Введение
Тип вибрации в ракетном двигателе
Pogo oscillation is a self excited vibration in liquid propellant rocket engines caused by combustion instability. The unstable combustion results in variations of engine thrust, causing variations of acceleration on the vehicle's flexible structure, which in turn cause variations in propellant pressure and flow rate, closing the self excitation cycle. The name is a metaphor comparing the longitudinal vibration to the bouncing of a pogo stick. Pogo oscillation places stress on the frame of the vehicle, which in severe cases can be dangerous. >
Колебания пого – это самовозбуждающаяся вибрация в жидкостных ракетных двигателях, вызванная неустойчивостью процесса сгорания. Неустойчивое сгорание приводит к колебаниям тяги двигателя, вызывая изменения ускорения на гибкой конструкции ракеты, которые, в свою очередь, приводят к колебаниям давления и расхода топлива, замыкая цикл самовозбуждения. Название является метафорой, сравнивающей продольную вибрацию с подпрыгиванием палки-пого. Колебания пого создают напряжение в конструкции ракеты, которое в серьезных случаях может быть опасным.
Pogo oscillation is a self excited vibration in liquid propellant rocket engines caused by combustion instability. The unstable combustion results in variations of engine thrust, causing variations of acceleration on the vehicle's flexible structure, which in turn cause variations in propellant pressure and flow rate, closing the self excitation cycle. The name is a metaphor comparing the longitudinal vibration to the bouncing of a pogo stick. Pogo oscillation places stress on the frame of the vehicle, which in severe cases can be dangerous. >
Опасность
Если колебания остаются неконтролируемыми, могут произойти отказы. Один случай произошел в среднем двигателе J-2 второй ступени S-II лунной миссии «Аполлон-13» в 1970 году. В этом случае двигатель был выключен до того, как колебания могли привести к повреждению аппарата. Один из испытательных полетов ракеты Н1-Л3 Советского Союза испытал колебания пого на первой ступени 21 февраля 1969 года. Ракета-носитель достиг запланированного выключения двигателей, но взорвалась через 107 секунд после старта и разрушилась. Имеются и другие случаи во время беспилотных запусков в 1950-х и 1960-х годах, когда эффект пого стал причиной катастрофических неудач при запуске, например, с первыми советскими космическими аппаратами к Луне «Луна Е-1 №1» и «Луна Е-1 №2» в сентябре и октябре 1958 года. Современные методы анализа вибраций позволяют учитывать колебания пого, чтобы обеспечить их удаленность от резонансных частот аппарата. Методы подавления включают демпфирующие механизмы или сильфоны в топливопроводах. Главные двигатели космического корабля «Спейс Шаттл» имели демпфер в линии подачи жидкого кислорода (LOX), но не в линии подачи водорода.