Bullone esplosivo
Un bullone esplosivo è un dispositivo per fissare e all'occorrenza rilasciare all'istante due parti meccaniche. In pratica, si tratta di un bullone con del materiale esplosivo incorporato. Questa carica viene fatta esplodere da remoto, solitamente con un impulso elettrico, e ha la funzione di distruggere il bullone stesso. Distrutto quest'ultimo, infatti, le due parti precedentemente fissate tornano libere di separasi.
Questo meccanismo di fissaggio e rilascio rapido è usato spesso in astronautica, ad esempio nella separazione degli stadi dei razzi vettori, in quanto più leggero e molto più affidabile dei fermi meccanici. Anche in aviazione trova largo impiego, per esempio per far saltare il tettuccio della carlinga in caso di emergenza.
Più recentemente, è possibile utilizzare diodi laser per far esplodere detonatori attraverso fibre ottiche.
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Esplosivi utilizzati [modifica]
Nella costruzione dei bulloni esplosivi possono essere utilizzate varie miscele pirotecniche, a seconda delle necessità. Per esempio, il T4 sublima nel vuoto, ed è quindi inadatto per applicazioni spaziali.
Composti esplosivi standard utilizzati dalla NASA [modifica]
- Manganese / cromato di bario / cromato di piombo: miscela ritardata, usata per esplosioni in sequenza. Non produce gas.
- T4 / nitrocellulosa: inadatta per utilizzi nello spazio; il burn rate dipende dalla pressione. Produce gas.
- Boro / nitrato di potassio: stabile termicamente, burn rate indipendente dalla pressione; stabile nel vuoto. Produce gas.
- Zirconio / Perclorato di potassio: è il NASA standard initiator, (NSI); provoca un rapido aumento della pressione, produce poco gas ma emette particelle calde. È stabile termicamente e nel vuoto; si conserva a lungo. È sensibile all'elettricità statica.
- Azoturo di piombo: usato nei detonatori. Sensibile a sollecitazioni meccaniche (come gli urti e le frizioni) e all'elettricità statica. È stabile termicamente e nel vuoto, se non trattato con destrina.
- Hexanitrostilbene: usato nei detonatori, nelle cariche cave lineari e nelle masse esplosive. Non risente di stimoli esterni, tranne altre esplosioni. È stabile termicamente e nel vuoto. Detona a 6.705 metri al secondo.
Utilizzo di bulloni esplosivi in veicoli spaziali abitati [modifica]
Programma Mercury [modifica]
Le capsule del programma Mercury hanno fatto uso di bulloni esplosivi nel portello d'entrata. Il loro innesco accidentale ha portato all'affondamento della capsula Liberty Bell 7, durante la missione Mercury-Redstone 4.
- L'incidente della missione Mercury-Redstone 4
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Per approfondire, vedi Mercury-Redstone 4. |
Il 21 luglio 1961 ebbe luogo la missione Mercury-Redstone 4, che prevedeva un volo suborbitale della capsula Liberty Bell 7. Il volo si svolse senza complicazioni, così come l'atterraggio in mare. A questo punto, però, le cariche dei bulloni esplosivi si attivarono accidentalmente, provocando l'apertura del portello d'ingresso della capsula. L'acqua incominciò a entrare, e l'astronauta Virgil Grissom fece appena in tempo a uscire che la Liberty Bell 7, nonostante i tentativi degli elicotteri di recupero, si inabissò nell'Oceano Atlantico.[2]
Programma Apollo [modifica]
Nel programma Apollo non si fece uso di bulloni esplosivi per il loro rischio di attivazione accidentale.
- L'incidente dell'Apollo 1
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Per approfondire, vedi Apollo 1. |
Il 27 gennaio 1967 la navicella Apollo 1 venne distrutta dal fuoco in un'esercitazione: una scintilla innescò una combustione che, complice l'atmosfera pressurizzata di ossigeno, si propagò rapidamente. In 17 secondi uccise i tre membri dell'equipaggio (Grissom, White, Chaffee), che non fecero in tempo a uscire.[3]
La compagnia che produsse il modulo di comando, la North American Aviation, aveva originariamente suggerito un portellone in grado di aprirsi in caso di emergenza grazie a dei bulloni esplosivi, come nel Programma Mercury. Questa proposta venne però respinta dalla NASA a causa del rischio di apertura accidentale di un simile portellone, come effettivamente successo nella missione Mercury-Redstone 4. Il portellone venne quindi ridisegnato in modo da potersi aprire in meno di dieci secondi senza l'uso di bulloni esplosivi. Questo fu realizzato anche grazie a una bombola di azoto in pressione, che in caso di emergenza poteva essere rilasciato nel meccanismo di apertura.[4]
Programma Gemini [modifica]
Nel Programma Gemini si fece uso dei NASA standard detonator.
Space Shuttle [modifica]
Lo Space Shuttle ha fatto uso del NASA standard detonator (NSD) per fissare i Solid Rocket Booster alla Mobile Launcher Platform e al serbatoio esterno.[5]
Note [modifica]
- ^ Detonating Cartridges. Hi-Shear. URL consultato in data 24 dicembre 2011.
- ^ (EN) Liberty Bell Tolls in This New Ocean: A History of Project Mercury, NASA.
- ^ Richard W. Orloff; David Michael Harland, Apollo: the definitive sourcebook, Springer Science & Business, 2006, pp. 114.
- ^ Clinton P. Anderson, Apollo 204 Accident: Report of the Committee on Aeronautical and Space Sciences, United States Senate, with Additional Views, U.S. Government Printing Office, 1968, Senate Report 956.
- ^ (EN) Hold-Down Posts, Human Space Fligth (HSF) - The Shuttle. NASA. URL consultato in data 17 gennaio 2012.
Voci correlate [modifica]
Collegamenti esterni [modifica]
- (EN) Performance characterization of the NASA standard detonator.
- (EN) Idle Inquiry: Explosive Bolts. Newsgroups: sci.space.history
- Video che mostra i NASA standard detonator nel momento della loro attivazione al decollo dello Space Shuttle.
- (EN) STS-31 SRB Hold-Down Post Frangible Nut.
