Kann ein Raketenmotor nach der Zündung abgeschaltet werden?

Kann ein Raketenmotor nach der Zündung abgeschaltet werden, wenn Probleme wie Kraftstofflecks auftreten?

Beispiel: Sowohl die 3. Stufe als auch das Servicemodul der Apollo/Saturn hatten wiederstartfähige Triebwerke. Für diese Triebwerke war mehr als ein Start / Abschalten Teil des geplanten Flugprofils, daher würden sie vermutlich auch bei Fehlerbedingungen abgeschaltet, daher wäre die Antwort meiner Meinung nach ein zuversichtliches "Ja" (abhängig vom Triebwerksdesign). .
Der Schub kann über die Düsengeometrie reguliert werden - zB kann er völlig ineffizient gemacht werden; Die gleiche Menge Kraftstoff wird verbrannt, Abgas wird ausgestoßen, aber die Vektoren sind alle ausgeschaltet, das Gas liefert keinen nennenswerten Vortrieb. Der Brennstoff kann segmentiert werden, so dass, sobald ein Segment abbrennt, ein anderes nicht gezündet wird und der Motor stoppt, dann das nächste Segment gezündet wird und der Motor von neuem startet - es kann also gelöscht und neu gezündet werden, aber nicht an einem beliebigen Punkt, sondern an mehreren Sekunden von Sektorbrennzeitquanten. Dies ist möglich. Wird es jetzt in Weltraumraketen gemacht? Ich weiß nicht.
@AnthonyX Die Saturn-Triebwerke von Apollo wurden bei erkannten Fehlerbedingungen abgeschaltet. Siehe zum Beispiel die Pogo-Probleme bei Apollo 13.

Antworten (5)

Sobald es gezündet ist, ist es unmöglich, einen Feststofftreibstoff in einer Rakete abzuschalten, da sie alle notwendigen Dinge (Feuer, Oxidationsmittel, Treibstoff) zum Verbrennen enthält.

Aber in Hybridraketen ist es möglich, eine kontrollierte Verbrennung zu haben

Wenn Schub erwünscht ist, wird eine geeignete Zündquelle in die Brennkammer eingebracht und das Ventil geöffnet. Das flüssige Treibmittel (oder Gas) strömt in die Brennkammer, wo es verdampft und dann mit dem festen Treibmittel reagiert. Die Verbrennung erfolgt in einer Grenzschicht-Diffusionsflamme neben der Oberfläche des Festtreibstoffs.

Bei Hybridraketen kann das Brennen also durch Steuern des Ventils (oder) durch Steuern der Düsengeometrie gesteuert werden

Einige Festbrennstoffraketen können abgeschaltet werden, indem ein großes Loch in den Rumpf gesprengt wird. Einige Festtreibstoffe benötigen einen Mindestdruck, um weiter zu brennen, wenn der Druck zu niedrig ist, brennt der Treibstoff nicht mehr.
@Uwe was meinst du hier mit "ein großes Loch in den Rumpf blasen", gibt es eine Ausfallsicherung, die diese Methode verwendet? Wie ein riesiger Locher...?
@MagicOctopusUrn Ausblasplatten an der Seite des Motors. Sie werden am häufigsten mit Interkontinentalraketen verwendet, um den Schub abzuschalten, wenn die gewünschte Flugbahn erreicht wurde. Ich bin mir nicht sicher, ob Orbitalwerfer diese Technik verwendet haben.

Flüssig betrieben

Die meisten (fast alle, aber nicht alle) sind sowohl für das Herunterfahren als auch für den Neustart konfiguriert.

Einige frühe Flüssigtreibstoffraketen konnten nicht abgeschaltet werden – sie wurden „durch die Schwerkraft gespeist“ und konnten, sobald sie beschleunigt wurden, nicht abgeschaltet werden, da die Beschleunigung selbst den Treibstoff in die laufende Verbrennung trieb.

Ebenso sind einige militärische taktische Raketen nicht aufzuhaltende Flüssigtreibstoffraketen.

Festbrennstoff

Die meisten Feststoffraketen sind nicht aufzuhalten. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Brennstoffmasse üblicherweise sowohl Brennstoff als auch Oxidationsmittel in einer stabilen, aber zündfähigen Konfiguration gemischt ist.

Einige theoretische Konstruktionen verwenden eine feste Oxidationsmittelmasse benachbart zu einer festen Brennstoffmasse, und die eine oder andere kann ausgestoßen werden.

Einige theoretische Konstruktionen verwenden mehrere lineare Zellen und können die aktuell brennende Zelle durch ein mechanisches oder pyrotechnisches Verfahren auswerfen lassen; Theoretisch könnten spätere Zellen Zünder haben. Ich habe dies nur in der Modellraketentechnik gesehen; Es ist theoretisch möglich, eine Auswurfladung so abzudecken, dass sie Motor 1 auswirft, ohne Motor 2 zu zünden, und dann hinter der Kappe eine Fernzündung für Motor 2 zu haben, die beim Abfeuern die Kappe auswirft. (Ich habe gesehen, wie jemand versucht hat, ein solches Rig zu starten; ich habe es nicht fliegen sehen, weil Motor 1 ausgefallen ist.)

Hybridmotoren

Bei Hybridmotoren ist der Kraftstoff normalerweise fest und das Oxidationsmittel flüssig. Der Motor kann durch Stoppen des Oxidationsmittelflusses abgeschaltet werden.

Einige dieser Motoren verwenden ein hypergolisches Paar – das heißt ein Paar, das sich bei Kontakt entzündet. Solche Motoren können fast immer wieder gestartet werden.

Andere Motoren enthalten eine Art Wiederzündungssystem, so dass sie neu gestartet werden können.

Methoden abbrechen

Solid Rocket Boosters wurden oft so konfiguriert, dass sie nach der Zündung, aber vor dem Start abgenommen werden können; Im Allgemeinen ähnelt dies einem normalen Trennungsereignis. Obwohl dies den Motor nicht abschaltet, ermöglicht es dem Motor, ohne den Rest des Fahrzeugs zu starten, und aus Sicht der Nutzlast ist es vorzuziehen, auch die Nutzlast zu verlieren.

Die meisten Weltraumstarts der NASA, der ESA und der russischen Weltraumorganisation haben auch Anklagepunkte, um die Trägerrakete zu zerstören; bemannte Starts haben auch eine Fluchtrakete, die den bemannten Teil vor der Zerstörungssequenz der Rakete wegzieht. Auch dies ist nicht ideal und nicht wirklich ein sicheres Herunterfahren, sondern wird verwendet, um Bodengegenstände in der unteren Reichweite vor einem fehlgeschlagenen Start zu schützen.

Bei Flüssigtreibstoff- und Hybridtreibstoffraketen besteht der erste Schritt des Abbruchs darin, den Treibstofffluss zu stoppen; Wenn dies fehlschlägt, werden die Protokolle zum Auswerfen und Detonieren der Nutzlast aufgerufen. Bei gemischten Trägerraketen sind beide SRB-Abtrennungen und dann Flucht/Auswurf und, falls erforderlich, die Zerstörung der Trägerrakete öffentlich gelistete Protokolle.

Ein qualifiziertes „Ja“.

Wikipedia über Festbrennstoffraketen heißt es

Fortgeschrittenere Feststoffraketenmotoren können nicht nur gedrosselt, sondern auch gelöscht und dann wieder gezündet werden, indem die Düsengeometrie oder die Verwendung von Entlüftungsöffnungen gesteuert werden. Auch gepulste Raketenmotoren, die in Segmenten brennen und auf Befehl gezündet werden können, sind verfügbar.

Qualifikation:

Auf der Seite steht Raketen, nicht unbedingt Raketen, die für Raumfahrzeuge bestimmt sind (entweder für den Start oder für den Einsatz im Weltraum).

Wenn die Feststoffrakete durch die Verwendung von Entlüftungsöffnungen gelöscht wird, müssen diese Öffnungen geschlossen und abgedichtet werden, bevor eine weitere Zündung möglich ist. Aber Sie können für diesen Zweck keine Gummidichtungen verwenden. Eine erneute Zündung erfordert eine zweite Startladung im Inneren der Rakete, die aber beim ersten Zünden nicht beschädigt oder gar verbrannt werden sollte. Die zweite Startladung muss während der ersten Zündung abgeschirmt werden, aber die Abschirmung sollte vor der zweiten Zündung entfernt werden.

Flüssigkeitsraketenmotoren (insbesondere solche, die Turbopumpen verwenden) werden normalerweise abgeschaltet, bevor der Kraftstoff / das Oxidationsmittel erschöpft ist. Wenn eine Turbopumpe trocken läuft, dreht sie über und zerfällt, und das sollte man am besten vermeiden.

Moderne Festbrennstoff-Raketensysteme verwenden sogenannte "Abblasöffnungen" in der Nähe der Oberseite des Motors, um den Druck der Brennkammer zu verringern und die Schuberzeugung effektiv "abzuschalten".

Die Brenngeschwindigkeit eines Festtreibstoffs wird bestimmt durch: Geschwindigkeit = a*P**n

Wenn also P (Kammerdruck) auf nahezu Vakuum gebracht werden könnte, sinkt die Verbrennungsrate auf nahezu 0.

Also ja.

Das verringert zwar den Schub, stoppt ihn aber nicht vollständig, und es verhindert schon gar nicht, dass der Treibstoff verbraucht wird. Es würde kein Treibmittel mehr übrig sein, um es später neu zu starten. Ich denke nicht, dass dies als "Abstellen" des Motors gilt.
Laut dieser Antwort könnte es jedoch einen Weg geben. In diesem Fall würde Ihre Antwort nur das angeben, was in dieser Antwort bereits gesagt wurde.
In der Frage wird kein Neustart erwähnt, daher ist dies kein Grund, diese Antwort abzulehnen.