Как двигатель подъема лунного модуля «Аполлон» предотвратил пузырение газа через топливо?

Насколько я понимаю, для простоты двигателя подъема лунного модуля вместо насосов горючего и окислителя использовались баллоны с гелием под давлением. Это давление использовалось для подачи топлива и окислителя по трубам к двигателю, где они встречались и, будучи гиперголическими, самовоспламенялись и создавали тягу. Чего я не могу понять, так это того, как инженеры добились того, чтобы в двигатель попадало только топливо, а не смесь газа и топлива; другими словами, как они предотвратили проникновение гелия через топливо и смесь топлива с гелием или даже просто попадание гелия в двигатель. Работая в космосе, он не мог рассчитывать на помощь гравитации.

Один вопрос. Горит ли гелий, хотя это благородный газ? Я мало разбираюсь в космосе, поэтому я не знаком с гелием как топливом.
@jakekimdsΨ Пожалуйста, опубликуйте это как отдельный вопрос. Не стесняйтесь ссылаться на это, если вы чувствуете, что это обеспечивает контекст.
@jakekimdsΨ Гелий вообще не горит, поэтому пузырь гелия в потоке топлива может вызвать падение тяги и потенциально нежелательную вибрацию, ни одно из которых нежелательно. Случайное небольшое количество гелия не будет большой проблемой.
@jkd гелий не является топливом, он просто используется для подачи настоящего топлива (гиперголическая токсичность) в двигатель. Гипергола намного больше, чем гелия по весу.

Ответы (1)

Подъемный двигатель обычно запускался, когда LM находился на поверхности Луны, поэтому бакаж подвергался примерно 1/6 грамм , более чем достаточно, чтобы отделить плотное жидкое топливо от гелия. Как только двигатель был запущен, его собственная тяга, ускоряющая космический корабль, поддерживала незаполненный объем .

Тот же вопрос вполне можно было бы задать о спускаемом двигателе LM и главном двигателе служебного модуля «Аполлон», однако оба они должны были запускаться в свободном падении. В этих случаях меньшие подруливающие устройства RCS на LM или CSMбыли запущены первыми, чтобы «урегулировать» бак и отделить топливо от гелия. В случае LM это «сгорание незаполненного объема» составило около 7,5 секунд. Первая пара запусков служебных модулей — обычно для коррекции на полпути по пути к Луне — как правило, не требовала предварительного сжигания незаполненного объема, поскольку баки были заполнены топливом с небольшим объемом гелия или без него. Сжигание SPS позже в ходе миссии действительно требовало сжигания незаполненного объема. Подруливающие устройства RCS производили около 100 фунтов тяги каждый, и четыре из них использовались для сжигания незаполненного пространства, что давало примерно 1/200 грамм ускорение.

Тот же метод сжигания незаполненного пространства RCS также может применяться в ситуации, когда отказал двигатель спуска и двигатель подъема необходимо использовать для прерывания полета из свободного падения или при летных испытаниях двигателя подъема.

Это, в свою очередь, поднимает вопрос о том, как удалось избежать попадания гелия в двигатели RCS, поскольку они также находились под давлением гелия. В этих случаях гелий отделялся от пороха тефлоновым баллоном, поэтому гелий не смешивался с порохом. Это было более практично сделать с меньшими топливными баками RCS, чем с более крупными двигателями.

Все это говорит о том, что спускаемый двигатель LM мог проглотить гелий, попавший в трубопроводы подачи топлива. С положительной стороны, даже если было поглощено достаточное количество гелия, чтобы ненадолго предотвратить возгорание топлива, выброс гелия через сопло обеспечил бы небольшую тягу, которая, как правило, обеспечивала бы оседающую силу в топливном баке. На двигателе были проведены различные испытания на проглатывание гелия, подробно описанные в разделе «Эксплуатационные характеристики спускаемого двигателя Apollo LM с проглатыванием гелия и истощением топлива в моделируемой космической среде» .

Ожоги незаполненного объема требуют крошечных ускорений, 1/6g огромно по сравнению с большинством. Также см. цитату Ловелла в нижней части en.wikipedia.org/w/…
Разве не было небольшого инцидента на «Аполлоне-9», когда двигатель LM загорелся несколько грубо, по крайней мере, первоначально предполагалось, что это произошло из-за попадания внутрь гелия?
Подъемный двигатель запускался не только на поверхности Луны, во время Аполлона 5, 9 и 10 он запускался без посадки, как это было бы при аварийном останове. По крайней мере, на Аполлоне-5 он был запущен снова после горения, когда он сбрасывал ступень спуска, так что это было бы невозможно для предварительного ускорения, и баки больше не были бы заполнены.
Справедливая точка, будет включать.