¿Por qué la segunda etapa del Falcon 9 necesita tanques de He comprimido?

Es bien sabido que el rápido desmontaje de las pruebas estáticas del Falcon 9 comenzó con la ruptura de las fibras compuestas de los tanques de COPV He.

Pero, ¿cuál es la necesidad de que los tanques compuestos restrinjan el helio si el sistema está alimentado por bomba? ¿Qué papel cumple este gas He si el flujo de LOx se logra mediante bombas?

Si estos no se usan para establecer el flujo, entonces, ¿para qué otro propósito están destinados?

Respuestas (1)

El helio se usa para volver a presurizar continuamente los tanques de propelente y LOx a medida que se vacían. Se almacena en un COPV dentro del cuerpo de los tanques de LOx para mantener el He a una temperatura más baja (y una densidad más alta) para maximizar la capacidad de carga. El helio circula alrededor del motor Merlin para calentarse antes de introducirse en los tanques. Esto tiene dos propósitos principales:

  • Para mantener una presión uniforme suministrada a la turbobomba durante toda la operación. Esto, a su vez, ayuda a garantizar que el caudal de combustible se mantenga constante. Como menciona Organic Marble , la baja presión en la entrada de la turbobomba puede provocar cavitación y daños graves al sistema.
  • Proporcionar una fuerza hacia afuera en las paredes del tanque para mantenerlas estructuralmente sólidas. Los tanques en sí son lo suficientemente fuertes para mantener la forma durante la fabricación, pero las cargas de vuelo más altas requieren el uso de presurización.

Consulte esta pregunta para obtener más detalles y otros ejemplos de presurización de tanques. Este artículo tiene un buen resumen del propósito del tanque He y de su falla.

¡Gracias por la respuesta! La discusión vinculada es aún más elaborada. Gracias de nuevo
Entonces, @jack, la primera etapa también requerirá presurización He, ¿verdad?
Correcto. Esta pregunta muestra los tanques en su lugar.
¡Guau! Gracias hermano, por la respuesta rápida y directa, lo aprecio mucho.
Esto es correcto, pero su primera viñeta en realidad lo está subestimando un poco. Si no se mantiene la presión adecuada en la entrada de la turbobomba, pueden suceder cosas mucho peores que un índice de flujo de combustible inconsistente. Las bombas pueden cavitar y causar cosas muy malas. pdfs.semanticscholar.org/8043/…
Gracias @OrganicMarble, ¡las imágenes allí son increíbles! Añadiré algún detalle más. ¿Tengo razón al pensar que la cavitación en condiciones tan extremas puede provocar picaduras en las paletas de la bomba?
¿Qué pasa con la alternativa de usar el propio propulsor para presurizar los tanques, usando el calor residual del motor para calentar el LOX y el LH2 (en sus propios circuitos) para proporcionar gas calentado para mantener presurizado cada tanque?
@AnthonyX: roba el calor del motor, lo que reduce el rendimiento (como la forma en que los aviones de pasajeros apagan el aire de purga del motor para el despegue).
@AnthonyX, el transbordador usó ese sistema. space.stackexchange.com/questions/6323/…
¿Por qué la segunda etapa del Falcon 9 necesita tanques de He comprimido?
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