Während des Raketenstarts ist es entscheidend, eine ausreichende Versorgung des Haupttriebwerks mit flüssigem Treibstoff ohne Gasblasen sicherzustellen. Dieser Artikel behandelt die Arbeitseigenschaften und Konstruktionsanforderungen der Ausflussvorrichtung des Raketentreibstofftanks unter Überlast während des Starts. Ein CFD-Modell wurde erstellt, um die verbleibende Flüssigkeitsmenge bei Gasbildung in den Förderleitungen unter verschiedenen Betriebsbedingungen numerisch zu simulieren und zu vergleichen. Untersuchte Faktoren sind: ob am Ausfluss eine konische Übergangsstelle verwendet wird, ob oberhalb des Ausflusses Trennwände angebracht sind und deren geometrische Struktur, sowie die Installation eines Filters am Ausfluss. Die Ergebnisse zeigen: Die Verwendung eines konischen Übergangs kann die Menge an nicht verwendbarem Flüssigtreibstoff signifikant reduzieren, der optimale Kegelwinkel beträgt etwa 30°; das Anbringen von Trennwänden fördert die Versorgung mit rein flüssiger Niedertemperaturtreibstoffphase, wobei es optimale Höhe und Länge der Trennwand gibt; kugelkappenförmige Trennwände können den nicht verwendbaren Treibstoff um etwa 0,25 % weiter reduzieren; ein Filter am Ausfluss kann feste Verunreinigungen und große Blasen am Eintritt in die Förderleitung zurückhalten; im Vergleich zu flüssigem Sauerstoff ist die Oberflächenspannung von flüssigem Wasserstoff weniger in der Lage, die Stabilität der Gas-Flüssig-Grenzfläche aufrechtzuerhalten, was höhere Anforderungen an die Optimierung der Ausflussstruktur stellt.

Raketenstart; kryogener Treibstoff; Ausflussvorrichtung; Flüssigkeitsoberflächenkollaps; CFD-Simulation