Какой режим отсечки жидкостного ракетного двигателя предпочтительнее - отсечка по обедненной топливной смеси или отсечка по богатой топливной смеси?

Когда двухкомпонентный жидкостный ракетный двигатель получает команду на остановку,

  1. будет ли сначала отключаться топливо, а затем окислитель - отключение обедненного топлива?

  2. Будет ли сначала отключаться окислитель, а затем топливо, богатое топливом?

Какой режим выключения предпочтительнее и по каким причинам (например, безопасность, повреждение двигателя и т. д.)?

Будет ли режим различаться при статической проверке двигателя и во время полета?

Будет ли зависеть режим отсечки, когда турбина используется для создания потока топлива по сравнению с корпусом с подачей топлива под давлением?

Причина, по которой мы спрашиваем о статическом срабатывании, заключается в том, что мы планируем провести статические испытания небольшого двигателя в нашей лаборатории. Нам нужна какая-то конкретная причина, чтобы следовать тому режиму, которому следует следовать из соображений безопасности!
Если небольшой двигатель охлаждается топливом, охлаждение должно продолжаться во время выключения двигателя, чтобы предотвратить повреждение из-за перегрева. Если горячий двигатель может быть поврежден из-за окисления из-за избытка окислителя, может быть предпочтительнее отключение при обогащении топливом. Вы хотите повторно использовать двигатель после статических испытаний, а также после полета?
@Uwe, вероятно, после статического испытания, но не после полета.
Перезапускаемый двигатель должен выдержать статические испытания без повреждений. Если двигатель нельзя будет использовать повторно после статического испытания, многочисленные испытания для сертификации будут несколько дороже.

Ответы (1)

Для ракетных двигателей на жидком водороде/жидком кислороде отсечка по обогащению кислородом является катастрофой. Дополнительный H2 был загружен во внешний бак шаттла, чтобы гарантировать, что небольшие проблемы с производительностью или ошибки анализа не приведут к отсечке с высоким содержанием O2. Это называлось «топливным уклоном». В номинальный день это дополнительное топливо было доставлено на орбиту, что привело к потере полезной нагрузки, поэтому вы можете видеть, насколько важно было предотвратить отключение израсходования топлива.

Важное замечание по технике безопасности: если происходит истощение топлива, это должно происходить в первую очередь на стороне кислорода. Если водород иссякнет первым, последние брызги на турбине будут гораздо ближе к стехиометрическим, и, что ж, случится что-то нехорошее. Иногда случалось в начале наземных испытаний. Большой беспорядок на дне огненной траншеи в Стеннисе. Не то, что кто-либо хотел в полете.

источник

Спасибо, прежде всего! Является ли смещение топлива сдвигом коэффициента эквивалентности в сторону стехиометрического и соответствующим повышением температуры?!
То, что они назвали «смещением топлива», было добавлением ~ 1000 фунтов дополнительного LH2, чтобы быть полностью уверенным, что у вас нет отсечки по истощению топлива. Это не влияло на соотношение смеси в двигателе, это была просто прокладка, чтобы убедиться, что если у вас закончится пропеллер, то сначала будет O2. Цена была заплачена потерей полезной нагрузки на орбите.
что произойдет, когда опора закончится? Повреждения, о которых сообщается, связаны с использованием турбин. Как насчет использования корпуса с подачей под давлением? Меня больше интересует камера сгорания!
Извините, вы не упомянули тип двигателя в вопросе. Я не так хорошо знаком с двигателями с подачей топлива под давлением, хотя я полагаю, что те же соображения относительно высокого соотношения смеси применимы к камере сгорания.
В чем причина того, что отсечка с высоким содержанием O2 оказалась катастрофической?
@OrganicMarble отредактировал вопрос, чтобы сделать его более широким. Надеюсь, ваш ответ по-прежнему является ценной информацией. Спасибо
@Heopps Я думаю, что соотношение смеси изменилось в турбине, и результаты были катастрофическими, вероятно, из-за повышения температуры!
Из предыдущего абзаца в связанном источнике: «Причина такого ужасающе низкого соотношения смеси заключается в том, что чем ближе MR приближается к стехиометрическому, тем жарче огонь. Лопасти турбин в турбинах, которые питают насосы, питающие двигатели, могут». Это не выдержит гораздо более жаркого огня, чем результаты 6.02. Плавятся лезвия, гильзы тоже, действительно случаются плохие вещи. Но это только для этих конкретных турбин. Неясно, будут ли другие двигатели LOX/LH2 иметь проблемы со стехиометрической смесью.
@ user2357112 по теме: space.stackexchange.com/questions/26432/…
@Heopps: отсечка с высоким содержанием O2 оставит горячие детали двигателя подверженными воздействию высокой концентрации кислорода при давлении выше 1 бар. Это приведет к повреждению или разрушению горячих частей. Не осталось топлива для охлаждения этих деталей и защиты их тонкой топливной пленкой от окисления.
Подвергать вещи воздействию горячего кислорода почти всегда плохая идея. Вы даже можете обжечь алмазы в потоке горячего кислорода, например, смотрите здесь youtube.com/watch?v=WWpm6_Y7ASI
Какой режим отсечки жидкостного ракетного двигателя предпочтительнее - отсечка по обедненной топливной смеси или отсечка по богатой топливной смеси?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v