32个桦木棍或火箭发动机点火系统


如今,在二十一世纪,出现了太空火箭,用于发射使用木材制成的部件。三十二桦木极是发动机启动系统的重要组成部分。而且,如果您可能猜到了这种导弹的制造国(是的,这是俄罗斯,而导弹是联盟号家族的话),那么我会警告您不要对这种工程解决方案持鄙视的态度-这将是一个严重的错误。怎么了

我们在说什么


起动液体火箭发动机的过程比起动例如汽车内燃机的过程复杂得多。当燃烧室中的压力,组分的比例和燃料消耗发生变化时,就会出现需要尊重态度的过渡过程。点火不当会导致“硬启动”,甚至会使发动机爆炸。

该视频的作者写道,他没有找到后来脱落的燃烧室和喷嘴:


在这里,燃烧装置的火焰被切断,当火焰随零件流“聚集”时,发动机受到了严重的打击:


为了寻找可靠,高效和廉价的点火系统,发明了许多工程解决方案。今天我们将讨论它们。

火箭格罗夫



这是RD-107 / 108发动机的高温点火装置(ROM),安装在联盟号系列运载火箭上。两个烟火块之间带有一个传感器(弹簧式触点),安装在木制T形支架上。在“点火”命令下,检查器被电熔丝点火,火焰将传感器导线烧毁,其弹簧打开触点。火箭电气系统中收到一条消息,表明检查器在该燃烧室内燃烧良好,您可以打开燃料阀和氧化剂阀,然后继续启动发动机。


两台摄像机的顶部都有保护盖(红色),底部已经安装

ROM,尽管外观非常过时,但这种点火系统具有以下优点:
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  • 更换速度快启动团队用了不到一天的时间更换了ROM,并于3月13日成功启动了Resource-P No.3。其他一些点火系统将要求将火箭从发射中移出,并将发射推迟几天。

当然,与此同时,该系统也有缺点和缺点:
  • 一次性性显然,如果您需要多次启动发动机,则这种点火方法不合适。
  • 它需要手工操作,并取决于其质量在准备启动过程中,必须手动安装ROM,例如,可能会意外损坏点火线。

通常,带有这些ROM的故事清楚地表明了“善良的最大敌人”这一说法。对于RD-107 / 108发动机,曾多次提出其他点火系统,但所有提议均以简单的成本计算方法分解。因此,尽管看上去很老旧,但该系统仅在联盟号家族导弹的运行结束时才会消失,而且不会很快。

现在,在Ariane 5欧洲重型火箭上使用了类似的点火方案,但没有木头,这是位于中央舞台上的Vulcain 2发动机燃烧室喷油嘴的照片。中心处有一个用于棋盘的孔:



但是在制造商的车间中,棋盘的组装:


发动机中棋盘的安装图:


阴谋理论家的喜悦


“月球阴谋”的拥护者非常喜欢讲述1968年4月4日发射的阿波罗6号。实际上,在第二阶段的操作期间,一台发动机出现了问题,这是由于五台发动机中的两台被关闭,第二阶段几乎没有进入低轨道。这次活动的阴谋治疗师得出的结论是,土星5号是无法使用的火箭,无法将任何人送上月球。但是那里到底发生了什么?


燃烧室和点火器发动机J-2的示意图

在Saturn-V运载火箭第二和第三级的J-2发动机中,点火在操作过程中一直保持不变。所谓的先导火炬点火器是一个单独的小燃烧室,向其中供应了氢气和氧气,并通过火花塞的放电不断地点燃(与汽车中的相同)。来自点火器的火焰在燃烧室的中心散发出来,确保了燃烧的连续性。


使用相同的原理,SSME梭式发动机的燃烧室用箭头

A 表示导向孔。在阿波罗6号的情况下,引向导向装置的问题出现了。供给液态氢的金属细管具有带有波纹的柔性元件:



液态氢是如此之冷,以至于它会液化大气。在地面测试中,在波纹的波纹中形成了一层液体空气,该空气用作减震器。在第二阶段空气发射的高度,已经有一点空气,没有形成吸震层,波纹开始振动并破裂。



氢气供应停止,点火器熄灭,发动机开始不稳定燃烧。导弹控制系统注意到了这一点,并下达了关闭发动机的命令。但是随后出现了第二个问题-混合了发动机的电线,控制系统关闭了另一台健康的发动机。第一个引擎自行熄灭。

尽管问题很严重,但仍很容易解决。在氢气和氧气供应管中去除了波纹部分:



控制系统的电线也缩短了,因此实际上不可能将它们混合在一起。改装后的发动机已在Apollo 7飞行中成功测试。直到那时,阿波罗8号的飞行才加速到月球。阴谋治疗师认为在阿波罗6号事故发生后立即发生了飞往月球的飞行,在这里被误认为是。 las,他们经常甚至缺乏基本知识。

带有预燃室的电子点火系统已成功用于氢氧发动机。如有必要,它可以多次启动引擎。对于航天飞机,这不是必需的,但是有时超频块必须重新启动。这是正在开发中的Vinci欧洲助力器装置的先导测试的照片:



至于发射航天飞机时许多人所熟悉的火花,这不是发动机点火系统。梭子上有点火前的割炬(燃烧室的照片在上方,如果您不注意签名的话)。严格来说,从喷嘴下方的火花启动发动机实际上是一定的机会,当火焰升至燃烧室时会导致硬启动。美丽的火花是确保发动机中的氢气再燃烧的系统,因此氢气不会在任何地方积聚并产生爆炸性浓度。



有关电的更多信息


电点火的便利性使其实际上成为启动固体燃料发动机的唯一选择。例如,这里是用于点燃航天飞机固体燃料加速器的检查器:



奇怪的是,它们并不位于加速器的底部(看起来似乎很合理),而是位于顶部。

矛盾的选择


有时根本不需要单独的点火系统。不对称的二甲基肼和四氧化二氮相互接触时便会点燃,从而无需工程师设计特殊的系统。此外,UDMH和AT在室温下以液体形式存储,这使其成为载人航天器,机动卫星和行星际站的绝佳选择。特别方便的是没有用于并联发动机的点火系统,该系统使用量大且尺寸小。


经典流派-“联盟”和登月舱的定向引擎

化学会有所帮助


自燃化合物的便利性导致了这样的事实,即它们被用作启动非可燃燃料对的启动燃料。在最简单的情况下,将带有自燃组件的“安瓿”(带有膜的管道)放置在管道中。发动机启动时,它们被扔进燃烧室,混合,点燃并产生火焰,主要燃料从该火焰中燃烧:



如果您需要多次启动,则可以使用启动燃料制作一个单独的油箱,该燃油的储备量足以进行多次启动。这种系统经常用在氧气-煤油发动机上,它们安装在F-1(Saturn-V的第一阶段)上,用于RD-170 / 180/190系列和Mask's Merlins。化学点火的主要缺点是,如果使用一次性安瓿瓶,则膜在发射时会破裂,并且火箭不会飞走,必须从一开始就将其取下,送至组装和测试中心,然后更换新的安瓿瓶。例如,仅在六天后,2013年,使用SES-8卫星重新发射了Falcon 9。

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近年来,激光点火系统的工作正在进行中。例如,这里的家用激光模块已成功通过RD-107 / 108的



测试:测试照片:



将来,在需要多台发动机启动且现有系统价格昂贵且昂贵的情况下,此类系统可以代替化学点火和前室电点火。成本与激光模块相当。

有关火箭和卫星飞行的简单故事-带有“太空技术的隐形难题”标签

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN392575/


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