Wie werden Oberstufentriebwerke gekühlt?

Um einen Motor herunterzukühlen, wird kryogenes Treibmittel durch den Motor gedrückt. Dies ist für die erste Stufe in Ordnung, da das Abkühlungstreibmittel einfach aus der Düse und auf den Boden / die Atmosphäre fließen kann. Die obere Stufe ist jedoch geschlossen. Wie kühlt man das Oberstufentriebwerk ab, wenn das Treibmittel nach dem Austritt aus der Düse nirgendwohin gelangen kann?

Was meinst du mit "das Treibmittel kann nirgendwo hingehen"? Es brennt und dann fliegt der Auspuff ins Leere und schiebt die Rakete in die entgegengesetzte Richtung.
Welcher Teil der Oberstufe ist „ abgeschlossen “. Meinst du das ?
@Naktibalda und AJN: natürlich meint er den Raum zwischen zweiter und erster Stufe vor der Trennung. Soll das Triebwerk der zweiten Stufe vor der Zündung heruntergekühlt werden, muss dies vor der Stufentrennung und Zündung der zweiten Stufe erfolgen.
Wenn er das meint, @Uwe, dann ergibt die Frage keinen Sinn. Die zweite Stufe zündet nicht bis nach der Trennung der ersten Stufe, und die dritte Stufe zündet nicht bis nach der Trennung der zweiten Stufe.
AFAIK, der Raum zwischen den Stufen (und der Raum zwischen der oberen Stufe und der Verkleidung, die die obere Stufe umschließt) ist nicht luftdicht. @Uwe
Denken Sie an einen „MVac engine chill“-Aufruf von einem SpaceX-Webcast (der vor der Phasentrennung auftritt)?
Ich bin mir nicht sicher, woher der VTC für diese Frage kommt. Die Frage ist berechtigt, per googeln nicht trivial zu beantworten und ausreichend klar formuliert.

Antworten (2)

Unterschiedliche Fahrzeuge verwenden (d) unterschiedliche Schemata.

Die S-IV-Stufe des Saturn I-Fahrzeugs hatte Überbord-Lüftungsöffnungen für den LH2 und Stoffausblasplatten für den LOX. Eine der LH2-Öffnungen ist angedeutet, die Ausblasplatten sind die Halbovale am unteren Ende der Bühne.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die zweite Stufe der Saturn V verwendete ein rezirkulierendes Chilldown-System, das keine Entlüftung über Bord erforderte

Eine Abkühlung der Triebwerke der Stufe S-II beginnt vor dem Abheben mit der Abkühlung der Schubkammern. Treibmittel werden während des Betriebs der ersten Stufe bis einige Sekunden vor der Trennung der ersten Ebene durch die Pumpe und die Zufuhrleitungen zirkuliert.

Die dritte Stufe des Saturn V verwendete ebenfalls ein Umlaufsystem.

Die Motortreibstoffpumpen und Gasgeneratoren müssen vor dem Start gekühlt werden. Dies wird während der S-IC-Boost-Phase erreicht. LH2 wird zirkuliert, Abbildung 22-17, mittels stufenmontierter Pumpen durch die LH2-Zufuhrleitungen des Motors, die LH2-Motorpumpen und die LH2-Entlüftungsventile des Gasgenerators und dann in den Behälter zurückgeführt. LOX wird zirkuliert, Abbildung 22-18, mittels thermischer Konvektion durch die Motor-LOX-Zuleitungen, Motor-LOX-Pumpen und Gasgenerator-LOX-Entlüftungsventile und in den LOX-Behälter zurückgeführt.

Quelle: NASA TECHNICAL MEMORANDUM X-881 , APOLLO SYSTEMS DESCRIPTION VOLUME II SATURN LAUNCH VEHICLE

Es gibt viel Platz für das Treibmittel. Beispielsweise ist die Düse eines Vakuummotors selbst ein riesiger leerer Kegel. Dann ist da noch die Zwischenstufe.

Bei Raketen, die Hot Staging durchführen, muss die Zwischenstufe unbedingt offen sein.

Und wenn alles andere fehlschlägt, können Sie immer noch ein Loch in die Zwischenstufe schlagen. Ich meine, wenn jemand eine Rakete baut, wird er natürlich daran denken. Es ist nicht so, dass sie den ersten Orbitalstart durchführen und erst nach 3 Minuten im Flug feststellen, dass sie nie herausgefunden haben, wie man die Triebwerke der zweiten Stufe kühlt.

Diese Antwort ist in Ordnung, aber "Ich meine, wenn jemand eine Rakete baut, wird er natürlich daran denken." könnte auf etwa die Hälfte der Fragen auf dieser Seite zutreffen.
" Da ist genug Platz für das Treibmittel. " ist purer Unsinn. Die zweite Stufe mündet in 30-80 km Höhe, je nach Raketenfamilie. In dieser Höhe füllen 100 Gramm Treibmittel die Raketendüse und das Zwischenstufenvolumen auf Umgebungsdruck, wenn kein Gasauslass oder Rezirkulation vorhanden ist! Diese Antwort enthält falsche Informationen und ist im Ton unhöflich und herablassend .
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