Бюллетень предупредил о рисках замерзания гидразина

Выпущен технический бюллетень о рисках, связанных с циклами замерзания и оттаивания в однокомпонентных гидразиновых системах. Документ описывает опасности таких циклов.

Бюллетень посвящен рискам, которые создают циклы замерзания и последующего оттаивания в однокомпонентных двигательных системах на гидразине.

Для гидразина указано значение 1,6 °C; также назван диапазон температур 0,1–1,6 °C.

Программы NASA сталкивались с проблемами, связанными с замерзанием гидразина. Линии гидразина в APU Space Shuttle были уязвимы к сжатию при замерзании и чрезмерному расширению при оттаивании. В правилах полета Shuttle указаны 2 цикла.

На примере Voyager указано, что ее двигательные системы сталкивались с угрожающими миссии сценариями. Для предотвращения замерзания, закупорки и отказов двигателей требовалось детальное тепловое моделирование. Оценки также отмечали подверженность длинных участков из нержавеющей стали асимметричным температурным профилям, а простые измерения температуры не позволяли надежно определить фактическую температуру линий.

Термодинамические свойства гидразина подтверждают значительные изменения плотности и давления при фазовых переходах. При замерзании сжатие может позволить дополнительному количеству топлива попасть в ограниченные линии, а частично оттаявший гидразин способен оставаться кашеобразным, ограничивать поток и вызывать жесткий запуск или осечки двигателя.

Эластомерные детали и прецизионные седла клапанов могут трескаться, деформироваться или терять герметичность. Повреждения от замерзания способны позволить гидразину выйти за пределы предназначенного объема.

Циклы замерзания и оттаивания создают значительные структурные, эксплуатационные риски и риски для безопасности. Каждый такой цикл ограничивает ресурс, а подвергшиеся этим циклам системы становятся ограниченными по сроку службы.

Рекомендации включают поддержание температуры выше замерзания с помощью нагревателей, изоляции, термоодеял или продувки теплым газом, хранение компонентов в контролируемых условиях до интеграции, постепенный и равномерный нагрев для предотвращения избыточного давления при оттаивании, а также проверки: испытания на падение давления, неразрушающий контроль и оценку состояния клапанов. Соблюдение этих мер снижает риск для персонала, летного оборудования и успеха миссии.

Для отслеживающих лунную индустрию материал важен, потому что показывает жесткие ограничения для однокомпонентных гидразиновых систем: циклы замерзания и оттаивания создают риски для безопасности, оборудования и успеха миссии.

Факты также указывают, что каждый цикл ограничивает ресурс, поэтому необходимы тепловой контроль, контролируемое хранение, постепенный нагрев и проверки.