Ciekawe rozwiązanie problemu zasilania paliwem

Problem zasilania paliwem silników trzy-członowej rakiety jest znany od dawna i sprawia konstruktorom wiele kłopotów. Do tego stopnia że jak dotąd nikt go nie rozwiązał. Obecnie latająca Delta IV Heavy mogła by znacząco zwiększyć udźwig gdyby posiadała takie rozwiązanie, jednak konstruktorzy uznali je za zbyt skomplikowane i ryzykowne. Także planowany przez SpaceX Falcon Heavy w początkowych wersjach nie będzie miał cross-feed. W przypadku Delta IV i FH centralny człon rakiety będzie po prostu zmniejszał ciąg zaraz po starcie by „oszczędzać” paliwo. 
Wszelkie dotychczasowe rozwiązania zakładały że rury z paliwem z bocznych członów będą docierały do silników centralnego członu i w którymś momencie (najlepiej zaraz przed separacją) zawory przełączą zasilanie silników centralnego członu na jego własny zbiornik. Problemem było zbudowanie zaworu, który dokonał by takiego wyczynu bez powodowania żadnych zmian w ciśnieniu paliwa. To właśnie powodowało że wszyscy marzyli o cross-feed, ale nikt nie próbował go użyć. 
Jednak można zastosować zupełnie inne, zdecydowanie prostsze rozwiązanie cross-feed. Wymyślili to Rosjanie do swojej nowej rakiety Angara 5. Zamiast kombinować ze skomplikowanymi zaworami niech każdy zestaw silników używa paliwa z własnego zbiornika. A przy okazji będzie się przepompowywać paliwo ze zbiorników bocznych do centralnego, tak by był on stale pełny. Rozwiązanie jest genialne w swojej prostocie, nie ma ryzyka zmian w przepływie paliwa do silników. Nie trzeba też instalować jakichś skomplikowanych pomp itp. – za przepompowywanie odpowiada istniejący system utrzymywania ciśnienia w zbiornikach. Tyle że w centralnym zbiorniku jest on wyłączony a w bocznych ma o połowę większe ciśnienie niż normalnie. W ten sposób efektywnie centralny człon używa paliwa z bocznych zbiorników aż do separacji. Problemem jest jedynie zaprojektowanie zaworów łączących zbiorniki ze sobą tak by w momencie separacji się zamknęły szczelnie. Ale to nie jest jakieś szczególne wyzwanie.
Oczywiście zanim taki system trafi do użycia, to czeka nas wiele lat testów. Podejrzewam że SpaceX zastosuje taki system zamiast pierwotnie planowanego rozwiązania, jako że jest on znacznie prostszy i bezpieczniejszy.
Czytelnikom zastanawiającym się jaki jest sens cross-feed przypomnę tylko że rakieta ma tym większy udźwig im szybciej jest w stanie pozbyć się niepotrzebnego żelastwa. W tym wypadku niepotrzebnym żelastwem są boczne człony – dzięki cross-feed będą one w użyciu znacznie krócej a do tego wszystkie silniki pracują na pełnej mocy.
Marek Cyzio Opublikowane przez: