Ullage motor

Denna Saturn IB andrastegs Auxiliary Propulsion Unit liknar en som används på Saturn V tredje steget, som fungerade som en ullagemotor för translunar injektion .

Ullage-motorer (även kända som ullage-motorer eller ullage-raketer ) är relativt små, oberoende drivna raketmotorer som kan avfyras innan huvudmotorn tänds, när fordonet är i en noll-g- situation. Den resulterande accelerationen får vätskan i raketens huvudtankar att sedimentera mot akteränden, vilket säkerställer ett oavbrutet flöde till bränsle- och oxidationspumparna.

Beskrivning

Kryogena -vätskedrivna raketer håller sina drivmedel i isolerade tankar. Dessa tankar är aldrig helt fyllda för att möjliggöra expansion. Under mikrogravitationsförhållanden är de kryogena vätskorna utan en fri yta som existerar i ett slaskigt tillstånd mellan fast, flytande och gas. I detta blandade tillstånd ullagegaser sugas in i motorerna, vilket är oönskat, eftersom det tränger undan användbart drivmedel, minskar effektiviteten och kan skada motorerna. Små raketmotorer, kallade "ullage-motorer", används ibland för att avgöra drivmedlet innan huvudmotorn tänds för att tillåta bildandet av en tillfällig fri yta (med en distinkt gräns mellan flytande och gastillstånd). Dessa motorer ger acceleration som flyttar huvudmotorns flytande drivmedel till botten av deras tankar ("botten" i denna användning betyder alltid i förhållande till inriktningen av huvudmotorn som ullagemotorerna betjänar), så att de kan pumpas in i motorns rörledningar .

Avfyrningen av ullagemotorerna används under stegseparation av raket och/eller stabilisering av en raket när det finns korta accelerationsminskningar som kan tillåta det flytande drivmedlet att flyta bort från motorns intag. Ullage-motorer används också ofta på djupa rymduppdrag där en flytande raket måste starta en bränning efter att ha färdats i mikrogravitation.

amerikanska operationer

Ullage motor på Saturn V tredje steg

Tre uppsättningar ullagemotorer visas i detta schema över Saturn V -raketen

Agena -A var ett av de första fordonen som använde ett ullage-system som förberedelse för tändning efter att ha separerat från sin Thor -booster. Fel på Agenas interna timer anklagades också för för tidig antändning av detta ullage-system i den misslyckade lanseringen av "Discoverer Zero" den 21 januari 1959.

Det andra steget ( S-II ) av Saturn V-raketen som användes i det amerikanska Apollo-programmet använde fyra (ursprungligen åtta) ullagemotorer placerade på den bakre mellanstagekjolen. I S-IVB tredje steget fanns ett Auxiliary Propulsion System som också hade ullage-funktioner. Ullage är ofta en sekundär funktion av reaktionskontrollsystemet såsom på Apollo Lunar Module (LM). I sin bok Lost Moon berättade Jim Lovell om en beskrivning av en kurskorrigeringsbränning av LEM:s huvudsakliga nedstigningsmotor för att åter gå in i en fri returbana till jorden under den framgångsrika återhämtningen av Apollo 13 -kapseln:

När fartyget hade stabiliserats i rätt attityd för att skjuta, skulle Lovell sätta in LEM:s landningsställ och sträcka ut sina fyra spindelben för att få dem ur vägen för nedstigningsmotorn. Därefter skulle datorn, beroende på andra instruktioner som Haise skrev in i den, avfyra fyra av Vattumannens attitydjets i 7,5 sekunder. Denna procedur, känd som ullage , var avsedd att rycka rymdfarkosten något framåt och tvinga ner motorbränslet till botten av dess tankar, vilket eliminerar bubblor och luftfickor. Efter det skulle huvudsänkningsmotorn tändas automatiskt med 10 procent dragkraft i 5 sekunder.

sovjetiska/ryska operationer

Ullage-motorer användes av sovjetiska ingenjörer för den interplanetära bärraketen Molniya 1960.

Ryska protonraketer använder ullagemotorer som kallas SOZ-motorer. Dessa har en dålig tendens att explodera år efter operationens slut, vilket bidrar till rymdskräp. Hittills har 54 sådana SOZ-motorer exploderat i omloppsbana.