왜 우리는 깊은 우주 임무를 위해 RCS 추진기와 주 엔진 모두에 연료를 저장하는 데 동일한 탱크를 사용할 수 없습니까?
기본적으로 주 엔진 연료와 RCS 추진기 연료를 저장하기 위해 다른 탱크를 설계하는 이유를 알고 싶습니다. 주 엔진과 RCS 추진기 (예 : N2O4 / MMH)에 동일한 연료를 사용하는 경우 두 연료를 모두 담을 수있는 단일 탱크를 설계하는 것이 구조적으로 실현 가능하지 않을 것입니다.
답변
RCS와 주 탱크를 분리하는 한 가지 이유는 유면 문제입니다. 엔진 입구로의 원활한 흐름을 유지하려면 탱크의 가압 가스에서 남아있는 추진제를 분리하고 추진 제가 탱크의 올바른 끝에 있는지 확인해야합니다.
이 관련 질문 에 대한 답변에서 설명했듯이 , 이는 일반적으로 가압 제와 추진제 사이의 유연한 다이어프램 또는 위킹 시스템으로 수행됩니다. RCS 스러 스터가 발사 (예 : "유면 연소"를 수행) 할 수 있도록 탱크의 작은 부분에 이러한 기술을 사용하고 RCS 스러 스터의 가속을 사용하여 주 탱크에 추진제를 정착시키는 것이 더 쉽고 효율적입니다.
대부분의 우주 우주선은 실제로 이러한 합리적인 이유로 단일 추진 시스템 을 사용합니다 .
추력이 더 많이 필요하거나 극저온 추진 제가 가능한 선박의 경우, 긴 저장 수명 모노 또는 이중 추진제와 더 짧은 수명 유형 간의 성능 차이가 더 복잡한 시스템을 정당화하기 시작합니다 (예 : 고체, 수소 / 산소 및 히드라진 / 사 산화 질소의 우주 왕복선 혼합) ). 일부 샘플 번호 는 Ignition by John Clark 의 책을 참조하십시오. 이 책 은 완전한 단일 추진 시스템의 부족을 다룹니다.
추진제는 나열된 몇 가지 문제로 인해 어려움을 겪고 항공기 설계는 가장 최악의 조합을 수용해야합니다.
낮은 성능
비행 중 멈춤 (기본 히드라진)
비행 중 증발 (산소 / 수소)
물리적으로 더 큰 탱크 (수소)가 필요한 저밀도
저장 탱크 및 고정물 (불소) 용해
취급 또는 사고시 유독 함 (대부분)
고가 (붕소 / 일부 이색 탄화수소)
저장시 분해 (질산, 과산화물)
오염 / 취급에 민감 함 (대부분의 단일 추진제)
다시 시작하기 어려움 (비 하이퍼 골릭 조합)
OP가 "왜 우리가 ..."라고 물으면 "지금까지 이런 일이 발생하지 않는다"는 가정을 시작합니다. 이 질문에 대한 다른 답변 은 RCS 대 주요 병진 추력에 대해 별도의 추진 시스템 이있을 수 있는 타당한 이유를 제시 했지만 어떤 의미에서는 일반적인 규칙이 아니거나 심지어 전형적인 것입니다.
서로 다른 축으로 번역해야하고 느리고 빠른 반응 속도를 필요로하는 모든 종류의 필요가있는 최소 7 톤 이상의 위성의 경우 모든 위성 기능에 단일 추진 시스템을 사용하는 것이 일반적입니다.
이러한 설계 선택을 보여주는 주요 위성은 정지 통신 위성이며, 이들은 주요 배치 기동, 주 배치를 지원하는 RCS, 남북 및 동서 스테이션 유지 (즉, 낮은 추력 변환) 및 다양한 자세 관련 기능을 거칩니다. 더 작은 추진기를 사용하는 오프로드 및 비상 태양 재 획득.
추진제 / 가스 분리의 일반적인 선택은 RCS 추진기 (예 : 10N) 및 주 배치 엔진 (예 : 500N)을 함께 공급할 수있는 탱크 내의 표면 장력 기반 추진제 관리 장치입니다.
이 접근법이 사용되지 않는 이유는 위성의 질량 / 주 추력기의 크기 대 소형 추진기의 크기가 훨씬 더 큰 엔진을 정당화하기 어려울 것이라고 생각하지만 표면 장력 솔루션이 더 어려운 경우입니다. (예를 들어 2kN) 처음에 몇 톤의 행성 간 탐사선에 대해.
최근의 많은 행성 간 탐사선 (내 머리 위에있는 Juno)도 이것을 사용했습니다 (500N 주 엔진).