Кіріспе
Ұлғау қозғалтқыштары (оларды ұлғау қозғалтқыштары немесе ұлғау зымырандары деп те атайды) – негізгі қозғалтқыш іске қосылмас бұрын, көлік нөлдік гравитацияда болған кезде, жанар майдың тұнуына көмектесетін салыстырмалы түрде кішкентай, дербес отынмен жабдықталған зымыран қозғалтқыштары. Бұл үдеу ракетаның негізгі бактерілеріндегі сұйықтықтың артқы жағына қарай жиналуын қамтамасыз етеді, соның арқасында жанар май мен тотықтырғыш сорғыларына үздірілмейтін ағын кепілденеді.
Ullage motors (also known as ullage engines or ullage rockets) are relatively small, independently fueled rocket engines that may be fired prior to main engine ignition, when the vehicle is in a zero g situation. The resulting acceleration causes liquid in the rocket's main tanks to settle towards the aft end, ensuring uninterrupted flow to the fuel and oxidizer pumps.
Сипаттама
Криогендік сұйық отынмен жұмыс істейтін зымырандар өз отынын оқшауланған бактарда сақтайды. Бұл бактар кеңеюге орын қалдыру үшін толық толтырылмайды. Микрогравитация жағдайында криогендік сұйықтықтар еркін беті болмайды және қатты, сұйық және газ арасындағы қоймалжың күйде болады. Мұндай аралас күйде ульга газдары қозғалтқыштарға сорылуы мүмкін, бұл жағымсыз, себебі ол пайдалы отынды ығыстырып, тиімділікті төмендетеді және қозғалтқыштарға зақым келтіруі мүмкін. Негізгі қозғалтқышты тұтандыру алдында отынды тұрақтандыру үшін кейде кішкентай зымыран қозғалтқыштары, "ульга қозғалтқыштары" қолданылады, бұл уақытша еркін беттің пайда болуына мүмкіндік береді (сұйық және газ күйлері арасында анық шекарасы бар). Бұл қозғалтқыштар негізгі қозғалтқыштың сұйық отынын бактарының түбіне жылжытады ("түбі" термині осы жерде негізгі қозғалтқышқа қатысты ullage қозғалтқыштарының орналасуын білдіреді), осылайша оны қозғалтқыш жүйесіне беруге болады. Ullage қозғалтқыштарын қозғалтқышты қайта тұтандыру алдында, сатыларды бөлу кезінде және/немесе зымыранды тұрақтандыру үшін, жылдамдық қысқа уақытқа төмендеген кезде қолданады, бұл сұйық отынның қозғалтқышқа сору тесігінен алыстауына мүмкіндік береді. Ullage қозғалтқыштары сонымен қатар, сұйық зымыранның микрогравитацияда саяхаттағаннан кейін жануды бастауы қажет болатын, алыс ғарышқа атқарылатын миссияларда да жиі қолданылады. Бұл ульга алдын ала жылдамдатуын жүзеге асыру үшін кейде реакциялық басқару жүйесінің (РБЖ) қозғалтқыштары қолданылады. Ірі ullage қозғалтқыштары қатты отынды да пайдалана алады, бұл оларды көбінесе бір рет қолдануға бейімдейді.
Америка операциялары
Agena A, Thor бустерінен бөлінгеннен кейін тұтануға дайындық кезінде уллаж жүйесін қолданған алғашқы аппараттардың бірі болды. Agena-ның ішкі таймерінің істен шығуы, сондай-ақ, 1959 жылғы 21 қаңтардағы "Discoverer Zero" ұшырылымындағы осы уллаж жүйесінің мерзімінен бұрын тұтануына себеп болды деп саналды. Американдық Apollo бағдарламасында қолданылған Saturn V зымыранының екінші сатысы (S II), артқы сатыаралық юбкасында орналасқан төрт (алғашқыда сегіз) уллаж қозғалтқышын пайдаланды. S IVB үшінші сатысында қосымша итеркіш жүйе болды, ол сондай-ақ уллаж функцияларын орындады. Уллаж көбінесе реакциялық басқару жүйесінің қосымша функциясы болып табылады, мысалы, Apollo Ай модулінде (LM). Жим Ловелл өзінің "Жоғалған Ай" кітабында LEM-нің негізгі түсіру қозғалтқышының бағытын түзету туралы сипаттама берді, бұл Apollo 13 капсуласын сәтті құтқару кезінде Жерге еркін қайтару траекториясына ену үшін жасалды. Кеме атуға қажетті жағдайға тұрақтанғаннан кейін, Ловелл LEM-нің қону шассиін жайып, төрт аяғын түсіру қозғалтқышының алдынан шығарып қойды. Содан кейін компьютер, Haise енгізген басқа нұсқауларға сүйене отырып, 7,5 секунд бойы Aquarius реактивті қозғалтқыштарының төртеуін іске қосты. Бұл процедура уллаж деп аталады және ғарыш кемесін сәл алға жылжытуға, түсіру қозғалтқышының отынын резервуарлардың түбіне жинауға, көпіршіктер мен ауа қалталарын жоюға арналған. Осыдан кейін негізгі түсіру қозғалтқышы автоматты түрде іске қосылып, 5 секунд бойы қуатының 10 пайызымен жұмыс істеді.
When the ship had stabilized in the proper attitude for firing, Lovell would deploy the LEM's landing gear, extending its four spidery legs to get them out of the way of the descent engine. Next the computer, relying on other instructions Haise typed into it, would fire four of Aquarius attitude jets for 7.5 seconds. This procedure, known as ullage, was intended to jolt the spacecraft slightly forward and force the descent engine fuel to the bottom of its tanks, eliminating bubbles and air pockets. After that, the main descent engine would ignite automatically firing at 10 percent thrust for 5 seconds.
Кеңес/Ресей операциялары
1960 жылы совет инженерлері "Молния" планетаралық зымыран құралы үшін уляж қозғалтқыштарын қолданды. Ресейдің "Протон" зымырандары SOZ қозғалтқыштары деп аталатын уляж қозғалтқыштарын пайдаланады. Бұл қозғалтқыштар жұмысын аяқтағаннан кейін бірнеше жыл өткен соң жарылып, ғарыш кеңістігіндегі қалдықтардың көбеюіне себеп болады. Бүгінгі күнге дейін орбитада 54 SOZ қозғалтқышы жарылды.