Vulcain (rakettimoottori)

Vulcain (tulivuori)

Vulcain-moottori museossa.
Tyyppi LRE
Polttoaine nestemäinen vety
Hapettaja nestemäistä happea
polttokammiot yksi
Maa Euroopan unioni
Käyttö
Toiminta-aika 1997 - käytössä
Sovellus RN " Ariane 5 "
Kehitys Vulkaiini 2
Tuotanto
Rakentaja Snecma Moteurs , Ranska
Tuotettu vuodesta 1996 lähtien
Painon ja koon
ominaisuudet
Paino 1,686 kg
Leveys 1760 mm
Korkeus 3000 mm
Käyttöominaisuudet
työntövoima Vulcain 1
114 tf tyhjiössä
81,6 tf merenpinnassa
Vulcain 2
136,6 tf tyhjiössä
91,8 tf merenpinnassa
Spesifinen impulssi Vulcain 1: 433s
Vulcain 2: 431s
Työtunnit 600 c
Paine palotilassa Vulcain 1:
11,55 MPa (114 bar )
Vulcain 2:
11,65 MPa (115 bar )
Laajennusaste Vulcain 1: 45:1
Vulcain 2: 60:1
 Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa

Vulcan ( fr.  Vulcain ) on Euroopan avaruusjärjestön Ariane 5 -kantoraketin ensimmäisen vaiheen kryogeenisten rakettimoottorien perhe .

Historia

Vulcain- rakettimoottorin kehitys käynnistettiin osana eurooppalaista yhteistyötä Ariane 5 -kantoraketin luomiseksi vuonna 1988 . [1] Ensimmäinen käyttö osana kantorakettia tapahtui vuonna 1996 Ariane 5 kantoraketin epäonnistuneen lennon aikana , jossa moottori toimi ilman huomautuksia eikä ollut onnettomuuden syy, ensimmäinen käyttö onnistuneella lennolla tapahtui vuonna 1997. Vuonna 2002 ilmestyi Vulcain 2 -rakettimoottorin modifikaatio, jonka työntövoima kasvoi 20%, [2] jonka ensimmäinen lento epäonnistui rakettimoottorin ongelmien vuoksi . [3] Onnettomuuden syynä oli tutkintalautakunnan päätelmän mukaan lennon aikana odotetut arvot ylittävä kuorma. [4] Tuloksena oli suuttimen uudelleensuunnittelu, jossa vahvistettiin rakennetta ja parannettiin lämpötilatilannetta, lisättiin vedyn jäähdytysvirtausta ja käytettiin lämpöeristettä jäähdytysputkien liekkisuuntaisella puolella lämpökuorman vähentämiseksi. Osittain uudelleen suunnitellun Vulcain 2 -rakettimoottorin ensimmäinen onnistunut lento tapahtui vuonna 2005 521:n laukaisun yhteydessä.

Kuvaus

LRE "Vulcain" on kryogeeninen moottori, jossa on avoin kierto vety- ja happikomponenteilla , polttokammiossa käytetään "seinän sisäisten kanavien" käsitettä ( eng.  putken seinämä ), jossa polttoaineen ja hapettimen virtaus kulkee. ulos useiden polttokammion muotoon taivutettujen putkien läpi. Suuttimen pohjan jäähdyttämiseen käytetään tuottokaasua . [4] Vulcain -rakettimoottorit on suunniteltu käytettäväksi Ariane 5 EPC -kantoraketin ensimmäisessä vaiheessa ( ranska : Étage Principal Cryotechnique , Main cryogenic stage) ja ne tarjoavat 8 % kokonaistyöntövoimasta laukaisun yhteydessä. [5] Loput työntövoimasta saadaan kiinteän polttoaineen tehostimesta. LRE :n kesto on 600 sekuntia molemmissa kokoonpanoissa, korkeus on kolme metriä, halkaisija 1,76 metriä ja paino 1 686 kg . LRE "Vulcain 2" työntövoima on 137 tf . [6] . Happipumppu pyörii nopeudella 13 600 rpm (3 MW ), vetypumppu 34 000 rpm (12 MW ). Moottorin toiminnan aikana sen läpi kulkee yhteensä 235 kg / s , josta vetyä on 41,2 kg / s . Polttoaineseoksen uudelleenrikastaminen vedyllä suoritetaan Vulcain- rakettimoottorin ominaisimpulssin parantamiseksi. 

Pääkomponenttitoimittaja on Snecma Moteurs ( Ranska ), joka toimittaa myös nestemäisen vetyturbopumpun. Nestemäisen happipumpun toimittaa Avio ( Italia ), kaasuturbiinit pumpuille ja suuttimet ovat Volvon ( Ruotsi ) kehittämiä. [5]

Tuleva kehitys

Huolimatta siitä, että moottorin päivittämiseksi tehtiin erilaisia ​​ehdotuksia, moottorin viimeisimmän version kehitysohjelmaa ei ollut pitkään aikaan. [7] LRE:n modernisointiohjelman ilmestyminen liittyy todennäköisesti 30 Ariane 5 ECA -kantoraketin toimituspaketin valmistumiseen toukokuussa 2004. [8] [9] 17. kesäkuuta 2006 Volvo Aero ilmoitti keväällä 2008 testaavansa versiota moottorista, jossa on suutin, joka on valmistettu "puff" ( eng. sandwich ) -tekniikan mukaan. [10] Lupaava Vulcain 2 -moottori varustetaan suuttimella sen tehokkuuden lisäämiseksi yläilmakehässä. [yksitoista]  

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Yleistä Vulcain-rakettimoottorista (en ) . SPACE ja TECH. Käyttöpäivä: 16. joulukuuta 2006. Arkistoitu alkuperäisestä 29. maaliskuuta 2012.
  2. ↑ ESA-portaali - Edut Euroopalle - Vulcain 2 -moottori nyt täydessä tuotannossa . Euroopan avaruusjärjestö (5. huhtikuuta 2005). Käyttöpäivä: 16. joulukuuta 2006. Arkistoitu alkuperäisestä 29. maaliskuuta 2012.
  3. ↑ Kantoraketin " Ariane 5 " tekniset ominaisuudet (en) (pääsemätön linkki) . Avaruuslaukaisuraportti (29. marraskuuta 2005). Haettu 15. joulukuuta 2006. Arkistoitu alkuperäisestä 2. maaliskuuta 2008. 
  4. ↑ 1 2 L. Winterfeldt et ai. Rakettimoottorin "Vulcain 2" suunnittelutyön laajennus (en) (PDF)  (pääsemätön linkki) . American Institute of Aeronautics and Astronautics, EADS Space Transportation, Ottobrunn, Saksa (10. heinäkuuta 2005). Haettu 26. kesäkuuta 2007. Arkistoitu alkuperäisestä 30. syyskuuta 2007.
  5. ↑ 1 2 ESA - Launch Vehicles - Vulcain Engine . Euroopan avaruusjärjestö (29. marraskuuta 2005). Käyttöpäivä: 16. joulukuuta 2006. Arkistoitu alkuperäisestä 29. maaliskuuta 2012.
  6. ↑ ESA - Laukaisuajoneuvot - Ariane 5 ECA . Euroopan avaruusjärjestö. Käyttöpäivä: 16. joulukuuta 2006. Arkistoitu alkuperäisestä 29. maaliskuuta 2012.
  7. ↑ David Iranzo-Greus. Ariane 5 Launch Vehicle - European Space Research Launch Vehicle (en) (PowerPoint-esitys)  (linkki ei käytettävissä) . EADS SPACE Transportation (23. maaliskuuta 2005). Haettu 27. kesäkuuta 2007. Arkistoitu alkuperäisestä 27. syyskuuta 2007.
  8. ↑ EADS NV - EADS toivottaa allekirjoittaneen sopimuksen 30 Ariane 5 -kantoraketista ILA 2004:ssä Berliinissä (linkki ei ole käytettävissä) . EADS (10. toukokuuta 2004). Haettu 26. kesäkuuta 2007. Arkistoitu alkuperäisestä 4. maaliskuuta 2007. 
  9. ↑ Kolmen miljardin euron sopimus 30 Ariane 5 -kantoraketista - EADS Astrium (pääsemätön linkki - historia ) . EADS Astrium (10. toukokuuta 2004). Haettu: 26. kesäkuuta 2007.   (linkki, jota ei voi käyttää)
  10. ↑ Volvo Aeron sandwich-avaruusteknologia ylittää tärkeän virstanpylvään (pääsemätön linkki - historia ) . Volvo Aero.   (linkki ei saatavilla)
  11. ↑ Vulcain-2 kryogeeninen moottori läpäisi ensimmäisen testin uudella suuttimen jatkeella Arkistoitu 18. helmikuuta 2005 Wayback Machinessa , Euroopan avaruusjärjestö

Linkit