Chłodzenie Silnika Rakiety
Chłodzenie silnika rakiety
- Wyzwanie
Symulowanie warunków z temperaturą poniżej zera na upalnej pustyni w Utah
- Rozwiązanie
Specjalnie zaprojektowany niskotemperaturowy elastyczny system chłodzenia z funkcją odszraniania
- Wpływ
Testy najmocniejszego silnika rakietowego na paliwo stałe przeznaczonego do transportu ludzi zakończone sukcesem
Klient:Stacja orbitalna ATK
Lokalizacja:Utah, USA
Sektory:Produkcja
Wyzwanie
Utrzymanie odpowiedniej temperatury silników w naprawdę gorącym miejscu
Gdy firma Orbital ATK musiała przetestować silnik Development Motor-2 lub DM-2 (drugi w NASA, pięciosegmentowy, eksperymentalny silnik rakietowy na paliwo stałe), napotkano poważny problem.
Test zimnego silnika był niezwykle istotny, aby udowodnić, że może on pracować w niskich temperaturach, ale przyjęto, że i silnik, i paliwo będą miały temperaturę 5ºC (40ºF). Podczas testów w Utah temperatura otoczenia przekraczała 38ºC (100ºF), dlatego trudno było utrzymać tę temperaturę. Zespół z Orbital ATK poprosił nas o zaprojektowanie systemu chłodzenia, który mógłby symulować temperaturę bliską zeru w tymczasowych budynkach testowych, w których znajdowały się silnik i paliwo.
W systemach tego typu woda w temperaturze poniżej zera ma tendencję do kondensacji i oszraniania cewek, dlatego musieliśmy zbudować elektryczny rozmrażacz. Innym wyzwaniem były niewielkie rozmiary budynków, dlatego nasz sprzęt do chłodzenia musieliśmy umieścić na zewnątrz.
Wreszcie zespół naziemny powinien opuścić budynki i oddalić się od rakiety, dlatego nasz system musiał być wystarczająco elastyczny, aby utrzymać właściwą temperaturę powietrza pomimo tych wyzwań.
Rozwiązanie
Specjalnie zaprojektowany elastyczny system chłodzenia powietrza
Zaprojektowaliśmy system chłodzenia powietrza składający się z agregatów chłodniczych, z trzema zestawami po dwie niskotemperaturowe centrale wentylacyjne, które służyły jednocześnie jako rozmrażacze. Jedna para centrali wentylacyjnych wysysała powietrze z wnętrza budynku, chłodziła je do temperatury -6,7ºC (20ºF), a następnie wtłaczała je z powrotem, natomiast druga jednostka była w trybie gotowości lub odszraniania. Następnie zainstalowaliśmy siódmą centralę wentylacyjną, która wtłaczała do środka świeże powietrze i zwiększała jego ciśnienie, aby wyciągać ciepłe wilgotne powietrze na zewnątrz.
Tuż przed testem na żywo odłączyliśmy sprzęt od budynku i uruchomiliśmy niestandardowy system wentylacji klimatyzacyjnej, aby schładzać złącza DM-2 aż do minuty przed wystrzeleniem rakiety.
Skutek
Wszystko poszło zgodnie z planem
Testy przeprowadzono zgodnie z harmonogramem, co było ogromnym osiągnięciem wszystkich osób zaangażowanych w projekt. Nie ma wątpliwości, że nasza ścisła współpraca z firmą Orbital ATK w połączeniu z naszą wiedzą i doświadczeniem odegrała znaczną rolę w sukcesie projektu — testowaliśmy największy i najbardziej wydajny silnik rakietowy przeznaczony do lotów załogowych.