Горение главных двигателей «Кассини» «может быть продувочным или герметичным (с гелием)» - почему?

Я только что прочитал, что когда 4 декабря «Кассини» совершит первый близкий проход вокруг F-кольца Сатурна, это будет 183-й раз, когда двигатель сработает. Я погуглил двигатель Cassini и нашел этот сайт, на котором есть классная 3D WebGL (?) Модель двигателя (ей) Cassini, которую вы можете вращать с помощью курсора.

https://saturn.jpl.nasa.gov/engine/

(изменить: вот еще: https://saturn.jpl.nasa.gov/the-journey/the-spacecraft/ )

Я показываю снимок экрана ниже. Сопроводительный текст гласит:

Главный двигатель используется для изменения скорости корабля и коррекции траектории. Чтобы быть в безопасности, есть два идентичных основных двигателя: один используется, а другой является резервным. Есть также 16 монотопливных гидразиновых двигателей, из которых восемь основных и восемь резервных. Двигатели используются для управления ориентацией, а также для маневров с небольшим изменением скорости.

... и...

Двухтопливная система - четырехокись азота (NTO) / монометилгидразин (MMH) Главный двигатель (445 Ньютон) для маневренных маневров - ожоги могут быть продувочными или герметичными (с гелием)

  • Двигатели защищены от частиц микрометеоритов шарнирным кожухом.

  • Резервный главный двигатель (никогда не использовался в полете)

Вопрос: Что на самом деле означает, что «горение главных двигателей может быть продувкой или наддувом (с гелием)»? Действительно ли оба этих «режима» используются «Кассини» для разных целей? Если да, то чем они отличаются по производительности?

введите описание изображения здесь

выше L Скриншот этой интерактивной 3D-модели двигателей Кассини.

Ответы (1)

По словам Саттона , как при продувке, так и при обычном нагнетании давления используется герметик (например, гелий в данном случае).

Обычные системы имеют регулятор давления между баком с герметиком и топливным баком, поэтому они обеспечивают постоянное давление и постоянную тягу до тех пор, пока не закончится давление. При продувке по Саттону:

Здесь газ хранится под давлением внутри топливного бака вместе с топливом. По мере того как газ расширяется во время работы, давление в баке, тяга и давление в камере постоянно снижаются, возможно, до 25–45% от начальных значений. Эта система проще (без отдельного газгольдера и без регулятора или газового клапана), но соотношение смеси может незначительно меняться в процессе работы, общий объем, занимаемый системой подачи, больше, а средний удельный импульс несколько ниже.

Само подруливающее устройство может работать в любом режиме просто благодаря работе с широким диапазоном входных давлений.

Cassini, похоже, был разработан для переключения на продувку в случае проблем с гелиевым регулятором; регулятор начал протекать в 1997 году , но резервные клапаны позволяли системе оставаться герметичной между запусками двигателя. Когда он больше не мог поддерживать регулируемое давление, Cassini переключился на режим продувки :

Поскольку этот [маневр по подъему перицентра в августе 2004 г.] должен был стать последним прожигом под полным давлением в рамках основной миссии (последующие пуски будут производиться в режиме «продувки» с использованием остаточного давления в топливных баках), защелка на потоке гелия была оставить открытым на 33 минуты после возгорания, чтобы создать давление в топливных баках, затем закрыть, чтобы изолировать систему от протекающего регулятора истечения.

Хм... так что перепроверить: сам двигатель может поддерживать работу "с продувкой или под давлением (с гелием)", но двигатели на космическом корабле "Кассини" сконфигурированы исключительно для последнего?
Вероятно, это похоже на маневровые двигатели шаттла: обычно используется регулируемая подача гелия, но в случае непредвиденных обстоятельств может использоваться продувка. Для челнока был оптимальный незаполненный объем для продувки; они бы сбрасывали на эту «максимальную продувку», если бы непредвиденные обстоятельства были вероятными. Хотя никогда не случалось.
Не уверен, что следую. Будет ли это в основном обходом регулятора, если он не работает правильно? А сброс винта, чтобы не было избыточного давления в баке винта?
@OrganicMarble и др. Это может иметь значение, а может и не иметь: двигательная установка «Розетты» — абстрактно « Система работает в основном в режиме продувки, но в полете она может дважды повышаться под давлением…