SSME-Treibmittelkanalführung

Die Niederdrucktreibstoffkanäle in SSME sind auf etwas komplizierte Weise um das Triebwerk herumgeführt. Sowohl die Kraftstoff- als auch die Oxidationsmittelleitungen verlassen die Niederdruck-Turbopumpe, gehen herum, nach unten und kehren dann zurück zur Hochdruck-Turbopumpe. Was ist der Grund für solch ein erfundenes Routing?

Mir fallen da 2 mögliche Gründe ein:

  • Längenkontraktion aufgrund von Temperaturänderungen (sowohl Brennstoff als auch Oxidationsmittel sind kryogen).
  • Flexibilität: Da die Niederdruck-Turbopumpen am Orbiter befestigt sind, der Rest des Triebwerks aber kardanisch aufgehängt ist, muss die Leitung flexibel sein. Dies wird durch Gelenkverbindungen am Rohr gelöst.

Gibt es andere Gründe? Könnten diese technischen Probleme anders gelöst werden - zum Beispiel durch die Verwendung eines drahtgeflochtenen flexiblen Schlauchs, der beide Turbopumpen direkt verbindet? Obwohl ich nicht sicher bin, ob es ein Material gibt, das bei der Temperatur von flüssigem Wasserstoff flexibel ist.

SSME-Schläuche

Ich denke, der Hauptgrund war, wie Sie sagen, das Gimbaling, aber ich bin mir nicht sicher, ob ich das jemals aufgeschrieben gesehen habe. Ich schaue kurz in meinen Notizen nach.
Ich bin mir nicht sicher, ob lange Flexschläuche mit großem Durchmesser hier aufgrund von Beschleunigungs- und Vibrationsbelastungen realisierbar wären. In Satelliten unterliegen viel dünnere ziemlich strengen Anforderungen an die Unterstützung.

Antworten (2)

Ich habe eine Referenz gefunden , die Ihren Grund Nr. 2 unterstützt -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die flexiblen Verbindungen, die in die Fluidschnittstellenleitungen eingeschweißt sind, ermöglichen eine Bewegung des Motors für die Fahrzeuglenkung, während der Innendruck und die Temperaturumgebung der Leitungen aufrechterhalten werden. Da die Fluidschnittstellenleitungen entweder zwischen dem Motor (welchen Kardanringen) und dem Fahrzeug oder zwischen dem Motor und einer nicht kardanisch aufgehängten Komponente eine Verbindung herstellen, müssen sie flexibel sein.

Dieses Dokument (S. 373) enthält Regeln für das Design dieser Kanäle, denen die SSME-Kanäle folgen ... jedoch erklärt das Buch ärgerlicherweise nicht, warum einige dieser Regeln befolgt werden sollten!

In Kanälen, die zwei Komponenten mit großen Relativbewegungen verbinden, sind mindestens drei flexible Abschnitte erforderlich. Die Längsachse von mindestens zwei der Balgabschnitte sollte im rechten Winkel zueinander stehen.

..........

Die drei flexiblen Abschnitte werden in der Ebene des Kardanpunktes des Motors gehalten. Dies führt zu minimalen Verschiebungen der Abschnitte für eine gegebene Motorbewegung.

Danke, das bestätigt, dass die Schläuche flexibel sein müssen. Gibt es einen Grund, warum sie so lang sind und sich um den Motor wickeln, anstatt direkt von der Niederdruck- zur Hochdruck-Turbopumpe zu gehen?
@mpv habe das immer noch nicht schriftlich gefunden :(
Eine verwandte Frage könnte sein, warum die Knickgelenke auf diesem Kanal und nicht vor den Niederdruck-Turbopumpen sein müssen. Ich bin mir nicht sicher, ob es Teil dieser Frage wäre oder separat gestellt werden sollte.
Die Niederdruckpumpen waren an der Fahrzeugstruktur montiert und nicht kardanisch, aber warum ... ja, gute Frage.
Bei Dampfleitungen (Vibrations- und thermische Probleme, aber ein anderes Regime) besteht die „Rechtwinkelregel“ darin, Längenänderungen in kleine Winkeländerungen umzuwandeln, die dann von der nächsten Verbindung verarbeitet werden könnten. Dh Vibrationen in einem Rohr sind ein kleines Hin und Her eines Gelenks, das den großwinkligen Bogen bewegt, was dann am nächsten Gelenk „um die Ecke“ eine Winkelbewegung ist.
Das ist ein toller Input, danke!

Der Hauptgrund liegt in der Gimbaling-Fähigkeit. Der Motor hatte eine Gimbal-Anforderung von 13 Grad und Sie brauchten die Länge der Zuleitung, um dies zu ermöglichen.

Danke für die Antwort. Kennen Sie eine Ressource, die die Details beschreibt?
SSME-Treibmittelkanalführung
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