Исследования относятся к системам питания жидкостных ракетных двигателей жидким кислородом. Проведены экспериментальные исследование влияния температуры горячего гелия на прогрев жидкого кислорода в баке удлинением ~ 5 в условиях аэродинамического нагрева. Установлено отсутствие корреляции между температурой гелия на входе в бак в диапазоне 90 - 370 К и прогревом верхнего слоя кислорода в баке при воздействии внешних тепловых потоков к цилиндрической части бака, больших 4 кВт/м2 . Максимальный про- грев верхнего слоя кислорода в баке в рассмотренных условиях не превышал 3 К. При мате- матическом моделировании процессов прогрева кислорода в баке ракеты целесообразно ис- пользовать упрощенные модели процесса, учитывающие только аэродинамический нагрев. Ключевые слова: Прогрев верхнего слоя кислорода; Горячий гелий; Аэродинамический нагрев; Отсутствие корреляции
Дослідження відносяться до систем живлення рідинних ракетних двигунів рідким киснем. Проведено експериментальні дослідження впливу температури гарячого гелію на прогрів рідкого кисню в баку подовженням ~ 5 в умовах аеродинамічного нагріву. Встановлено від- сутність кореляції між температурою гелію на вході в бак в діапазоні 90-370 К і прогрівом верхнього шару кисню в баку при впливі зовнішніх теплових потоків до циліндричної части- ни бака, більш ніж 4 кВТ/м2 . Максимальний прогрів верхнього шару кисню в баку не переви- щував 3 К. При математичному моделюванні процесів прогріву кисню в баку доцільно вико- ристовувати спрощені моделі процесу, які враховують тільки аеродинамічний прогрів. Ключові слова: Прогрів верхнього шару кисню; Гарячий гелій; Аеродинамічний нагрів; Від- сутність кореляції
Hot helium temperature influence on liquid oxygen tank heating process during aero-dynamic heating has been investigated on practice. Tank diameter is 1.25 meters. Tank is made of aluminum alloy. Its upper and down bottoms are heat insulated, internal area is processed with chemical milling. The helium was input into tank center as stream. Aero-dynamic heating was simulated by nitrogen. It was input into annular gap between cylindrical wall and special cover. The value of specific thermal flow was controlled by amount of nitrogen. A time delay with opened drain valve was done after tank fillup had been finished in order to stabilize fuel component temperature in tank, and tank structure. A tank was refilled to a needed level in case necessity had arisen. The tank pressurization using helium had been done to 3 bar value before oxygen sink. Some investigations were performed with some equal conditions with zero influence - when pressurization gas temperature was close to oxygen temperature inside tank. Oxygen temperatures were measured in different tank height, and in service manifold. A core with 23 temperature detectors was placed inside the tank. Sink time ~ 150 sec. High layer oxygen temperature detection maximum total error was no more than 0.5 K. The correlation absence between input helium temperature in 90-370 K range, and upper oxygen layer in tank heating using higher than 4 kw/m2 outer heat flows to cylindrical tank part was detected. Upper oxygen layer top heat was less than 4 K in testing conditions, gas pressure inside tank - less than 1.9 bars. It is worth using simplified process models which are taking aero dynamical heating into account only, during oxygen heating process mathematical modeling. Keywords: Upper oxygen layer heating; hot helium; aero dynamical heating; absence of correlation.
