Огляд поточних розробок пристроїв управління ракетним паливом у стані мікрогравітації

Анотація

Політ космічного літального апарату характеризується поперемінною зміною активних та пасивних ділянок траєкторії. На пасивних ділянках траєкторії рідке паливо в баках КЛА знаходиться в стані зниженої або нульової гравітації. При цьому поверхня розділу рідина-газ викривляється під впливом форми баку та балансом сил на вільній поверхні. На пасивній ділянці польоту літальний апарат знаходиться під впливом різного роду сил:

• аеродинамічні сили;
• світловий тиск;
• гравітаційні аномалії;
• малі прискорення (викликані роботою двигунів орієнтації КЛА у просторі).

В умовах роботи маршового реактивного двигуна впливом цих сил можна знехтувати. Однак на пасивних ділянках траєкторії руху паливо в паливних баках здатне під дією навіть таких незначних факторів переміщуватися в любому напрямку  по відношенню до забірного пристрою. Не виключено також, що парова фаза може потрапити до основної магістралі і це призведе до унеможливлення повторного пуску двигуна. Крім цього, компоненти палива при сильному плесканні перемішуються з газом наддуву, що порушить цілісність палива та його практичну придатність.

Виникає необхідність в управлінні положенням палива, аби якась частина компонентів завжди була близько до забірного пристрою та вільна від газів наддуву, тому необхідним є встановлення систем управління положенням та забезпечення чистоти палива від газової фази в стані невагомості та при реверсі тяги КЛА.

Такі системи підрозділяються за типом управляючих сил на:

• механічні;
• інерційні;
• поверхневого натягу;
• електростатичні.