阿里安5火箭增压输送系统杂谈
0.引言
今天继续来看阿里安5的增压输送系统~之前说过,增压输送系统是连接贮箱和发动机的桥梁,所以在进一步了解增输系统之前得先看看一子级和火神发动机(髮国人将二者合称为Etage Principal Cryogénique,EPC)。

1.一子级
一子级由液氧箱、液氢箱、锥形发动机机架和前、后裙组成。

液氧箱在上,液氢箱在下,中间用共底隔开,凸面朝下。

前裙是一个圆柱壳体,在助推器连接接头的部位用隔框等加强件加强,以达到所需刚度。前裙提供火箭上、下两大部分的机械接口,并传递2枚固体助推器和一子级发动机的推力。

后裙是一个圆柱形加强壳,外面由纵向桁条加强并带有一个盒形剖面的隔框,用于安装发动机架和助推器的连接支杆,前面与贮箱对接。

发动机架由2段锥壳组成,之间采用螺栓连接,用于发动机推力的传递和承载,同时为2枚捆绑助推器和火神发动机上安装的辅助控制和摆动系统提供接口。

并为2个控制发动机摆动的液压作动器提供支撑。


2.火神发动机
发动机系统包括涡轮泵、主阀门、氦气指令和控制阀门与调节器、液氧POGO抑制器,都用支架固定在推力室上并用有铰接接头的导管相互连接。

发动机采用燃气发生器开路循环,用1台燃气发生器带动2台独立的氢/氧涡轮泵向燃烧室输送推进剂。涡轮泵由固体火药启动器启动。燃气发生器及主燃烧室用固体火药点火器点火。发动机主阀门和燃气发生器阀门均为氦气作动的球阀(伏笔,猜下氦气是哪里来的)。


3.增压输送系统

液氧输送管路部分浸在液氧箱中,并从圆筒段的中间引出,沿贮箱外侧通往发动机。液氢输送管则直接通往发动机。2个贮箱的增压管也沿贮箱外侧铺设。

氢箱加注和增压管道
Réglette de destruction
Ligne d' alimentation LOX(法语真看不懂…)
Réglette de destruction
氧箱加注和增压管道
增压氦气瓶
控制氦气瓶

这张图非常清晰全面地描绘了增压系统的工作原理。首先,增压氦气瓶(SSHel)中的145千克超临界氦流过氧涡轮排气管中的换热器,通过三路调节器到氧箱中增压。而氢箱的增压则直接取自推力室头部 120bar 和 100K 下的气氢,途经原理相同的调节器。
而上次没说到的两个控制氦气瓶(CAPA HP)实际上是由碳纤维和钛合金制成的 350 L 球体,其中以常温储存着低于 300bar 的氦气。这些氦气①进入液氧POGO抑制器(SCP)②为控制系统的阀门提供气体动力③为发动机摆动系统液压控制器增压④为增压氦气瓶增压(所以上次动态说错了,英文资料还是没有法文资料靠谱)⑤为提供各种管道吹除气体。

4.后记
图太多动态塞不下……
