La tuerca frangible es un componente utilizado en muchas industrias, pero más comúnmente por la NASA [ cita necesaria ] , para cortar conexiones mecánicas. Es, por definición, una nuez que se puede partir explosivamente . El perno permanece intacto mientras que la tuerca se divide en dos o más partes. [1]
Tuercas frágiles aseguraron los propulsores de cohetes sólidos (SRB) del transbordador espacial , que estaban atornillados a la plataforma de lanzamiento móvil (MLP) hasta el despegue. En el Transbordador, fueron separados utilizando detonadores estándar de la NASA (NSD) y cartuchos de refuerzo explosivos. El transbordador espacial utilizó dos NSD y cartuchos de refuerzo para la tuerca frangible encima de cada uno de los cuatro pernos de 28 pulgadas de largo (71 cm) y 3,5 pulgadas de diámetro (8,9 cm) que sujetaban cada SRB al MLP. Una vez que se produjo la detonación, el transbordador se liberó del MLP. La tuerca rota y cualquier fragmento de la detonación fueron capturados por un material de absorción de energía, como espuma metálica , encerrado en un contenedor explosivo para evitar daños a la lanzadera. En caso de falla del NSD, o de una separación incompleta de la tuerca del perno, el SRB tenía suficiente empuje para romper el perno y lanzarse sin obstáculos.
En el lanzamiento, dos dispositivos pirotécnicos o explosivos "rompen" una tuerca frágil en dos mitades, permitiendo que el perno, que está bajo alta tensión, se expulse hacia el sistema de poste de sujeción y libere el transbordador espacial del MLP. Varios factores actúan para disminuir o interrumpir la velocidad de expulsión del perno. Durante el despegue, un perno que no fue expulsado antes del primer movimiento del transbordador espacial, que ocurre aproximadamente entre 200 y 250 milisegundos después de la ignición, queda atascado y/o pellizcado y provoca un bloqueo. [2]
Cada nuez frangible tiene dos huecos separados por 180 grados, donde se instalan un dispositivo pirotécnico, o cartucho de refuerzo, y un detonador. En el despegue, cada detonador recibe una señal de "fuego", que a su vez activa los cartuchos de refuerzo, provocando la fractura de la tuerca frangible. Aunque en realidad sólo se necesita uno para disparar y romper la tuerca frangible, se utilizan dos cartuchos de refuerzo/detonadores para mayor redundancia. Se ha determinado que la diferencia en el tiempo de funcionamiento del cartucho de refuerzo de los dos lados disminuye la velocidad inicial de los postes y se determina que es un factor importante que contribuye a que los postes se cuelguen. [2]
La tuerca frangible se ha modificado para incorporar un conjunto cruzado que "vincula" pirotécnicamente los dos cartuchos de refuerzo/detonadores en cada tuerca frangible, lo que resulta en la detonación de ambos lados en 50 microsegundos o menos, frente a una diferencia típica de aproximadamente 250 microsegundos experimentada antes de esta modificación del diseño. Con la reducción del tiempo, se logra una mayor velocidad inicial, reduciendo así la probabilidad de que se cuelgue el montante. Después de completar una extensa calificación de componentes y pruebas de certificación del sistema para demostrar que se había logrado el objetivo de diseño de 50 microsegundos o menos, el diseño del sistema cruzado fue aprobado para vuelo. El primer vuelo con este nuevo diseño se produjo en la misión STS-126 . El sistema cruzado se instaló en los ocho lugares de sujeción de los propulsores de cohetes sólidos. [2]
También se utilizaron tuercas frangibles para separar los dos accesorios estructurales de popa del tanque externo antes de la inserción orbital. Los pernos de fijación fueron impulsados por la fuerza explosiva de los NSD y un resorte hacia una cavidad en el puntal del tanque. Las tuercas y todas las piezas residuales de los NSD quedaron atrapadas en un conjunto de cubierta dentro de la lanzadera.
Este artículo incorpora texto de esta fuente, que se encuentra en el dominio público .