly by directing the
  161. thrust vector through the orbiter center of gravity or together by
  162. directing the thrust vector of each engine parallel to the other.
  163. During a two-OMS-engine thrusting period, the RCS will come into
  164. operation only if the OMS gimbal rate or gimbal limits are exceeded
  165. and should not normally come into operation during the OMS thrust
  166. period.  However, during a one-OMS-engine thrusting period, roll RCS
  167. control is required.  The pitch and yaw actuators are identical except
  168. for the stroke length and contain redundant electrical channels
  169. (active and standby), which couple to a common mechanical drive
  170. assembly.
  171.  
  172. The OMS/RCS pods are designed to be reused for up to 100 missions with
  173. only minor repair, refurbishment and maintenance.  The pods are
  174. removable to facilitate orbiter turnaround, if required.
  175.  
  176.  
  177. "6_2_3_13_5_3.TXT" (5392 bytes) was created on 12-12-88
  178.  
  179. HELIUM PRESSURIZATION.
  180.  
  181. Each pod pressurization system consists of a helium tank, two helium
  182. isolation valves, two dual pressure regulator assemblies, parallel
  183. vapor isolation valves on the regulated helium pressure to the
  184. oxidizer tank only, dual series-parallel check valve assemblies and
  185. pressure relief valves.
  186.  
  187. The helium storage tank in each pod has a titanium liner with a
  188. fiberglass structural overwrap.  This increases safety and decreases
  189. the weight of the tank 32 percent over that of conventional tanks.
  190. The helium tank is 40.2 inches in diameter and has a volume of 17.03
  191. cubic feet minimum.  Its dry weight is 272 pounds.  The helium tank's
  192. operating pressure range is 4,800 to 460 psia with a maximum operating
  193. limit of 4,875 psia at 200 F.
  194.  
  195. A pressure sensor downstream of each helium tank in each pod monitors
  196. the helium source pressure and transmits it to the N 2 , He , kit He
  197. switch on panel F7.  When the switch is in the He position, the helium
  198. pressure of the left and right OMS is displayed on the OMS press left,
  199. right meters.  This pressure also is transmitted to the CRT and
  200. displayed.
  201.  
  202. The two helium pressure isolation valves in each pod permit helium
  203. source pressure to the propellant tanks or isolate the helium from the
  204. propellant tanks.  The parallel paths in each pod assure helium flow
  205. to the propellant tanks of that pod.  The helium valves are
  206. continuous-duty, solenoid-operated.  They are energized open and
  207. spring loaded closed.  The OMS He press/vapor isol switches on panel
  208. O8 permit automatic or manual control of the valves.  With the
  209. switches in the GPC position, the valves are automatically controlled
  210. by the general-purpose computer during an engine thrusting sequence.
  211. The valves are controlled manually by placing the switches to open or
  212. close.
  213.  
  214. The pressure regulators reduce the helium source pressure to the
  215. desired working pressure.  Pressure is regulated by assemblies
  216. downstream of each helium pressure isolation valve.  Each assembly
  217. contains primary and secondary regulators in series and a flow
  218. limiter.  Normally, the primary regulator is the controlling
  219. regulator.  The secondary regulator is normally open during a dynamic
  220. flow condition.  It will not become the controlling regulator until
  221. the primary regulator allows a higher pressure than normal.  All
  222. regulator assemblies are in reference to a bellows assembly that is
  223. vented to ambient.  The primary regulator outlet pressure at normal
  224. flow is 252 to 262 psig and 247 psig minimum at high abort flow, with
  225. lockup at 266 psig maximum.  The secondary regulator outlet pressure
  226. at normal flow is 259 to 269 psig and 254 psig minimum at high abort
  227. flow, with lockup at 273 psig maximum.  The flow limiter restricts the
  228. flow to a maximum of 1,040 stan dard cubic feet per minute and to a
  229. minimum of 304 standard cubic feet per minute.
  230.  
  231. The vapor isolation valves in the oxidizer pressurization line to the
  232. oxidizer tank prevent oxidizer vapor from migrating upstream and over
  233. into the fuel system.  These are low-pressure, two-position, two-way,
  234. solenoid-operated valves that are energized open and spring loaded
  235. closed.  They can be commanded manually or automatically by the
  236. positioning of the He press/vapor isol switches on panel O8.  When
  237. either of the A or B switches is in the open position, both vapor
  238. isolation valves are energized open; and when both switches are in the
  239. close position, both vapor isolation valves are closed.  When the
  240. switches are in the GPC position, the GPC opens and closes the valves
  241. automatically.
  242.  
  243. The check valve assembly in each parallel path contains four
  244. independent check valves connected in a series-parallel configuration
  245. to provide a positive checking action against a reverse flow of
  246. propellant liquid or vapor, and the parallel path permits redundant
  247. paths of helium to be directed to the propellant tanks.  Filters are
  248. incorporated into the inlet of each check valve assembly.
  249.  
  250. Two pressure sensors in the helium pressurization line upstream of the
  251. fuel and oxidizer tanks monitor the regulated tank pressure and
  252. transmit it to the RCS/OMS press rotary switch on panel O3.  When the
  253. switch is in the OMS prplnt position, the left and right fuel and
  254. oxidizer pressure is displayed.  If the tank pressure is lower than
  255. 234 psia or above 284 psia, the left or right OMS red caution and
  256. warning light on panel F7 will be illuminated.  These pressures also
  257. are transmitted to the CRT and displayed.
  258.  
  259. The relief valves in each pressurization path limit excessive pressure
  260. in the propellant tanks.  Each pressure relief valve also contains a
  261. burst diaphragm and filter.  If excessive pressure is caused by helium
  262. or propellant vapor, the diaphragm will rupture and the relief valve
  263. will open and vent the excessive pressure overboard.  The filter
  264. prevents particulates from the non-fragmentation-type diaphragm from
  265. entering the relief valve seat.  The relief valve will close and reset
  266. after the pressure has returned to the operating level.  The burst
  267. diaphragm is used to provide a more positive seal of helium and
  268. propellant vapors than the relief valve.  The diaphragm ruptures
  269. between 303 and 313 psig.  The relief valve opens at a minimum of 286
  270. psig and a maximum of 313 psig.  The relief valve's minimum reseat
  271. pressure is 280 psig.  The maximum flow capacity of the relief valve
  272. at 60 F and 313 psig is 520 cubic feet per minute.
  273.  
  274.  
  275. "6_2_3_13_5_4.TXT" (9352 bytes) was created on 12-12-88
  276.  
  277. PROPELLANT STORAGE AND DISTRIBUTION.
  278.  
  279. The propellant storage and distribution system consists of one fuel
  280. tank and one oxidizer tank in each pod.  It also contains propellant
  281. feed lines, interconnect lines, isolation valves and crossfeed valves.
  282.  
  283. The OMS propellant tanks of both pods enable the orbiter to reach a
  284. 1,000-foot- per-second velocity change with a 65,000-pound payload in
  285. the payload bay.  An OMS pod crossfeed line allows the propellants in
  286. the pods to be used to operate either OMS engine.
  287.  
  288. The propellant is contained in domed cylindrical titanium tanks within
  289. each pod.  Each propellant tank is 96.38 inches long with a diameter
  290. of 49.1 inches and a volume of 89.89 cubic feet unpressurized.  The
  291. dry weight of each tank is 250 pounds.  The propellant tanks are
  292. pressurized by the helium system.
  293.  
  294. Each tank contains a propellant acquisition and retention assembly in
  295. the aft end and is divided into forward and aft compartments.  The
  296. propellant acquisition and retention assembly is located in the aft
  297. compartment and consists of an intermediate bulkhead with
  298. communication screen and an acquisition system.  The propellant in the
  299. tank is directed from the forward compartment through the intermediate
  300. bulkhead through the communication screen into the aft compartment
  301. during OMS velocity maneuvers.  The communication screen retains
  302. propellant in the aft compartment during zero-gravity conditions.
  303.  
  304. The acquisition assembly consists of four stub galleries and a
  305. collector manifold.  The stub galleries acquire wall-bound propellant
  306. at OMS start and during RCS velocity maneuvers to prevent gas
  307. ingestion.  The stub galleries have screens that allow propellant flow
  308. and prevent gas ingestion.  The collector manifold is connected to the
  309. stub galleries and also contains a gas arrestor screen to further
  310. prevent gas ingestion, which permits OMS engine ignition without the
  311. need of a propellant-settling maneuver employing RCS thrusters.  The
  312. propellant tank's nominal operating pressure is 250 psi, with a
  313. maximum operating pressure limit of 313 psia.
  314.  
  315. A capacitance gauging system in each OMS propellant tank measures the
  316. propellant in the tank.  The system consists of a forward and aft
  317. probe and a totalizer.  The forward and aft fuel probes use fuel
  318. (which is a conductor) as one plate of the capacitor and a glass tube
  319. that is metallized on the inside as the other.  The forward and aft
  320. oxidizer probes use two concentric nickel tubes as the capacitor
  321. plates and oxidizer as the dielectric.  (Helium is also a dielectric,
  322. but has a different dielectric constant than the oxidizer.) The aft
  323. probes in each tank contain a resistive temperature-sensing element to
  324. correct variations in fluid density.  The fluid in the area of the
  325. communication screens cannot be measured.
  326.  
  327. The totalizer receives OMS valve operation information and inputs from
  328. the forward and aft probes in each tank and outputs total and aft
  329. quantities and a low level quantity.  The inputs from the OMS valves
  330. allow control logic in the totalizer to determine when an OMS engine
  331. is thrusting and which tanks are being used.  The totalizer begins an
  332. engine flow rate/time integration process at the start of the OMS
  333. thrusting period, which reduces the indicated amount of propellants by
  334. a preset estimated rate for the first 14.8 seconds.  After 14.8
  335. seconds of OMS thrusting, which settles the propellant surface, the
  336. probe capacitance gauging system outputs are enabled, which permits
  337. the quantity of propellant remaining to be displayed.  The totalizer
  338. outputs are displayed on the OMS/RCS prplnt qty meters on panel O3
  339. when the rotary switch is positioned to the OMS fuel or oxid
  340. positions.
  341.  
  342. When the wet or dry analog comparator indicates the forward probe is
  343. dry, the ungaugeable propellant in the region of the intermediate
  344. bulkhead is added to the aft probe output quantity, decreasing the
  345. total quantity at a preset rate for 98.15 seconds, and updates from
  346. the aft probes are inhibited.  After 98.15 seconds of thrusting, the
  347. aft probe output inhibit is removed, and the aft probe updates the
  348. total quantity.  When the quantity decreases to 5 percent, the
  349. low-level signal is output.
  350.  
  351. Parallel tank isolation valves in each pod located between the
  352. propellant tanks and the OMS engine and the OMS crossfeed valves
  353. permit propellant to be supplied to the OMS engine and OMS crossfeed
  354. valves or isolate the propellant.  The left or right OMS tank
  355. isolation A switch on panel O8 controls the A fuel and A oxidizer
  356. valve in that pod, and the B switch controls the B fuel and B oxidizer
  357. valve in that pod.  When the left or right tank isolation switches in
  358. a pod are positioned to GPC , pairs of valves are automatically opened
  359. or closed upon command from the orbiter computer.  When a pair of
  360. valves is opened, fuel and oxidizer from the corresponding propellant
  361. tanks are allowed to flow to that OMS engine and OMS crossfeed valves;
  362. and when that pair of valves is closed, fuel and oxidizer are isolated
  363. from the OMS engine and OMS crossfeed valves.  The switch positions
  364. open, GPC and close are permanent-position switches.  Electrical power
  365. is provided to an electrical motor controller assembly, which supplies
  366. power to the ac-motor-operated valve actuators.  Once the valve is in
  367. the commanded position, logic in the motor controller assembly removes
  368. power from the ac-motor-operated valve actuator.  A talkback indicator
  369. above each tank isolation switch on panel O8 indicates the status of
  370. the fuel valve and oxidizer valve.  The talkback indicator is
  371. controlled by microswitches in each pair of valves.  The talkback
  372. indicator indicates op when that pair of valves is open, barberpole
  373. when the valves are in transit or one valve is open or closed, and cl
  374. when that pair of valves is closed.  The open and close positions of
  375. each left or right tank isolation A, B switch permits manual control
  376. of the corresponding pair of valves (one for fuel and one for
  377. oxidizer).
  378.  
  379. In each pod, parallel left or right OMS crossfeed valves are
  380. controlled by the left, right crossfeed A, B switches on panel O8.
  381. The A switch controls the A fuel and A oxidizer ac-motor-operated
  382. valve actuators in the pod selected, and the B switch controls the B
  383. fuel and B oxidizer valve in the pod selected.  When the A or B switch
  384. in a pod is positioned to GPC , the A or B pair of fuel and oxidizer
  385. valves is automatically opened or closed upon command from the orbiter
  386. computer.  For example, when the A or B pair of crossfeed valves in
  387. the left pod is opened, fuel and oxidizer from the left pod are routed
  388. to the OMS crossfeed valves of the right pod; thus, a pair of A or B
  389. crossfeed valves in the right pod must be opened to permit the left
  390. pod fuel and oxidizer to be directed to the right OMS pod engine.  A
  391. talkback indicator above the pod crossfeed switches on panel O8
  392. indicates the status of the selected pair's fuel and oxidizer valves.
  393. The talkback indicator indicates op when both valves are open,
  394. barberpole when the valves are in transit or one valve is open and one
  395. closed, and cl when both valves are closed.  The left, right crossfeed
  396. A, B open/close switches on panel O8 permit manual control of the
  397. corresponding pair of fuel and oxidizer valves.
  398.  
  399. The left and right OMS crossfeed A, B switches also provide the
  400. capability to supply OMS propellants to the left and right aft RCS
  401. engines.  The left and right aft RCS will not be used to supply
  402. propellants to the OMS due to differences in pressures between the OMS
  403. and RCS.
  404.  
  405. The OMS crossfeed fuel and oxidizer line pressures are monitored on
  406. telemetry and are transmitted to the flight deck CRT.
  407.  
  408. There are 64 ac -motor-operated valve actuators in the OMS/RCS
  409. nitrogen tetroxide and monomethyl hydrazine propellant systems.  Each
  410. valve actuator was modified to incorporate a 0.25-inch-diameter
  411. stainless steel sniff line from the actuator to the mold line of the
  412. orbiter.  The sniff line permits the monitoring of nitrogen tetroxide
  413. or monomethyl hydrazine in the electrical portion of each valve
  414. actuator during ground operations.
  415.  
  416. There are sniff lines in the 12 ac -motor-operated valve actuators in
  417. the forward RCS and in the 44 actua tors in the aft left and aft right
  418. RCS.  The remaining 0.25-inch-diameter sniff lines are in the eight
  419. OMS tank isolation and crossfeed ac-motor-operated valve actuators in
  420. the left and right orbital maneuvering systems.  The 44 aft left and
  421. right RCS sniff lines and the eight OMS left and right sniff lines are
  422. routed to the respective left and right OMS/RCS pod Y web access
  423. servicing panels.
  424.  
  425. During ground operations, an interscan can be connected to the sniff
  426. ports to check for the presence of nitrogen tetroxide or monomethyl
  427. hydrazine in the electrical portion of the ac-motor-operated valve
  428. actuators.
  429.  
  430. An electrical microswitch in each of the ac-motor-operated valve
  431. actuators signals the respective valves' position (open or closed) to
  432. the onboard flight crew displays and controls as well as telemetry.
  433. An extensive improvement program was implemented to reduce the
  434. probability of floating particulates in the electrical microswitch
  435. portion of each ac-motor-operated valve actuator.  Particulates could
  436. affect the operation of the microswitch in each valve and, thus, the
  437. position indication of the valves to the onboard displays and controls
  438. and telemetry.
  439.  
  440.  
  441. "6_2_3_13_5_5.TXT" (7539 bytes) was created on 12-12-88
  442.  
  443. ENGINE BIPROPELLANT VALVE ASSEMBLY.
  444.  
  445. Each OMS engine receives pressure-fed propellants at its bipropellant
  446. valve assembly.  The bipropellant ball valve assembly is controlled by
  447. its gaseous nitrogen system.  The nitrogen system consists of a
  448. storage tank, engine pressure isolation valve, regulator, relief
  449. valve, check valve, accumulator, engine purge valves, bipropellant
  450. solenoid control valves and actuators that control the bipropellant
  451. ball valves.
  452.  
  453. A gaseous nitrogen spherical storage tank is mounted next to the
  454. combustion chamber to supply pressure to its engine pressure isolation
  455. valve.  The tank contains enough nitrogen to operate the ball valves
  456. and purge the engine 10 times.  Nominal tank capacity is 60 cubic
  457. inches.  The maximum tank operating pressure is 3,000 psi, with a
  458. proof pressure of 6,000 psig.
  459.  
  460. Each tank's pressure is monitored by two pressure sensors.  One sensor
  461. transmits the tank pressure to the N 2 , He, kit He switch on panel
  462. F7.  When the switch is positioned to N 2 , tank pressure is displayed
  463. on the OMS press N 2 tank left, right meters on panel F7.  The other
  464. sensor transmits pressure to telemetry.
  465.  
  466. A dual-coil, solenoid-operated engine pressure isolation valve is
  467. located in each gaseous nitrogen system.  The valve is energized open
  468. and spring-loaded closed.  The engine pressure isolation valve permits
  469. gaseous nitrogen flow from the tank to the regulator, accumulator, the
  470. bipropellant ball valve control valves and purge valves 1 and 2 when
  471. energized open and isolates the nitrogen tank from the gaseous
  472. nitrogen supply system when closed.  The engine pressure isolation
  473. valves in each system are controlled by the OMS eng left, right
  474. switches on panel C3.  When the OMS eng left switch is placed in the
  475. arm press position, the left OMS engine pod's pressure isolation valve
  476. is energized open.  When the OMS eng right switch is placed in the arm
  477. press position, the right OMS engine pod's pressure isolation valve is
  478. energized open.  The gaseous nitrogen engine pressure isolation valve,
  479. when energized open, allows gaseous nitrogen supply pressure to be
  480. directed into a regulator, through a check valve, an in-line
  481. accumulator and to a pair of engine bipropellant control valves.  The
  482. engine bipropellant control valves are controlled by the OMS thrust
  483. on/off commands from the GPCs.
  484.  
  485. A single-stage regulator is installed in each gaseous nitrogen
  486. pneumatic control system between the gaseous nitrogen engine pressure
  487. isolation valve and the engine bipropellant control valves.  The
  488. regulator reduces the gaseous nitrogen service pressure to a desired
  489. working pressure of 315 to 360 psig.
  490.  
  491. A pressure relief valve downstream of the gaseous nitrogen regulator
  492. limits the pressure to the engine bipropellant control valves and
  493. actuators if a gaseous nitrogen regulator malfunctions.  The relief
  494. valve relieves between 450 and 500 psig and resets at 400 psig
  495. minimum.
  496.  
  497. A pressure sensor downstream of the regulator monitors the regulated
  498. pressure and transmits it to the CRT display and to telemetry.
  499.  
  500. The check valve located downstream of the gaseous nitrogen regulator
  501. will close if gaseous nitrogen pressure is lost on the upstream side
  502. of the check valve and will isolate the remaining gaseous nitrogen
  503. pressure on the downstream side of the check valve.
  504.  
  505. The 19-cubic- inch gaseous nitrogen accumulator downstream of the
  506. check valve and upstream of the bipropellant control valves provides
  507. enough pressure to operate the engine bipropellant control valves one
  508. time with the engine pressure isolation valve closed or in the event
  509. of loss of pressure on the upstream side of the check valve.
  510.  
  511. Two solenoid-operated, three-way, two-position bipropellant control
  512. valves on each OMS engine control the bipropellant control valve
  513. actuators and bipropellant ball valves.  Control valve 1 controls the
  514. No.  1 actuator and the fuel and oxidizer ball valves.  Control valve
  515. 2 controls the No.  2 actuator and two ball valves, one fuel and
  516. oxidizer ball valve in series to the No.  1 system.  Each control
  517. valve contains two solenoid coils, either of which, when energized,
  518. opens the control valve.
  519.  
  520. The right OMS engine gaseous nitrogen solenoid control valves 1 and 2
  521. are energized open by computer commands if the right OMS eng switch on
  522. panel C3 is in the arm or arm/press position and the right OMS eng vlv
  523. switch on panel O16 is on; the valves are de-energized normally when
  524. thrust off is commanded or if the right OMS eng switch is positioned
  525. to off .  The left OMS engine gaseous nitrogen solenoid control valves
  526. 1 and 2 are controlled in the same manner, but through the left OMS
  527. eng switch on panel C3 and the left OMS eng vlv switch on panel O14.
  528.  
  529. When the gaseous nitrogen solenoid control valves are energized open,
  530. pressure is directed into the two actuators in each engine.  The
  531. nitrogen acts against the piston in each actuator, overcoming the
  532. spring force on the opposite side of the actuators.  Each actuator has
  533. a rack-and-pinion gear; and the linear motion of the actuator
  534. connecting arm is converted into rotary motion, which drives two ball
  535. valves, one fuel and one oxidizer, to the open position.  Each pair of
  536. ball valves opens simultaneously.  Fuel and oxidizer are then directed
  537. to the combustion chamber of the engine, where the propellants atomize
  538. and ignite upon contact.  The hypergolic propellants produce a hot
  539. gas, thus thrust.
  540.  
  541. The chamber pressure of each engine is monitored by a pressure sensor
  542. and is transmitted to the OMS press left and right Pc (chamber
  543. pressure) meter on panel F7.
  544.  
  545. When the computer commands thrust off or an engine's OMS eng switch on
  546. panel C3 or eng vlv switch on panel O14/O16 is positioned off, the
  547. solenoid control valves are de-energized, removing gaseous nitrogen
  548. pressure from the actuators; and the gaseous nitrogen pressure in the
  549. actuators is vented overboard through the solenoid control valve.  The
  550. spring in the actuator forces the actuator's piston to move in the
  551. opposite direction, and the actuator drives the fuel and oxidizer ball
  552. valves closed simultaneously.  The series-redundant arrangement of
  553. ball valves ensures engine thrusting is terminated.
  554.  
  555. Each actuator incorporates a linear position transducer, which
  556. supplies ball valve position to a CRT.
  557.  
  558. Check valves are installed in the vent port outlet of each gaseous
  559. nitrogen solenoid control valve on the spring pressure side of each
  560. actuator to protect the seal of these components from atmospheric
  561. contamination.
  562.  
  563. Each engine has two gaseous nitrogen purge valves in series.  These
  564. valves are solenoid-operated open and spring-loaded closed.  They are
  565. normally energized open after each thrusting period by the GPCs unless
  566. inhibited by a crew entry on the maneuver CRT display.  The two purge
  567. valves of an engine are energized open 0.36 second after OMS engine
  568. thrust off has been commanded and permit gaseous nitrogen to flow
  569. through the valves and check valve into the fuel line downstream of
  570. the ball valves and out through the combustion chamber and engine
  571. injector to space for two seconds.  This purges the residual fuel from
  572. the combustion chamber and injector of the engine, permitting safe
  573. engine restart.  The purge valves are then de-energized and
  574. spring-loaded closed.  When the purge is completed, the gaseous
  575. nitrogen tank pressure isolation valve is closed by placing the
  576. respective OMS eng switch (panel C3) to off.  The check valve
  577. downstream of the purge valves prevents fuel from flowing to the
  578. engine purge valves during engine thrusting.
  579.  
  580.  
  581. "6_2_3_13_5_6.TXT" (1082 bytes) was created on 12-12-88
  582.  
  583. ENGINE THRUST CHAMBER ASSEMBLY.
  584.  
  585. When the fuel reaches the thrust chamber, it is directed through 102
  586. coolant channels in the combustion chamber wall, providing
  587. regenerative cooling to the combustion chamber walls, and then to the
  588. injector of the engine.  The oxidizer is routed directly to the
  589. injector.  The platelet injector assembly consists of a stack of
  590. plates, each with an etched pattern that provides proper distribution
  591. and propellant injection velocity vector.  The stack is
  592. diffusion-bonded and welded to the body of the injector.  The fuel and
  593. oxidizer orifices are positioned so that the propellants will impinge
  594. and atomize, causing the fuel and oxidizer to ignite because of
  595. hypergolic reaction.
  596.  
  597. The contoured nozzle extension is bolted to the aft flange of the
  598. combustion chamber.  The nozzle extension is made of a columbium alloy
  599. and is radiantly cooled.
  600.  
  601. The nominal flow rate of oxidizer and fuel to each engine is 11.93
  602. pounds per second and 7.23 pounds per second, respectively, producing
  603. 6,000 pounds of thrust at a vacuum specific impulse of 313 seconds.
  604.  
  605.  
  606. "6_2_3_13_5_7.TXT" (1298 bytes) was created on 12-12-88
  607.  
  608. OMS THRUSTING SEQUENCE.
  609.  
  610. The OMS thrusting sequence commands the OMS engines on or off and
  611. commands the engine purge function.  The flight crew can select, via
  612. item entry on the maneuver display, a one- or two-engine thrusting
  613. maneuver and can inhibit the OMS engine purge.
  614.  
  615. The sequence determines which engines are selected and then provides
  616. the necessary computer commands to open the appropriate helium vapor
  617. isolation valves and the engine gaseous nitrogen solenoid control
  618. valves and sets an engine-on indicator.  The sequence will monitor the
  619. OMS engine fail flags and, if one or both engines have failed, issue
  620. the appropriate OMS cutoff commands as soon as the crew has confirmed
  621. the failure by placing the OMS eng switch in the off position.  This
  622. will then terminate the appropriate engine's control valve commands.
  623.  
  624. In a normal OMS thrusting period, when the OMS cutoff flag is true,
  625. the sequence terminates commands to the helium pressurization, helium
  626. vapor isolation valves and two gaseous nitrogen engine control valves.
  627. If the engine purge sequence is not inhibited, the sequence will check
  628. for the left and right engine arm press signals and after 0.36 second
  629. open the engine gaseous nitrogen purge valves for two seconds for the
  630. engines that have the arm press signals present.
  631.  
  632.  
  633. "6_2_3_13_5_8.TXT" (4929 bytes) was created on 12-12-88
  634.  
  635. ENGINE THRUST VECTOR CONTROL SYSTEM.
  636.  
  637. The engine TVC system consists of a gimbal ring assembly, two gimbal
  638. actuator assemblies and two gimbal actuator controllers.  The engine
  639. gimbal ring assembly and gimbal actuator assemblies provide OMS TVC by
  640. gimbaling the engines in pitch and yaw.  Each engine has a pitch
  641. actuator and a yaw actuator.  Each actuator is extended or retracted
  642. by one of a pair of dual-redundant electric motors and is actuated by
  643. general-purpose computer control signals.
  644.  
  645. The gimbal ring assembly contains two mounting pads to attach the
  646. engine to the gimbal ring and two pads to attach the gimbal ring to
  647. the orbiter.  The ring transmits engine thrust to the pod and orbiter.
  648.  
  649. The pitch and yaw gimbal actuator assembly for each OMS engine
  650. provides the force to gimbal the engines.  Each actuator contains a
  651. primary and secondary motor and drive gears.  The primary and
  652. secondary drive systems are isolated and are not operated
  653. concurrently.  Each actuator consists of two redundant brushless dc
  654. motors and gear trains, a single jackscrew and nut-tube assembly and
  655. redundant linear position feedback transducers.  A GPC position
  656. command signal from the primary electronic controller energizes the
  657. primary dc motor, which is coupled with a reduction gear and a no-back
  658. device.  The output from the primary power train drives the jackscrew
  659. of the drive assembly, causing the nut-tube to translate (with the
  660. secondary power train at idle), which causes angular engine movement.
  661. If the primary power train is inoperative, a GPC position command from
  662. the secondary electronic controller energizes the secondary dc motor,
  663. providing linear travel by applying torque to the nut-tube through the
  664. spline that extends along the nut-tube for the stroke length of the
  665. unit.  Rotation of the nut-tube about the stationary jackscrew causes
  666. the nut-tube to move along the screw.  A no-back device in each drive
  667. system prevents backdriving of the standby system.
  668.  
  669. The electrical interface, power and electronic control elements for
  670. active and standby control channels are assembled in separate
  671. enclosures designated the active actuator controller and standby
  672. actuator controller.  These are mounted on the OMS/RCS pod structure.
  673. The active and standby actuator controllers are electrically and
  674. mechanically interchangeable.
  675.  
  676. The gimbal assembly provides control angles of plus or minus 6 degrees
  677. in pitch and plus or minus 7 degrees in yaw with clearance provided
  678. for an additional 1 degree for snubbing and tolerances.  The engine
  679. null position is with the engine nozzles up 15 degrees 49 seconds (as
  680. projected in the orbiter XZ plane) and outboard 6 degrees 30 seconds
  681. (measured in the 15-degree 49-second plane).
  682.  
  683. The thrust vector control command subsystem operating program
  684. processes and outputs pitch and yaw OMS engine actuator commands and
  685. the actuator power selection discretes.  The OMS TVC command SOP is
  686. active during operational sequences, orbit insertion (OMS-1 and
  687. OMS-2), orbit coast, deorbit, deorbit coast and return-to-launch-site
  688. abort.
  689.  
  690. The flight crew can select either the primary or the secondary motors
  691. of the pitch and yaw actuators by item entry on the maneuver display
  692. or can select actuators off.  The actuator command outputs are
  693. selected by the TVC command SOP depending on the flag that is present,
  694. i.e., major modes, deorbit maneuver, orbit coast, and RTLS abort,
  695. center-of-gravity trim and gimbal check.  The deorbit maneuver coast
  696. flag causes the TVC command SOP to output I-loaded values to command
  697. the engines to the entry stowed position.  The presence of the RTLS
  698. abort and center-of-gravity trim flags causes the engines to be
  699. commanded to a predefined position with the thrust vector through the
  700. center of gravity.  The major mode RTLS flag by itself will cause the
  701. engines to be commanded to a stowed position for return-to-launch-site
  702. entry.  The gimbal check flag causes the engines to be commanded to
  703. plus 7 degrees yaw and 6 degrees pitch, then to minus 7 degrees yaw
  704. and 6 degrees pitch, and back to zero degrees yaw and pitch.  In the
  705. absence of these flags, the TVC command SOP will output the digital
  706. autopilot gimbal actuator commands to the engine actuators.  The
  707. backup flight control system allows only manual TVC during a thrusting
  708. period, but it is otherwise similar.
  709.  
  710. The OMS TVC feedback SOP monitors the primary and secondary actuator
  711. selection discretes from the maneuver display and performs
  712. compensation on the selected pitch and yaw actuator feedback data.
  713. This data is output to the OMS actuator fault detection and
  714. identification and to the maneuver display.  The OMS TVC feedback SOP
  715. is active during orbit insertion (OMS-1 and OMS-2), orbit coast,
  716. deorbit maneuver and deorbit maneuver coast.  The present OMS gimbal
  717. positions can be monitored on the maneuver CRT display when this SOP
  718. is active and the primary or secondary actuator motors are selected.
  719.  
  720.  
  721. "6_2_3_13_5_9.TXT" (1561 bytes) was created on 12-12-88
  722.  
  723. THERMAL CONTROL.
  724.  
  725. OMS thermal control is achieved by insulation on the interior surface
  726. of the pods that enclose the OMS hardware components and the use of
  727. strip heaters.  Wrap around heaters and insulation condition the
  728. crossfeed lines.  The heaters prevent propellant from freezing in the
  729. tanks and lines.  The heater system is divided into two areas: the
  730. OMS/RCS pods and the aft fuselage crossfeed and bleed lines.  Each
  731. heater system has two redundant heater systems, A and B, and is
  732. controlled by the RCS/OMS heaters switches on panel A14.
  733.  
  734. Each OMS/RCS pod is divided into eight heater areas.  Each of the
  735. heater areas in the pods contains an A and B element, and each element
  736. has a thermostat that controls the temperature from 55 to 75 F.  These
  737. heater elements are controlled by the left pod and right pod switches
  738. on panel A14.  Sensors located throughout the pods supply temperature
  739. information to the propellant thermal CRT display and telemetry.
  740.  
  741. The crossfeed line thermal control in the aft fuselage is divided into
  742. 11 heater areas.  Each area is heated in parallel by heater systems A
  743. and B, and each area has a control thermostat to maintain temperature
  744. at 55 F minimum to 75 F maximum.  Each circuit also has an
  745. overtemperature thermostat to protect against a failed-on heater
  746. switch.  These heater elements are controlled by the respective crsfd
  747. lines switch on panel A14.  Temperature sensors near the control
  748. thermostats on the crossfeed and bleed lines supply temperature
  749. information on the propellant thermal CRT display and telemetry.
  750.  
  751.  
  752. "6_2_3_13_5_10.TXT" (2112 bytes) was created on 12-12-88
  753.  
  754. OMS-RCS INTERCONNECT.
  755.  
  756. An interconnect between the OMS crossfeed line and the aft RCS
  757. manifolds provides the capability to operate the aft RCS using 1,000
  758. pounds per pod of OMS propellant for orbital maneuvers.  The aft RCS
  759. may use OMS propellant from either OMS pod in orbit.
  760.  
  761. The orbital interconnect sequence is available during orbit operations
  762. and on-orbit checkout.
  763.  
  764. The flight crew must first configure the following switches (using a
  765. feed from the left OMS as an example): (1) posi tion the aft left RCS
  766. tank isolation 1/2, 3/4/5A and 3/4/5B and aft right RCS tank isolation
  767. 1/2, 3/4/5A and 3/4/5B switches on panel O7 to close; (2) check that
  768. the talkback indicator above these switches indicates cl, and position
  769. the aft left RCS crossfeed 1/2, 3/4/5 and aft right RCS crossfeed 1/2,
  770. 3/4/5 switches to open; (3) check that the indicators show op and open
  771. the left OMS tank isolation A and B valves (panel O8) and verify the
  772. talkback indicators show op ; (4) open the left OMS crossfeed A and B
  773. valves and verify the indicators show op ; (5) close the right OMS
  774. crossfeed A and B valves and verify the indicators show cl; and (6)
  775. position the left OMS He press/vapor isol valve A switch in the GPC
  776. position.  The left OMS-to-aft-RCS interconnect sequence can then be
  777. initiated by item entry on the RCS SPEC display.
  778.  
  779. The left OMS helium pressure vapor isolation valve A will be commanded
  780. open when the left OMS tank (ullage) pressure decays to 236 psig, and
  781. the open commands will be terminated 30 seconds later.  If the left
  782. OMS tank (ullage) pressure remains below 236 psia, the sequence will
  783. set an OMS/RCS valve miscompare flag and will set a Class 3 alarm and
  784. a CRT fault message.  The sequence also will enable the OMS-to-RCS
  785. gauging sequence at the same time.
  786.  
  787. The flight crew can terminate the sequence and inhibit the OMS-to-RCS
  788. gauging sequence by use of the OMS press ena-off item entry on the RCS
  789. SPEC display.  The valves can then be reconfigured to their normal
  790. position on panels O7 and O8.  The OMS-to-aft-RCS interconnect
  791. sequence is not available in the backup flight control system.
  792.  
  793.  
  794. "6_2_3_13_5_11.TXT" (966 bytes) was created on 12-12-88
  795.  
  796. OMS-TO-RCS GAUGING SEQUENCE.
  797.  
  798. The OMS-to-aft-RCS propellant quantities are calculated by burn time
  799. integration.  Once each cycle, the accumulated aft RCS thruster cycles
  800. are used to compute the OMS propellant used since the initiation of
  801. gauging.  The number of RCS thruster cycles is provided by the RCS
  802. command subsystem operating program to account for minimum-impulse
  803. firing of the RCS thrusters.  The gauging sequence is initiated by
  804. item entry of the OMS right or OMS left interconnect on the RCS SPEC
  805. CRT display and is terminated by the return to normal item entry.
  806.  
  807. The gauging sequence maintains a cumulative total of left and right
  808. OMS propellant used during OMS-to-aft-RCS interconnects and displays
  809. the cumulative totals as percentage of left and right OMS propellant
  810. on the RCS SPEC display.  The flight crew will be alerted by a Class 3
  811. alarm and a fault message when the total quantity used from either OMS
  812. pod exceeds 1,000 pounds or 8.37 percent.
  813.  
  814.  
  815. "6_2_3_13_5_12.TXT" (6937 bytes) was created on 12-12-88
  816.  
  817. ABORT CONTROL SEQUENCES.
  818.  
  819. The abort control sequence is the software that manages, among other
  820. items, the OMS and aft RCS configuration and thrusting periods during
  821. ascent aborts to improve performance or to consume OMS and aft RCS
  822. propellants for orbiter center-of-gravity control.
  823.  
  824. Premission-determined parameters are provided for the OMS and aft RCS
  825. thrusting periods during aborts since the propellant loading and
  826. orbiter center of gravity vary with each mission.
  827.  
  828. The premission-determined parameters for the abort-to-orbit thrusting
  829. period are modified during flight, based on the vehicle velocity at
  830. abort initiation.  The premission-determined parameters for abort once
  831. around are grouped with different values for early or late AOA.  The
  832. return-to-launch-site parameters are contained in a single table.
  833.  
  834. The abort control sequence is available in OPS 1 and 6 and is
  835. initiated at SRB separation if selected before then or at the time of
  836. selection if after SRB separation.
  837.  
  838. ATO and AOA Aborts.  The OMS and aft RCS begin thrusting as soon as an
  839. ATO or AOA is initiated with one main engine out.
  840.  
  841. For some aborts, an OMS-to-aft-RCS interconnect is not desired.  A
  842. parallel aft RCS plus X thrusting period using aft RCS propellant and
  843. the four aft RCS plus X thrusters will be performed during the OMS-1
  844. thrusting period to achieve the desired orbit.  If a plus X aft RCS
  845. thrusting period is required before main engine cutoff, the abort
  846. control sequence will command the four aft plus X RCS jets on if
  847. vehicle acceleration is greater than 0.8 g and will monitor the RCS
  848. cutoff time to terminate the thrusting period.  If an RCS propellant
  849. dump (burn) is required before MECO and vehicle acceleration is
  850. greater than 1.8 g, the abort control sequence will command an
  851. eight-aft-RCS-jet null thrust and monitor the RCS cutoff time to
  852. terminate the thrusting period.
  853.  
  854. In other abort cases, an OMS-to-aft-RCS interconnect is desired.  This
  855. thrusting is performed with the OMS and four aft RCS plus X thrusters
  856. to consume OMS propellant for orbiter center-of-gravity control.  More
  857. aft RCS jets can be commanded if needed to increase OMS propellant
  858. usage.  For example, for an OMS propellant dump (burn), 14 aft RCS
  859. null jets can be commanded to thrust to improve orbiter
  860. center-of-gravity location.
  861.  
  862. If the amount of OMS propellant used before MECO leaves less than 28
  863. percent of OMS propellants, a 15-second aft RCS ullage thrust is
  864. performed after MECO to provide a positive OMS propellant feed to
  865. start the OMS-1 thrusting period.
  866.  
  867. The OMS-to-aft-RCS interconnect sequence provides for an automatic
  868. interconnect of the OMS propellant to the aft RCS when required and
  869. reconfigures the propellant feed from the OMS and aft RCS tanks to
  870. their normal state after the thrusting periods have ended.  The
  871. interconnect sequence is initiated by the abort control sequence.
  872.  
  873. In order to establish a known configuration of the valves, the
  874. interconnect sequence terminates the GPC commands to the following
  875. valves if they have not been terminated before honoring a request from
  876. the abort control sequence: left and right OMS crossfeed A and B
  877. valves, aft RCS crossfeed valves and aft RCS tank isolation valves.
  878.  
  879. A request from the abort control sequence for an OMS-to-aft-RCS
  880. interconnect will sequentially configure the OMS/RCS valves as
  881. follows: close the left and right aft RCS propellant tank isolation
  882. valves, open the left and right OMS crossfeed A and B valves, and open
  883. the left and right aft RCS crossfeed valves.  The OMS-to-aft-RCS
  884. interconnect complete flag is then set to true.
  885.  
  886. When the abort control sequence requests a return to normal
  887. configuration, all affected OMS/RCS propellant valve commands are
  888. removed to establish a known condition; and the interconnect sequence
  889. will then sequentially configure the valves as follows: close aft RCS
  890. crossfeed valves, close left and right OMS crossfeed valves and open
  891. aft RCS propellant tank isolation valves.  The OMS-to-aft-RCS
  892. reconfiguration complete flag is then set to false, and the sequence
  893. is terminated.
  894.  
  895. Return-to-Launch-Site Abort.  An RTLS abort requires the dumping of
  896. OMS propellant by burning the OMS propellant through both OMS engines
  897. and through the 24 aft RCS thrusters to improve abort performance and
  898. to achieve an acceptable entry orbiter vehicle weight and
  899. center-of-gravity location.  The thrusting period is
  900. premission-determined and depends on the OMS propellant load.
  901.  
  902. The OMS engines start the thrusting sequence; and after the
  903. OMS-to-aft-RCS interconnect is complete, the aft RCS thrusters are
  904. commanded on.  The OMS engines and RCS thrusters then continue their
  905. burn for a predetermined period.  The interconnect sequence is the
  906. same for ATO and AOA aborts.  The OMS and aft RCS will begin thrusting
  907. at SRB staging if the abort is initiated during the first stage of
  908. flight or immediately upon abort initiation during second stage.
  909.  
  910. Contingency Abort.  A contingency abort is selected automatically at
  911. the loss of a second main engine or manually by the flight crew using
  912. an item entry on the RTLS TRAJ or RTLS TRANS CRT displays.  For the
  913. contingency aborts, the OMS-to-aft-RCS interconnect is performed in a
  914. modified manner to allow continuous flow of propellants to the aft RCS
  915. jets for vehicle control and to allow contingency rapid dump (burning)
  916. of OMS and RCS propellants.  The abort control sequence tracks the
  917. total time the OMS and aft RCS are on to determine the amount of
  918. propellants used.
  919.  
  920. The request for an interconnect will cause the interconnect sequence
  921. to configure the valves sequentially as follows: open the aft RCS
  922. crossfeed valves, open the left OMS crossfeed valves A, open the right
  923. OMS crossfeed valves B, close the left and right aft RCS tank
  924. isolation valves, open the left OMS crossfeed valves B and open the
  925. right OMS crossfeed valves A.  The OMS-to-aft-RCS interconnect
  926. complete flag will then be set to true.
  927.  
  928. If the rapid dump is selected before MECO, the OMS-to-aft-RCS
  929. interconnect occurs, and both OMS engines and the 24 aft RCS jets are
  930. commanded to thrust until the desired amount of propellant has been
  931. consumed.  The rapid dump will be interrupted during external tank
  932. separation if the thrusting period is not completed before MECO;
  933. otherwise, the thrusting period terminates when thrusting time equals
  934. zero or if the normal acceleration exceeds a threshold value.
  935.  
  936. Upon completion of the thrusting period, the OMS-to-aft-RCS
  937. configuration flag will be set to false, and the sequence will be
  938. terminated.  A return-to-normal-configuration request by the abort
  939. control sequence will cause the interconnect sequence to configure the
  940. valves sequentially as follows: open aft RCS propellant tank isolation
  941. valves, close the aft RCS crossfeed valves, and close the left and
  942. right OMS crossfeed A and B valves.  The OMS-to-aft-RCS interconnect
  943. complete flag will be set to false, and the sequence will be
  944. terminated.
  945.  
  946.  
  947. "6_2_3_13_5_13.TXT" (2559 bytes) was created on 12-12-88
  948.  
  949. OMS ENGINE FAULT DETECTION AND IDENTIFICATION.
  950.  
  951. The OMS engine FDI function detects and identifies off-nominal
  952. performance of the OMS engine, such as off-failures during OMS
  953. thrusting periods, on-failures after or before a thrusting period and
  954. high or low engine chamber pressures.
  955.  
  956. Redundancy management software performs OMS engine FDI.  It is assumed
  957. that the flight crew arms only the OMS engine to be used; the OMS
  958. engine not armed cannot be used for thrusting.  FDI will be
  959. initialized at SRB ignition and terminated after the OMS-1 thrusting
  960. period or, in the case of an RTLS abort, at the transition from RTLS
  961. entry to the RTLS landing sequence program.  The FDI also will be
  962. initiated before each OMS burn and will be terminated after the OMS
  963. thrusting period is complete.
  964.  
  965. The OMS engine FDI uses both a velocity comparison and a chamber
  966. pressure comparison method to determine a failed-on or failed-off
  967. engine.  The velocity comparison is used only after MECO since the OMS
  968. thrust is small compared to main propulsion thrust before MECO.
  969.  
  970. The measured velocity increment is compared to a predetermined
  971. one-engine and two-engine acceleration threshold value by the
  972. redundancy management software to determine the number of engines
  973. actually firing.  This information, along with the assumption that an
  974. armed engine is to be used, allows the software to determine if the
  975. engine has low thrust or has shut down prematurely.
  976.  
  977. The chamber pressure comparison test compares a predetermined
  978. threshold chamber pressure level to the measured chamber pressure to
  979. determine a failed engine (on, off or low thrust).
  980.  
  981. The engine-on command and the chamber pressure are used before MECO to
  982. determine a failed engine.  The velocity indication and the chamber
  983. pressure indication are used after MECO to determine a failed engine.
  984. If the engine fails the chamber pressure test but passes the velocity
  985. test after MECO, the engine will be considered failed.  Such a failure
  986. would illuminate the red right OMS or left OMS caution and warning
  987. light on panel F7 and the master alarm and produce a fault message.
  988. In addition, if an engine fails the chamber pressure and velocity
  989. tests, a down arrow is displayed on the maneuver CRT next to the
  990. failed engine.
  991.  
  992. When the flight crew disarms a failed engine by turning the arm/press
  993. switch on panel C3 to off , a signal is sent to the OMS thrusting
  994. sequence to shut down the engine and to signal guidance to
  995. reconfigure.  Guidance reconfigures and downmodes from two OMS
  996. engines, to one OMS engine, to four plus X RCS jets.
  997.  
  998.  
  999. "6_2_3_13_5_14.TXT" (3632 bytes) was created on 12-12-88
  1000.  
  1001. OMS GIMBAL ACTUATOR FDI.
  1002.  
  1003. The OMS gimbal actuator FDI detects and identifies off-nominal
  1004. performance of the pitch and yaw gimbal actuators of the OMS engines.
  1005.  
  1006. The OMS gimbal actuator FDI is divided into two processes.  The first
  1007. determines if the actuators should move from their present position.
  1008. If the actuators must move, the second part determines how much they
  1009. should move and whether the desired movement has occurred.
  1010.  
  1011. The first part checks the actuators' gimbal deflection error (which is
  1012. the difference between the commanded new position and the actuators'
  1013. last known position) and determines whether the actuators should
  1014. extend or retract or if they are being driven against a stop.  If the
  1015. actuators are in the desired position or being driven against a stop,
  1016. the first part of the process will be repeated.  If the first part
  1017. determines that the actuator should move, the second part of the
  1018. actuator FDI process is performed.
  1019.  
  1020. The second part of the actuator FDI process checks the present
  1021. position of each actuator against its last known position to determine
  1022. whether the actuators have moved more than a threshold amount.  If the
  1023. actuators have not moved more than this amount, an actuator failure is
  1024. incremented by one.  Each time an actuator fails this test, the
  1025. failure is again incremented by one.  When the actuator failure
  1026. counter reaches an I-loaded value of four, the actuator is declared
  1027. failed and a fault message is output.  The actuator failure counter is
  1028. reset to zero any time the actuator passes the threshold test.
  1029.  
  1030. The first and second parts of the actuator FDI process continue to
  1031. perform in this manner.  The actuator FDI process can detect full-off
  1032. gimbal failures and full-on failures indirectly.  The full-on failure
  1033. determines that the gimbal has extended or retracted too far and
  1034. commands reverse motion.  If no motion occurs, the actuator will be
  1035. declared failed.  The flight crew's response to a failed actuator is
  1036. to select the secondary actuator electronics by item entry on the
  1037. maneuver CRT display.
  1038.  
  1039. The contractors are McDonnell Douglas Astronautics Co., St.  Louis,
  1040. Mo.  (OMS/RCS pod assembly and integration); Aerojet Tech Systems Co.,
  1041. Sacramento, Calif.  (OMS engine); Aerojet Manufacturing Co.,
  1042. Fullerton, Calif.  (OMS propellant tanks); Aircraft Contours, Los
  1043. Angeles, Calif.  (OMS pod edge member); Brunswick-Wintec, El Segundo,
  1044. Calif.  (OMS propellant tank acquisition screen assembly);
  1045. Consolidated Controls, El Segundo, Calif.  (high- and low-pressure
  1046. solenoid valves and OMS regulators); Fairchild Stratos, Manhattan
  1047. Beach, Calif.  (hypergolic servicing couplings); Metal Bellows Co.,
  1048. Chatsworth, Calif.  (alignment bellows); Simmonds Precision Products
  1049. Inc., Vergennes, Vt.  (OMS propellant gauging system); SSP Products,
  1050. Burbank, Calif.  (gimbal bellows assembly); Tayco Engineering, Long
  1051. Beach, Calif.  (electrical heaters); AiResearch Manufacturing Co.,
  1052. Torrance, Calif.  (gimbal actuators and controllers); Futurecraft
  1053. Corp., City of Industry, Calif.  (OMS engine valve components); L.A.
  1054. Gauge, Sun Valley, Calif.  (ball valves); PSM Division of Fansteel,
  1055. Los Angeles, Calif.  (OMS nozzle extension); Rexnord Inc., Downers
  1056. Grove, Ill.  (OMS engine bearings); Sterer Engineering and
  1057. Manufacturing, Pasadena, Calif.  (OMS engine pressure regulator/relief
  1058. valve assembly); Parker-Hannifin, Irvine, Calif.  (OMS propellant tank
  1059. isolation valves, relief valves, manifold interconnect valves);
  1060. Rockwell International, Rocketdyne Division, Canoga Park, Calif.  (OMS
  1061. check valves); Brunswick, Lincoln, Neb.  (OMS helium tanks);
  1062. Sundstrand, Rockford, Ill.  (heater thermostats).
  1063.  
  1064.