Verursacht die Motorspülung einen Trockenlauf der Turbopumpe in einem Flüssigkeitsraketenmotor? Wenn es auftritt, was ist die Implikation?

Verursacht die Triebwerksspülung in einem Flüssigkeitsraketentriebwerk einen Trockenlauf der Turbopumpe? Wenn ja, hat dies Auswirkungen auf die Konstruktion, den Zustand, die Wartung oder den Betrieb der Pumpe?

Wie berechnen wir den Spüldruck?

Sie möchten Ihre Turbopumpe nicht ohne etwas darin betreiben. Dies kann zu einem Pumpenversagen führen, was bei einer Raketenanwendung wahrscheinlich nicht akzeptabel ist. Und das Spülen wird oft mit einem Druckgas durchgeführt, wahrscheinlich das gleiche, das Sie verwenden, um Ihre Treibmitteltanks unter Druck zu setzen. Habe keine Quellen, also keine Antwort von mir (:

Antworten (1)

Nein, tut es nicht. Zwischen der Spülschaltung und der Turbopumpe befindet sich immer ein Ventil, das verhindert, dass die Turbopumpe trocken wird (was, wie @GittingGud in einem Kommentar betont), höchst unerwünscht ist. Das Ventil wird mit dem gleichen Gas geschlossen, mit dem auch gespült wird. Eine schöne Beschreibung finden Sie auf S. 60 von Huzel und Huang, "Design of Liquid-Propellant Rocket Engines", die sich mit einem (hypothetischen!) Motor befassen, der Fluor als Oxidationsmittel verwendet.

Um den zweiten Teil Ihrer Frage zu beantworten: Wenn jemals ein Trockenlauf auftritt, dreht sich die Turbopumpe auf Drehzahlen, die weit über ihrer Spezifikation liegen, und schließlich führt ein Materialfehler dazu, dass eines der Laufradblätter durch die Zentrifugalkraft bricht. Die Teile der Schaufel zertrümmern das Pumpengehäuse, kurz bevor oder in dem Moment, in dem der Rest des Laufrads auseinanderfliegt, weil der Schwerpunkt nicht mehr auf seiner Achse liegt. Die Trümmer des Laufrads fliegen mit sehr hoher Geschwindigkeit durch die verschiedenen Teile Ihrer Rakete. Je nach Stadium der Rakete (Vorstart, Zündung, Flug) kann dies zu dem führen, was die Briten augenzwinkernd als beschleunigten Selbstzerfall (Explosion) bezeichnen.

Beim Motorabbrand ist der in der Turbopumpe zurückbleibende Treibstoff Teil der sogenannten Nassmasse des Motors .

Es gibt kein solches Ventil in der SSME.
Außerdem hat Seite 60 des Buches, auf das Sie verweisen, nichts mit Spülen oder Turbopumpen zu tun, sondern ist Teil des Kapitels "Materialauswahl". ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19710019929.pdf Wenn Sie eine andere Ausgabe meinen, geben Sie bitte einen Link an.
@OrganicMarble Bezüglich der Ventile: Es gibt sie, und sie werden "Krümmer-Druckbeaufschlagungsventile" genannt. Sie verhindern, dass die Turbopumpen jemals trocken laufen. Siehe dieses NASA-Dokument: science.ksc.nasa.gov/shuttle/technology/sts-newsref/… . Ja, ich meinte eine andere (gebundene) Ausgabe. Werde den Link nachreichen, sobald ich Zugriff auf meine Bibliothek habe. Entschuldigung dafür.
Die von Ihnen erwähnten Ventile verhindern in der SSME nicht, dass die Turbopumpe trocken wird. Sie ermöglichen die Injektion von Helium in die Versorgungsleitungen nach MECO, wodurch der verbleibende Propeller durch das Triebwerk einschließlich der Turbopumpen geblasen wird. Sie dienen speziell zum Trocknen des Motors!
@OrganicMarble In Ordnung. Ich werde meine Antwort überprüfen und überarbeiten, sobald ich etwas Zeit dazu habe. Wenn sich herausstellt, dass ich die Antwort lieber zurückziehen / löschen möchte, werde ich das tun. Geht das für dich ?
Ich unterstütze die Verbesserung Ihrer Antwort!
Ein Trockenlauf ist ein Problem, wenn die Turbopumpe (z. B. durch den Vorbrenner) angetrieben wird, während sie trocken läuft. Dann bewirkt das Antriebsmoment, dass die Pumpe beschleunigt. Während einer Spülung wird die einzige Antriebskraft durch das Spülgas verursacht, und Sie können dies steuern, um die Pumpendrehzahl auf einen sicheren Wert zu begrenzen.