Haben die Treibstofftanks von tatsächlichen (nicht geplanten) Oberstufen von Verbrauchsfahrzeugen Entlastungsventile?

Da die Centaur Upper Stage eine lange Fluggeschichte hat* und in ihren frühen Versionen Probleme mit der Wasserstoffentlüftung auftraten, was zu mehreren Änderungen an ihrem Druckbeaufschlagungssystem führte, war ich mir ziemlich sicher, dass sie mehrere Entlastungsventile haben sollte;

Aus CENTAUR D-1T PROPULSION AND PROPELLANT SYSTEMS , William E, Goette, Lewis Research Center, 1973 AIAA Propulsion Joint Specialist Conference Proceedings (PDF):

Entlüftung und Druckbeaufschlagung des Treibstofftanks

Die Flüssigwasserstoff- und Flüssigsauerstoff-Treibmittel von Centaur befinden sich in dünnwandigen, druckstabilisierten Tanks. Der Druck in jedem Tank wird durch das Verdampfen des Treibmittels aufrechterhalten. Entlüftungsventile werden verwendet, um die Druckniveaus während des Tankens und des Fluges zu steuern. Alle Entlüftungsventile sind baugleich und unterscheiden sich lediglich in der Druckeinstellung. Ein Solenoid in jedem Ventil kann erregt werden, um das Ventil in einen Absperrmodus zu versetzen, um ein Entlüften zu verhindern.

Das Flüssigsauerstoff-Entlüftungssystem ist am hinteren Schott montiert und besteht aus einem Entlüftungsventil, isolierten Leitungen und einer Entlüftungsunterbrechung. Dieses System ist in Abbildung 7 dargestellt. Die Entlüftung auf der Startrampe erfolgt durch die Trennvorrichtung und einen Kanal, der den Zwischenstufenadapter durchdringt. Nach der Trennung vom Titan-Booster erfolgt die Entlüftung über Bord durch die Rohrleitungen. Die Leitung ist nach hinten geneigt und (vor dem Start) so einstellbar, dass der Schub des abgelassenen Gases durch den Schwerpunkt des Fahrzeugs geleitet wird. Diese Ausrichtung minimiert störende Drehmomente beim Entlüften.

Das Entlüftungssystem für flüssigen Wasserstoff befindet sich am vorderen Schott, wie in Abbildung 8 gezeigt. Es besteht aus zwei Entlüftungsventilen, einem Plenum, Leitungen, zwei schrägen hinteren Entlüftungsdüsen und zwei Entlüftungstrennern während des Fluges. Die Entlüftung auf der Startrampe und während des Aufstiegs vor der Centaur Standard Shroud (CSS)-Trennung erfolgt durch einen Schenkel des Entlüftungssystems und über Bord durch eine an der Ummantelung montierte Entlüftungsflosse. Nach dem CSS-Abwurf erfolgt die Entlüftung durch beide Zweige des Systems.

Dieses System ist symmetrisch, wodurch gleiche Schubkräfte von den beiden Entlüftungsdüsen bereitgestellt werden. Die Düsen sind um 30° nach hinten geneigt, so dass eine positive Vorwärtskraft auf das Fahrzeug erzeugt wird. Für den Fall, dass sich die Treibmittel zum Zeitpunkt des Entlüftens nicht vollständig abgesetzt haben oder wenn etwas Flüssigkeit im Entlüftungsgas eingeschlossen ist, hilft der zusätzliche Schub dabei, die Treibmittel abzusetzen und jedes Problem zu reduzieren.

Zur Steuerung der Wasserstofftankentlüftung werden zwei Entlüftungsventile verwendet. Das primäre Entlüftungsventil steuert den Tankdruck während der meisten Vorstart- und Flugvorgänge. Allerdings besteht während des Schubfluges die Forderung nach einem höheren Tankdruck, um den Fluglasten entgegenzuwirken. Das Sekundärventil arbeitet auf einem höheren Druckniveau als das Primärventil und dient während dieser Flugzeit als Entlastungs- oder Sicherheitsventil. Dem sekundären Entlüftungsventil wurde eine Magnetspule hinzugefügt, um das Ventil während der langen Schwerelosigkeits-Küstenperioden zu deaktivieren. Dadurch können höhere Tankdrücke erreicht und die Anzahl der Tankentlüftungssequenzen reduziert werden. Außer während der Schubphase des Fluges werden die Entlüftungsventile von einem System gesteuert, das als computergesteuertes Entlüftungs- und Druckbeaufschlagungssystem (CCVAPS) bekannt ist.

Und so weiter, und dieselbe Quelle beschreibt auch die Verwendung von Magnetventilen bei den RCS- und Wasserstoffperoxid-Systemen und erklärt etwas mehr das Spülsystem zwischen den Stufen .

Ich weiß, das gilt als Vintage, aber selbst der heutige Centaur schreit durchgehend nach Vermächtnis , also wäre ich nicht überrascht, wenn sich nichts davon wesentlich geändert hätte, seit sie Probleme mit der Brandgefahr des Wasserstoffentlüftungssystems gelöst haben, die den ersten Atlas-Centaur zerstört haben ( F-1) mitten im Flug. Aber ich werde die Augen nach etwas Neuem offen halten. Siehe auch Taming Liquid Hydrogen: The Centaur Upper Stage Rocket 1958-2002 , Virginia P. Dawson und Mark D. Bowles, 2004, The NASA History Series (PDF).

*Centaur wurde am 2. Oktober 2015 228 Mal gestartet .

Die Saturn I-, IB- und Saturn V-Raketen hatten ein Entlastungsventilsystem für die S-IVB-Oberstufe. Ich konnte keine Dokumentation eines Entlastungsventilsystems für die Falcon 9-Oberstufe finden.

Möglicherweise nicht das, wonach Sie suchen, aber die Kraftstofftanks des Apollo LM verwendeten Helium-Druckbeaufschlagung, und die Heliumtanks hatten Berstscheiben (oder Membranen). Wenn der Druck in den Heliumtanks zu hoch wurde, sprangen sie mehrere Tage nach Beginn der Mission und entlüfteten sich in den Weltraum. Das bedeutet keinen Druck mehr im Treibstofftank, aber das würde normalerweise lange nach der Mondlandung passieren, nachdem das LM aufgegeben wurde. Auf Apollo 13 landeten sie nicht und behielten das LM auf der Rückreise, daher gibt es sowohl in der Abschrift als auch im Film einige Diskussionen darüber, wann sie mit dem „Knall“ der Berstscheibe rechnen könnten.

Es gibt 2 verschiedene Systeme, die beide Entlastungsventile genannt werden:

• Einer ist druckbetätigt (dieser wird zB auch bei Dampfkesseln verwendet) und stellt sicher, dass der Druck nicht über einen voreingestellten Wert steigt.
• Der andere scheint häufiger in Raketenstufen zu sein. Während der Tisch in Gebrauch ist, ist dieses Ventil inert. Nachdem die Stufe verworfen wurde, öffnet sich dieses Ventil, um verbleibendes Treibmittel abzulassen.

Die Oberstufe der Ariane 4 hatte Überdruckventile. Diese wurden nach einer Explosion auf einer frühen Ariane-4-Oberstufe hinzugefügt. Diese Ventile werden verwendet, um den gesamten verbleibenden Kraftstoff über Bord zu werfen, nachdem die Stufe verbraucht wurde.

Die ESC-A- Oberstufe der Ariane 5 verfügt ebenfalls über Ventile, die dazu dienen, den gesamten verbleibenden Treibstoff über Bord zu werfen, nachdem die Stufe verbraucht wurde.