Почему вместо искрового зажигания используется химическое зажигание TEA-TEB?

И Saturn V, и Falcon 9 используют TEA-TEB для зажигания своих двигателей, работающих на керосине. TEA-TEB является пирофорным веществом, самовозгорающимся при контакте с воздухом. Это создает проблемы с обработкой; он должен храниться в азоте.

Это также расходуемый ресурс, который ограничивает количество запусков двигателя в полете; Falcon 9 загружает TEA-TEB только для перезапусков тех двигателей, которые будут перезапущены в данной миссии, что достаточно разумно, но это делает его восприимчивым к отказам двигателей при входе в атмосферу и при посадке, которые в противном случае можно было бы восстановить, используя другие двигатели.

Некоторые другие двигатели, такие как J-2 и RL-10, работающие на водороде, используют электроискровое зажигание, а не химический стартер. Оба двигателя надежны и способны к многократным перезапускам после запуска.

Могут ли двигатели на керосине-LOX использовать электрическое зажигание? Если да, то зачем рассматривать ограниченный по объему и опасный химический воспламенитель, такой как TEA-TEB?

Остальные двигатели запустились, вероятно, только в вакууме. F9 должен перезапускаться при переходе на сверхзвук, двигатели в первую очередь. Может быть, искра недостаточно мощная, чтобы быть надежной в этих условиях? Химикаты воспламеняются даже при введении в переохлажденный жидкий кислород (и, возможно, даже при контакте с твердым замороженным жидким кислородом) .
Хорошая точка зрения. Интересно, влияет ли количество TEA-TEB, используемого для обеспечения хорошего старта, на зеленое пламя, видимое после приземления. space.stackexchange.com/questions/15400/…
Многократный перезапуск двигателя требует не только воспламенения топлива, но и запуска турбонасосов. Использование для этой цели генератора твердого газа также ограничивает количество возможных перезапусков.
Искровой воспламенитель должен выдерживать условия в центре камеры сгорания, если он будет использоваться повторно. Не легкий подвиг. Они использовали искровые воспламенители в главном двигателе шаттла... несколько сотен штук на двигатель.
В каждом ССМЭ было по 3 «факельных» воспламенительных камеры. По одному в каждой камере предварительного сжигания и по одному в MCC. Каждая камера имела линии O2 и H2 и 2 электрических устройства зажигания. Итак, 3 системы зажигания, каждая с 2 искрами.
Комментарии не для расширенного обсуждения; этот разговор был перемещен в чат .

Ответы (2)

То, как вы зажигаете ракетный двигатель, во многом зависит от комбинации топлива и окислителя. Некоторые комбинации, такие как жидкий водород / жидкий кислород (HydroLox), воспламеняются очень легко и воспламеняются с помощью прославленной свечи зажигания (это случай RL10, используемого на верхней ступени Centaur). Смесь RP1 (керосин)/жидкий кислород труднее воспламенить и требует больше энергии. Вы также не можете позволить себе, чтобы топливо накапливалось в камере сгорания, а затем воспламенялось все сразу (это может быть слишком жестко для двигателя). В этом случае вы впрыскиваете TEA-TEB с окислителем, который вызывает его воспламенение, и только после этого впрыскивается топливо.

Статья НАСА о системах зажигания: http://blogs.nasa.gov/J2X/tag/ignition/
Centaur/RL10: http://spaceflight101.com/spacerockets/atlas-v-551/

Из того, что я читал, водородные двигатели с искровым зажиганием отводят небольшое количество топлива в камеру воспламенения, чтобы запустить воспламенение с помощью небольшой искры. Разве это невозможно с керосиновыми двигателями?
А, я этого не знал. Может быть, но керолокс все-таки сложнее зажечь (думаю, но у меня химия заржавела, что это из-за сложности молекулы керосина, по сравнению с Н2), так что энергии с искрой может все же не хватить.
Ага, некоторые гугления на тему использования керосина в двигателях внутреннего сгорания подтверждают это. Спасибо!
Как насчет того, чтобы использовать систему нагрева для испарения керосина, а затем использовать его в горелке? Разве это не было бы технически осуществимо, не говоря уже об оптимальности?
@amyinorbit: это не значит, что вам нужно что-то большее, чем свеча зажигания; это просто означает, что вам нужно больше искры в свече.

Искра ничего не сделает, пока двигатели не начнут качать топливо/кислород.

Ракетные двигатели используют МНОГО топлива/кислорода. Каждый двигатель Merlin 1D имеет топливный насос мощностью 12 000 л.с. (всего около 100 000 л.с. только в насосах). Но сам насос подобен реактивному двигателю, приводимому в действие расширяющимися газами, поэтому вам нужно уже иметь топливо + окислитель для генерации газов, чтобы запустить насосы для генерации газов. Проще использовать фосфорную, чем иметь вторичный насос.

Точно так же большие реактивные двигатели часто используют «хаффер», чтобы запуститься, если они полностью выключены, им тоже требуется много входного газа только для того, чтобы запустить их достаточно для запуска. Сами хафферы представляют собой реактивные двигатели, но намного меньше, и для их запуска используются электродвигатели. У большинства коммерческих самолетов также есть ВСУ, которая представляет собой мини-хафер на борту (и электрический генератор).

Почему вместо искрового зажигания используется химическое зажигание TEA-TEB?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v