Was ist der Vorteil der Verwendung von Helium gegenüber Stickstoff, wenn es zur Druckbeaufschlagung von LOx verwendet wird?

In diesem Twitter-Beitrag des Installationsliniendiagramms (linke Hälfte) von LauncherSpace kann man feststellen, dass Helium zum Unterdrucksetzen von LOx verwendet wird, während Stickstoff zum Unterdrucksetzen von Kerosin verwendet wird.

Warum die Dichotomie? Warum nicht das gleiche Gas verwenden, vorzugsweise das billigere Stickstoffgas, um LOx unter Druck zu setzen?

Ich habe keine Referenz zur Hand, aber ich bin mir ziemlich sicher, dass das N2 zu viel in den LOX diffundiert. Wir hatten ein Problem im Space-Shuttle-Integrationsbüro, wo die Motorkennzeichnungsdaten vom Prüfstand immer etwas schlechter waren als die Flugleistung. Einige hatten das starke Gefühl, dass der Unterschied darin bestand, dass das Fluggerät Helium/autogenes Gas verwendete und das Bodentestsystem N2 verwendete, um die Tanks unter Druck zu setzen.
@OrganicMarble meinst du damit, dass sich N2 in LOx „auflöst“? Und danke, dass du deine Erfahrung teilst. Sehr interessant und informativ!
Bläst das gelöste N2 an irgendeiner Stelle in der LOx-Rohrleitung ab oder blubbert es im Motor ab und kühlt die Gase, was zu einer verringerten Leistung führt?
@OrganicMarble - ist das eine gute Referenz - dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/272377.pdf ? vielleicht war das der gesuchte
Sie würden denken, dass sich das He noch leichter auflösen würde – es ist ein viel kleineres Molekül als N. Würde es nicht leicht eindringen?

Antworten (1)

Wie von OrganicMarble in einem Kommentar vorgeschlagen, ist Stickstoff mit Sauerstoff mischbar (Sie können somit flüssige Luft herstellen). Laut NASA Technical Paper 2464 ist dies ein großes Problem, da die Verwendung von "angereicherter Luft" anstelle von reinem Sauerstoff als Oxidationsmittel die Leistung des Motors beeinträchtigt:

Der Transfer von Flüssigsauerstoff (LOX) von einem Vorratsbehälter zu einem Raketentriebwerk erfordert im Allgemeinen die Verwendung eines Druckgases bei hohen Drücken. Die Hauptkriterien für die Wahl des Gases sind niedrige Kosten, Sicherheit und Unmischbarkeit mit flüssigem Sauerstoff . Unter den üblichen Gasen wurden Helium, Stickstoff und Sauerstoff selbst in Betracht gezogen. Helium ist teuer und Sauerstoff ist bei hohen Drücken gefährlich. Das verbleibende Gas, Stickstoff, ist leider mit Sauerstoff mischbar und verursacht eine Verdünnung und einen Verlust der Motorleistung. (Hervorhebung von mir)

Es erhöht auch den Dampfdruck des Lachses. Dies könnte zu Kavitation führen und somit das Fördersystem zerstören.
@Christoph: Stimmt, obwohl ich mir nicht sicher bin, ob der Effekt groß genug ist, um eine Rolle zu spielen. Ich habe keine Zahlen, aber ich würde davon ausgehen, dass die Turbopumpen mit einem beträchtlichen Sicherheitsspielraum arbeiten, da der Einlassdruck ziemlich stark schwanken kann (aufgrund von Änderungen der Gesamtbeschleunigung der Rakete) und jede Kavitation katastrophal wäre.
Vielen Dank für die Bearbeitung der anderen Frage ;-) Ich mische oft Wrods.
Was ist der Vorteil der Verwendung von Helium gegenüber Stickstoff, wenn es zur Druckbeaufschlagung von LOx verwendet wird?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v