У разгонных ступеней закончилось топливо или они намеренно отключены?

Когда расходуемая ступень ракеты-носителя приближается к концу своего горения, отключает ли компьютер наведения двигатель(и) на определенной скорости/высоте для миссии, или ступень полностью вырабатывает свое топливо?

Ступени твердотопливного ускорителя отключить непросто. Закрытие клапана возможно только на жидком топливе. Проделывание большой дыры в корпусе с помощью зарядов взрывчатки может помочь, но другие ступени не должны быть повреждены.

Ответы (1)

Первые этапы обычно доведены до истощения (хотя и не до полного истощения — об этом позже). При подъеме на первом этапе часто используется предварительно запрограммированная система наведения с разомкнутым контуром, чтобы выйти из атмосферы с хорошей скоростью на нисходящем участке. Поскольку ветер на высоте и другие факторы могут различаться, характеристики первой ступени также несколько различаются.

Наведение верхней ступени почти всегда является замкнутым контуром, нацеленным на определенную комбинацию положения и скорости. В результате верхние ступени ускорителей отключаются при достижении этой цели, при этом остается некоторое количество резервного топлива для покрытия рассеивания во время всплытия и сжигания отходов.

Первые ступени на жидком топливе не работают всухую. Отсечка срабатывает, когда в баке остается некоторое количество. Это связано с тем, что турбонасосы работают с невероятными скоростями и им нужно что-то перекачивать при определенном давлении на входе. Источник тепла (газогенератор, детандер или предварительная горелка), который приводит в действие насос, находится ниже по потоку от впускного отверстия на пути потока, поэтому отключение должно происходить путем отключения приводной силы насоса до того, как впускное отверстие потеряет давление или станет работать всухую.

Если это давление упадет ниже минимальных спецификаций или если вход станет сухим, вы получите условия кавитации и / или превышения скорости, что приведет к резкой перенастройке оборудования.

Сплошные нижние ступени в этом плане намного проще. В какой-то момент тяга снизится до тех пор, пока ракета-носитель не перестанет поддерживать собственный вес. В этот момент его сбрасывают.

«насильственная перенастройка оборудования» — это то же самое, что и «быстрая внеплановая разборка»?
Но это может быть проблемой, если два или более твердых бустера не сгорают одновременно.
GIF в этом ответе может помочь вам понять, как работает SRB.
Разве Аполлон-13 не работал на первой ступени дольше, чем должен был, из-за того, что один из ускорителей на ступени вышел из строя?
@mickburkejnr Так и было (центральный двигатель первой ступени рано выключился из-за чрезмерных колебаний), но IIRC только потому, что приборный блок был специально разработан таким образом, чтобы он мог изящно справиться с этой ситуацией. Конфигурация без обратной связи вызвала бы отключение в заранее запрограммированное время, что, вероятно, привело бы к невозможности достижения намеченной парковочной орбиты. en.wikipedia.org/wiki/Apollo_13#Launch_and_translunar_injection , но основной цитируемый источник недоступен.
@MichaelKjörling Так и думал. Значит, у них был какой-то контроль над тем, как долго будет длиться этап? Значит, он не будет работать до изнеможения, а завершится, когда попадет в нужное место?
@mickburkejnr Звучит как достойное начало отдельного вопроса.
@MichaelKjörling Открытый цикл в этом случае относится в основном к наведению, то есть к рысканью, крену и тангажу в зависимости от скорости. Отключение двигателя определялось бы датчиками низкого уровня бака, а не фиксированным временем, поэтому горение дольше. Также исправлена ​​неработающая ссылка в вики-статье.
Я присоединился к этой группе только для того, чтобы проголосовать за «насильственную перенастройку оборудования».
Твердые нижние ступени: что, если отдельные ускорители закончатся в разное время? Это может привести к незапланированной смене направления. Возможно, вы могли бы рассмотреть это в своем ответе (?). Для " Союза-СТ " все четыре сбрасываются одновременно - см., например, 03 мин 03 с в Arianespace Flight VS17 / SES-15 (хотя и с другого запуска).
@petermortensen, это само по себе достойно вопроса.
У Аполлона-13 было раннее отключение центрального двигателя на второй ступени, а не на первой; Таким образом, вторая ступень работала дольше, чем планировалось, потому что между этим временем и запланированным отключением центрального двигателя она потребляла топливо в размере 4/5 от нормальной нормы. Удалось бы либо сжигание до истощения, либо сжигание до целевой скорости, поскольку была доступна еще одна ступень с некоторым запасом производительности.