Was ist der Sinn der IVF von ULA? (Integrierte Fahrzeugflüssigkeiten)

ULA (United Launch Alliance) erwähnte eine neue obere Stufe, an der sie arbeiten und die IVF verwenden wird. Klingt wie ein Verbrennungsmotor, der einen Generator betreibt, der mit Treibgas und Oxidationsmittel betrieben wird, die sonst entlüftet würden.

Ok, clevere Art, Strom auf einer Oberstufe zu erzeugen, da ein Verbrennungsmotor klein und effizient sein kann. Das Verbrennen von Wasserstoff ist eine einfache und bekannte Technologie.

Aber sie reden immer wieder darüber, wie es dadurch wiederverwendbar wird? Aber es hört sich wirklich so an, als würde es nur Strom liefern, wodurch die Notwendigkeit von Sonnenkollektoren, Batterien, Hydrazin-betriebenen Generatoren usw. entfällt. Ein nettes Feature, aber wie verändert es das Spiel?

Sicher bedeutet dies, dass die zweite Stufe viel länger am Leben bleiben kann, aber im Moment scheint das nicht ganz der Hauptengpass zu sein?

Die vorgeschlagene Hauptwiederverwendung scheint das Auftanken im Orbit zu sein. Aber das ist wiederum nicht ganz das, was in diesem Zusammenhang normalerweise mit Wiederverwendung gemeint ist.

Dies ist ein cleverer Trick, und ziemlich erstaunlich, dass er noch nie zuvor gemacht wurde ...

Antworten (2)

NB: Dies basiert auf meinem aktuellen Verständnis der Technologie und ist möglicherweise nicht vollständig.

Ich werde mich hier auf Ihre Hauptfrage konzentrieren, die lautet: "Wie [macht IVF] [eine Stufe] wiederverwendbar?". Ich sollte die Frage zuerst auf "Wie macht IVF eine Stufe wiederbetankbar?" verfeinern.

Die kritischen Punkte sind, dass die IVF die Notwendigkeit beseitigt, unter Druck stehendes Helium mitzuführen, das typischerweise wiederum verwendet wird, um den Druck in den LO 2 - und LH 2 -Tanks aufrechtzuerhalten, wenn das Treibmittel erschöpft ist. Es eliminiert auch die Notwendigkeit, Hydrazin zu transportieren, einen Brennstoff, der mit LO 2 hypergolisch ist und typischerweise verwendet wird, um die Triebwerke anzutreiben, die beispielsweise für Lagesteuerung, Gimbaling und dergleichen verwendet werden. Stattdessen erfüllen gasförmiger Sauerstoff und gasförmiger Wasserstoff aus dem IVF-System diese beiden Rollen.

Das bedeutet, dass die Verbrauchsflüssigkeiten an Bord auf flüssigen Sauerstoff und flüssigen Wasserstoff reduziert werden – was das Betanken im Orbit erheblich vereinfacht.

Hier ist eine großartige Quelle, die Blockdiagramme einer typischen Konfiguration im Vergleich zu IVF zeigt:

Aber was bringt es, diese Stage betankbar zu machen, wenn die einzige Möglichkeit, mehr Kraftstoff in die leere Stage zu bringen, darin besteht, eine ähnliche Stage zu verwenden? Auftanken ist schön, wenn Sie eine umlaufende Plattform haben, die Treibstoff liefern kann (vorzugsweise aus anderen Quellen als unserem tiefen, tiefen Gravitationsschacht), aber wir sind weit davon entfernt, dies zu erreichen.
@fish2000 Ich habe Ihre umfangreichen und hilfreichen Änderungen akzeptiert, aber nur zu Ihrer Information, eine schnelle Suche auf dieser Website zeigt, dass "LOX" und "LH2" allgegenwärtige Begriffe hier in Space SE sind und was Sie mit ausgefallenen Indizes hinzugefügt haben, sind es zumindest selten, wenn nicht gar nicht vorhanden. „LOX“ 706 Beiträge, „LH2“ 252 Beiträge.

Der Hauptvorteil von IVF wird von ULA als gewichtssparende Maßnahme (~1 Tonne) für längere Missionen im Vergleich zu Batterien / Photovoltaik / Brennstoffzellen beschrieben:

Ein vorhandener Centaur geht von einem Fahrzeug mit nominell zwei Haupttriebwerkszündungen und einer Flugdauer von 8 Stunden zu einem Fahrzeug über, das zu mehr als 10 Verbrennungen und einer Flugdauer von mehreren Tagen fähig ist. Die Burnout-Masse wird um 10 % reduziert und Treibmittelrückstände können verwendet werden, um den Tisch ohne Masse- oder Kostennachteil zu entsorgen.

Es wird auch behauptet, dass es eine sehr effiziente Nutzung chemischer Energie ist. Da die Verbrennungswärme zur Druckbeaufschlagung des Tanks wiederverwendet wird und der Abgasstrom als Reaktionsmasse wiederverwendet wird, wird fast keine Energie verschwendet.

Aus Ihrer anderen Frage geht hervor , dass einer der drei behaupteten Vorteile von Vulcan die 10-mal längere (Missions-) Dauer ist, die anscheinend vollständig durch die Verwendung des IVF-Verbrennungsmotors bereitgestellt wird:

Vulkanische Infografik mit 350 % mehr Auftrieb, 10-mal längerer Dauer und 100-mal mehr Operationen im Orbit

Die verlängerte Missionsdauer und zusätzliche Neustarts sind die funktionellen Merkmale, die für die „Lieferung mehrerer Satelliten pro Lift/mehrere Flugzeuge, die mit jedem Lift bevölkert sind“ in diesem Diagramm verantwortlich sind.
Was ist der Sinn der IVF von ULA? (Integrierte Fahrzeugflüssigkeiten)
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