Wenn wir uns verschiedene russische Raketen ansehen, sehen wir oft eine Metallstruktur, die wie eine Art Gartenzaun aussieht und einige Stufen trennt. Meines Wissens wird es nur von der R7-Familie (Vostok, Voshkod, Soyuz) und N1 verwendet, aber sonst von niemandem.
Alle anderen Raketen, die ich kenne, verwenden eine solide Verkleidung, um die Stufen zu trennen. Warum also haben sich die russischen Ingenieure für diese Lösung entschieden (und sie beibehalten), aber sonst niemand? Haben diese "Zäune" neben ihrem geringen Gewicht noch weitere Vorteile?
Hier sind einige Bilder, um zu zeigen, wovon ich spreche:
( Quelle )
( Quelle )
Es hat alles mit der Füllmenge in den Kraftstofftanks zu tun. Die Newtonschen Bewegungsgesetze bedeuten, dass, wenn eine Rakete nicht mehr feuert und keine Kraft ausgeübt wird, die Rakete keine Beschleunigung erfährt. Sie setzt sich mit derselben Geschwindigkeit fort (wenn wir ein perfektes Modell annehmen). Der Treibstoff in den Tanks geht in den freien Fall, genau wie die Astronauten, wenn sie die Umlaufbahn erreichen. Sie haben gesehen, wie diese Plüschtiere durch die Kabine schwebten, als die Sojus-Motoren abschalteten.
Der Kraftstoff verhält sich auch ein bisschen wie ein Beifahrer in einem Auto, wenn Sie stark bremsen. Statt beim Beschleunigen in den Sitz gedrückt zu werden, fliegen sie in die andere Richtung, Richtung Windschutzscheibe. Deshalb verwenden wir Sicherheitsgurte. Dasselbe gilt für den Treibstoff in diesen riesigen Tanks. Es geht schwupps; bis zum anderen Ende des Panzers, der am weitesten vom Raketenmotor entfernt ist. Das Problem ist, Sie wollen es am Ende des Raketenmotors. Wenn der Kraftstoff nicht am "Boden" des Tanks ist, drehen die Pumpen leer und können ohne anzusaugen durchbrennen.
Es gibt zwei Lösungen für dieses Problem. Einige Fahrzeuge haben Freiraummotoren , die kleine Motoren sind, manchmal nur Schubdüsen oder eine Freisetzung von komprimiertem Gas. Sie können sie in vielen Videos anderer Fahrzeuge sehen, die dieses Netz nicht haben. (Nicht zu verwechseln mit der Pumpenauspuffdüse, aber das ist eine ganz andere Sache!) Es sieht oft aus wie ein kleines Auspuffrohr in der Nähe des Motors. Sie können manchmal nur ein kleiner Festbrennstoffmotor sein, ähnlich wie ein Feuerwerkskörper. Ihre einzige Funktion besteht darin, den Kraftstoff zu den Pumpen zu befördern (zu schwappen). Die Pumpen starten und dann zündet der Motor. Rauschen; Rakete startet. Jetzt kann all dieser herumschwappende Kraftstoff Stabilitätsprobleme für das Fahrzeug verursachen, daher konstruieren sie den Tank mit speziellen Anti-Schwapp-Ablenkblechen.
Hier können wir diese verschiedenen Merkmale in der zweiten Stufe des Saturn V sehen:
Quelle: https://www.hq.nasa.gov/pao/History/SP-4204/images/m406b.jpg
Wenn Sie die zusätzliche Komplexität, Steuerung, Treibstoff, Mechanismen und einfach nur Masse und Geld in Ihrer Rakete vermeiden möchten, können Sie es auf russische Weise tun. Schalten Sie einfach die nächste Stufe ein, während die vorherige noch Kraft aufbringt. Keine Füllstandsausrüstung erforderlich. Sie müssen jedoch irgendwo hinkommen, damit all das heiße Abgas (und seine Kraft) abfließen kann. Am einfachsten ist es, eine kleine Lücke zwischen den Stufen zu machen, damit Sie weniger Baba-Boom bekommen. Es hat auch den schönen Vorteil, dass die abgeschlossene Phase vom Schiff weg und zurück zum Planeten geschoben wird, was normalerweise das ist, was Sie wollen. Es könnte die Rakete höher machen, aber es hält die Masse und Komplexität niedrig, was normalerweise das ist, was Sie wollen.
Hobbes
Organischer Marmor
Bill C
Dr. Sheldon