Зачем использовать гелий?

Заранее извиняюсь, если этот вопрос уже задавался и на него уже был дан ответ в другом месте, но почему ракетные системы RP-1/LOX используют гелий для наддува топливного бака? Я понимаю тот факт, что О2 и N2 имеют близкие точки кипения, исключает использование N2 для наддува бака окислителя, но нельзя ли было наддувать О2 автогенно, а топливный бак азотом?

Нашел это и это , которые могут пролить свет на вопрос, а также на этот вопрос об обмене стеками. Итог: кажется, есть опасения, что азот растворяется в LOX.
Спасибо, Энтони. Я подозреваю, что точки кипения этих двух газов слишком близки, а это означает, что парциальное давление N2 по отношению к O2 в газовой смеси N2/O2 при криогенных температурах слишком низкое для N2, чтобы быть эффективным давлением. И я могу только предположить, что в целях механической простоты вместо использования автогенного наддува для окислителя и отдельной системы наддува газом N2 для топлива проще наддувать и окислитель, и топливо одним и тем же газом низкой плотности. . Пожалуйста, кто-нибудь - поправьте меня, если мои рассуждения неверны или неполны.
Примечание для тех, кто голосует за закрытие как дубликат: в предлагаемом дубликате конкретно указано, что он не спрашивает о «больших ракетах, запускаемых с земли», а только о системах управления маневрированием / ориентацией.

Ответы (2)

Вывод: как и многое другое в ракетостроении, это проектная сделка, обычно на системном уровне.

В книге « Системы наддува для жидкостных ракет » это подробно описано. Я настоятельно рекомендую вам прочитать главу 2.1.2 «Выбор типа системы», которая в значительной степени охватывает ваш точный вопрос. На стр. 33 даже есть описание случая, где автор проводит сделки по выбору гелия по сравнению с автогенным наддувом на S-IVB.

Вот одна из диаграмм из этой книги, описывающая некоторые области торговли, где учитываются вес/совместимость/сложность.

введите описание изображения здесь

А вот обсуждение S-IVB (я выкладываю его как изображение, потому что какой бы формат ни использовали Google Книги, я не могу скопировать текст). Отметим, что торги велись на вес и надежность.

введите описание изображения здесь

Редактировать: связанный документ доступен в NTRS , что приятно, потому что формат Google Книг раздражает.

Неплохо бы для полного ответа добавить вывод о том, почему победил гелий.
Хорошее предложение, включено.
ОМ - отличные источники! Кажется, это именно то, что я подозревал и как вы указали в своей преамбуле: компромиссы дизайна. Там, где есть длительный период нахождения на побережье, как это было с Сатурном V и как это, вероятно, будет с любой полезной нагрузкой GTO (или выше), автогенное повышение давления просто невозможно из-за неизбежного падения давления. На самом деле параметр удлиненного побережья (или, если на то пошло, парковочной орбиты) сам по себе исключает автогенное повышение давления.

Наддув без насосов - это иерархия надежности конструкции ракетного двигателя, топливо вытесняется давлением газа, так как гелий легкий, инертный и ни с чем не вступает в реакцию; поэтому он используется для контроля воспламеняемости водорода/различного топлива во время взлета, чтобы наши астронавты благополучно добрались до орбиты.

На самом деле это не объясняет использование гелия, а не других инертных газов, или автогенное повышение давления, упомянутое в ОП.
Зачем использовать гелий?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v