Warum befand sich der LOX-Tank des Shuttles auf dem LH2-Tank, da er dadurch kopflastiger wird?

Der externe Tank für das Shuttle enthielt Tanks mit flüssigem Sauerstoff und Wasserstoff für die Hauptmotoren. Diese beiden haben ähnliche (wenn auch nicht gleiche) Volumina, aber der Sauerstoff ist in einem offensichtlichen stochastischen Sinne schwerer.

Angesichts dessen ging ich einfach davon aus, dass der schwerere Kraftstofftank (Sauerstofftank) unten und der leichtere oben sein würde, um den Schwerpunkt niedriger zu machen. Es scheint, als würde ein niedrigerer Schwerpunkt das Umkippen während des Aufstiegs weniger wahrscheinlich machen. Aber so hat es die NASA nicht gemacht. Der Sauerstofftank war oben. Wieso den?

Druck vielleicht? Jedenfalls hatte das Shuttle genug Leitsystem, um eine eventuelle Kopflastigkeit beim Aufstieg ohnehin schnell auszugleichen.
„Schwerpunkt niedriger machen“. Warum sollten Sie den Massenmittelpunkt senken , wenn sich die Raketenstabilität erheblich verbessert, wenn sich das CoM so weit wie möglich vom Druckmittelpunkt entfernt befindet?

Antworten (2)

In der Atmosphäre trägt ein nach vorne gerichteter Schwerpunkt zur Stabilität bei. Sie möchten, dass der Schwerpunkt für aerodynamische Stabilität vor dem Druckmittelpunkt liegt. Ein größerer Abstand zwischen dem Schwerpunkt und den Gimbal-Motoren gibt ihnen auch mehr Kontrolle.

Warum haben Saturn S-II und S-IV(B) es umgekehrt gemacht (LH2 vor LOX)?

Ein weiterer Grund, warum die vordere Position für den LOX-Tank vorteilhaft ist, ist die Druckhöhe, die durch den Abstand vom Tank zu den Motoren entsteht. Die Turbopumpen, die die Motoren antreiben, benötigen einen ausreichenden Einlassdruck, um Kavitation zu vermeiden. Das Vorwärtsbewegen des LOX-Tanks ermöglicht es dem Gewicht des LOX, zu diesem Druck beizutragen, was den notwendigen Leerraumdruck innerhalb des Tanks reduziert.

Ist das nicht ein Argument dafür, den LH2-Tank obendrauf zu setzen? Es ist weniger dicht und könnte mehr von dem größeren "h" in rho * g * h profitieren.
Flüssiger Wasserstoff ist so .... nicht dicht, dass es kaum einen Unterschied machen würde, den Einlassdruck der Turbopumpe zu unterstützen
Ja, es ist LH2, das beim Shuttle immer NPSP-Probleme hatte, daher ergibt es für mich keinen Sinn zu sagen, dass Sie LO2 oben anbringen müssen, um seine (nicht vorhandenen) NPSP-Probleme zu beheben.
Es ist nicht so sehr die Tatsache, dass die Fallhöhe ausreicht, um den erforderlichen npsp zu liefern, sodass der Leerraumdruck des lox-Tanks nur das ist, was für strukturelle Anforderungen erforderlich ist
Warum befand sich der LOX-Tank des Shuttles auf dem LH2-Tank, da er dadurch kopflastiger wird?
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