Säiliön tyhjennysjärjestelmä

Säiliön tyhjennysjärjestelmä (SOB) on osa nestesuihkumoottorin  automaattista ohjausjärjestelmää . FSS on suunniteltu varmistamaan polttoaineen ja hapettimen samanaikainen tuotanto rakettisäiliöistä ja vähentämään käyttämättömiä polttoainevarastoja . Pitkittäiserotuskaavion mukaan rakennettujen rakettien vaiheilla SOB: n tehtäviin kuuluu myös polttoaineen yhtenäinen tuotanto samanaikaisesti toimiville lohkoille, jolloin sitä kutsutaan tankin tyhjennys- ja synkronointijärjestelmäksi - SOBIS .

GSS:n tarkoitus

Nestesuihkumoottori lasketaan polttoainekomponenttien (polttoaine ja hapetin) kulutukselle tietyssä suhteessa [1] , jota ylläpidetään 2-4 %:n tarkkuudella. Todellisuudessa erilaisten häiriöiden vaikutuksesta tämä suhde voi muuttua vieläkin enemmän. Jos jokin komponenteista on liian suuri tai puutteellinen, moottorin hallintajärjestelmä voi lisätä toisen syöttöä tietyn työntövoiman ylläpitämiseksi. Tämän seurauksena yksi polttoainekomponenteista saattaa loppua nopeammin, mikä johtaa ennenaikaiseen sammutukseen tai jopa moottorin tuhoutumiseen. Polttoainekomponenttien ennenaikaisen tuotannon estämiseksi rakettisäiliöihin kaadetaan ylimääräisiä ("takuu") määriä polttoainetta ja hapetinta. Mutta moottorin päätyttyä käyttämättömät takuuvarat vähentävät itse asiassa raketin hyötykuorman massaa. Vaadittujen taattujen reservien pienentämiseksi käytetään automaattisia järjestelmiä, joilla ohjataan LRE:lle toimitettujen polttoainekomponenttien suhdetta. Tämän tehtävän suorittaa säiliön tyhjennysjärjestelmä [2] . Eräkaavion mukaan rakennettujen kantorakettien vaiheissa ei vaadita vain komponenttien optimaalisen kulutuksen ylläpitämistä kussakin lohkossa, vaan myös kaikkien lohkojen säiliöiden synkronista tyhjentämistä, mikä edellyttää polttoaineen kulutuksen hallintaa kaikissa lohkoissa. lohkot yhdellä järjestelmällä nimeltä SOBIS (säiliön tyhjennysjärjestelmä ja synkronointi) [3] .

SOB:n toimintaperiaate ja tyypit

Säiliön tyhjennysjärjestelmät jaetaan kahteen päätyyppiin - tasomittariin ja virtausmittariin, joita kutsutaan myös komponenttisuhteen ohjausjärjestelmiksi (RSC). Eri tyyppisiä FSS [4] voidaan käyttää monivaiheisten kantorakettien eri vaiheissa . SSS:n toiminta mahdollistaa teoriassa mahdollisuuden eliminoida kokonaan tarve saada taattua polttoainekomponenttien saantia rakettisäiliöissä, mutta järjestelmän toiminnan väistämättömien satunnaisten vaihteluiden vuoksi tarve ylläpitää pieniä varantoja on edelleen olemassa. FSS:n toiminnan logiikassa on otettava huomioon ylilyöntien esiintyminen, jotta lennon alkuvaiheessa ei tapahdu polttoainekomponenttien kiihtynyttä kulutusta [5] .

Tasomittarit

Tasonmittausjärjestelmä käyttää tasoantureita, jotka sijaitsevat polttoaine- ja hapetinsäiliöissä. Nämä anturit määrittävät ajan, joka tarvitaan polttoainekomponenttien tasojen määritettyjen arvojen ylittämiseen. Mittaustietojen mukaan määritetään etukäteen mikä komponenteista kuluu ja annetaan signaali ohjata komponenttien virtausta moottoriin sääteleviä kuristusventtiilejä . Useissa peräkkäisissä mittauksissa komponenttien vastaanottonopeuden yhteensopimattomuus pienenee vähitellen ja tulee niiden loppuun mennessä nollaksi [4] .

SOBIS

Säiliöiden synkronisen tyhjennyksen järjestelmät määrittävät saman komponentin (polttoaineen tai hapettimen) kulutuksen yhteensopimattomuuden rakettivaiheen eri lohkoissa ja muuttavat yksittäisten lohkojen moottoreiden toimintatapaa siten, että siihen mennessä, kun ne sammutetaan, tämän komponentin tasojen epäsuhta eri lohkoissa on minimaalinen. Siten SOB:n yhteiskäytöllä jokaisella yksiköllä ja yhteisellä SOBIS-järjestelmällä varmistetaan hapettimen ja polttoaineen samanaikainen purkaminen kaikkien yksiköiden säiliöistä [4] .

Virtausmittarit

Virtausmittarin SOB anturit mittaavat jatkuvasti virtausta kunkin komponentin säiliöistä. Järjestelmä laskee kulujen todellisen suhteen ja niiden poikkeaman määritellystä. Mittaustulosten mukaan yhden komponentin (yleensä polttoaineen) virtausnopeutta säädetään kaasulla. Nykyaikaiset virtausmittausjärjestelmät ennustavat polttoainekomponenttien täydellisen loppumisen hetken ja säätelevät niiden suhdetta siten, että käytettävissä olevat reservit voidaan käyttää mahdollisimman paljon siihen mennessä, kun moottori sammutetaan [2] [4] .

Muistiinpanot

  1. eKr. Egorychev, BC Kondrusev. Nestemäiset rakettipolttoaineet // Kemiallisten rakettimoottorien polttoaineet. - Samara: SGAU, 2007. - S. 11-19. - ISBN 978-5-7883-0512-7 .
  2. 1 2 A. R. Ishbulatov, N. D. Kuznetsova. Polttoaineen kulutuksen hallintajärjestelmä  // Tekniset tieteet Venäjällä ja ulkomailla: VII Internin materiaalit. tieteellinen konf. : kokoelma. - M . : Buki-Vedi, 2017. - S. 29-31 . - ISBN 978-5-4465-0943-0 . Arkistoitu 11. toukokuuta 2021.
  3. A.Ya. Andrienko, V.P. Ivanov. Nestemäisten rakettien energiaominaisuuksien parantaminen automaattisen ohjauksen avulla. Osa II. Laivan polttoaineenkulutuksen hallintajärjestelmät  // Hallinnan ongelmat: päiväkirja. - 2009. - Nro 2 .
  4. 1 2 3 4 Kosmonautiikka: Encyclopedia, 1985 .
  5. I.I. Shuneiko. Säiliöiden tyhjennysjärjestelmä // Miehitetyt lennot Kuuhun, Saturn V Apollon suunnittelu ja ominaisuudet . - VINITI , 1973. - T. 3. - (Rakettitiede).

Kirjallisuus

  • Säiliön tyhjennysjärjestelmä  // Kosmonautiikka: Encyclopedia / Ch. toim. V. P. Glushko ; Toimituslautakunta: V. P. Barmin , K. D. Bushuev , V. S. Vereshchetin ja muut. - M .: Neuvostoliiton tietosanakirja, 1985. - S. 356 .