阿里安5火箭增壓輸送系統(tǒng)雜談
0.引言
今天繼續(xù)來看阿里安5的增壓輸送系統(tǒng)~之前說過,增壓輸送系統(tǒng)是連接貯箱和發(fā)動機(jī)的橋梁,所以在進(jìn)一步了解增輸系統(tǒng)之前得先看看一子級和火神發(fā)動機(jī)(髮國人將二者合稱為Etage Principal Cryogénique,EPC)。

1.一子級
一子級由液氧箱、液氫箱、錐形發(fā)動機(jī)機(jī)架和前、后裙組成。

液氧箱在上,液氫箱在下,中間用共底隔開,凸面朝下。

前裙是一個圓柱殼體,在助推器連接接頭的部位用隔框等加強(qiáng)件加強(qiáng),以達(dá)到所需剛度。前裙提供火箭上、下兩大部分的機(jī)械接口,并傳遞2枚固體助推器和一子級發(fā)動機(jī)的推力。

后裙是一個圓柱形加強(qiáng)殼,外面由縱向桁條加強(qiáng)并帶有一個盒形剖面的隔框,用于安裝發(fā)動機(jī)架和助推器的連接支桿,前面與貯箱對接。

發(fā)動機(jī)架由2段錐殼組成,之間采用螺栓連接,用于發(fā)動機(jī)推力的傳遞和承載,同時為2枚捆綁助推器和火神發(fā)動機(jī)上安裝的輔助控制和擺動系統(tǒng)提供接口。

并為2個控制發(fā)動機(jī)擺動的液壓作動器提供支撐。


2.火神發(fā)動機(jī)
發(fā)動機(jī)系統(tǒng)包括渦輪泵、主閥門、氦氣指令和控制閥門與調(diào)節(jié)器、液氧POGO抑制器,都用支架固定在推力室上并用有鉸接接頭的導(dǎo)管相互連接。

發(fā)動機(jī)采用燃?xì)獍l(fā)生器開路循環(huán),用1臺燃?xì)獍l(fā)生器帶動2臺獨(dú)立的氫/氧渦輪泵向燃燒室輸送推進(jìn)劑。渦輪泵由固體火藥啟動器啟動。燃?xì)獍l(fā)生器及主燃燒室用固體火藥點(diǎn)火器點(diǎn)火。發(fā)動機(jī)主閥門和燃?xì)獍l(fā)生器閥門均為氦氣作動的球閥(伏筆,猜下氦氣是哪里來的)。


3.增壓輸送系統(tǒng)

液氧輸送管路部分浸在液氧箱中,并從圓筒段的中間引出,沿貯箱外側(cè)通往發(fā)動機(jī)。液氫輸送管則直接通往發(fā)動機(jī)。2個貯箱的增壓管也沿貯箱外側(cè)鋪設(shè)。

氫箱加注和增壓管道
Réglette de destruction
Ligne d' alimentation LOX(法語真看不懂…)
Réglette de destruction
氧箱加注和增壓管道
增壓氦氣瓶
控制氦氣瓶

這張圖非常清晰全面地描繪了增壓系統(tǒng)的工作原理。首先,增壓氦氣瓶(SSHel)中的145千克超臨界氦流過氧渦輪排氣管中的換熱器,通過三路調(diào)節(jié)器到氧箱中增壓。而氫箱的增壓則直接取自推力室頭部 120bar 和 100K 下的氣氫,途經(jīng)原理相同的調(diào)節(jié)器。
而上次沒說到的兩個控制氦氣瓶(CAPA HP)實(shí)際上是由碳纖維和鈦合金制成的?350 L 球體,其中以常溫儲存著低于 300bar 的氦氣。這些氦氣①進(jìn)入液氧POGO抑制器(SCP)②為控制系統(tǒng)的閥門提供氣體動力③為發(fā)動機(jī)擺動系統(tǒng)液壓控制器增壓④為增壓氦氣瓶增壓(所以上次動態(tài)說錯了,英文資料還是沒有法文資料靠譜)⑤為提供各種管道吹除氣體。

4.后記
圖太多動態(tài)塞不下……
