Warum benötigt die 2. Stufe von Falcon 9 komprimierte He-Tanks?

Es ist bekannt, dass die schnelle Demontage der statischen Tests von Falcon 9 mit dem Bruch der Verbundfasern der Copv He-Tanks begann.

Aber was ist die Notwendigkeit, die Komposittanks zu haben, die He einschränken, wenn das System gepumpt wird? Welche Rolle spielen diese He-Gase, wenn der LOx-Fluss durch Pumpen erreicht wird?

Wenn diese Er nicht zum Aufbau des Flusses verwendet wird, für welchen anderen Zweck sind sie dann bestimmt?

Antworten (1)

Das Helium wird verwendet, um die Treibstoff- und LOx-Tanks kontinuierlich unter Druck zu setzen, wenn sie geleert werden. Es wird in einem COPV im Körper der LOx-Tanks gespeichert, um das He auf einer niedrigeren Temperatur (und höheren Dichte) zu halten, um die Ladekapazität zu maximieren. Das Helium wird durch den Merlin-Motor geführt, um erwärmt zu werden, bevor es in die Tanks geleitet wird. Dies hat zwei Hauptzwecke:

  • Zur Aufrechterhaltung eines gleichmäßigen Drucks, der der Turbopumpe während des gesamten Betriebs zugeführt wird. Dies trägt wiederum dazu bei, sicherzustellen, dass die Kraftstoffdurchflussrate konstant gehalten wird. Wie von Organic Marble erwähnt , kann Unterdruck am Einlass der Turbopumpe zu Kavitation und ernsthaften Schäden am System führen.
  • Um eine nach außen gerichtete Kraft auf die Wände des Tanks auszuüben, um sie strukturell stabil zu halten. Die Tanks selbst sind stark genug, um während der Herstellung ihre Form beizubehalten, aber die höheren Fluglasten erfordern die Verwendung von Druckbeaufschlagung.

Siehe diese Frage für weitere Details und andere Beispiele für die Druckbeaufschlagung von Tanks. Dieser Artikel enthält einen guten Überblick über den Zweck des He-Panzers und sein Versagen.

Danke für die Antwort! Die verlinkte Diskussion ist noch ausführlicher. Danke noch einmal
Also @jack, auch die 1. Stufe erfordert He-Druckbeaufschlagung, oder?
Richtig. Diese Frage zeigt die Tanks an Ort und Stelle.
Wow! Vielen Dank, Bruder, für die schnelle und direkte Antwort, ich weiß es sehr zu schätzen
Das ist richtig, aber Ihre erste Kugel untertreibt es tatsächlich ein wenig. Wenn der richtige Druck am Turbopumpeneinlass nicht aufrechterhalten wird, können viel schlimmere Dinge als eine ungleichmäßige Kraftstoffdurchflussrate passieren. Die Pumpen können kavitieren, was zu sehr schlechten Dingen führt. pdfs.semanticscholar.org/8043/…
Danke @OrganicMarble, die Bilder dort sind unglaublich! Ich werde noch ein paar Details hinzufügen. Gehe ich richtig in der Annahme, dass Kavitation unter solch extremen Bedingungen zu Lochfraß an den Pumpenschaufeln führen kann?
Ja, und sogar ein kompletter Pumpenausfall. ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20020016716.pdf
Was ist mit der Alternative, das Treibmittel selbst zu verwenden, um die Tanks unter Druck zu setzen - die Abwärme des Motors zu verwenden, um LOX und LH2 (in ihren eigenen Kreisläufen) zu erwärmen, um erhitztes Gas bereitzustellen, um jeden Tank unter Druck zu halten?
@AnthonyX: Entzieht dem Motor Wärme und verringert die Leistung (wie Flugzeuge die Zapfluft des Motors zum Start abschalten).
@AnthonyX Das Shuttle verwendete genau ein solches System. space.stackexchange.com/questions/6323/…
Warum benötigt die 2. Stufe von Falcon 9 komprimierte He-Tanks?
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