Siklus bertekanan

Siklus bertekanan merupakan salah satu jenis desain mesin roket. Pasokan gas terpisah, biasanya helium, memberi tekanan pada tangki propelan untuk memaksa bahan bakar dan oksidator masuk ke ruang pembakaran. Untuk mempertahankan aliran yang memadai, tekanan tangki harus melebihi tekanan ruang pembakaran.

Mesin bertekanan memiliki perpipaan sederhana dan tidak memerlukan turbopump yang rumit dan terkadang tidak dapat diandalkan. Prosedur penyalaan yang umum dimulai dengan membuka katup, sering kali berupa perangkat piroteknik sekali tekan, untuk memungkinkan gas bertekanan mengalir melalui katup periksa ke tangki propelan. Kemudian katup propelan di dalam mesin itu sendiri dibuka. Jika bahan bakar dan oksidator bersifat hipergolik, keduanya terbakar saat bersentuhan; bahan bakar non-hipergolik memerlukan penyala. Beberapa pembakaran dapat dilakukan hanya dengan membuka dan menutup katup propelan sesuai kebutuhan. Jika sistem bertekanan juga memiliki katup pengaktif, katup tersebut dapat dioperasikan secara elektrik, atau dengan tekanan gas yang dikontrol oleh katup yang dioperasikan secara elektrik yang lebih kecil.^[1]^[2]^[3]

Perhatian harus diberikan, terutama selama pembakaran yang lama, untuk menghindari pendinginan gas bertekanan yang berlebihan karena ekspansi adiabatik. Helium dingin tidak akan mencair, tetapi dapat membekukan propelan, menurunkan tekanan tangki, atau merusak komponen yang tidak dirancang untuk suhu rendah. Sistem Propulsi Turun Modul Lunar Apollo tidak biasa dalam menyimpan heliumnya dalam keadaan superkritis tetapi sangat dingin. Helium dihangatkan saat dikeluarkan melalui penukar panas dari bahan bakar bersuhu sekitar.

Kontrol sikap pesawat ruang angkasa dan pendorong manuver orbital hampir secara universal merupakan desain bertekanan. Contohnya termasuk mesin Kontrol Reaksi (RCS) dan Mesin Manuver Orbital (OMS) dari pesawat ulang-alik ; mesin RCS dan Sistem Propulsi Layanan (SPS) pada Modul Perintah/Layanan Apollo; mesin SuperDraco (abort saat terbang) dan Draco (RCS) pada SpaceX Dragon 2 ; dan mesin RCS, pendakian dan penurunan pada Modul Lunar Apollo.

Beberapa tahap atas peluncur juga menggunakan mesin bertekanan. Ini termasuk Aerojet AJ10 dan TRW TR-201 yang digunakan pada tahap kedua kendaraan peluncur Delta II, dan mesin Kestrel dari Falcon 1 oleh SpaceX.

Konsep Sea Dragon tahun 1960-an yang dibuat oleh Robert Truax untuk pendorong besar yang bodoh akan menggunakan mesin bertekanan.

Mesin bertekanan memiliki batasan praktis pada tekanan propelan, yang pada gilirannya membatasi tekanan ruang pembakaran. Tangki propelan bertekanan tinggi memerlukan dinding yang lebih tebal dan material yang lebih kuat yang membuat tangki kendaraan lebih berat, sehingga mengurangi kinerja dan kapasitas muatan. Kendaraan peluncur tahap bawah sering kali menggunakan bahan bakar padat atau mesin bahan bakar cair yang dipompa, di mana nosel dengan rasio tekanan tinggi dianggap diinginkan.

Kendaraan atau perusahaan lain yang menggunakan mesin bertekanan:

OTRAG (roket)
Quad (roket) dari Armadillo Aerospace
Roket XCOR EZ dari XCOR Aerospace
Sistem Luar Angkasa Masten
Kendaraan Peluncur Aquarius
Prototipe wahana pendarat Project Morpheus milik NASA
Pendarat bulan mini milik NASA Mighty Eagle
Tahap atas Tronador II CONAE
Suborbital Kopenhagen ' Spica

Lihat pula

Referensi

^ JOHN R. LONDON III (October 1994). LEO on the Cheap (PDF). Air University Press. hlm. 68–69. ISBN 0-89499-134-5.
^ "LM Descent Propulsion Development Diary". Encyclopedia Astronautica. Diarsipkan dari versi asli tanggal 6 June 2012. Diakses tanggal 5 June 2012.
^ "Falcon 1 Users Guide" (PDF). SpaceX. 2008-09-28. Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 2 October 2012. Diakses tanggal 5 June 2012.

[London-1] JOHN R. LONDON III (October 1994). LEO on the Cheap (PDF). Air University Press. hlm. 68–69. ISBN 0-89499-134-5.

[LMDE-2] "LM Descent Propulsion Development Diary". Encyclopedia Astronautica. Diarsipkan dari versi asli tanggal 6 June 2012. Diakses tanggal 5 June 2012.

[spacex_fug-3] "Falcon 1 Users Guide" (PDF). SpaceX. 2008-09-28. Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 2 October 2012. Diakses tanggal 5 June 2012.

[1]

[2]

[3]