_motor.jpg/1280px-Saturn_V_third_stage_ullage_(APS)_motor.jpg)
Двигатели незаполненного объема (также известные как двигатели незаполненного объема или ракеты незаполненного объема ) представляют собой относительно небольшие ракетные двигатели с независимым топливом, которые могут запускаться до зажигания главного двигателя, когда транспортное средство находится в условиях невесомости . В результате ускорения жидкость в основных баках ракеты оседает к кормовой части, обеспечивая бесперебойную подачу топлива к насосам топлива и окислителя.
Криогенные ракеты на жидком топливе хранят топливо в изолированных баках. Эти резервуары никогда не заполняются полностью, чтобы обеспечить возможность расширения. В условиях микрогравитации криогенные жидкости не имеют свободной поверхности и существуют в вязком состоянии между твердым телом, жидкостью и газом. В таком смешанном состоянии незаполненные газы могут засасываться в двигатели, что нежелательно, так как вытесняет полезное топливо, снижает эффективность и может привести к повреждению двигателей.
Небольшие ракетные двигатели, называемые «двигателями незаполненного объема», иногда используются для осаждения топлива перед зажиганием основного двигателя, чтобы обеспечить образование временной свободной поверхности (с четкой границей между состояниями жидкости и газа). Эти двигатели обеспечивают ускорение, которое перемещает жидкое топливо главного двигателя к нижней части баков («дно» в этом использовании всегда означает относительно выравнивания главного двигателя, которое обслуживают двигатели незаполненного объема), поэтому их можно закачивать в трубопровод двигателя. .
Запуск двигателей незаполненного объема используется перед повторным запуском двигателя, во время отделения ступеней и/или стабилизации ракеты, когда происходит кратковременное снижение ускорения, которое может позволить жидкому топливу уплыть из воздухозаборников двигателя. Двигатели с незаполненным объемом также часто используются в полетах в дальний космос, где жидкостная ракета должна начать горение после полета в условиях микрогравитации. [1]
Для выполнения этого предварительного ускорения незаполненного объема иногда используются подруливающие устройства системы управления реакцией (RCS). Двигатели с большим незаполненным объемом также могут использовать твердое топливо, что делает их, как правило, одноразовыми.
.jpg/1280px-Saturn_V_Rocket,_3rd_Stage_%E2%80%93_Johnson_Space_Center._20-3-2017_(38889065350).jpg)
Agena -A была одной из первых машин, в которой использовалась система незаполненного объема для подготовки к воспламенению после отделения от ускорителя Thor . [2] Отказ внутреннего таймера Agena также был обвинен в преждевременном возгорании этой системы незаполненного объема во время неудачного запуска «Discoverer Zero» 21 января 1959 года. [3]
Вторая ступень ( S-II ) ракеты «Сатурн V» , использовавшаяся в американской программе «Аполлон», использовала четыре (первоначально восемь) двигателей незаполненного объема, расположенных на кормовой межступенчатой юбке. На третьей ступени S-IVB имелась вспомогательная двигательная установка, также имевшая функции незаполнения. Незаполненный объем часто является второстепенной функцией системы управления реакцией , например, в лунном модуле «Аполлон» (LM). В своей книге «Потерянная луна» Джим Ловелл рассказал описание включения корректирующего курса главного спускаемого двигателя LEM для повторного выхода на траекторию свободного возвращения на Землю во время успешного восстановления капсулы Аполлона-13 :
Когда корабль стабилизировался в правильном положении для стрельбы, Ловелл развернул шасси LEM, вытянув его четыре паутинообразные ноги, чтобы убрать их с пути спускаемого двигателя. Затем компьютер, опираясь на другие инструкции, введённые в него Хейзом, запускал четыре реактивных двигателя «Водолея » в течение 7,5 секунд. Эта процедура, известная как незаполненный объем , была предназначена для того, чтобы немного подтолкнуть космический корабль вперед и вытолкнуть топливо спускаемого двигателя на дно его баков, устраняя пузырьки и воздушные карманы. После этого автоматически зажигался маршевый спускаемый двигатель с тягой 10 процентов в течение 5 секунд. [4]
Двигатели незаполненного объема использовались советскими инженерами для межпланетной ракеты-носителя «Молния» в 1960 году.
В российских ракетах «Протон» используются двигатели незаполненного объема, называемые двигателями СОЗ. Они имеют плохую тенденцию взрываться спустя годы после окончания эксплуатации, что приводит к образованию космического мусора. На данный момент на орбите взорвались 54 таких двигателя СОЗ. [5]
