Является ли заправка BFR в космосе чисто миллиграммовой «гравитационной» подачей, а не использованием насосов и/или давления?

Дозаправка на орбите разгонного блока SpaceX BFR необходима для полетов на Луну и Марс. В презентации на « Международном астронавтическом конгрессе» (IAC) в Аделаиде, Австралия, генеральный директор SpaceX и ведущий конструктор Илон Маск (предоставил) обновление своей презентации 2016 года, касающееся долгосрочных технических проблем, которые необходимо решить для поддержки создания постоянное, самоподдерживающееся человеческое присутствие на Марсе » .

В видеоролике SpaceX Making Life Multiplanetary после 23:40того, как показан процесс перекачки топлива между похожими верхними ступенями, танкер слева и корабль справа. Маск объясняет:

«Они будут использовать тот же сопряженный интерфейс, который они используют для подключения к ракете-носителю при старте… и повторно использовать линии заполнения топливом, которые используются, когда… корабль находится на ракете-носителе. […] И тогда перекачка топлива становится очень простой, используйте управляющие двигатели, чтобы разогнаться в том направлении, в котором вы хотите опорожнить… очень легко перекачивать топливо… с танкера на корабль».

Это аналогично «гравитационному питанию», заменяющему гравитационное ускорение движущим ускорением, но я предполагаю, что величина ускорения будет на порядок или более ниже.

  1. Я правильно понял это понятие?
  2. Используя некоторую оценку ускорения управляющего двигателя, сколько времени займет эта безнасосная и безнапорная подача в миллигравитации? Час? День? Заправка ракетных баков перед стартом занимает, возможно, десятки минут со всеми преимуществами инфраструктуры заправки на земле. Только с миллигравитацией и без помощи давления, не займет ли это намного больше времени?

с https://youtu.be/S5V7R_se1Xc?t=1420

Я не думаю, что эта концепция была продумана очень хорошо.
@OrganicMarble, если бы это был кто-то другой, я бы легко отмахнулся от этого. Но этот парень обычно хорошо все обдумывал, когда поднимался на сцену перед кучей экспертов и видеокамер. Он может сглаживать некоторые острые углы, но обычно не говорит «неправильные вещи».
Я могу быть предвзятым из-за моего в целом невысокого мнения о возможности реализации всего этого BFR.
Да, по крайней мере, на данном этапе процесса Даннинга-Крюгера...
@JCRM «Мы достаточно большие, чтобы выдержать несколько оскорблений». - Лейтенант-командир. Скотт
Я имел в виду типичную эволюцию целей SpaceX, а не вас самих @OrganicMarble

Ответы (1)

Причина ускорения заключается не столько в том, чтобы вызвать перемещение жидкостей, сколько в том, чтобы заставить жидкость оказаться на одном конце резервуара, где находится впускное отверстие насоса. Помните, что в условиях невесомости жидкость не будет оставаться в одной части бака, а будет разливаться по всему баку и смешиваться с «воздухом» или любым другим газом, находящимся в баке вместе с жидким топливом. Без небольшого количества «G», даже всего нескольких миллиграммов, вы никогда не добьетесь того, чтобы вся жидкость достигла аспирационного насоса без использования баллона или складного резервуара. В этом контексте «милли-г» умен, но SpaceX не первая, кто додумался до этого.

Перекачка в милли-g без насосов, при условии, что исходный и приемный резервуары имеют одинаковый размер, может повысить давление в приемном резервуаре только до 1/2 давления исходного резервуара плюс независимо от силы «милли-g». Если вам нужно большее давление, вы должны использовать какой-нибудь насос.

Так что миллиграммы — это всего лишь одна часть головоломки. Более умная часть повторно использует часть сантехники и соединительного оборудования из фазы тяги для дозаправки.

Обратите внимание, что военные самолеты иногда используют систему «напарника-заправщика», иначе один F/A-18 может нести топливные баки для другого F/A-18, чтобы дозаправиться в полете. Второй самолет продолжает выполнение задания, «приятель-танкист» возвращается домой. Но приятель-танкист должен иметь специальные баки, привязанные под крыльями, вместо другого оружия. SpaceX предлагает повторно использовать летное оборудование для работы заправщика вместо создания специального заправщика. Это продолжает тему повторного использования во всей экосистеме SpaceX для снижения затрат, рисков и усилий по проектированию.

Отличное объяснение, спасибо! ОК, это имеет гораздо больше смысла. Подобно тому, что описано в этом ответе , обсуждаемая тяга действительно предназначена для незаполненного пространства. А также, что вполне вероятно, он может быть или не обязательно превышать 0,001 г, чтобы подпадать под термин «милли-г».
Я думаю, что в конечном итоге они предлагают специализированную «танкерную» версию BFS. Аналогичная базовая конструкция, но без ненужных компонентов, и, следовательно, может нести больше топлива. forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=43986.0
Поскольку топливо и окислитель являются жидкостями, аргумент против переноса миллиграммов на самом деле не выдерживает критики. Если вы подождете достаточно долго, «нисходящий» резервуар будет содержать всю жидкость, а оставшаяся часть обоих резервуаров будет заполнена газом с более или менее одинаковым давлением, но почти вся масса будет жидкостью. Хотя им может понадобиться насос, чтобы ускорить процесс.
Также возможно использовать давление незаполненного газа в качестве «насоса». Приемный бак можно было вентилировать (контролируемым образом) для создания вакуума для подачи топлива через трубопровод.
@SteveLinton, это может быть просто непрактично, зависит от того, насколько длинным окажется «достаточно длинный».
@Saiboogu, он должен быть достаточно холодным, чтобы первая часть жидкости не испарялась / не кипела и не производила 1 атм пара, но это интересная идея.
@Saiboogu, им это все равно понадобится, чтобы выпустить незаполненный объем в ресивере, иначе он будет подвергаться давлению по мере уменьшения объема, возможно, полностью остановит поток.
@OrganicMarble Чем больше я думаю об этом, управление парами должно быть целой сложной системой, и я сомневаюсь, что что-то из этого выходит за рамки (если этого можно избежать). RCS будет подпитываться парами, и вы не хотели бы, чтобы ваша RCS мешала вашим целям по давлению незаполненного объема, поэтому должно быть дополнительное хранилище для газообразного топлива и возможность перекачивать его туда и обратно. Учитывая это, кажется простым поддерживать соответствующее давление незаполненного объема для облегчения перемещения.
Выше @uhoh, а также