¿Los tanques de combustible de las etapas superiores de los vehículos fungibles reales (no planificados) tienen válvulas de alivio?

Dado que Centaur Upper Stage tiene un largo historial de vuelo* y experimentó problemas de ventilación de hidrógeno en sus primeras versiones, lo que resultó en varias modificaciones en su sistema de presurización, estaba bastante seguro de que debería tener varias válvulas de alivio en su lugar;

De CENTAUR D-1T PROPULSION AND PROPELLANT SYSTEMS , William E, Goette, Lewis Research Center, 1973 Actas de la conferencia de especialistas conjuntos de propulsión AIAA (PDF):

Ventilación y presurización del tanque de propulsor

Los propulsores de hidrógeno líquido y oxígeno líquido Centaur están contenidos en tanques de pared delgada y estabilizados por presión. Las presiones en cada tanque se mantienen mediante la ebullición del propulsor. Las válvulas de ventilación se utilizan para controlar los niveles de presión durante el tanqueo y el vuelo. Todas las válvulas de ventilación tienen el mismo diseño y solo difieren en el ajuste de presión. Se puede energizar un solenoide en cada válvula para colocar la válvula en un modo de cierre para evitar la ventilación.

El sistema de ventilación de oxígeno líquido está montado en el mamparo de popa y consta de una válvula de ventilación, conductos aislados y una desconexión de ventilación. Este sistema se muestra en la Figura 7. La ventilación en la plataforma de lanzamiento se produce a través de la desconexión y un conducto que penetra en el adaptador entre etapas. Después de la separación del impulsor Titan, se ventilará por la borda a través de los conductos. El conducto está inclinado hacia atrás y ajustable (antes del lanzamiento) de modo que el empuje del gas ventilado se dirija a través del centro de gravedad del vehículo. Esta orientación minimiza los pares molestos durante la ventilación.

El sistema de ventilación de hidrógeno líquido está ubicado en el mamparo delantero, como se muestra en la Figura 8. Consta de dos válvulas de ventilación, una cámara impelente, conductos, dos boquillas de ventilación inclinadas hacia atrás y dos desconexiones de ventilación en vuelo. La ventilación en la plataforma de lanzamiento y durante el ascenso antes de la separación de la cubierta estándar de Centaur (CSS) se produce a través de una pata del sistema de ventilación y hacia el exterior a través de una aleta de ventilación montada en la cubierta. Después de que el CSS se deshaga de la ventilación, se produce a través de ambas patas del sistema.

Este sistema es simétrico, lo que proporciona fuerzas de empuje iguales desde las dos boquillas de ventilación. Las toberas están inclinadas hacia atrás 30°, de modo que se produce una fuerza de avance positiva sobre el vehículo. En el caso de que los propulsores no estén completamente asentados en el momento de la ventilación, o si hay algo de líquido arrastrado en el gas de ventilación, el empuje adicional ayudará a asentar los propulsores y reducir cualquier problema.

Se utilizan dos válvulas de ventilación para controlar la ventilación del tanque de hidrógeno. La válvula de ventilación primaria controla la presión del tanque durante la mayoría de las operaciones de prelanzamiento y vuelo. Sin embargo, existe un requisito durante el vuelo de refuerzo para una presión de tanque más alta para reaccionar a las cargas de vuelo. La válvula secundaria está configurada para operar a un nivel de presión más alto que la válvula principal y sirve como válvula de alivio o seguridad durante este período de vuelo. Se ha agregado un solenoide a la válvula de ventilación secundaria para desactivar la válvula durante los largos períodos de inercia de gravedad cero. Esto permite alcanzar presiones de tanque más altas y reduce el número de secuencias de ventilación del tanque. Excepto durante la fase de impulso del vuelo, las válvulas de ventilación están controladas por un sistema conocido como Sistema de presurización y ventilación controlado por computadora (CCVAPS).

Y así sucesivamente y la misma fuente también describe el uso de válvulas de solenoide en los sistemas RCS y Peróxido de Hidrógeno, y explica un poco más el sistema de purga entre etapas .

Lo sé, esto califica como antiguo, pero incluso el Centaur de hoy grita legado en todo momento, por lo que no me sorprendería si nada de esto cambiara sustancialmente desde que resolvieron los problemas con el riesgo de incendio del sistema de ventilación de hidrógeno que destruyó el primer Atlas-Centaur ( F-1) en pleno vuelo. Pero mantendré mis ojos bien abiertos para algo más nuevo. Consulte también Taming Liquid Hydrogen: The Centaur Upper Stage Rocket 1958-2002 , Virginia P. Dawson y Mark D. Bowles, 2004, The NASA History Series (PDF).

*Centaur se lanzó 228 veces, hasta el 2 de octubre de 2015 .

Los cohetes Saturn I, IB y Saturn V tenían un sistema de válvula de alivio para la etapa superior S-IVB. No pude encontrar ninguna documentación de un sistema de válvula de alivio para la etapa superior del Falcon 9.

Posiblemente no sea lo que está buscando, pero los tanques de combustible del Apollo LM usaban presurización con helio, y los tanques de helio tenían discos reventados (o diafragmas). Cuando la presión en los tanques de helio era demasiado alta, varios días después de la misión, estallaban y se ventilaban al espacio. Esto significa que no habrá más presión en el tanque de combustible, pero esto normalmente sucedería mucho después del alunizaje, después de que se abandonara el módulo lunar. En el Apolo 13, no aterrizaron y mantuvieron el LM en el viaje de regreso, por lo que tanto en la transcripción como en la película, hay una discusión sobre cuándo podrían esperar el "estallido" del disco reventado.

Hay 2 sistemas diferentes que se denominan válvulas de alivio:

• Uno es accionado por presión (esto también se usa, por ejemplo, en calderas de vapor) y se asegura de que la presión no suba por encima de un valor preestablecido.
• El otro parece ser más común en etapas de cohetes. Mientras la etapa está en uso, esta válvula está inerte. Después de descartar la etapa, esta válvula se abre para descargar cualquier propulsor restante.

La etapa superior del Ariane 4 tenía válvulas de alivio de presión. Estos se agregaron después de una explosión en una de las primeras etapas superiores de Ariane 4. Estas válvulas se utilizan para descargar todo el combustible restante por la borda después de que se haya gastado la etapa.

La etapa superior ESC-A del Ariane 5 también tiene válvulas que se utilizan para descargar todo el combustible restante por la borda una vez que se ha gastado la etapa.