מנועי טילים נוזליים הם בין המכונות התרמיות המורכבות והדרישה ביותר שנבנו אי פעם, מה שממיר אנרגיה כימית לתוך דחף קיננטי לשגרה של שכר מעבר לאטמוספירה של כדור הארץ. בלב המבצע שלהם הוא מערכת החשקה – מכשיר שחייב ליזום בעירה באופן אמין בתנאים קיצוניים: טמפרטורות בוכות, טמפרטורות בורקומות, רטט גבוה, רטט עז, והדינמיקה הבלתי סלחנית של הזרקת מנעולים של הזרקה.

ארכיון תגיות: Liquid Rocket Engine Ignition

התעלמות במנוע טילים נוזלי מתחילה עם כניסת דלק וחמצן לתוך תא שלבעירה ביחס הנכון.תערובת חייבת להיות מוגדל לטמפרטורת החדירה שלה (או מסופק עם מקור אנרגיה מקומי) כדי להתחיל את התגובה exthermic.לאחר שיזם, הלהבה propagates על פני הזריקה, ייצוב, ומעברים לבעירה יציבה.

הבחירה של מערכת ignition מושפעת מאוד על ידי סוג דחף - קריגני (חמצן / הידרוגן נוזלי, חמצן נוזלי /kerosene), חדיר (nitrogen tetroxide / hydroazine), או hypergolic (בקיצור igniting שילובים כמו dinitrogen tetroxide / monomethylazine ).

« « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « «

מערכות התעלמות עבור מנועי טילים נוזליים נופלות לארבע קטגוריות רחבות: ציירוטכני (explosive) הציתים, ניצוץ / טורץ, היפרגולי (spontaneous) ignition, ומערכות מתקדמות כגון לייזר או קטליטיטורים.כל מחלקה יש עקרונות הפעלה נפרדים, מעטפות ביצועים ומאפיינים אמינות.

« זיהוי פשירוטכני

(הצית הפירוטכנית, הנקראת גם משחתות נזילות נזילות נזילות נפץ, הן השיטה הוותיקה והמוכחת ביותר.הם מורכבים מדירות קטנות המכילות מטען נפץ ראשוני (כגון עופרת או תרכובת רגישה דומה) וטעינה משנית שמייצרת גז חם, להבה או מקלחת של חלקיקים בלתי קנזנטנים (למשל, מטען תרמי מספיק למניעה של דלק מסוג 2) של כלי רכב מסוג 2.

היתרונות כוללים פשטות, צפיפות אנרגיה גבוהה, וחסינות להפרעות חשמל מאז המכשיר הוא פסיבי עד לעורר. Disadvantages כוללים פעולה שימוש יחיד (החלפת מספר מתחיל), פוטנציאל עבור שכפול אם הגשר או עיוותים ראשוניים, ואת הצורך בטיפול זהיר באחסון של חומרים אנרגטיים. Reliability של ציירוטכניקים ביישומים אווירירילימיים כבר היסטורי מאוד כאשר הוא בנוי בדיקות רנטגן קיצוניות 15.

Spark/Torch Igniters

(הצית Spark מייצרת פער חשמלי גבוה, ומייצרת פלזמה חמה המסוגלת לגוון תערובת מימן או מימן-oxygen. במנועי טילים נוזליים, קיימים שני גרסאות עיקריות: תקעים פשוטים (דומה לעיצובי רכב, אך עם אנרגיה גבוהה יותר ופער רחב יותר) והצית לפידים A היא תא טרום-בוס קטן שמשתמש בניצוץ 9GateF2; לאחר מכן שימוש במנוע עליון:0F1F1F) ו-Fer.

מציתים Spark מציעים את היתרון של יכולת הפעלה מרובות - אותו הרמזר יכול להיות מפוטר עשרות פעמים ללא תחליף. האמינות שלהם תלויה במידה רבה על השלמות של המעגלים הגבוהים, הכוח הדיאלקטרי של המבודד, ואת מצב הפער אלקטרודה.הזיהום ממוצרי הבעירה או שאריות מדחף יכול לגרום לפחמן או לשחיקה, המוביל לשריפה מודרנית.

התעלמות היפרגולית

(המניעים ההיפוגוליים מציידים במגע, תוך חיסול הצורך במצת חיצונית, זהו תקן הזהב לפשטות ואמינות במנועי הפעלה מחדש.זוגות היפרגליים נפוצים כוללים טטטרה-חמצני (NTO) עם מונו מתילאזין (MMH) או סימטרית דיאלמולאזין (UDMH) אלה משמשים ב-FLT:0Spacesuresivesivesivesivesivesivesivesives) ו-Fition System (Funic) הוא כמעט מאיץ's: 1Funic hydrodic מערכת 1Funic hydroder (Funic hydroder: ALT2Funic hydroder: 1Funic hydrod) הוא מנוע (D2Fund) הוא מנוע (D2Funic dimethylFign) הוא לחץ מיידי של LT2Fign) הוא לחץ מיידי של LT2Fign) הוא כמעט מעכב לחץ מיידי של LT2Fignitidine (UDLignerine (DV) הוא כמעט מעכב לחץ מיידי של LT2FLT2Funign).

אמינות של ignition hypergolic גבוהה במיוחד - מכריעה סטטיסטית - סיפקו את איכות הדחף ואת תנאי המשלוח נכונים.הההחלופה העיקרית היא הרעילות הקיצונית והקורוזיות של המדחף, הדורש מערכות טיפול חתומות, חומרים מיוחדים, ובקרת זיהום זהירה.

שיטות התעלמות מתקדמות

(ב) מעבר לגישות הקלאסיות, כמה טכנולוגיות סטיות מתקדמות הן בפיתוח או ראו שימוש מוגבל בטיסה (FLT:0)Laser ignitionFLT:1 משתמשות בקרן לייזר ממוקדת כדי ליצור פלזמה שמצית את הדחף.

גורמים המשפיעים על אמינות מערכות התעלמות

האמינות של מערכת טיהור מנוע טילים מושפעת מאיכות עיצוב, עמידות רכיב, תנאים סביבתיים ומורשת תפעולית. הבנה מעמיקה של גורמים אלה מאפשרת למהנדסים לחזות את שיעורי הכשל ולשלב אסטרטגיות מיגנציה.

אינטגריטי מכנית ו-Thermal Integrity

רכיבים ב Igniteriter חייבים לשרוד ⁇ טמפרטורה קיצונית: מטמפרטורות נוזליות Cryogenic (-200 ° C עבור LOX או LH2) כדי להבות טמפרטורה מעל 3000 מעלות צלזיוס. מדגישים הירומטר יכולים לפצח קרמיקה בתתולים או לגרום לחולשה בדיור מתכת. pyrotechnicצית Fin חייבת להכיל את הלחץ נפץ ללא קרע.

מערכת חשמל ובקרה Robustness

מצית ספארקס תלויה במשלוח אמין של דופק גבוה מתחולל.התחווה, capacitor, מתג (בדרך כלל מחוקק או ממסר מדינה מוצק), ו-wiring חייב לתפקד לאחר החשיפה לוואקום, רטט וקרינה. התערבות אלקטרומגנטית ממגרש חשמל סמוך או משדרים יכולים לגרום לגורם שווא או לא נכון של אש.

רדיפת וסבלנות

מנועי עמידות גבוהים משלבים משחתות כפולות או מטריקים.לדוגמה, מנוע F-1 על שבתאי V השתמש בארבעה משחתים pyrotechnic בגנרטור הגז ושניים בחדר הראשי.The SSME היו שתי מערכות ניצוץ עצמאיות לכל אחד מהטרבורן. Redundancy נועד לכסות גם תקלות חומרה אקראיות וגם שגיאות שיטתיות.

עמידות סביבתית

שיגור חללים במערכות ignition לטטציה גבוהה (עד 20 גרם RMS), רעש אקוסטי (עד 160 dB), ואקום (שיכול לגרום לפריצה של כלואה במעגלים גבוהים), וקרינה (במיוחד עבור משימות ארוכות טווח), יש להתאים למתחים לתנודות לחץ דם (למשל, תערובות המשמשות במנועי רקטות לעבור בדיקות עד 10 פעמים הצפויות למנוע לחות).

תנאי חירום והתאמה

מצב ההנעה ברגע של ignition משפיע באופן דרמטי על האמינות.דחפורים Cryogenic עשויים להיות דו-phase חלקית (licquid andגז), גרימת יחסי תערובת בלתי עקביים או cavitation בהזנת ההצית.Pre-ignition to be a 2-phase) למנוע את הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת חומרים, כדי למנוע את הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת חומרים.

מחקרים בנושא והסתמכות היסטורית

(הבדיקה של תוכניות מנוע בעולם האמיתי מספקת תובנה חשובה לאמינות הזרה.ה-FLT:0J-2teau EngineFLT:1 בשימוש על הבמה העליונה של שבתאי V השתמש בהתלקחות pyrotechnic עבור שולי נחיתה עיקריים.

(ב-1957, הכשלונות בשחיתות גרמו לתאונות משמעותיות.ב-1957, ה-FLT:0Vanguard TV-2FLT:1 סבלו מתקלות משמעותית שהובילה להתפוצצות הכריתה בשנת 1990, כ- 2Ariane 4FLT 3 של פיזור 3 של תחמושת, אך לא היה צורך בבדיקת פיזור של כלי ארטילריה מזוהמת, אלא ב- 4FLT5 רצף של ירי;

בדיקות ואימות שיטות

הבטחת אמינות ignition דורשת תוכנית בדיקה מקיפה ברמות מרובות.מבחנים נושאיים להצית רכיבה תרמית, רטט, והזדקנות מואצת. מבחנים תת-מערכת לירות במכוון את ההצית לתוך מדחום או לאבחן באופן אופטי את הלהבה.הבדיקות של אש חמה ברמת הלהבה, אימות ignition תחת תנאים מדומים (תאים להצית מנועים על גבי הבמה העליונה).

נאס"א וחיל האוויר האמריקאי פרסמו סטנדרטים לתכנון הבזק ומבחן, כולל FLT:0MIL-STD-1576IRFLT:1 (בטיחות למכשירים אלקטרוניים) ו-FLT:2NASA-STD-8719.12FLT 3 (בטיחות כלכלית) עוקבים אחר דרישות פנימיות דומות להצית, הפרמטר המינימלי של ה-J5n הוא סגסוגת של אנרגיה מינימלית של 1J5n-D-D-D-D-D-R.

מגמות עתידיות ומושגים של התעלמות מתקדמת

הכונן לקראת שיגור כלי רכב ומשימות חלל עמוקות ממשיך לדחוף טכנולוגיית ignition קדימה.ייצור Additive (3D הדפסה) מאפשר ג'ממטים מורכבים עם ערוצי קירור משולבים ומבנים קלים יותר. ניצוצות חכמות עם חיישנים משובצים יכולים לפקח על ביצועי ניצוץ, לחץ תא, ומצב הזרקת, להאכיל נתונים כדי להתאים אלגוריתמים של בקרת חמצון לייזר, עדיין במחקר, להבטיח מגע ללא קרינת חמצן (כגון חומרים כימיים)

עוד גבול (FLT:0) יכולת תאורה בוואקום ואפס-גרביטלייט 1:1 (מנועי על הבמה העליונה חייבים לעתים קרובות למשול לאחר שלב החוף, הדורשים משחות שיכולות לפעול בוואקום קשה ללא נזיפה נוזלית מוקדמת.המנוע של ה-RL10 מנקה זאת באמצעות מערכת הזיקה בלחץ כבד, אשר מבטיחה זרימה של גז מחוספס ללא צורך נוזלי, כמו: מנועים מטבוליים של 3.

מסקנה

מערכות התעלמות למנועי טילים נוזליים הן מכשירים פשוטים להפליא, שמצבי הכישלון שלהם יכולים להיות קטסטרופליים.מהאשמות הpyrotechnic של מאיצים מוקדמים במערכות הלפיד הניצוצות על מנועי ההפיכה המודרניים, קהילת ההנדסה פיתחה הבנה עמוקה של מה שגורם לחשיפה אמינה: שולי תכנון חזקים, בדיקות נרחבות, אינטגרציה זהירה ושילוב זהירה עם מערכת המזינים והשליטה העתידית, כמו גם כן, זה מתחיל להיות יעיל יותר, כלומר, כלומר, כוח טוב יותר, זה רק למשימות מוצלח יותר, לא יכול להיות יעיל יותר, זה יכול להיות יעיל יותר, זה רק למשימות יעילות, זה רק לאימון יעיל יותר, זה רק למשימות של זמן, זה יכול להיות יותר, זה יכול להיות יותר, זה יכול להיות יותר, זה יכול להיות יותר, זה יכול להיות יעיל יותר, זה רק טוב יותר, זה זמן טוב יותר, זה זמן קצר יותר, זה יכול להיות יעיל יותר, זה יכול להיות יעיל יותר, זה רק כדי למנוע יעיל יותר, זה רק כדי למנוע ביצועים טובים יותר, זה יכול להיות יעיל יותר, זה רק אימון יעיל יותר, זה רק כדי למנוע ביצועים טובים יותר, זה יכול להיות יעיל יותר, זה זמן, זה יכול להיות יעיל יותר, זה יכול להיות יעיל יותר, זה זמן, זה