Двигатель с подачей под давлением — это класс конструкций ракетных двигателей . Отдельная подача газа, обычно гелия , нагнетает давление в топливных баках, чтобы направить топливо и окислитель в камеру сгорания. Для поддержания адекватного расхода давление в баках должно превышать давление в камере сгорания.
Двигатели с подачей под давлением имеют простую сантехнику и не нуждаются в сложных и иногда ненадежных турбонасосах . Типичная процедура запуска начинается с открытия клапана, часто одноразового пиротехнического устройства, чтобы позволить сжатому газу течь через обратные клапаны в топливные баки. Затем открываются топливные клапаны в самом двигателе. Если топливо и окислитель являются гиперголическими , они сгорают при контакте; негиперголические топлива требуют воспламенителя. Многократное сжигание может быть проведено путем простого открытия и закрытия топливных клапанов по мере необходимости. Если система наддува также имеет активирующие клапаны, они могут управляться электрически или давлением газа, контролируемым меньшими электроприводными клапанами.
Необходимо соблюдать осторожность, особенно при длительном горении, чтобы избежать чрезмерного охлаждения сжимающего газа из-за адиабатического расширения . Холодный гелий не будет сжижаться, но он может заморозить топливо, снизить давление в баке или повредить компоненты, не предназначенные для низких температур. Двигательная система спуска лунного модуля Apollo была необычной в хранении гелия в сверхкритическом , но очень холодном состоянии. Он нагревался, когда извлекался через теплообменник из топлива с температурой окружающей среды. [1]
.svg/1280px-Ssme_schematic_(updated).svg.png)
Двигатели управления ориентацией космического корабля и орбитального маневрирования почти всегда имеют конструкцию с подачей давления. [2] Примерами служат двигатели управления реакцией (RCS) и орбитального маневрирования (OMS) орбитального корабля Space Shuttle ; двигатели RCS и сервисной двигательной системы (SPS) на командно-сервисном модуле Apollo ; двигатели SuperDraco (прекращение полета) и Draco (RCS) на SpaceX Dragon 2 ; а также двигатели RCS, взлета и спуска на лунном модуле Apollo . [1]
Некоторые верхние ступени ракет-носителей также используют двигатели с подачей под давлением. К ним относятся Aerojet AJ10 и TRW TR-201, используемые во второй ступени ракеты-носителя Delta II , а также двигатель Kestrel ракеты Falcon 1 компании SpaceX. [3]
Концепция Sea Dragon Роберта Труакса 1960-х годов, предполагавшая создание большого тупого ускорителя, предполагала использование двигателей с подачей топлива под давлением.
Двигатели с подачей под давлением имеют практические ограничения по давлению топлива, что в свою очередь ограничивает давление в камере сгорания. Для топливных баков высокого давления требуются более толстые стенки и более прочные материалы, что делает баки транспортного средства тяжелее, тем самым снижая производительность и грузоподъемность. Нижние ступени ракет-носителей часто используют либо твердотопливные , либо насосные жидкотопливные двигатели, где сопла с высокой степенью давления считаются желательными. [2]
Другие транспортные средства или компании, использующие двигатели с подачей топлива под давлением: