Використання теплової енергії для наддування паливних баків ракетних двигунних установок

Анотація

Використання теплової енергії для підвищення тиску в паливних баках у ракетних пропульсивних системах є важливою темою в галузі космічних технологій. Це охоплює різні аспекти термодинаміки, матеріалознавства, а також механіки рідин і газів. У цьому дослідженні розглядаються фундаментальні принципи та методи використання теплової енергії для підвищення тиску в паливних баках, а також пропонуються практичні підходи. Дослідження стосується галузі ракетної та космічної техніки, зокрема, попереднього підвищення тиску (PLP) рідинних ракетних двигунів (LRE) у ракетах-носіях (LV). Метою дослідження є розробка алгоритму для попереднього розрахунку системи PLP шляхом введення теплової енергії у вільні об'єми паливних баків. Використовуються методи термодинаміки, закони реального газу та перший закон термодинаміки щодо несталих процесів. Визначаються процеси, що відбуваються у вільних об'ємах баків під час реалізації нового методу PLP. До них належать вільно-конвективні теплові процеси між газом у баку та граничними поверхнями. Пропонується метод оціночних розрахунків розглянутої системи, який демонструє можливість та в окремих випадках доцільність такого підходу. Розглядається технічне рішення проблеми підвищення тиску газу у вільному об'ємі бака до необхідного рівня, досягнутого шляхом підвищення середньої масової температури газу в цьому об'ємі. Це рішення дозволяє ефективно контролювати тиск газу без використання додаткових механічних пристроїв. Використання теплової енергії є важливим і перспективним напрямком досліджень і розробок. Це вимагає глибоких знань у різних наукових та інженерних дисциплінах, а також інноваційних підходів до вирішення існуючих завдань. Подальший розвиток сприятиме підвищенню ефективності та надійності ракетних систем, що, у свою чергу, відкриє нові можливості для освоєння космосу.