Search

The power supply system of orbital spaceships is expedient to make on the basis of hydrogen-oxygen electrochemical generators that during the flight produce electricity and water. All the processes implemented in the system of storage, preparation and supply of hydrogen can be represented in the form of three main stages: pre-flight fueling the on-board cryotanks with hydrogen and subsequent conversion of it into a liquid state under the supercritical pressure; taking a single-phase hydrogen out of the cryotanks performing the procedures of maintaining a constant pressure; a hydrogen evacuation from the cryotanks into a terrestrial stationary and transportable storage system. The thermodynamic features of the processes that take place within each of these stages are considered. It is shown that the conversion of the two-phase hydrogen which was fueled into the cryotanks to a single-phase liquid state with a supercritical pressure is carried out in the isochoric process as a result of the heat supply to it. The differential equations were obtained which describe the thermodynamic parameters of the hydrogen which is in the cryotank, and from which part of the product is continuously taken out. Numerical solution of the equations enabled us to find which should be the heat transferred to the cryotank in order to keep the constant pressure of hydrogen in it. The analysis of the processes of hydrogen evacuation from the cryotanks in the launch or landing complex of the orbital spaceship revealed that part of the hydrogen in liquid form can be supplied from the cryotanks into the system of its terrestrial storage., Системы энергопитания орбитальных кораблей целесообразно создавать на основе водородокислородных электрохимических генераторов, которые во время полёта производят электроэнергию и воду. Вся совокупность процессов, реализуемых в системе хранения, подготовки и выдачи водорода, может быть представлена в виде трёх основных этапов: предполётная заправка бортовых криобаков водородом с последующим переводом его в жидкое состояние при сверхкритическом давлении; отбор из криобаков однофазного водорода с выполнением процедур поддержания постоянного давления; эвакуация водорода из криобаков в наземные стационарные и транспортные системы хранения. Рассматриваются термодинамические особенности процессов, которые осуществляются в пределах каждого из указанных этапов. Показано, что перевод двухфазного водорода, заправленного в криобаки, в однофазное жидкое состояние со сверхкритическим давлением производится в изохорном процессе в результате подвода к нему тепла. Получены дифференциальные уравнения, описывающие термодинамические параметры водорода, находящегося в криобаке, из которого непрерывно отбирается часть продукта. Численное решение уравнений позволяет найти, каким должен быть повод тепла к криобаку для поддержания в нём постоянного давления водорода. Из анализа процессов эвакуации водорода из криобаков на стартовом или посадочном комплексах орбитального корабля установлено, что часть водорода в виде жидкости может быть выдана из криобаков в систему его наземного хранения., Системи енергоживлення орбітальних кораблів доцільно створювати на основі водневокисневих електрохімічних генераторів, які під час польоту виробляють електроенергію та воду. Вся сукупність процесів, що реалізуються в системі зберігання, підготовки та видачі водню, може бути представлена у вигляді трьох основних етапів: попередпольотна заправка бортових кріобаків воднем з наступним переведенням його в рідкий стан при надкритичному тиску; відбір з кріобаків однофазного водню із виконанням процедур підтримки постійного тиску; евакуація водню з кріобаків в наземні стаціонарні і транспортні системи зберігання. Розглядаються термодинамічні особливості процесів, які здійснюються в межах кожного із зазначених етапів. Зображено, що переведення двофазового водню, заправленого в кріобаки, в однофазний рідкий стан з надкритичним тиском виконується в ізохоричному процесі в результаті підведення до нього тепла. Отримано диференціальні рівняння, що описують термодинамічні параметри водню, що знаходиться в кріобаку, з якого безперервно відбирається частина продукту. Чисельне рішення рівнянь дозволяє знайти, яким повинен бути привід тепла до кріобаку для підтримки в ньому постійного тиску водню. З аналізу процесів евакуації водню з кріобаків на стартовому або посадковому комплексах орбітального корабля встановлено, що частина водню у вигляді рідини може бути видана з кріобаків в систему його наземного зберігання.