Помимо густого зарева алого пламени внизу платформы, ракеты перед стартом окутаны облаками белого пара или чего-то подобного конденсату. Специалисты внимательно отслеживают процесс запуска, наблюдая за состоянием всех узлов агрегата каждую секунду обратного отсчета. Но почему помимо дыма, образуется еще и пар?
Содержание
Пары топлива
Эксперт по космическим технологиям Рори Олсоп объясняет этот процесс так: «При использовании криогенных бустеров, в которых находится жидкое топливо, кислород или водород, резервуар настолько нагревается, что содержимое начинает кипеть. На стартовой площадке их выход минимальный, поэтому чтобы контролировать давление, открываются выпускные клапаны, и часть газов выходит наружу, вокруг образуется горячий белый пар. Когда кипящая субстанция остается в бустере, то высока вероятность повреждения уплотнений и других компонентов, осуществляющих вспомогательные функции». Хотя испытания и взрыв огромного топливного бака ракеты показал, что он может выдерживать рекордное давление.
Большая часть пара возникает уже снаружи. Их причиной является конденсация капель воздуха возле кипящего кислорода и водорода, которые, хоть и находятся в кипящем газообразном состоянии, все еще слишком холодны. Так появляются густые и более разряженные клубы вещества вокруг ракеты, показывающие безопасный старт.
Фил Перри утверждает, что последние космические челноки снабжаются подобными бустерами с выпускной возможностью или вентиляцией. Когда-то в качестве топлива использовался ракетный керосин. Его не нужно было выпускать при нагревании. Ракеты, использующие гиперголическое топливо, также «не выпускали пар».
Разница температур
Но в современных ракетах топливо сначала переохлаждается, потом при запуске сильно и резко нагревается. Видимый пар с точки зрения физики образуется из-за большой разницы температур.
Выбор пал на водород и кислород, потому что при умелом заполнении бустеров его требуется меньше при пересчете на иное топливо. Но и заполнение этими сверххолодными веществами требует умения. Сначала топливо LOX поступает в резервуар очень медленно, кипит, испаряется из-за «высокой» температуры стенок. Постепенно снижается температура в центре бустера, начинает образовываться лужица жидкости. С этого момента скорость наполнения возрастает до максимально возможной, а в конце снова снижается, донаполняя баки.
После включения двигателей, LOX подается в бустер еще 3 минуты, так как он не прекращает испаряться из-за подачи тепла. Хотя сегодня резервуары с холодным LOX изолированы, поэтому в меньшей степени подвержены нагреву. Когда-то на Saturn V изоляция первой ступени не была предусмотрена, и до старта здесь накапливался лед, который начинал таять, ухудшая заправку, увеличивая длительность сопряжения.
Сегодня технологии доработаны, резервуары для топлива более герметичны и изолированы, но пары конденсата и клубы дыма все равно окутывают агрегаты, так как жидкий водород и кислород с необходимостью выхода газов применятся до сих пор.
Всего комментариев: 0