Наружное покрытие криогенных баков. На сколько опасен лёд.

[Гусев_А]

Начну с "серьезного" опыта с ширпотребовской китайской сковородкой. Раз при температуре около -10 градусов,  на балконе на холодную сковородку капнул несколько капель воды, через полчаса перевернул сковородку и льдинки выпали. То есть они не примерзли к покрытию.

А корпус Союза, вроде перед стартом весь покрыт инеем. Или нет смысла, чтоб лед не налипал, или иней служит бесплатной теплоизоляцией?

Ладно кроме шуток, используется ли на каких нибудь РН, на их криогенных баках какое нибудь специальное покрытие. Вроде на чем то теплоизоляцию делают.

[Nikopol]

Ладно кроме шуток, используется ли на каких нибудь РН, на их криогенных баках какое нибудь специальное покрытие.

Знаменитая пена на внешнем баке Шаттла.

[Salo]

А Вы причину катастрофы Колумбии помните? :roll:

[Salo]

Баки ЖВ всегда с термоизоляцией.
На ЖК обычно экономят.
Однако у Союза в Куру бак ЖК будут оклеивать К-Flex. поскольку в условиях 100% влажности намерзание льда уже опасно.

[Гусев_А]

Да  про теплоизоляцию, это есть, я имел ввиду еще внешне покрытие, к которому не происходит примерзание (прилипание).

К-Flex -- это теплоизоляция, или и есть подобное покрытие.

[Peter]

А у Энергии? Вроде и на баках ЖВ не было...
(хотя мне и кажется это дикостью)

[Дмитрий В.]

А у Энергии? Вроде и на баках ЖВ не было...
(хотя мне и кажется это дикостью)

Все баки блока Ц Энергии были покрыты пенопластовой теплоизоляцией, которая практически исключала образование льда.

[Salo]

Там просто нет пенопласта. Нечему отрываться.

А как же сделана теплоизоляция?

Не знаю, интересно? Посмотри на Буран.ру Но я что-то не помню, чтобы блок Ц обклеивали пенопластом.

В книге В.М. Филина (Путь к "Энергии", М., Логос, 2001, с. 69-70) утверждается, что водородный бак покрывался теплоизоляцией из специально созданного материала "Рипор". Толщина 30 мм, допуск по толщине 1 мм. На "Прогрессе" был создан специальный станок для нанесения теплоизоляции на собранный бак. Тем же составом теплоизолировались трубопроводы. Эти - вручную.

[Peter]

Дмитрий В.

Спасибо А не можете подсказать толщину того пенопласта? Что-то мне подсказывает, что не более одного сантиметра. И за время заправки должно хорошо проморозится. Хотя, конечно, Тюратам - не Флорида, влажность меньше....

[Дмитрий В.]

Дмитрий В.

Спасибо А не можете подсказать толщину того пенопласта? Что-то мне подсказывает, что не более одного сантиметра. И за время заправки должно хорошо проморозится. Хотя, конечно, Тюратам - не Флорида, влажность меньше....

Около 30 мм.

[Salo]

Не пенопласт (пенополистирол), а пенополиуретан.

http://epizodsspace.testpilot.ru/bibl/filin/put-k-en2001/01.html

Особое внимание, как у нас в ГКБ, так и в Волжском филиале, и на заводе «Прогресс», уделялось теплоизоляции баков и трубопроводов. Какой ее состав, как наносить? Все это было новым. В.И. Рыжикову пришлось попотеть не один месяц в цехах завода.

Это была одна из самых серьезных проблем. Ее суть заключается в том, что температура жидкого водорода — 253°С, на 60° ниже температуры жидкого воздуха. Это значит, что если в бак заливается жидкий водород, то по стенкам его снаружи будет стекать жидкий воздух, который через некоторое время превратится в лед. А что будет твориться внутри сосуда? К налитому в бак жидкому водороду пойдут мощные тепловые потоки. Это все равно, что плотно закрытую кастрюлю с водой обернуть разогретой спиралью. Начнется кипение, поднимется давление, и сосуд разорвет.

А теперь представим наш водородный бак из вафельных тонкостенных обечаек. Его диаметр около 8 м (это на 2 м больше диаметра тоннеля в метро), а еще длина около 40 м. В такой бак можно залить столько жидкости, что на каждого жителя Москвы хватит по стакану. Заполненый жидким водородом, бак представляет огромную опасность. Если он взорвется, то это будет эквивалентно взрыву 300 т тринитротолуола — пять железнодорожных вагонов!

Безусловно, первое, что здесь просится, — это изолировать бак от внешней среды, да так, чтобы теплопритоки были минимальными. Однако большая толщина, а следовательно, и масса теплоизоляции сокращает выводимый полезный груз на орбиту. Значит, материал теплоизоляции должен быть таким, чтобы обеспечить ее высокую эффективность при небольших толщинах. Теплоизоляция должна хорошо приклеиваться к баку, быть эластичной, т. е. вместе с металлом бака растягиваться и сжиматься, ведь при заправке от температурных перепадов водородный бак изменяет свои размеры по длине почти на 0,5 м. Необходимо также, чтобы нанесенная теплоизоляция выдерживала несколько циклов заправки и слива водорода из бака.

Существующих материалов для изоляции подобрать не удалось. Вот и поставили перед химиками задачу — создать нужный материал. Он существовал у американцев — на Шаттле аналогичная картина. Но система создавалась у нас в стране, и, как всегда в ракетной технике, основное условие — в разрабатываемой системе должны применяться только отечественные материалы. А это приводило к тому, что надо не только изобрести состав теплоизоляционного материала с нужными свойствами, но и организовать его промышленное производство.

Состав был найден, довольно легкий, в меру эластичный, технологичный. Он получил название «Рипор». Достаточно было нанести на поверхность бака слой в 30 мм, как достигались необходимые условия хранения. Но как его нанести на поверхность бака?

Создан ряд специальных экспериментальных установок, от отдельного образца до моделирующего бака, на которых проведены сотни экспериментов по нанесению теплоизоляции. Даны также рекомендации по ремонту и дефектации изоляции. А как наносить такую изоляцию на реальный громадный бак? Ведь толщина ее должна составлять всего 30 мм, а допуск в 1 мм, заложенный нашими проектантами, был достаточно жестким.

Вначале попытались клеить теплоизоляцию в виде отдельных матов, но получалось неровно, коряво и со щелями между плит. Пришлось на заводе «Прогресс» создать специальный станок. В него устанавливали полностью собранный бак и вращали. Вдоль бака двигалась каретка, напылявшая теплоизоляцию, следом двигалась вторая — с резцом, который протачивал это 8-метровое «бревно» длиной 40 м до заданных размеров. Так смогли выполнить нужные требования.

Сложнее было с нанесением теплоизоляции на трубопроводы. Механизировать этот процесс не удалось, поэтому пришлось создавать специальные бригады, которые вручную наносили изоляцию, срезая лишнее обыкновенными большими ножами.

[avmich]

Не пенопласт (пенополистирол), а пенополиуретан.

http://epizodsspace.testpilot.ru/bibl/filin/put-k-en2001/01.html

...специальный станок. В него устанавливали полностью собранный бак и вращали. Вдоль бака двигалась каретка, напылявшая теплоизоляцию, следом двигалась вторая — с резцом, который протачивал это 8-метровое «бревно» длиной 40 м до заданных размеров. Так смогли выполнить нужные требования.

Технология супер...

[Bell]

Технология супер...

http://www.monolit-ripor.ru/ru/info/instr/

[Theoristos]

На Зените при пуске двигателей эта шуба кусками осыпается
... и не долетев до земли испаряется в струях от двигателей.
На замедленной съемке красиво.

[KBOB]

Дмитрий В.

Спасибо А не можете подсказать толщину того пенопласта? Что-то мне подсказывает, что не более одного сантиметра. И за время заправки должно хорошо проморозится. Хотя, конечно, Тюратам - не Флорида, влажность меньше....

Около 30 мм.

А во Флориде толщина теплоизоляции 1 дюйм.
http://www.nasa.gov/centers/marshall/pdf/114022main_TPS_FS.pdf

[vekazak]

Теплозащита в основном от аэродинамического разогрева кислорода и естенственно препятствует льдообразованию. Для Юга и Севера  нет необходимостьи в теплозащите Семерки, а вот в Куру после отвода закрытой фермы обслуживания (1 -2 ч) при тропическом ливне возможно образование льда, до 8 мм, но конструкция РН сделана так. что при его сбрасывании во время запуска ДУ, не приводит к нехорошим последствиям.

[Salo]

Про ливень я не подумал. Тогда вопрос: оклеивают баки ЖК для Куру или нет?

[vekazak]

НЕТ

[Salo]

Спасибо! :wink:

[Вован]

Про ливень я не подумал. Тогда вопрос: оклеивают баки ЖК для Куру или нет?

Скорее ДА, чем НЕТ. :wink: Для Байконура уже оклеивают.