| Поиск |
| Сообщения за день |
| 03.04.2016, 21:35 | ||||
|
||||
|
|
|||
|
| 05.04.2016, 00:18 | ||||
|
||||
|
|
Сейчас, в двадцать первом веке, есть космические ракеты, для запуска которых используются детали из дерева. Тридцать две березовые палки являются важным элементом системы запуска двигателей. И если страну-производитель таких ракет вы, наверняка, угадали (да, это Россия, а ракеты - семейство "Союз"
 , то от презрительного отношения к такому инженерному решению я бы вас предостерег - это будет серьезной ошибкой. Почему?О чем мы вообще говорим Процесс запуска жидкостного ракетного двигателя гораздо сложнее запуска, например, автомобильного двигателя внутреннего сгорания. Когда в камере сгорания меняются давление, соотношение компонентов и расход топлива, возникают переходные процессы, требующие к себе уважительного отношения. Неправильное зажигание может привести к "жесткому запуску" и даже взорвать двигатель. Автор видео пишет, что так и не нашел потом оторвавшиеся камеру сгорания и сопло: А здесь произошел срыв пламени зажигательного устройства, и двигатель получил серьезный удар, когда пламя "догнало" поток компонентов: В поисках надежной, эффективной и дешевой системы зажигания было придумано довольно много инженерных решений. О них мы сегодня и поговорим. Роща на ракете  Это - пирозажигательное устройство (ПЗУ) двигателей РД-107/108, которые стоят на ракетах-носителях семейства "Союз". На деревянной Т-образной опоре установлены две пиротехнические шашки с датчиком (подпружиненный контакт) между ними. По команде "зажигание" шашки воспламеняются от электрозапалов, пламя пережигает провод датчика, и его пружина размыкает контакт. В электросистему ракеты приходит сообщение, что в этой камере сгорания шашки горят хорошо, можно открывать клапаны подачи топлива и окислителя и продолжать запуск двигателя.  Сверху на двух камерах защитные крышки (ярко-красные), снизу уже установлены ПЗУ Несмотря на очень устаревший вид, такая система зажигания имеет следующие достоинства:
В то же время, конечно же, у системы есть ограничения и недостатки:
Вообще, история с этими ПЗУ наглядно демонстрирует поговорку "лучшее враг хорошего". Для двигателей РД-107/108 неоднократно предлагались другие системы зажигания, но все предложения разбивались о простой расчет стоимости. Так что, несмотря на кажущийся архаичным вид, эта система исчезнет только вместе с окончанием эксплуатации ракет семейства "Союз", а это будет еще очень нескоро. Похожая схема зажигания, разве что без дерева, используется сейчас на европейской тяжелой ракете Ariane 5. Вот фотография форсунок камеры сгорания двигателя Vulcain 2, который стоит на центральной ступени. По центру расположено отверстие для пирошашки:  А вот шашки в сборе в цехе производителя:  Схема установки шашки в двигателе:  Радость конспирологов Адепты "лунного заговора" очень любят в красках рассказывать о пуске "Аполлона-6" 4 апреля 1968 года. Действительно, в процессе работы второй ступени в одном двигателе возникли проблемы, из-за которых выключились два двигателя из пяти, и вторая ступень с трудом вышла на низкую орбиту. Конспирологи из этого события делают вывод, что "Сатурн-5" оказался никуда не годной ракетой и не мог никого отправить к Луне. Но что же произошло там на самом деле?  Схема камеры сгорания и запальника двигателя J-2 В двигателе J-2, который стоял на второй и третьей ступенях ракеты-носителя "Сатурн-V", зажигание поддерживалось постоянно в процессе его работы. Так называемый запальник форкамерно-факельного типа представлял собой отдельную небольшую камеру сгорания, в которую подавались водород и кислород, непрерывно поджигаемые электрическим разрядом от запальной свечи (примерно так же, как и в автомобиле). Пламя из запальника выходило по центру камеры сгорания и обеспечивало непрерывность горения.  Камера сгорания двигателя шаттла SSME, использующая тот же принцип, отверстие запальника показано стрелкой А в случае с "Аполлоном-6" проблемы возникли на подходе к запальнику. Тонкая металлическая трубка, по которой подавался жидкий водород, имела гибкие элементы с гофрированием:  Жидкий водород настолько холодный, что сжижает атмосферный воздух. В условиях наземных испытаний в углублениях гофра образовывался слой жидкого воздуха, который работал, как амортизатор. А на высоте запуска второй ступени воздуха уже было мало, амортизирующий слой не образовался, гофр стал вибрировать и лопнул.  Подача водорода прекратилась, запальник погас, и в двигателе началось нестабильное горение. Система управления ракеты заметила это и дала команду на выключение двигателя. Но тут проявилась вторая проблема - провода к двигателям были перепутаны, и система управления выключила другой, здоровый, двигатель. А первый двигатель погас сам. Несмотря на серьезность возникших проблем, исправить их было просто. В трубках подачи водорода и кислорода убрали гофрированные участки:  А провода от системы управления укоротили, чтобы их физически было невозможно перепутать. Модифицированный двигатель был успешно испытан в полете "Аполлона-7". А уже потом состоялся полет "Аполлона-8" с разгоном к Луне. Конспирологи, которые пишут, что полет к Луне произошел сразу после аварии "Аполлона-6", ошибаются и тут. Увы, им часто не хватает даже базовых знаний. А электрическая система зажигания с форкамерой успешно используется на кислородно-водородных двигателях. При необходимости она может запускать двигатель несколько раз. Для шаттлов это не было нужно, но вот разгонным блокам иногда приходится производить несколько включений. Вот фотография с испытаний запальника для разрабатываемого европейского разгонного блока Vinci:  Еще об электричестве Удобство электрического зажигания сделало его фактически единственным вариантом для запуска твердотопливных двигателей. Вот, например, шашки для зажигания твердотопливных ускорителей Спейс Шаттла:  Что любопытно, они расположены не снизу ускорителя, как это могло бы показаться логичным, а сверху. Парадоксальный вариант Иногда отдельная система зажигания вообще не нужна. Несимметричный диметилгидразин и азотный тетраоксид воспламеняются просто при контакте друг с другом, избавляя инженеров от необходимости придумывать специальные системы. Кроме этого, НДМГ и АТ хранятся в жидком виде при комнатной температуре, что сделало их отличным выбором для пилотируемых кораблей, маневрирующих спутников и межпланетных станций. Особенно удобно отсутствие системы зажигания для маневровых двигателей, которые используются в больших количествах и отличаются небольшим размером.  Классика жанра - двигатели ориентации на "Союзе" и лунном модуле Химия поможет Удобство самовоспламеняющихся химических соединений привело к тому, что они используются как пусковое горючее для запуска несамовоспламеняющихся топливных пар. В простейшем случае в трубопроводы ставят "ампулы" (трубы с мембранами) с самовоспламеняющимися компонентами. При запуске двигателя они выбрасываются в камеру сгорания, смешиваются, воспламеняются и создают пламя, от которого загорается основное горючее:  При необходимости многократного запуска можно сделать отдельный бачок с пусковым горючим, запаса которого хватит на несколько пусков. Подобные системы используются достаточно часто на кислородно-керосиновых двигателях, они стояли на F-1 (первая ступень "Сатурна-V" , их используют в семействе РД-170/180/190 и "Мерлинах" Маска. Главным недостатком химического зажигания является то, что если используются одноразовые ампулы, мембраны при запуске разорвались, а ракета не улетела, ее приходится снимать со старта, везти в монтажно-испытательный комплекс и менять ампулы на новые. Например, в 2013 году повторный запуск Falcon 9 со спутником SES-8 состоялся только через шесть дней.Пиу-пиу В последние годы активно идет работа над лазерными системами зажигания. Вот, например, отечественные лазерные модули, которые успешно прошли испытания на РД-107/108:  Фото с испытаний:  В будущем такие системы могут вытеснить химическое и форкамерное электрическое зажигание, в том случае, когда нужен многократный запуск двигателя, а существующие системы недешевы и сравнимы по стоимости с лазерными модулями. (c) |
|||
|
|
| 05.04.2016, 10:00 | ||||
|
||||
|
Цитата:
2 недостатком не является, т.к. установка ракетоносителя на "0" и подключение к пусковым системам, а так же заправка и т.д. делается вручную... а случайное повреждение  это ЧП в масштабе Роскосмоса... о человеке, допустившим это, можно забыть(шутка). но в вообще-то спирт там, напиток популярный... я долго ещё удивлялся почему ракеты падали только 1-2 раза в год, а не при каждом пуске...
|
|||
|
|
| 05.04.2016, 10:29 | ||||
|
||||
|
|
monolitik, а ты с ракетостроением как-то связан? Ух, интересно, как все это работает!
Дерево на топку, спирт на заправку персонала, все вручную - это же секрет успеха наших ракет) |
|||
|
|
| 05.04.2016, 10:35 | ||||
|
||||
|
|
Цитата:
Поэтому мы непобедимы!!!  
|
|||
|
|
Solium был основан 1 февраля 2006 года, как объединяющий просветительский проект на стыке областей. Он помогает заглянуть в "сверхъестественную" часть нашей жизни, чтобы лучше понять самих себя и руководствуясь этим знанием, образовать гармоничное и светлое будущее в едином Содужестве заинтересованных людей. Присоединяйтесь?
После регистрации Вы сможете создавать свои темы и отвечать на сообщения.
Регистрация!
