Rolle des vom Boden gelieferten Heliums im S-1C-Stadium

In dieser Antwort , dem beigefügten Zitat, heißt es, dass vom Boden geliefertes Helium durch LOX-Leitungen sprudelnd gemacht wurde, die es mischten und es vom Kochen und Geysiren abhielten.

Was genau bedeutet das? Bedeutet das mit Bodenversorgung nur in der Startrampe? Wird Helium nicht einfach im LOX aufsteigen? Und wie kann es die Dinge gemischt halten und ein Kochen vermeiden?

Das besondere Problem des LOX-Tanks waren die Zuleitungen zu den durstigen Motoren etwa 15 Meter unterhalb der Treibstofftanks. Um die Arbeit zu erledigen, verwendete der S-IC fünf LOX-Saugleitungen, die Oxidationsmittel mit 7300 Litern (2000 Gallonen) pro Sekunde zu den Motoren beförderten. Um solch hohe Durchflussraten zu erreichen, konnten die Leitungen nicht um die Außenseite des Kraftstofftanks gebogen werden; Daher führten die Designer sie direkt durch das Herz des Kraftstofftanks. Dies führte wiederum zu erheblichen Herstellungsproblemen, da es fünf zusätzliche Löcher sowohl oben als auch unten im Kraftstofftank bedeutete und die Schwierigkeit darstellte, gefrorenen Kraftstoff um die superkalten LOX-Leitungen herum zu vermeiden. Die technische Lösung dafür umfasste ein System von Tunneln, von denen jeder eine LOX-Leitung umschloss, die speziell dafür ausgelegt war, eine wirksame Decke aus isolierender Luft zu transportieren. Auch so,Also verwendete das S-IC einen Teil seines vom Boden gelieferten Heliums, um durch die LOX-Leitungen nach oben zu sprudeln, und hielt die gemischte Flüssigkeit auf einer ausreichend niedrigen Temperatur, um zerstörerisches Sieden und Geyserieren oder die Schaffung ebenso zerstörerischer Hohlräume in den LOX-Pumpen zu vermeiden

Anmerkung: Hervorhebung von mir

Siehe meine Antwort auf die verwandte Frage .
@Uwe Aus Antwort ist mir immer noch nicht klar, was aufgefüllt wird und erfolgt dies nur auf der Startrampe durch Heliumversorgung von außerhalb des Fahrzeugs?

Antworten (1)

Um die volle Schubkraft der F-1-Triebwerke der ersten Stufe der Saturn V zu erreichen, sollte nur flüssiger Sauerstoff in die Brennkammern gepumpt werden. Ein Gemisch aus gasförmigem und flüssigem Sauerstoff würde den gewünschten Sauerstoffmassenstrom zu den Triebwerken reduzieren und kann die Sauerstoffpumpen beschädigen oder sogar zerstören. Ein verringerter Sauerstoffmassenstrom würde den Schub verringern und einen erfolgreichen Start gefährden.

Aber die LOX-Leitungen durch den Kraftstofftank hatten ein schlechtes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen, viel schlimmer als der große Sauerstofftank. Der Wärmefluss zu den LOX-Leitungen würde dazu führen, dass das LOX im Inneren stark kocht.

Durch das Einblasen von kaltem gasförmigem Helium durch die LOX-Leitungen und den Tank wurde das LOX vor dem Start unter die Siedetemperatur gekühlt. Das gasförmige Helium und der Sauerstoff an der Oberseite des Tanks werden durch Versorgungsleitungen abgelassen und das verdampfte LOX wird durch Nachfüllen von mehr LOX aus den großen Tanks an der Startrampe ersetzt.

Kurz vor der Zündung ist das Sprudeln des Heliums beendet und das sehr kalte LOX in den Leitungen und im Tank siedet nicht, solange seine Temperatur unter dem Siedepunkt liegt. So konnten die Sauerstoffpumpen und Brennkammern blasenfrei mit reinem Flüssigsauerstoff gespeist werden.

Zur Kühlung von LOX durch Heliumblasen siehe meine Antwort auf diese Frage.