Praktische Grenzen für einen Neustart eines Hauptraketentriebwerks im Orbit? [Duplikat]

Gibt es bei den aktuellen Technologien praktische Grenzen dafür, wie oft ein Raketentriebwerk neu gestartet werden kann, während es sich noch im Orbit befindet? Könnte bei ausreichendem Treibstoff heute ein Motor konstruiert werden, der 1000 kurze Orbitalverbrennungen ausführen könnte? Was ist mit 100 Verbrennungen, die jeweils nicht länger als zwei Minuten oder so dauern?

Für meine Zwecke können Sie Motoren ausschließen, die die Umlaufbahn verlassen und dann wieder hochfahren. Ich interessiere mich nur für Hochschubraketen, seien es konventionelle, hybride oder andere Typen; Ich denke über etwas nach, das vernünftigerweise große Tonnagen bewegen könnte.

Ich würde mich auch für aktuelle Rekord-Designs interessieren, wie oft sie bei einer einzigen Mission erfolgreich nachgefeuert wurden. Eine vernünftige Analyse, welches Subsystem wahrscheinlich zuerst ausfallen würde, wäre ebenfalls wünschenswert.

Es könnte sich lohnen, sich mit Einstellungstriebwerken zu befassen, da diese Designs skalierbar sein und viele tausend Male verwendet werden können.
@FraserOfSmeg AFAIK, die meisten dieser Designs sind zu ineffizient, um ernsthaft für den Antrieb in Betracht gezogen zu werden, egal wie groß sie sind.
Was lässt Sie denken, dass Einstellungstriebwerke ineffizient sind?
Kaltgasdüsen? . . .Wenn andere Typen funktionieren könnten, lassen Sie es mich wissen.
Wasserstoffperoxid als Monotreibstoff?
@ User58220 Kein Monotreibstoff kann mit Bitreibstoffen konkurrieren. Ich möchte nicht zu viel in Bezug auf die benötigte Treibmittelmenge opfern.
@FraserOfSmeg beeindruckende spezifische Impulse dazu. Ich frage mich, ob die Druckzufuhr wirklich vergrößert werden kann, um in Bezug auf den Schub mit Turbopumpen zu konkurrieren.
@FraserOfSmeg Heute Morgen sehe ich ein paar druckgespeiste Designs, zB AJ-10 & Kestrel .
@NathanTuggy Diese Frage ist kein exaktes Duplikat. Ich habe an ein Szenario gedacht, bei dem Wunden viele, viele Neustarts auf derselben Mission erfordern. Die Antwort von Russell Borogrove trifft sicherlich zu, aber ich würde trotzdem gerne den Rekord für die Anzahl der Neustarts von Triebwerken mit hohem Schub wissen
In Bezug auf Neustartaufzeichnungen bei echten Missionen hat RL-10 mindestens 7 Starts durchgeführt (Hydrolox); Apollo 9 SPS ebenfalls 7 (hypergolisch). Ich denke, die meisten Apollos haben SPS 5-7 Mal abgefeuert, einschließlich Kurskorrekturen. (google Apollo _ timeline für Details).
Die Air Force wollte Ende 1965 eine Titan IIIC-Transtage (AJ-10-Triebwerk, hypergolisch) mit 10 Verbrennungen auf einer Mission testen (mit den ersten paar ein paar Satelliten in verschiedene Umlaufbahnen bringen und dann nur noch angeben), aber der Start schlug fehl und ich weiß nicht, ob sie noch einmal einen 10-Burn-Test versucht haben. Titan IIICs brachten 8 Satelliten bei einem Start hoch, was vermutlich viele Verbrennungen erforderte, bei drei verschiedenen Gelegenheiten in den Jahren '66, '67 und 1968.

Antworten (1)

Für die Zwecke Ihrer Frage werde ich Raketentriebwerkskonstruktionen in zwei Kategorien und einige Unterkategorien unterteilen

  1. Designs mit hypergolischen Treibmitteln
  2. Designs mit nicht-hypergolischen Treibmitteln
    1. Designs mit einem Fackelzünder oder ähnlichem
    2. Designs mit nicht wiederverwendbaren Zündmechanismen (z. B. hypergolische Schnecken, Festbrennstoffzünder, wahrscheinlich andere, an die ich nicht gedacht habe)

Designs vom Typ 1 können beliebig oft neu gestartet werden. Hypergolische Treibmittel zünden bei Kontakt miteinander, sodass kein separater Zündmechanismus erforderlich ist. Aus diesem Grund sieht man sie in Reaction Control Systems (RCS) auf dem Space Shuttle, dem Dragon von SpaceX und anderen Fahrzeugen

Konstruktionen des Typs 2.1 können theoretisch auch beliebig oft neu gestartet werden, aber sie beruhen auf einem Zündmechanismus mit beweglichen Teilen (z. B. Ventilen), die ausfallen können, sodass die Obergrenze für die Anzahl der Neustarts von der abhängen würde Zuverlässigkeit der mechanischen Komponenten.

Designs vom Typ 2.2 können nur eine festgelegte Anzahl von Malen neu gestartet werden, in einigen Fällen können sie überhaupt nicht neu gestartet werden. Designs, die hypergolische „Schnecken“ verwenden, platzieren eine „Schnecke“ aus hypergolischem Treibmittel vor dem „normalen“ Treibmittel, so dass sich die Schnecken entzünden und die Wärme liefern, um den Rest des Treibmittels zu entzünden. Hier sind Sie auf die Anzahl der Schnecken beschränkt, die Sie mitnehmen. Dies ist normalerweise eine einstellige Zahl. Ich glaube, das ist die Methode, die SpaceX für seine Oberstufentriebwerke verwendet, wenn sie Satelliten in höhere Umlaufbahnen bringen müssen. Und wie Rikki-Tikki-Tavi betonte, verwenden andere Motoren Festbrennstoffmechanismen, um ihren Brennstoff zu zünden, und in diesem Fall sind Sie auf die Anzahl der Festbrennstoffzünder beschränkt, die Sie mitbringen.

@Nickolai Hypergolic (deine Nr. 1) hätte immer noch bewegliche Teile (Ventile), nur weniger als andere Designs.
Was ist ein Fackelzünder? Wie wäre es mit elektrischen Zündern (effektiv Zündkerzen) - keine beweglichen Teile, keine anderen Verbrauchsmaterialien als Elektrizität.
Wenn ich mich richtig erinnere, verwendet ein Fackelzünder kleinere Mengen des Brennstoffs und des Oxidationsmittels und zündet sie mit so etwas wie einer Zündkerze, um eine größere Flamme zu erzeugen, die genug Wärme hat, um die Treibmittel zu entzünden, die in die Hauptbrennkammer gelangen. @AnthonyX weist zu Recht darauf hin, dass selbst hypergolische Designs durch ihre Ventilzuverlässigkeit und solche Dinge begrenzt sind. Fackelzünder benötigen mehr Ventile, da mehr Treibmittelleitungen vorhanden sind, daher sind sie vermutlich weniger zuverlässig, aber ich nehme an, es kommt letztendlich darauf an, wie Sie das System konstruieren, dh welche Teile Sie auswählen usw.
Praktische Grenzen für einen Neustart eines Hauptraketentriebwerks im Orbit? [Duplikat]
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