Что значит настроить двигатель Saturn F-1 на частоту и как выполняется настройка?

В главе 10 « Колесниц для Аполлона» при обсуждении проблемы пого Аполлона 4 и 6 и роли двигателей первой ступени F-1 в этом отмечается следующее:

Позже аналитики миссии обнаружили, что два двигателя «Сатурна» были случайно настроены на одну и ту же частоту, что, вероятно, усугубило проблему. (Двигатели в кластере «Сатурн-5» должны были быть настроены на разные частоты, чтобы любые два или более из них не вывели ускоритель из равновесия и не изменили его траекторию во время полета с двигателем.)

Что значит "настроить двигатель на частоту"? Как делается тюнинг? Это касалось только двигателей F-1 или это обычная процедура (тогда и сейчас)?

Отличный вопрос. Подписано.
«Аналитики миссии позже обнаружили, что два двигателя Сатурна были непреднамеренно настроены на одну и ту же частоту, что, вероятно, усугубило проблему».
@OrganicMarble на этой странице на heroic relics.org есть несколько потенциально полезных ссылок , но все ссылки на NTRS мертвы ... Я надеюсь найти «AS-502 Flight Report Volume 1», предположительно об отказе ступени S-1C. (при условии, что он существует; я делаю вывод о его существовании на основании того факта, что тома 2 и 3) были доступны в какой-то момент времени).
@Ludo Я просмотрел Vol 2 и 3 и MPR-SAT-FE-68-3 (отчет после полета Saturn V). Чем больше я об этом думаю, тем больше я понимаю, что строчка из Стадии «любые два или более из них из-за выведения ракеты-носителя из равновесия и изменения его траектории во время полета с двигателем» не имеет абсолютно никакого смысла.
В этом документе ntrs.nasa.gov/api/citations/20100024127/downloads/… говорится, что проблемы AS-502 возникли из-за замены гибких линий всасывания окислителя на жесткие. Решения, описанные в этом документе, ничего не говорят о настройке двигателей.
Если производились какие-либо настройки, то это должно быть указано в Инструкции по эксплуатации ракетного двигателя F-1 (внимание - ссылка на pdf 350 МБ!)
Поэтому я несколько раз просматривал документ с инструкциями по эксплуатации, но ничего не нашел :-(

Ответы (1)

Неустойчивость горения (колебательное горение) в ракетных двигателях вызвана связью между процессами горения и колебаниями давления. Частоты могут варьироваться от 100 до 20 000 Гц, а амплитуды давления от 10 до 1000 % от установившегося давления двигателя. Нестабильность горения может вызвать разрушительную вибрацию вплоть до RUD.

Акустические резонаторы обычно устанавливаются в камерах сгорания для обеспечения пассивного акустического демпфирования высокочастотных нестабильностей горения.

Кроме того, инжекторы можно настроить так, чтобы они действовали как полуволновые резонаторы и обеспечивали акустическое демпфирование. Это особенно эффективно для управления колебаниями промежуточной частоты, чтобы предотвратить их превращение в колебания высокой частоты.

https://scholarworks.utep.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1417&context=open_etd

Я рискую выйти за рамки своей зарплаты, но полагаю, что измерение и настройка доминирующей акустической частоты двигателя будет частью испытательных стрельб. При прочих равных условиях я бы предположил, что будут настроены колебания с самой низкой энергией (самая низкая частота, самая низкая амплитуда давления).

Когда несколько двигателей механически соединены болтами, необходимо учитывать взаимодействие этих частот. Подобные, но немного разные частоты могут создавать частоты биений, сильно отличающиеся от основных частот. Это может привести к неожиданным нагрузкам на конструкцию или взаимодействию с другими режимами вибрации, такими как возвратная вибрация.

Дополнение. Я собираюсь удалить свой ответ. Цитата в ОП не имеет для меня смысла, и мой ответ ничего не проясняет. Проблема вибрации на «Аполлоне-6» была связана с прыжком, а не с нестабильностью горения. Надеюсь, появится другая информация о том, что такое «выведение бустера из равновесия».

У вас есть какие-то подробности о том, как это было сделано с F-1? Это похоже на много общего.
Там написано «усугубил», а не «вызвал». Я думаю, что ваш ответ содержит соответствующую информацию, это просто не полная картина.
Что значит настроить двигатель Saturn F-1 на частоту и как выполняется настройка?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v