Введение

Тип вибрации в ракетном двигателе

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.

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.