🆒 ✋ 🈺 32 palos de abedul o sistemas de encendido del motor de cohete 📈 🌾 👩🏼‍🏫

Ahora, en el siglo XXI, hay cohetes espaciales, para cuyo lanzamiento se utilizan partes de madera. Treinta y dos postes de abedul son un elemento importante del sistema de arranque del motor. Y si probablemente haya adivinado el país de fabricación de tales misiles (sí, esto es Rusia, y los cohetes son la familia Soyuz), entonces le advertiría de un desprecio por tal solución de ingeniería, esto será un grave error. Por qué

De que estamos hablando

El proceso de arrancar un motor de cohete líquido es mucho más complicado que arrancar, por ejemplo, un motor de combustión interna de automóvil. Cuando la presión, la relación de componentes y el consumo de combustible cambian en la cámara de combustión, surgen procesos transitorios que requieren una actitud respetuosa. Un encendido incorrecto puede causar un "arranque difícil" e incluso explotar el motor.

El autor del video escribe que no encontró la cámara de combustión y la boquilla que salieron más tarde:

Y aquí se cortó la llama del dispositivo incendiario, y el motor recibió un fuerte golpe cuando la llama "atrapó" el flujo de componentes:

En busca de un sistema de encendido confiable, eficiente y barato, se inventaron bastantes soluciones de ingeniería. Hablaremos de ellos hoy.

Rocket Grove

Este es un dispositivo de ignición piromecánica (ROM) de los motores RD-107/108, que se montan en los vehículos de lanzamiento de la familia Soyuz. Dos bloques pirotécnicos con un sensor (contacto de resorte) entre ellos se instalan sobre un soporte de madera en forma de T. A la orden de "encendido", los verificadores se encienden con fusibles eléctricos, la llama quema el cable del sensor y su resorte abre el contacto. Llega un mensaje al sistema eléctrico del cohete que dice que los inspectores arden bien en esta cámara de combustión, puede abrir las válvulas de combustible y oxidante y continuar arrancando el motor.

Hay cubiertas protectoras en la parte superior de las dos cámaras (rojo brillante), las ROM ya están instaladas

en la parte inferior.A pesar de la apariencia muy anticuada, dicho sistema de encendido tiene las siguientes ventajas:

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Velocidad de reemplazo . El equipo inicial tardó menos de un día en reemplazar las ROM y lanzar con éxito el Resource-P No. 3 el 13 de marzo. Algunos otros sistemas de encendido requerirían que el cohete se retirara del lanzamiento y el lanzamiento se demorara varios días.

Al mismo tiempo, por supuesto, el sistema tiene limitaciones y desventajas:

Desechable . Obviamente, este método de encendido no es adecuado si necesita arrancar el motor varias veces.
Requiere trabajo manual y depende de su calidad . En preparación para el inicio, la ROM debe instalarse manualmente y es posible, por ejemplo, dañar accidentalmente los cables del sistema de encendido.

En general, la historia con estas ROM demuestra claramente el dicho "el mejor enemigo de los buenos". Para los motores RD-107/108, se propusieron repetidamente otros sistemas de encendido, pero todas las propuestas se dividieron en un simple cálculo de costos. Entonces, a pesar de la apariencia aparentemente arcaica, este sistema desaparecerá solo con el final de la operación de los misiles de la familia Soyuz, y esto no será muy pronto.

Ahora se usa un esquema de encendido similar, excepto sin madera, en el cohete pesado europeo Ariane 5. Aquí hay una fotografía de los inyectores de la cámara de combustión del motor Vulcain 2, que se encuentra en el escenario central. En el centro hay un orificio para el tablero de ajedrez:

Pero el ensamblaje de las damas en el taller del fabricante:

Diagrama de instalación de las damas en el motor:

La alegría de los teóricos de la conspiración

Los partidarios de la "conspiración lunar" son muy aficionados a contar sobre el lanzamiento del Apolo 6 el 4 de abril de 1968. De hecho, durante la operación de la segunda etapa, surgieron problemas en un motor, debido a que dos de los cinco motores se apagaron, y la segunda etapa apenas entró en una órbita baja. Los terapeutas de la conspiración de este evento concluyen que el Saturno 5 resultó ser un cohete inutilizable y no pudo enviar a nadie a la luna. ¿Pero qué pasó realmente allí?

Diagrama de la cámara de combustión y motor de encendido J-2

En el motor J-2, que estaba en la segunda y tercera etapa del vehículo de lanzamiento Saturn-V, el encendido se mantuvo constantemente durante su funcionamiento. El llamado encendedor de llama piloto fue una pequeña cámara de combustión separada en la que se suministró hidrógeno y oxígeno, encendidos continuamente por una descarga eléctrica de la bujía (aproximadamente lo mismo que en un automóvil). La llama del encendedor salió en el centro de la cámara de combustión y aseguró la continuidad de la combustión.

La cámara de combustión del motor de lanzadera SSME, utilizando el mismo principio, el agujero piloto se muestra con la flecha

A. En el caso del Apolo 6, surgieron problemas al acercarse al piloto. El delgado tubo de metal a través del cual se suministraba hidrógeno líquido tenía elementos flexibles con corrugación:

El hidrógeno líquido es tan frío que licua el aire atmosférico. Bajo pruebas en tierra, se formó una capa de aire líquido en las corrugaciones de la corrugación, que funcionaba como un amortiguador. Y a la altura del lanzamiento de la segunda etapa del aire ya había un poco de aire, la capa amortiguadora no se formó, la ondulación comenzó a vibrar y explotar.

El suministro de hidrógeno se detuvo, el encendedor se apagó y comenzó una combustión inestable en el motor. El sistema de control de misiles se dio cuenta de esto y dio la orden de apagar el motor. Pero luego apareció un segundo problema: los cables de los motores se mezclaron y el sistema de control apagó otro motor sano. Y el primer motor se apagó solo.

A pesar de la gravedad de los problemas, fue fácil solucionarlos. Las secciones corrugadas se eliminaron en los tubos de suministro de hidrógeno y oxígeno:

Y los cables del sistema de control se acortaron para que fuera físicamente imposible mezclarlos. El motor modificado fue probado con éxito en el vuelo del Apolo 7. Y solo entonces el vuelo del Apolo 8 tuvo lugar con aceleración a la luna. Los terapeutas de la conspiración que escriben que el vuelo a la luna ocurrió inmediatamente después del accidente del Apolo 6 se equivocan aquí. Por desgracia, a menudo carecen incluso de conocimientos básicos.

Y el sistema de encendido eléctrico con precámara se utiliza con éxito en motores de oxígeno-hidrógeno. Si es necesario, puede arrancar el motor varias veces. Para los transbordadores, esto no era necesario, pero los bloques de overclocking a veces tienen que comenzar varias veces. Aquí hay una foto de la prueba piloto para la unidad de refuerzo europea Vinci en desarrollo:

En cuanto a las chispas familiares para muchos al lanzar el transbordador espacial, este no es un sistema de encendido del motor. En los transbordadores había antorchas de preencendido (la foto de la cámara de combustión está arriba si no notó la firma). Estrictamente hablando, arrancar el motor por chispas debajo de la boquilla es una posibilidad prácticamente segura de provocar un arranque difícil cuando la llama sube a la cámara de combustión. Las chispas hermosas son un sistema de poscombustión garantizada de hidrógeno de los motores para que no se acumule en ninguna parte y cree una concentración explosiva.

Más sobre electricidad

La conveniencia del encendido eléctrico lo convirtió prácticamente en la única opción para arrancar motores de combustible sólido. Aquí, por ejemplo, están los inspectores para encender los aceleradores de combustible sólido del transbordador espacial:

Curiosamente, no se encuentran en la parte inferior del acelerador, como puede parecer lógico, sino en la parte superior.

Opción paradójica

A veces no se necesita un sistema de encendido por separado. La dimetilhidrazina asimétrica y el tetraóxido de nitrógeno se encienden simplemente cuando están en contacto entre sí, eliminando la necesidad de que los ingenieros propongan sistemas especiales. Además, UDMH y AT se almacenan en forma líquida a temperatura ambiente, lo que los convirtió en una excelente opción para naves espaciales tripuladas, satélites de maniobra y estaciones interplanetarias. Especialmente conveniente es la ausencia de un sistema de encendido para motores de derivación, que se utilizan en grandes cantidades y son de tamaño pequeño.

Clásicos del género - motores de orientación sobre la "Unión" y el módulo lunar

La química ayudará

La conveniencia de los compuestos químicos autoinflamables ha llevado al hecho de que se usan como combustible de arranque para arrancar pares de combustible no combustible. En el caso más simple, las "ampollas" (tuberías con membranas) con componentes autoinflamables se colocan en tuberías. Cuando el motor arranca, son arrojados a la cámara de combustión, mezclados, encendidos y crean una llama desde la cual se enciende el combustible principal:

Si necesita arranques múltiples, puede hacer un tanque separado con combustible de arranque, cuyo stock es suficiente para varios arranques. Dichos sistemas se usan con bastante frecuencia en motores de oxígeno y queroseno, se ubicaron en el F-1 (la primera etapa de Saturno-V), se usan en la familia RD-170/180/190 y los Merlins de la Máscara. La principal desventaja de la ignición química es que si se usan ampollas desechables, las membranas explotan en el lanzamiento, y el cohete no sale volando, debe retirarse desde el principio, llevarse al complejo de ensamblaje y prueba y reemplazarse por otras nuevas. Por ejemplo, en 2013, el relanzamiento del Falcon 9 con el satélite SES-8 tuvo lugar solo seis días después.

Piu piu

En los últimos años, se está trabajando en sistemas de encendido por láser. Aquí, por ejemplo, módulos láser domésticos que han superado con éxito las pruebas en el RD-107/108:

Fotos de las pruebas:

en el futuro, dichos sistemas pueden desplazar la ignición química y eléctrica antes de la cámara, en el caso de que se necesite un arranque múltiple del motor, y los sistemas existentes son caros y comparable en costo a los módulos láser.

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