Альтернативы гелию

Автор Петр Зайцев, 15.07.2010 04:24:27

« предыдущая - следующая »

0 Пользователей и 1 гость просматривают эту тему.

Старый

Вот Центавр зажали... :(
1. Ангара - единственный в истории мировой космонавтики случай когда новая ракета по всем параметрам хуже старой. (с) Старый Ламер
2. Всё что связано с Ангарой подчинено единственной задаче - выкачать из бюджета и распилить как можно больше денег.
3. Ангара и Омск созданы друг для друга!.

Дмитрий В.

Цитата
ЦитатаА ПГСх есть?
Есть. Книга "Средства выведения" стр 331.

Там говорят, много ошибок. А еще источники есть?
Lingua latina non penis canina
StarShip - аналоговнет!

Salo

По бакам второй ступени Энергии:
http://www.buran.ru/htm/15-3.htm
ЦитатаСистема наддува бака окислителя и горючего, обеспечивая бескавитационную работу бустерных насосов маршевых жидкостных ракетных двигателей, повышает конструктивную прочность баков на начальном этапе полета при действии на бак больших сжимающих сил и внешнего атмосферного давления. Кроме того, система наддува создает условия для обеспечения минимального остатка газов в подушке.
     Предпусковой наддув баков окислителя и горючего производится газообразным гелием из наземной системы до давления 2,6 атм., а бака горючего - до давления 3,1 атм. Такой уровень достаточен как для бескавитационной работы насосов, так и для обеспечения прочности баков при старте. Предпусковой наддув баков окислителя начинается за 143 с до старта, а бака горючего - за 80 с. Заданное давление в подушках поддерживается гелием из наземной системы до момента старта, когда происходит расстыковка разъемных соединений.
     При достижении давления внутри бака выше расчетного срабатывают предохранительные клапаны. Предохранительный клапан бака окислителя настроен на избыточное давление 1,83-1,62 атм., а горючего - на 2,67-2,46.
     Рабочий наддув бака окислителя производится "подогретыми" парами кислорода, которые отбираются от каждого маршевого двигателя, собираются в коллектор и затем по единой магистрали подаются на наддув. В маршевых двигателях предусмотрены специальные теплообменники - испарители, в которых вырабатывается горячий газообразный кислород для наддува.
     Наддув бака горючего производится "подогретым" газообразным водородом, отбираемым после турбин бустерных насосов горючего каждого двигателя, который собирается в коллектор и по единой магистрали подается в бак горючего.
     Давление наддува в баке окислителя поддерживается в диапазоне 1,41-1,55 атм., а в баке горючего - 2,25-23 9. Таким образом, максимальное рабочее давление в подушке баков оказывается на 0,07 атм. ниже минимального давления настройки дренажно-предохранительного клапана.
     Газ наддува подается в бак окислителя через конический распылитель, а в бак горючего - через Т-образный распылитель. Применение специальных распылителей газа наддува обеспечивает необходимое перемешивание газа в подушке бака, уменьшает неравномерность температуры в подушке и перегрев в верхней зоне бака.
     Маршевые двигатели центрального блока включаются за несколько секунд до старта, одновременно начинается рабочий наддув топливных баков газообразным кислородом. Регулирование давления в баке и расход газа наддува начинается с момента старта. Так как давление в окружающей атмосфере по мере подъема падает практически до нуля, то и давление наддува в баке тоже монотонно уменьшается на 1 атм. Приблизительно со 120-й секунды полета давление в баке поддерживается на постоянном уровне с разбросом, который обеспечивает система регулирования. Максимальное давление газа в баке не должно превышать верхнего предела прочности бака. Разброс настройки дренажно-предохранительного клапана был принят на уровне 0,21 атм. Уменьшение давления и снижение разброса настройки дренажно-предохранительных клапанов прямо пропорционально снижению массы баков.
     Система наддува бака настроена таким образом, чтобы предотвратить возможность объемного вскипания жидкого кислорода. Давление насыщенных паров кислорода, соответствующее среднемассовой температуре компонента, равно 1,27 атм., а минимальное давление газов наддува в баке окислителя составляет 1,41 атм. Таким образом, минимальное давление в баке на 0,14 атм. превышает давление насыщенных паров кислорода.
     Датчики давления в подушке бака горючего настроены на абсолютное давление. Поэтому регулирование наддува бака горючего не зависит от окружающего атмосферного давления и начинается только после того, как давление в подушке упадет до заданного диапазона порядка 2,25-2,39 атм. Так как давление предпускового наддува составляет 3,1 атм., то в течение первых тридцати секунд полета, пока давление падает до 2,39, расход газа на наддув будет минимальным и нерегулируемым. Нижний уровень давления в баке горючего превышает минимально потребное давление приблизительно на 0,11 атм.
     Максимальная температура газа в подушке бака окислителя достигается к 300 секунде полета и составляет около 250
"Были когда-то и мы рысаками!!!"

Salo

http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/content/numbers/227/27.shtml


Пневмогидравлическая схема РД-0146:
1 - ЖК; 2 - бустерный насос окислителя; 3 - клапан окислителя; 4 - ТНА окислителя; 5 - газообразный водород для наддува бака горючего; 6 - газообразный кислород для наддува бака окислителя; 7 - ЖВ; 8 - клапан горючего; 9 - бустерный насос горючего; 10 - газ на сопла крена; 11 - ТНА горючего;
"Были когда-то и мы рысаками!!!"

Salo

http://epizodsspace.narod.ru/bibl/raketostr3/1-1.html
ЦитатаСТУПЕНЬ S-IC ракеты-носителя Saturn V изготовлялась на заводе фирмы Boeing, специальное оборудование (трубопроводы, клапаны, переключатели, бортовая аппаратура, изоляция) поставлялись различными предприятиями США. Сборка серийных ступеней производилась на заводе Michoud.
ЦитатаГелий, необходимый для наддува бака горючего, хранится в четырех баллонах объемом 0,88 м3 при давлении 210 ат. Баллоны сделаны из алюминиевого сплава 2219 и крепятся к шпангоутам внутри бака окислителя.
ЦитатаДо старта бак окислителя наддувается гелием, после запуска -- газообразным кислородом, который отбирается от магистрали окислителя высокого давления и пропускается через теплообменники двигателей.

Газообразный кислород поступает в бак через редукционный клапан. Бак горючего наддувается гелием. Охлажденный гелий нагревается в теплообменнике двигателей и поступает в бак горючего. Баки оборудованы клапанами для сброса давления и дренажными клапанами.

ЦитатаСТУПЕНЬ S-II фирмы North American Rockwell (США) имеет длину 25 м, диаметр 10,1 м, вес без топлива 37,6 т, с топливом 458,7 т (рис. 11.4). S-II состоит из верхнего переходника, топливных баков, двигательного отсека с пятью ЖРД J-2, нижнего переходника между первой ступенью S-I С и второй ступенью S-II.
ЦитатаДля наддува водородного бака используется газообразный водород, отбираемый из трубопровода J-2. Кислородный бак наддувается газообразным кислородом, поступающим от магистрали жидкого кислорода через теплообменник.

ЦитатаСТУПЕНЬ S-IVB фирмы McDonnell Douglas Astronaut (США) предназначена для завершения вывода корабля Apollo на геоцентрическую орбиту и последующего перевода на траекторию полета к Луне. Длина ступени 17,8 м, диаметр 6,61 м, ступень снабжена одним ЖРД J-2, закрепленным в кардановом подвесе, вес топлива 104,5 т, соотношение окислителя и горючего 5 : 1
ЦитатаДля наддува бака окислителя используют гелий, который хранится в восьми титановых баллонах под давлением 210 ат. Баллоны расположены в водородном баке. Гелий редуцируется до 28 ат и нагревается в теплообменнике ЖРД J-2. Давление в баке регулируется реле давления и поддерживается в пределах 2,6--2,8 ат. Бак горючего до старта наддувается гелием, а во время работы двигателя--газообразным водородом, который отбирается на выходе из рубашки ЖРД J-2. В баке поддерживается давление наддува 1,9--2,2 ат.
"Были когда-то и мы рысаками!!!"

Дмитрий В.

ЦитатаSalo пишет:
 По бакам второй ступени Энергии:
http://www.buran.ru/htm/15-3.htm
Цитата
Там же, но  другой главе http://www.buran.ru/htm/gubanov3.htm

"Гелий для наддува бака окислителя подогревается в теплообменниках. Газообразный водород для наддува бака горючего питания рулевых машин и турбогенераторной системы электроснабжения отбирается после охлаждения камеры сгорания".

Чудны дела твои, Господи!   :roll:
Lingua latina non penis canina
StarShip - аналоговнет!

Salo

http://www.lpre.de/kbkha/RD-0120/index.htm

ЦитатаВыход газогенератора ГГ соединен с входом турбины Т1 ТНА высокого давления. Выход турбины соединен с смесительной головкой камеры КС двумя газоводами. На каждом из газоводов установлен теплообменник для подогрева гелия для наддува бака окислителя ракеты.

Газообразный водород для наддува бака горючего, питания рулевых машин и турбогенераторной системы электроснабжения отбирается после охлаждения камеры сгорания через трубопровод с расходным дросселем ДР3.
"Были когда-то и мы рысаками!!!"

Гость 22

Цитата
Цитата
ЦитатаПока все доступные мне источники (Гахун и Шумилин) говорят, что баки ЖК и ЖВ наддувались газообразным гелием.
В LE-7 и RL-10A-4-2 наддув бака Г водородом из рубашки КС.
А ПГСх есть?
В RL-10A-3-3A отбор водорода для наддува - после турбины и клапана, перед подачей в смесительную головку (помечено надписью "To vehicle fuel tank"):


В ранних версиях LE-5 и LE-7 наддув газообразным водородом после рубашки охлаждения. Сейчас точка отбора может быть другой.

Дмитрий В.

ЦитатаВ RL-10A-3-3A отбор водорода для наддува - после турбины и клапана, перед подачей в смесительную головку (помечено надписью "To vehicle fuel tank"):

Интересно, так было изначально, или спервавсе же оба бака наддували гелием?
Lingua latina non penis canina
StarShip - аналоговнет!

SpaceR

Цитатаhttp://epizodsspace.narod.ru/bibl/raketostr3/1-1.html
. . .
ЦитатаСТУПЕНЬ S-IVB фирмы McDonnell Douglas Astronaut (США) предназначена для завершения вывода корабля Apollo на геоцентрическую орбиту и последующего перевода на траекторию полета к Луне. Длина ступени 17,8 м, диаметр 6,61 м, ступень снабжена одним ЖРД J-2, закрепленным в кардановом подвесе, вес топлива 104,5 т, соотношение окислителя и горючего 5 : 1
ЦитатаДля наддува бака окислителя используют гелий, который хранится в восьми титановых баллонах под давлением 210 ат. Баллоны расположены в водородном баке. Гелий редуцируется до 28 ат и нагревается в теплообменнике ЖРД J-2. Давление в баке регулируется реле давления и поддерживается в пределах 2,6--2,8 ат. Бак горючего до старта наддувается гелием, а во время работы двигателя--газообразным водородом, который отбирается на выходе из рубашки ЖРД J-2. В баке поддерживается давление наддува 1,9--2,2 ат.
В отличие от большинства вышеупомянутых примеров, эта ступень имеет двукратное включение. И без гелия для наддува (полагаю, что и предпускового тоже) тут не обошлось.
Интересно бы всё же выяснить, как у Центавра или хотя бы верхней ступени D-IV...
ЦитатаВ ранних версиях LE-5 и LE-7 наддув газообразным водородом после рубашки охлаждения. Сейчас точка отбора может быть другой.
Но на рисунках-разрезах четко видно наличие газовых баллонов в баке горючего верхних ступеней у всех РН японского семейства H-II. Эти ступени, кстати, многократного включения.

Старый

ЦитатаНо на рисунках-разрезах четко видно наличие газовых баллонов в баке горючего верхних ступеней у всех РН японского семейства H-II. Эти ступени, кстати, многократного включения.
Это баллоны для наддува гелием кислородного бака.
1. Ангара - единственный в истории мировой космонавтики случай когда новая ракета по всем параметрам хуже старой. (с) Старый Ламер
2. Всё что связано с Ангарой подчинено единственной задаче - выкачать из бюджета и распилить как можно больше денег.
3. Ангара и Омск созданы друг для друга!.

Старый

У двигателя J-2 предпусковая раскрутка ТНА производилась газом из баллона. Перед стартом баллон наполнялся гелием. При первом включении он расходовался. При работе двигателя бак заполнялся уже водородом от ТНА и при втором включении турбина раскручивалась водородом.
1. Ангара - единственный в истории мировой космонавтики случай когда новая ракета по всем параметрам хуже старой. (с) Старый Ламер
2. Всё что связано с Ангарой подчинено единственной задаче - выкачать из бюджета и распилить как можно больше денег.
3. Ангара и Омск созданы друг для друга!.

SpaceR

ЦитатаУ двигателя J-2 предпусковая раскрутка ТНА производилась газом из баллона. Перед стартом баллон наполнялся гелием. При первом включении он расходовался. При работе двигателя бак заполнялся уже водородом от ТНА и при втором включении турбина раскручивалась водородом.
Так речь же не об этом. Можно и пирошашкой раскрутить.
Предпусковой наддув баков нужен для бескавитационной работы насосов.

Лучше скажите мнение о упомянутом в двух моих сообщениях внизу страницы 5. ;)

Дополн: Уточняю - с разумностью наддува водородом бака ЖВ при работающем двигателе я и не спорил ниразу.

Salo

http://www.ogirk.ru/news/2013-11-18/36384.html
Цитата18.11.2013 11:00
На Ковыкте завершается подготовка к запуску установки по выделению гелия

На Ковыктинском газоконденсатном месторождении (ГКМ) завершен монтаж оборудования опытно-промышленной мембранной установки (ОПМУ) по выделению гелия из природного газа. Кроме того, проведена межблочная обвязка оборудования, монтаж системы электроснабжения, а также контрольно-измерительных приборов и автоматики.

Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по изучению возможности использования мембранных технологий для извлечения гелия из природного газа Ковыктинского ГКМ проводит компания «Газпром добыча Иркутск» - оператор разработки месторождений «Газпрома» в Иркутской области.

В настоящее время подрядной организацией ЗАО «Грасис» ведутся пуско-наладочные работы. Запуск установки заланирован на текущий месяц.

Результаты исследований, которые начнутся уже в этом году, станут исходными данными для проектирования промышленной мембранной установки на Чаяндинском месторождении в республике Саха (Якутия).

Очередным этапом работы ОПМУ на Ковыктинском ГКМ станут ресурсные исследования, которые завершатся в 2015 году.

Создание ОПМУ, приспособленной к промысловым условиям эксплуатации, необходимо для подтверждения работоспособности и возможности использования мембранной технологии в сложных климатических условиях Восточной Сибири и Дальнего Востока.

Справка:

ООО «Газпром добыча Иркутск» - 100-процентное дочернее предприятие ОАО «Газпром». Компания является эксплуатирующей организацией объектов добычи и подготовки газа и газового конденсата, а также заказчиком по проектированию и строительству объектов обустройства газоконденсатных месторождений в Иркутской области, лицензии на которые принадлежат ОАО «Газпром».

Уникальные свойства гелия определяются его химической инертностью, высокой теплопроводностью, низкой температурой сжижения, нетоксичностью, устойчивостью к ядерным реакциям и целым рядом других ценных качеств. Именно благодаря этим свойствам гелия областью его применения в первую очередь являются высокие технологии. Все шире гелий применяется в космонавтике и авиации, медицине и судостроении, химическом производстве и металлургии, ядерной промышленности и криогенных системах, а также во многих других сферах.

В России сосредоточены значительные запасы содержащего гелий сырья, наибольшая часть которых сосредоточена в Восточной Сибири.

Месторождения «Газпрома» в Иркутской области обладают третью общероссийских запасов гелия.
"Были когда-то и мы рысаками!!!"

/Иван/

Цитата: ПАО «Газпром» / 3 сентября 2021 / https://www.gazprom.ru/press/news/2021/september/article536870/Введен в эксплуатацию крупнейший в мире гелиевый хаб

  • На Амурском ГПЗ начала работу первая из трех гелиевых установок.
  • Запущена вторая технологическая линия Амурского ГПЗ.
  • Пропускная способность хаба -- свыше 4 тыс. операций с гелиевыми контейнерами в год.

Сегодня в режиме телемоста состоялась торжественная церемония ввода в эксплуатацию крупнейшего в мире Логистического центра обслуживания гелиевых контейнеров (хаб) для перевозки жидкого гелия на мировой рынок.


Логистический центр обслуживания гелиевых контейнеров (хаб)

В мероприятии приняли участие Президент Российской Федерации Владимир Путин и Председатель Правления ПАО «Газпром» Алексей Миллер.

Гелий востребован в высокотехнологичных отраслях промышленности, спрос на него растет, в первую очередь в странах Азиатско-Тихоокеанского региона.

Гелиевый хаб расположен на территории ТОР «Надеждинская» в Приморском крае -- поблизости от морских портов. Он является ключевым звеном логистической цепочки поставок товарного гелия с Амурского газоперерабатывающего завода (ГПЗ). Задача хаба -- обслуживание контейнеров, направляемых на ГПЗ для заполнения, организация логистики, прием, весовой контроль и подготовка изотермических контейнеров, прибывающих с Амурского ГПЗ, к предстоящей погрузке на морские суда. Конструкция контейнеров позволяет поддерживать температуру --269 °С для сохранения гелия в сжиженном состоянии.



Перевозку контейнеров обеспечивает собственный автопарк оператора гелиевого хаба -- ООО «Газпром гелий сервис». Специально разработанные по заказу «Газпрома» магистральные тягачи KAMAZ-5490 Neo оснащены пневматической подвеской, обеспечивающей необходимые условия для безопасной перевозки гелия. При этом автомобили используют экологичное моторное топливо -- сжиженный природный газ. Он производится непосредственно на площадке хаба.


KAMAZ-5490 Neo

Запуск Логистического центра синхронизирован с последовательным наращиванием мощностей Амурского ГПЗ. Накануне была запущена вторая технологическая линия завода (всего будет шесть). Начала работу первая из трех установок выделения, сжижения и затаривания гелия. Мощность установки -- 20 млн куб. м гелия в год. В технологическом процессе производства гелия, в частности, используются спиральновитые теплообменники. Их производство было впервые освоено в России -- на машиностроительном предприятии в Санкт-Петербурге.

После выхода Амурского ГПЗ на проектную мощность здесь будет ежегодно производиться 60 млн куб. м гелия -- по этому показателю завод является мировым лидером.

«Пропускная способность хаба будет достигать более четырех тысяч операций с изо-контейнерами в год. Это беспрецедентно много, так как на текущий момент в мире насчитывается всего две тысячи криогенных изо-контейнеров, которые в совокупности перевозят весь вырабатываемый в мире гелий.

С сегодняшнего дня вся технологическая цепочка -- от производства гелия на Амурском газоперерабатывающем заводе до его поставки потребителям -- в работе!» -- сказал Алексей Миллер.

Цитата: СправкаСтроительство Амурского ГПЗ, одного из самых мощных в мире, ведется в районе г. Свободного Амурской области. На завод по газопроводу «Сила Сибири» поступает многокомпонентный газ Чаяндинского месторождения (Якутия), в дальнейшем газ также будет поступать с Ковыктинского месторождения (Иркутская область). Проектная мощность завода составит 42 млрд куб. м газа в год.

9 июня 2021 года при участии Президента Российской Федерации Владимира Путина состоялась торжественная церемония запуска в работу первой технологической линии Амурского ГПЗ. Реализация такого масштабного проекта в области переработки не имеет аналогов в истории российской газовой отрасли. С 2025 года ГПЗ выйдет на полную проектную мощность.

Продукция Амурского ГПЗ -- товарный газ (метан) и выделенные из него ценные для газохимической и других промышленных отраслей компоненты. С помощью самого современного оборудования и передовых криогенных технологий при полной загрузке здесь будет ежегодно выпускаться 2,4 млн тонн этана, 1,5 млн тонн сжиженных углеводородных газов (СУГ), 200 тыс. тонн пентан-гексановой фракции. Основным потребителем этана и СУГ Амурского ГПЗ будет Амурский газохимический комплекс (совместный проект СИБУРа и китайской компании Sinopec).

Инвестор, заказчик и эксплуатирующая организация Амурского ГПЗ -- ООО «Газпром переработка Благовещенск» (входит в Группу «Газпром»). Управление строительством осуществляет АО «НИПИГАЗ» (Группа СИБУР).

октоген2

Господа, я вот почитал выше про то как организован наддув горячим компонентом в баке. Неужели это все выгоднее чем электронагреватель собственно в баке и  генератор на валу двигателя?  ПМСМ куча трубопроводов и теплообменников всяко дороже и ненадежнее электрики.

Дем

Цитата: октоген2 от 13.09.2021 13:18:55Неужели это все выгоднее чем электронагреватель собственно в баке и  генератор на валу двигателя?
Дык традиционная школа - не было тогда нормальной электрики...
Летать в космос необходимо. Жить - не необходимо.