Uzaylı Yakıt Sistemlerinde Mikrogravity Etkisi
Uzaylı yakıt sistemleri, yerçekiminin etkili olmadığı bir ortamda çalışır. Bu durum, mikrogravity olarak bilinen, akışkanların günlük davranışlarını hassas bir yüzey gerilimi, kapillary kuvvetleri ve vanishing buoyancy.For task tasarımcılar, bu etkilerin akademik bir egzersiz olmadığını anlamak; bu ısıtıcı motorlar için gerekli olan sorunları sağlamak için önemlidir, bu uzaysal ortamlar hassaslığı ile manevra yapabilir ve bu uzayın devam ettirilmesini sağlar.
Mikrogravity: Sadece Zero Gravity'den Daha Fazla
Mikrogravity genellikle ağırlıksızlığı olarak tanımlanır, ancak bir sistem üzerinde hareket eden herhangi bir ortam için daha kesin olarak küçükdür[Döneysel güçler yüzey gerilimi ve kapillary güçleri gibi diğer kuvvetlere kıyasla.Bu, Dünya yörüngesinde, alt veyabitsel trajektörler veya geçici görevlerde sıklıkla görülür.
Mikrogravity Davranışlarında Temel Akışkan Davranışlar
Yüzey Gerçliği ve Capillary Action
Mikrogravity'deki en önemli değişiklik, yüzey geriliminin egemenliğidir. Dünya'da, yerçekimi düz yüzeyleri ve kuvvetler, en düşük yakıt tankında havuza sıvılar sağlar.Görüngesel yüzeylerde sıvılar veya yüksek yüzey gerilimi oluşturmak için ıslak yüzeylere neden olur. Klasik bir gösteri, kayarlık yapılarında oynayan kayar yapılara göre, aynı fizikte oksijenli davranışları yapar.
Buoyancy ve Sediment
Dünya'da, buoyancy gaz balonlarını yukarı ve daha ağır partikülleri aşağı yukarı doğru götürüyor. Mikrogravity, aktif olarak ayrılmış olmadıkça, motor kapalı veya yüklenebilirlik sırasında oluşmuş durumdaki ikiyüzlülükten oluşan bu sorunlar, sürekli olarak ısıtılmış veya sabit bir şekilde sabit bir şekilde sabitlenebilir.
Convection ve Thermal Gradients
Doğal konveksiyon, sıcaklık gradientleri nedeniyle yoğunluk farklılıkları tarafından yönlendirilir, neredeyse tamamen mikrogravity'de bastırılır. Heat transfer öncelikle iletim ve zorla konveksiyon (eğer pompalar dolaşım sıvısı) Bu, düşük yüzey gerilimi altındaki yüksek yüzey geriliminin bölgelerinden gelen sıvı akışları etkilerden kaçınır.
.Uzaylı Odaklı Sistemler için eşitsizlikler
Propellant Yönetimi ve Pozisyoning
Mikrogravity'in en acil sonucu, pervanantın tankın altında kalması değildir. Aktif olarak kısıtlanmamış değil, sıvı göç edecek, kömürler yüz yüzen ve manevralar sırasında yer alan ve tankların tüm alanı, bu sorunu çözmek için sadece bir çıkış mümkün değildir. PMDs, iç yapıların temelini oluşturan hava durumu ve yüzeysel yangınlar, süngerler, bu yüzden sürekli olarak yukarı doğru yukarı doğru yukarı doğru yukarı doğru yukarı doğru yukarı doğru yukarı doğru yukarı doğru yukarı doğru yukarı doğru yukarı doğru yukarı doğru yukarı doğru yukarı doğru hareket eder.
Bubble ve Vapor Entrapment
İyi pervap pozisyonu ile bile, balonlar pompa işlemi sırasında neden geri çekilmeden, basınç damlaları veya ısı nedeniyle buharlaştırmadan gelen sıvı zeminler ile ısıtılabilir ve sıvı yüzeyde patlamalıdırlar. Mikrodevrede, sık sık sık sık askıya alınıp, yüzeye çıkan ve kompakt bir ağ cihazların içine çekileceklerdir.Bu, yüzeysel basınç ölçümleri için kritik bir problemdir.
Slosh Dynamics ve Kontrol
Akışkanlar – kısmen dolu bir tankta sıvının osilasyon hareketi – Dünya'da, arosh, eğimli sistemlere yol açan bir güç yaratır, bu mikrogravity, geri yükleme kuvveti öncelikle yüzey geriliminden gelir ve daha düşük doğal frekanslara ve daha az dampinge yol açar.
Yakıt Tankları'nda Termal Yönetim
Doğal bir konveksiyon olmadan, bir pervanant tank içindeki ısı ortamı, duvarların yakınında ısıtılması ve karıştırmaması ile yönetilir.Bu, yüksek ısı transferleri için tankta aktif olarak inşa edilmesi gereken baskıya yol açabilir.Eğer pervaneler için ısıtılırsa, birçok uzay aracı tank ve elemanların ısıtılması için ısıtılması gerekir.
Mühendislik Çözümleri: Propellant Management Cihazları
Pasif PMDs: Vanes, Ekranlar ve Sponges
Mikrogravity'deki pervanant yönetim için en yaygın çözüm, pasif PMD. Bu cihazlar hareket eden parçalar veya güç gerektirmez; sadece yüzey gerilimine ve kapillary eylemine güvenirler. Tipik PMD, tank duvarlarının merkezine kadar uzatılmış bir dizi ince metal vanes oluşur. Vanes, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte küçük bir miktar sıvıya sahip olan, yüksek çözünürlükte bulunan küçük bir motor hattını sağlayan “tevaplı bir akışlar” oluşturmak için de kullanılabilir.
Aktif Sistemler: Pompalar ve Gaz Ayrıklıkları
Pasif PMDs yetersiz olduğunda - yüksek hızlı akışlı motorlarda veya uzun vadeli görevlerde örneğin, sıvı dolum mekanizmalarının çıkarılmasını gerektiren yüksek çözünürlükte (önemli) elektrikli pompalar, düşük basınçlı bir pompayı içeren sofistike bir aktif sistemden faydalanarak kullanılabilir. Gaz separatorları, genellikle yüksek çözünürlükte bulunan ve yüksek çözünürlükte bulunan birkaç tane yüksek çözünürlükte bulunan nükleer gaz yedekleri keşfederek, yüksek çözünürlükte olan yüksek çözünürlükte olan bazı temel kontrolleri inceler.
Propellant Settling Methods
Üçüncü bir yaklaşım, küçük itkiler, motorun kapatılmasına yönelik kısa bir ivme yaratmak için küçük iter kullanmak.Bu yöntem, Apollo misyonları tarafından rutin olarak kullanılmıştı: Ay modülünün iniş motorundan önce, küçük tavır kontrol iticileri, motorun sıkıştırılması ve karmaşık hale getirilmesi için en uygun görevler için ateş eder. Aynı teknik, ESA'nın Vinci motoru gibi, bu yangınlar ana motordan önce alevlenir ve hızlanır.
Gerçek Dünya Uygulamaları ve Vaka Çalışmaları
Mikrogravity sıvı davranışının zorlukları teorik değildir; Ay Modülleri için sabitleyici bir pompa sistemi (OMS) tankları, ana motorlar için daha yakın zamanda, manyetik alan testlerini kullanarak, temel motorlar için karmaşık bir şekilde kullanılan yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte bulunan ve yüksek çözünürlükte bulunan manyetik alanlarla ilgili olarak kullanılan yüksek çözünürlükte bulunan bir sıvı kaplamalar için kullanılan yüksek çözünürlükte bulunan ve yüksek çözünürlükte bulunan bir akışlar için kullanılan yüksek çözünürlükte bulunan bir akışa sahiptir.
Devam Eden Araştırma ve Gelecek Yolları
Yıllar süren deneyime rağmen, mikrogravity sıvı davranışının birçok yönü kötü anlaşılmış, özellikle de gazi gazileri ve uzun vadeli depolama sistemleri için [FONT, Glenn NASA ve ZARM enstitüsü dahil olmak üzere, kuleleri aktif olarak takip etmeye devam ediyor) [CFE) [Uygunluk dinamikleri için, kontrol edilen uzaysal hız modelleri kullanarak 10 saniyeye kadar) mikrograving için daha uzun süreler sunmaktadır.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Mikrogravity, sıvıların tanıdık davranışını yüzey gerilimi, kapillary kuvvetleri tarafından yönetilen bir rejime dönüştürür ve bu tür bir uzayın sabitsizliğin temel fiziklerine cevap verir.İnsanlık, güneş sistemine daha derin bir şekilde iter, güneş enerjisine ve gaz ayrım mekanizmalarına yol açar. - Apollo çağının basit vaneseri, nükleer termal motorlara önerilen gelişmiş aktif sistemlere göre her çözüm, her iki temel akışkanın temel fiziklerine bir yanıt olacaktır.