포고 진동

Pogo oscillation

포고 진동은 연소 [1]불안정에 의해 발생하는 액체 추진제 로켓 엔진의 자기 들뜸 진동이다.불안정한 연소는 엔진 스러스트의 변화를 초래하여 차량의 유연한 구조에 가속도의 변화를 초래하고, 이는 다시 추진제 압력과 유량의 변화를 유발하여 자기 들뜸 사이클을 닫습니다.세로 진동을 포고 스틱의 튕김에 비유한 이름이에요.Pogo 진동은 차량 프레임에 부하를 주며, 심한 경우 위험할 [1]수 있습니다.

기원.

일반적으로 보고 진동은 엔진 압력의 서지가 엔진으로 들어오는 연료에 대한 백 압력을 증가시켜 엔진 압력을 감소시키고 더 많은 연료가 유입되고 엔진 압력이 다시 증가할 때 발생합니다.연료 파이프의 굴곡도 연료 [2]압력의 변동을 유발할 수 있습니다.사이클이 로켓의 공진 주파수와 일치할 경우 양의 피드백을 통해 위험한 진동이 발생할 수 있으며, 이는 극단적인 경우 차량을 산산조각 낼 수 있습니다.

Pogo 진동이 발생하는 또 다른 상황은 엔진이 속도 변동과 함께 종방향으로 움직이는 경우입니다.관성으로 인해 차량의 속도가 갑자기 증가하면 연료 탱크 내부의 연료가 "뒤로" 떨어져 터보펌프로 밀려나는 경향이 있는데, 이는 탱커 내부의 액체가 슬러쉬하는 것과 다소 유사한 상황이다.이로 인해 터보펌프에 과도한 압력이 발생하고 의도하지 않은 과도한 연료가 공급됩니다.그러면 과도한 추력이 생성되고 차량이 가속되어 터보펌프 압력이 추가로 증가하고 의도하지 않은 연료 공급 증가로 이어집니다.이로 인해 악순환이 설정되고 차량의 [3]구조적 고장이 발생할 수 있습니다.

가장 유명한 포고 진동은 십자형 추력 구조에 [citation needed]의한 아폴로 6호의 비행 중 토성 V 1단계인 S-IC였다.이 구조는 수직 I빔 두 개로 구성되었으며, 각 빔의 끝에 엔진이 있고 빔의 교차점에 중앙 엔진이 있습니다.십자형의 중심이 지지되지 않았기 때문에 중앙 F-1 엔진으로 인해 구조물이 위로 휘어졌습니다.포고 진동은 이 구조물이 다시 튀어나와 중앙 엔진의 연료 라인 벨로우즈(십자가형 중심 아래쪽에 장착됨)가 길어지고 연료 흐름이 일시적으로 감소하여 추력을 감소시킬 때 발생했습니다.진동 반대편에서는 연료 라인이 압축되어 연료 흐름이 증가했습니다.이로 인해 1단계 상승 중에 정현파 추력 진동이 발생했습니다.

위험.

발진을 선택하지 않으면 고장이 발생할 수 있습니다.1970년 아폴로 13호 달 탐사선 2단 S-II의 중간 J-2 엔진에서 발생한 사례도 있다.이 경우 진동으로 [1]인해 차량이 손상될 수 있기 전에 엔진이 셧다운됩니다.이 임무의 이후 사건들(이틀 후 산소 탱크가 폭발)은 포고 문제를 무색하게 만들었다.포고는 1968년 [4]무인 아폴로 6호 시험 비행의 S-IC 1단계에서도 경험했다.1969년 2월 21일 소련의 N1-L3 로켓 시험 비행 중 하나가 1단계에서 보고 진동을 일으켰다.발사체는 초기 엔진 정지 상태에 도달했으나 발사 107초 만에 폭발해 분해됐다.[5]1950년대와 1960년대 무인발사 때 포고 효과로 인해 1958년 [6]: 440–446 9월과 10월 달에 첫 소련 우주선인 루나 E-1호, 루나 E-1호 등 재앙적인 발사 실패를 초래한 사례도 있다.

최신 진동 분석 방법을 사용하면 포고 진동이 차량의 공진 주파수에서 멀리 떨어져 있음을 확인할 수 있습니다.억제 방법에는 제진 기구 또는 추진제 라인의 벨로우즈가 포함된다.우주왕복선의 주 엔진은 각각 LOX [3]라인에 댐퍼가 있었지만 수소 연료 라인에는 댐퍼가 없었다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b c Tom Irvine (October 2008). "Apollo 13 Pogo Oscillation" (PDF-0.96 Mb). Vibrationdata Newsletter. pp. 2–6. Retrieved June 18, 2009.
  2. ^ Robert Stengel. "Launch Vehicle Design: Configurations and Structures" (PDF-3.0 Mb). Princeton University. Retrieved June 18, 2009.
  3. ^ a b Fenwick, Jim (Spring 1992). "Pogo". Threshold. Pratt & Whitney Rocketdyne. Archived from the original on January 13, 2009. Retrieved September 11, 2009.{{cite journal}}: CS1 유지보수: 부적합한 URL(링크)
  4. ^ Curtis E. Larsen. "NASA Experience with Pogo in Human Spaceflight Vehicles" (PDF). NASA. Retrieved June 26, 2012.
  5. ^ "Die russische Mondrakete N-1 (The Russian moon rocket N-1)". www.bernd-leitenberger.de (in German). Retrieved June 17, 2014.
  6. ^ Boris Chertok (2006). "Rockets and People, Volume 2: Creating a Rocket Industry" (PDF). NASA. Retrieved February 18, 2021.

외부 링크