🧟 👜 📅 32 عصا من خشب البتولا أو أنظمة إشعال لمحركات الصواريخ 👶🏻 🕺🏽 👎🏻

الآن ، في القرن الحادي والعشرين ، هناك صواريخ فضائية ، لإطلاق أي أجزاء من الخشب تستخدم. يُعد اثنان وثلاثون عمودًا من خشب البتولا عنصرًا مهمًا في نظام تشغيل المحرك. وإذا كنت قد خمنت على الأرجح بلد تصنيع مثل هذه الصواريخ (نعم ، هذه هي روسيا ، والصواريخ هي عائلة سويوز) ، فعندئذ كنت سأحذرك من الموقف الاحتقاري تجاه مثل هذا الحل الهندسي - سيكون هذا خطأ فادحًا. لماذا؟

ما نتحدث عنه

عملية بدء تشغيل محرك صاروخ سائل أكثر تعقيدًا من البدء ، على سبيل المثال ، محرك احتراق داخلي للسيارات. عندما يتغير الضغط ونسبة المكونات واستهلاك الوقود في غرفة الاحتراق ، تنشأ عمليات عابرة تتطلب موقفًا محترمًا. يمكن أن يتسبب الاشتعال غير الصحيح في "بداية صعبة" بل ويفجر المحرك.

يكتب مؤلف الفيديو أنه لم يجد غرفة الاحتراق والفوهة التي خرجت لاحقًا:

وهنا انقطع شعلة الجهاز الحارق ، وتلقى المحرك ضربة قوية عندما "اشتعلت" الشعلة مع تدفق المكونات:

بحثًا عن نظام اشتعال موثوق به وفعال ورخيص ، تم اختراع عدد غير قليل من الحلول الهندسية. سنتحدث عنها اليوم.

روكيت جروف

هذا هو جهاز إشعال حراري (ROM) لمحركات RD-107/108 ، والتي يتم تركيبها على مركبات إطلاق عائلة Soyuz. يتم تركيب كتلتين ناريتين مع مستشعر (اتصال محمّل بنابض) على دعامة خشبية على شكل حرف T. في أمر "الإشعال" ، يتم إشعال الداما بواسطة الصمامات الكهربائية ، ويحرق اللهب سلك المستشعر ، ويفتح زنبرك الاتصال. تصل رسالة إلى النظام الكهربائي للصاروخ بأن الداما تحترق جيدًا في غرفة الاحتراق هذه ، يمكنك فتح صمامات الوقود والمؤكسد والاستمرار في تشغيل المحرك.

توجد أغطية واقية فوق الكاميرتين (حمراء زاهية) ، مدمجة بالفعل

في القاع ، على الرغم من المظهر القديم للغاية ، فإن نظام الإشعال هذا له المزايا التالية:

. , , , , .. . , , 32 , «», .
. , . 12 «- №3» — ,
سرعة الاستبدال . استغرق الفريق المبتدئ أقل من يوم ليحل محل ROMs ويطلق بنجاح Resource-P No. 3 في 13 مارس. تتطلب بعض أنظمة الإشعال الأخرى إزالة الصاروخ من الإطلاق وتأجيل الإطلاق لعدة أيام.

في الوقت نفسه ، بالطبع ، لدى النظام قيود وعيوب:

إمكانية التصرف . من الواضح أن طريقة الإشعال هذه ليست مناسبة إذا كنت بحاجة إلى تشغيل المحرك عدة مرات.
يتطلب العمل اليدوي ويعتمد على جودته . استعدادًا للبداية ، يجب تثبيت ROM يدويًا ومن الممكن ، على سبيل المثال ، إتلاف أسلاك نظام الإشعال عن طريق الخطأ.

بشكل عام ، توضح القصة مع هذه الأقراص المدمجة بوضوح القول "أفضل عدو للخير". بالنسبة لمحركات RD-107/108 ، تم اقتراح أنظمة اشتعال أخرى بشكل متكرر ، ولكن تم تقسيم جميع المقترحات على حساب تكلفة بسيطة. لذلك ، على الرغم من المظهر القديم ، سيختفي هذا النظام فقط مع نهاية تشغيل صواريخ عائلة سويوز ، ولن يكون هذا قريبًا جدًا.

يتم الآن استخدام نظام إشعال مماثل ، باستثناء بدون الخشب ، على صاروخ Ariane 5 الأوروبي الثقيل. وفيما يلي صورة لحاقنات غرفة الاحتراق بمحرك Vulcain 2 ، والتي تقع على المسرح المركزي. يوجد في المنتصف فتحة للوحة الشطرنج:

لكن مجموعة الداما في ورشة عمل الشركة المصنعة:

رسم تخطيطي لتركيب الداما في المحرك:

فرحة منظري المؤامرة

إن أتباع "مؤامرة القمر" مغرمون للغاية بالحديث عن إطلاق أبولو 6 في 4 أبريل 1968. في الواقع ، أثناء تشغيل المرحلة الثانية ، نشأت مشاكل في محرك واحد ، ونتيجة لذلك تم إيقاف تشغيل اثنين من المحركات الخمسة ، ودخلت المرحلة الثانية بالكاد في مدار منخفض. خلص معالجو المؤامرة من هذا الحدث إلى أن زحل 5 تبين أنه صاروخ غير قابل للاستخدام ولا يمكنه إرسال أي شخص إلى القمر. ولكن ما الذي حدث بالفعل هناك؟

رسم تخطيطي لغرفة الاحتراق ومحرك الإشعال J-2

في محرك J-2 ، الذي كان في المرحلتين الثانية والثالثة من مركبة الإطلاق Saturn-V ، تم الحفاظ على الإشعال باستمرار أثناء تشغيله. كان ما يسمى بموقد الإشعال الدليلي عبارة عن غرفة احتراق صغيرة منفصلة يتم تزويد الهيدروجين والأكسجين بها ، ويتم إشعالها باستمرار بواسطة تفريغ كهربائي من قابس الإشعال (تقريبًا نفس الموجود في السيارة). خرج اللهب من المشعل في وسط غرفة الاحتراق وضمن استمرارية الاحتراق.

غرفة الاحتراق لمحرك المكوك SSME ، باستخدام نفس المبدأ ، يتم عرض الفتحة التجريبية بواسطة السهم

A. في حالة Apollo 6 ، نشأت مشاكل عند الاقتراب من الطيار. يحتوي الأنبوب المعدني الرفيع الذي يتم من خلاله توفير الهيدروجين السائل على عناصر مرنة مع تمويج:

الهيدروجين السائل بارد جدًا لدرجة أنه يسيل هواء الغلاف الجوي. تحت الاختبارات الأرضية ، تشكلت طبقة من الهواء السائل في تموجات التمويج ، والتي عملت كممتص للصدمات. وفي ذروة إطلاق المرحلة الثانية من الهواء كان هناك بالفعل القليل من الهواء ، ولم يتم تكوين طبقة امتصاص الصدمات ، وبدأ التموج في الاهتزاز والانفجار.

توقف إمداد الهيدروجين ، وخرج المشعل ، وبدأ الاحتراق غير المستقر في المحرك. لاحظ نظام التحكم الصاروخي ذلك وأعطى الأمر بإيقاف المحرك. ولكن بعد ذلك ظهرت مشكلة ثانية - تم خلط أسلاك المحركات ، وأوقف نظام التحكم محركًا آخر صحيًا. وخرج المحرك الأول من تلقاء نفسه.

على الرغم من خطورة المشاكل ، كان من السهل إصلاحها. تمت إزالة المقاطع المموجة في أنابيب إمداد الهيدروجين والأكسجين:

وتم تقصير الأسلاك من نظام التحكم بحيث كان من المستحيل ماديًا مزجها. تم اختبار المحرك المعدل بنجاح في رحلة أبولو 7. وعندها فقط تمت رحلة أبولو 8 بسرعة إلى القمر. معالجو المؤامرة الذين يكتبون أن الرحلة إلى القمر وقعت مباشرة بعد حادث أبولو 6 مخطئون هنا. للأسف ، غالبًا ما يفتقرون حتى إلى المعرفة الأساسية.

ويستخدم نظام الإشعال الكهربائي مع غرفة التبريد بنجاح في محركات الأكسجين والهيدروجين. إذا لزم الأمر ، يمكن تشغيل المحرك عدة مرات. بالنسبة للمكوكات ، لم يكن ذلك ضروريًا ، ولكن يجب أن تبدأ كتل رفع تردد التشغيل عدة مرات في بعض الأحيان. هذه صورة من الاختبار التجريبي لوحدة تقوية فينشي الأوروبية قيد التطوير:

بالنسبة للشرر المألوفة لدى الكثيرين عند إطلاق مكوك الفضاء ، فهذا ليس نظام إشعال محرك. على المكوكات كانت هناك مشاعل ما قبل الاشتعال (صورة غرفة الاحتراق أعلاه إذا لم تلاحظ التوقيع). بالمعنى الدقيق للكلمة ، فإن بدء تشغيل المحرك من الشرر تحت الفوهة هو فرصة مؤكدة عمليًا للتسبب في بداية صعبة عندما يرتفع اللهب إلى غرفة الاحتراق. الشرر الجميل عبارة عن نظام مضمون لحرق الهيدروجين من المحركات حتى لا يتراكم في أي مكان ويخلق تركيزًا متفجرًا.

خيار متناقض

في بعض الأحيان لا تكون هناك حاجة إلى نظام إشعال منفصل على الإطلاق. يشتعل ثنائي ميثيل هيدرازين غير المتماثل ورباعي أكسيد النيتروجين ببساطة عند التلامس مع بعضهما البعض ، مما يلغي حاجة المهندسين إلى ابتكار أنظمة خاصة. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تخزين UDMH و AT في شكل سائل في درجة حرارة الغرفة ، مما جعلها خيارًا ممتازًا للمركبات الفضائية المأهولة ، والأقمار الصناعية المناورة والمحطات بين الكواكب. من الملائم بشكل خاص عدم وجود نظام إشعال لمحركات التحويل ، والتي يتم استخدامها بكميات كبيرة وصغيرة الحجم.

كلاسيكيات النوع - محركات التوجه على "الاتحاد" والوحدة القمرية

الكيمياء سوف تساعد

أدت ملاءمة المركبات الكيميائية ذاتية الاشتعال إلى حقيقة أنها تستخدم كوقود لبدء تشغيل أزواج الوقود غير القابلة للاحتراق. في أبسط الحالات ، يتم وضع "أمبولات" (أنابيب ذات أغشية) مع مكونات ذاتية الإشعال في خطوط الأنابيب. عندما يبدأ المحرك ، يتم إلقاءها في غرفة الاحتراق ، وتخلط وتشتعل وتخلق لهبًا يشعل الوقود الرئيسي منه:

إذا كنت بحاجة إلى عمليات بدء متعددة ، فيمكنك عمل خزان منفصل بوقود بدء ، يكفي مخزونه لعدة مرات. يتم استخدام هذه الأنظمة في كثير من الأحيان على محركات الكيروسين الأكسجين ، وقفت على F-1 (المرحلة الأولى من Saturn-V) ، وتستخدم في عائلة RD-170/180/190 و Mask's Merlins. العيب الرئيسي للاشتعال الكيميائي هو أنه في حالة استخدام أمبولات يمكن التخلص منها ، تنفجر الأغشية عند الإطلاق ، ولا يطير الصاروخ بعيدًا ، يجب إزالته من البداية ، ونقله إلى مجمع التجميع والاختبار واستبداله بأخرى جديدة. على سبيل المثال ، في عام 2013 ، تمت إعادة إطلاق Falcon 9 مع القمر الصناعي SES-8 بعد ستة أيام فقط.

بيو بيو

في السنوات الأخيرة ، يجري العمل على أنظمة الإشعال بالليزر. هنا ، على سبيل المثال ، وحدات الليزر المحلية التي اجتازت الاختبارات بنجاح على RD-107/108:

صورة من الاختبارات:

في المستقبل ، يمكن لهذه الأنظمة أن تحل محل الإشعال الكهربائي الكيميائي وما قبل الحجرة ، في حالة الحاجة إلى بدء تشغيل محرك متعدد ، وتكون الأنظمة الحالية باهظة الثمن و قابلة للمقارنة في التكلفة إلى وحدات الليزر.

قصص بسيطة حول كيفية تحليق الصواريخ والأقمار الصناعية - بواسطة علامة "الصعوبات غير المرئية في تكنولوجيا الفضاء"

32 عصا من خشب البتولا أو أنظمة إشعال لمحركات الصواريخ