چرا روی سکوهای پرتاب آب می پاشند؟

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3268

سپاس: 5491

جنسیت:

تماس:

چرا روی سکوهای پرتاب آب می پاشند؟

پست توسط rohamavation »

چرا روی سکوهای پرتاب آب می پاشند؟تنها در مدت زمانی بیشتر از یک دقیقه این سیستم در حدود یک میلیون و ۷۰۰ هزار لیتر آب را به ارتفاع ۳۰ متری پرتاب می کند. هدف این سیستم این است که از میزان حرارت فوق العاده بالای پرتاب راکت ها بکاهد و در عین حال انرژی وارد شده توسط آن را کنترل کند. این میزان آب تفاوت چندانی با آب مورد نیاز برای پر کردن یک استخر المپیک ندارد.تصویر
یک سیستم پاشش آب یک بالشتک از آب را فراهم می کند که به داخل و اطراف سوراخ شعله اولیه در زیر تقویت کننده های موشک جامد هدایت می شود و یک اسپری آب ثانویه مسیر امواج فشار را مسدود می کند تا شدت فشار در محل پرتاب را کاهش دهد.یا موشک های بزرگتر، شعله های اگزوز آنقدر داغ هستند که بتن و فلز را از بین ببرند - بنابراین برای محافظت از سکوی پرتاب، هزاران گالن آب آن را پر می کنند.تصویر
گرمای اگزوز موشک، آب را به جوش می‌آورد، که بیشتر انرژی را می‌برد و از سکوی پرتاب محافظت می‌کند.
آب همچنین بدترین میزان سر و صدای دیوانه‌واری را که یک موشک با قدرت کامل تولید می‌کند جذب می‌کند.
سیستم های سرکوب صوتی مبتنی بر آب در سکوهای پرتاب رایج هستند. آنها با تزریق مقادیر زیادی آب در زیر سکوی پرتاب به لوله اگزوز و در ناحیه بالای سکو به کاهش انرژی صوتی کمک می کنند.چه مقدار آب برای پرتاب موشک مصرف می شود؟
ناسا تقریباً نیم میلیون گالن آب برای حفظ ایمنی و پایداری سیستم پرتاب فضایی (SLS) به اندازه کافی برای پرتاب موفقیت آمیز استفاده خواهد کرد. سیستمی که تمام آن آب را تحویل می‌دهد، سیستم سیل آب حفاظت بیش از حد فشار و سرکوب صدا (IOP/SS) نامیده می‌شود و دیدن آن در عمل بسیار چشمگیر است.چه کسی می دانست که پرتاب موشک ممکن است به آب زیادی نیاز داشته باشد؟ ... به گفته ناسا، سیستم سیل آب برای کاهش گرمای شدید و انرژی تولید شده پس از پرتاب موشک استفاده می شود. سیستم پرتاب فضایی اساساً موشک غول پیکری است که ناسا در یک سری ماموریت در سفر به ماه و مریخ از آن استفاده خواهد کرد.اینها جت های آب هستند که توسط سیستم های سرکوب صدا نصب شده روی سکوها و سکوهای پرتابگر متحرک برای محافظت از مدارگردها و محموله های آنها در برابر آسیب دیدن توسط انرژی صوتی که از سکو در مرحله پرتاب موشک منعکس شده است، آزاد می کنند.ویدیو را ببینید
به عنوان مثال، این سیستم سرکوب صدا در سکوی پرتاب 39A مرکز فضایی کندی ناسا است:
و یک ویدیوی یوتیوب از سیستم سرکوب صدای آب سکوی پرتاب تست شده برای Ares.
سیستم آب برای محافظت از شاتل و محموله های آن در برابر هرگونه آسیبی که ممکن است در اثر انرژی صوتی منعکس شده از پلت فرم پرتاب کننده موبایل (MLP) در حین پرتاب رخ دهد، طراحی شده است. آب چند ثانیه قبل از احتراق سه موتور اصلی مدارگرد و تقویت کننده های موشک جامد (SRB) آزاد می شود، سپس از طریق لوله های موازی به قطر 7 فوت به پد جریان می یابد.
این سیستم شامل یک مخزن آب به ارتفاع 290 ​​فوت است که با 300000 گالن آب پر شده است و در طی پرتاب در 41 ثانیه تخلیه می شود. آب از 16 نازل در بالای منافذ شعله و از خروجی های سوراخ خروجی موتور اصلی شاتل در MLP در هنگام احتراق اصلی موتور می ریزد که تقریباً 7 ثانیه قبل از بلند شدن رخ می دهد.
این سیستم برای اولین بار زمانی روی پد نصب شد که انرژی بازتابی از بالای پلت فرم پرتاب موبایل باعث آسیب جزئی به پرده های حرارتی روی SRB ها و ایجاد فشار بر بال ها می شد. پس از اضافه کردن سیستم، فشار صدا به نصف کاهش یافت.
آیا می توان از مخزن آب زیر سکوی پرتاب به جای سنگر شعله استفاده کرد؟یک سنگر شعله برای دور نگه داشتن اگزوز موتورهای موشک (شعله های آتش) از موشک درست قبل از بلند شدن و در مدت کوتاهی که موشک هنوز نزدیک سکوی پرتاب است استفاده می شود.
اگر موشک از یک سطح صاف افقی بدون سنگر پرتاب شود، گاز داغ توسط سطح منعکس شده و به سمت موشک در جایی که نباید باشد بالا می رود.تصویر
اگر سطح جامد را با یک سطح مایع افقی جایگزین کنید، هیچ سنگری برای دور نگه داشتن اگزوز ندارید. اگزوز هنوز به سمت موشک می رود که با بخار داغ زیادی مخلوط شده است.
بنابراین برای هدایت شعله ها از موشک به یک سنگر نیاز دارید. برای محافظت از سنگر در برابر شعله های آتش، می توانید سطوح ترانشه را با آب زیادی پر کنید، درست مانند دهه های گذشته.
ممکن است با استفاده از خنک کننده فیلم، خنک کننده سطوح ترانشه را بهبود بخشید، اما برای به دست آوردن یک فیلم بسته از آب با ضخامت کافی، به تعداد زیادی نازل و لوله های اسپری در سراسر سطوح نیاز دارید. البته برای تولید و نگهداری فیلم آب به مخازن بزرگ آب و پمپ های قدرتمند نیاز دارید. اما ترانشه شعله نباید با آب داغ پر شود، بنابراین شما نیز نیاز به خروجی دارید.
بازرسی و تعمیر سنگر شعله پس از هر بار پرتاب ممکن است ارزان تر باشد.
بخار / دودی که از موشک قبل از پرتاب می آید چیست؟ین زمانی اتفاق می‌افتد که از تقویت‌کننده‌های برودتی (اکسیژن مایع/هیدروژن مایع) استفاده می‌شود - با گرم شدن آن‌ها روی سکوی پرتاب، برخی از مایعات به جوش می‌آیند و برای آزاد کردن فشار، دریچه‌های خون‌رسان به این گاز اجازه خروج می‌دهند. اگر در داخل بوسترها باقی بماند، خطر دمیدن فشار درزگیرها یا آسیب رساندن به سایر اجزا وجود داردسوخت‌ها/اکسیدکننده‌های معمولی فضاپیماها فوق‌العاده خنک می‌شوند. بخار قابل مشاهده به دلیل اختلاف شدید دما تشکیل می شود.
بنابراین، آن ابرهای سفید عظیم الجثه در حال متراکم شدن مجدد بخار هستند.
اما برخی از انواع خاصی از موشک ها - مانند تقویت کننده های موشک جامد شاتل فضایی (SRB) و بسیاری از موشک های چینی که از سوخت های "هیپرگولیک" استفاده می کنند - دود قابل مشاهده از خود سیستم اگزوز نیز وجود دارد. معمولاً می توانید گازهای اگزوز سوخت هایپرگولیک را تشخیص دهید زیرا رنگ آنها به رنگ نارنجی روشن است. این گازهای خروجی به شدت سمی هستند!
همچنین گرد و غبار و سایر زباله ها را در همه جا می بینید.
اما انواع دیگر راکت ها - مانند آپولو، موتورهای اصلی شاتل های فضایی، فالکون-9 اسپیس ایکس و استارشیپ جدیدشان از سوخت هایی استفاده می کنند که به دی اکسید کربن و بخار آب می سوزند.
این موشک ها بسیار کارآمد هستند، هیچ کربن یا چیزی شبیه به آن وجود ندارد که به ندرت هر دود اگزوز تولید کنند.
حتی بخار آبی که آنها تولید می کنند آنقدر داغ است - و به قدری به سمت بیرون پخش می شود - که اگزوز یک مانع آشکار تولید نمی کند.
دود سفید قبل از پرتاب موشک چیست؟
(همه آن دود سفید چرخان قبل از پرتاب در واقع اکسیژن مایع سردی است که خارج می شود و بخار آب را در هوا متراکم می کند.چرا هنگام پرتاب موشک اینقدر دود می آید؟
این زمانی اتفاق می‌افتد که از تقویت‌کننده‌های برودتی (اکسیژن مایع/هیدروژن مایع) استفاده می‌شود - با گرم شدن آن‌ها روی سکوی پرتاب، برخی از مایعات به جوش می‌آیند و برای آزاد کردن فشار، دریچه‌های خون‌رسان به این گاز اجازه خروج می‌دهند. اگر در داخل بوسترها باقی بماند، خطر دمیدن فشار درزگیرها یا آسیب رساندن به سایر اجزا وجود دارد.وقتی یک پرتاب شاتل فضایی را در تلویزیون مشاهده می کنید، دود سفیدی که هوا را پر می کند، واقعاً بخار آن میلیون ها گالن آب است که تبخیر می شود. دود واقعی خروجی از موتورهای موشک جامد از انتهای دیگر سکوی پرتاب از طریق سیستم شعله گیر خارج می شود.دلیل دیگه حلقه ابر سفید رنگی که در نزدیکی دماغه موشک بلافاصله پس از پرتاب قابل مشاهده است چیست؟
مخروط بخار یا مخروط فشار یا مخروط ماخ یا مخروط شوک نامیده می شود.
این اتفاق نه فقط با موشک‌ها، بلکه هر چیزی که به سرعت صوت می‌رسد، اتفاق می‌افتد. 1 ماخ. علاوه بر این در جت های نظامی پرسرعت و جت های مسافربری مانند کنکورد و همچنین با گلوله ها این اتفاق می افتد.
ابر مرئی ابری از آب متراکم است که در اثر اختلاف فشار ناگهانی تشکیل شده است. هنگامی که جسمی مانند موشک به سرعت صوت یا سرعت صوت می رسد، هوای جلوی موشک فشرده می شود در حالی که هوای پشت موشک در فشار بسیار کم است. هنگامی که موشک در هوا حرکت می کند، هوای فشرده در جلو به طور ناگهانی در ناحیه کم فشار منبسط می شود و این تغییر فشار ناگهانی باعث خنک شدن هوا و متراکم شدن رطوبت هوا می شود.
همانطور که در سوال ذکر شد حلقه نیست، مخروط است.
از آنجایی که سرعت صوت به چگالی محیط بستگی دارد، بنابراین سرعت صوت در ارتفاعات مختلف متفاوت است. اگر سرعت صوت در سطح زمین 330 متر بر ثانیه باشد با افزایش ارتفاع افزایش می یابد. مخروط ضربه می تواند با سرعت 330 متر بر ثانیه روی زمین شکل بگیرد، اما با افزایش ارتفاع به سرعت بیشتری نیاز دارد.
همچنین به رطوبت موجود در هوا بستگی دارد زیرا ابر از آب تشکیل شده است. شما نمی توانید آن را در یک روز گرم در یک بیابان ببینید، حتی اگر هواپیما از سرعت صوت فراتر رود.

دود سفیدی که از مرحله دوم می آید و سه بوستر LOX تهویه می شود تا فشار LOX تبدیل به گاز را کاهش دهد.

اکسیژن مایع کمتر خنک می شود، بنابراین حتی از LOX معمولی خنک تر است (چگالی را افزایش می دهد، مقدار بیشتری را می توان در مخزن ذخیره کرد، و موتورها نیروی رانش بیشتری تولید می کنند) و در آفتاب گرم فلوریدا، مخازن به محض اینکه LOX شروع به گرم شدن می کنند. پمپ شده در
معمولاً یک تقویت کننده فقط LOX را که هوا خارج می کند دوباره پر می کند (و من حدس می زنم SpaceX این کار را نیز انجام می دهد) اما از آنجایی که این دستگاه خنک می شود، فقط پر کردن مجدد آن کاملاً کمکی نمی کند. به همین دلیل است که SpaceX نمی تواند پرتاب را خیلی سریع بازیافت کند. هنگامی که بیش از حد گرم شد، آنها باید تمام LOX را پمپ کرده و دوباره پر کنند.
بنابراین شما به معنای واقعی کلمه هوا را می بینید. اکسیژن مایع در مخزن گرم می شود تا به حالت گازی برگردد و برای کاهش فشار در مخازن آزاد می شود.
پر کردن این مخازن با چنین محتویات سردی نیاز به کمی ظرافت دارد. در ابتدا، LOX با سرعت آهسته تغذیه می شود که در تماس با ساختار نسبتاً گرم مخزن، به شدت می جوشد. تبخیر LOX گرما را از بین می برد تا زمانی که یک حوضچه مایع شروع به تشکیل شود. هنگامی که مایع به اندازه کافی جمع شد، پر کردن به سرعت بالا می رود تا زمانی که مخازن تقریباً پر شوند و سرعت آهسته برای پر کردن آنها دوباره برقرار می شود. از آن زمان به بعد، تا سه دقیقه قبل از پرتاب، با ادامه جوشیدن LOX فرار از نشت گرما به مخزن، سطح دوباره پر می شود
دلیل شفافیت شعله موتور اصلی شاتل فضایی سوختی است که می سوزاند.
SSME ها هیدروژن مایع و اکسیژن مایع را می سوزانند و هنگامی که هیدروژن و اکسیژن می سوزند شعله تقریباً برای چشم انسان نامرئی است. یعنی به سختی نور مرئی ساطع می کند، خود گازها بی رنگ هستند و محصول واکنش، H2O (بخار آب) نیز نامرئی است.
شلیک آزمایشی موتور اصلی شاتل فضایی
نمونه خوب دیگری از این نوع شعله نامرئی، احتراق هیدرازین با تتروکسید، موتورهای SpaceX SuperDraco است
هر دو نمونه دیگر شما، مرحله اول Saturn V و تقویت کننده های جامد شاتل فضایی از سوخت های بسیار کثیف تری استفاده کردند.
RP-1 که موتورهای F-1 در مرحله اول Saturn V استفاده کردند، نوعی نفت سفید بسیار تصفیه شده است که با شعله بسیار درخشانی می سوزد. دقیقاً مانند هر موتوری، F-1 ها قبل از بیرون ریختن آن به عنوان اگزوز، تمام سوخت خود را به طور کامل نسوختند، به آن عدم تعادل در ترکیب سوخت/اکسیژن اضافه کنید و نتیجه شعله طولانی است که هر دو تا حدی مات هستند. سوخت و دوده از موتورها و انتشار میلیون ها لومن نور.تصویر
موشک Saturn V در حال صعود از سکوی پرتاب
تقویت‌کننده‌های موشک جامد شاتل فضایی، آلومینیوم را با یک اکسیدکننده (پرکلرات آمونیوم)، همراه با یک دسته کامل از ترکیبات دیگر موجود در پیشرانه سوزاند. آنچه که اگزوز تقویت کننده جامد را از دو نمونه دیگر ما متمایز می کند، میزان ذرات موجود در آن است. اساساً تن ها اکسید آلومینیوم پودری (یک ترکیب سفید روشن) را به هوا می ریخت، بنابراین اگزوز کاملا مات بود..I hope I help you understand the question. Roham Hesami smile072 smile261 smile260 رهام حسامی ترم پنجم مهندسی هوافضا
تصویر

ارسال پست