Из многих сайтов я понял, что на первой ступени Сатурна V бак RP1 наддувался баллонами высокого давления с гелием, а баки LOX наддувались газообразным кислородом. Это верно? Если да, то почему?
Гелий использовался для наддува бака РП-1 для снижения веса. Азот намного дешевле, но его плотность составляет 1250 кг/м3. , гелий 0,1785 кг/м , поэтому на каждый кубический метр опустошенного объема бака экономится 1,071 кг.
Наддув топливного бака чистым кислородом — плохая идея, можно использовать только инертные газы, такие как азот или гелий.
Объем бака первой ступени РП-1 корабля «Сатурн-5» составлял 770 м. , поэтому 824 кг было сэкономлено за счет использования гелия вместо азота. Во время полета давление в баллонах составляло 3 бара вместо 1 бара, что позволило сэкономить тройной вес — 2474 кг.
Так что самый легкий благородный газ гелий является оптимальным решением.
Баки для сжатого гелия были смонтированы внутри бака LOX. Низкая температура увеличила плотность гелия, поэтому можно было использовать меньший и более легкий резервуар для хранения большего количества гелия при том же давлении. Во избежание превышения номинального давления в баллонах загрузку гелия можно было закончить только при остывших баках.
Топливные баки включали в себя специальные точки наполнения и слива для работы с мощными линиями, используемыми для заполнения больших судов с высокой скоростью; до 7300 литров (2000 галлонов) РП-1 в минуту. Если бы RP-1 был предоставлен самому себе внутри бака, он бы оседал в слоях с различной температурой, что крайне нежелательно, поэтому S-IC включил систему кондиционирования топлива, чтобы «перемешать» более 730 000 литров (200 000 галлонов). ) РП-1 осторожно, непрерывно барботируя газообразный азот через линии подачи и топливный бак перед запуском. Для обеспечения правильного запуска и работы двигателя система наддува топлива способствовала хорошему давлению на входе топливного турбонасоса, где 10 топливопроводов (по два на двигатель) направляли РП-1 к двигателям со скоростью 4900 литров (1350 галлонов) в секунду. Во время обратного отсчета наддув обеспечивался наземным источником, но во время полета гелиевый герметик подавался из удлиненных баллонов, хранившихся не на топливном баке, а погруженных в бак с жидким кислородом (LOX). В этой среде жидкий гелий в баллонах находился в гораздо более совместимой среде, поскольку низкая температура контейнеров с жидким гелием могла заморозить топливо РП-1. Их расположение в более холодном баке LOX давало дополнительные преимущества. Криогенное воздействие на алюминиевые баллоны, погруженные в жидкий кислород, позволяло заряжать их до более высокого давления. потому что низкая температура контейнеров с жидким гелием могла заморозить топливо РП-1. Их расположение в более холодном баке LOX давало дополнительные преимущества. Криогенное воздействие на алюминиевые баллоны, погруженные в жидкий кислород, позволяло заряжать их до более высокого давления. потому что низкая температура контейнеров с жидким гелием могла заморозить топливо РП-1. Их расположение в более холодном баке LOX давало дополнительные преимущества. Криогенное воздействие на алюминиевые баллоны, погруженные в жидкий кислород, позволяло заряжать их до более высокого давления.Они также были легче, потому что криогенная среда позволяла изготавливать гелиевые баллоны с половиной толщины стенки некриогенного баллона. Произведенные компанией Martin, четыре гелиевых баллона длиной 6 метров и диаметром 56 сантиметров представляли собой алюминиевые удлинения уникальной длины. По каналам охлаждающий гелий проходил вниз через теплообменники двигателей F-1, а затем нагретый, расширенный газообразный гелий возвращался в верхнюю часть топливного бака для создания незаполненного объема.
С этой страницы НАСА .
Потому что все, что вам нужно сделать, чтобы получить газообразный кислород, это взять жидкий кислород и немного его нагреть. Это означает, что нужно просто отвести немного бензина от двигателя и направить его обратно в бак, чтобы поддерживать незаполненное давление там, где оно должно быть.
Сравните это с RP-1, который на самом деле недостаточно испаряется, чтобы получить необходимое давление. Для этого они должны были поставлять незаполненный газ.
Филип Нгай