ЛЭ-5 - LE-5
В ЛЭ-5 жидкостная ракета двигатель и его производные модели были разработаны в Японии, чтобы удовлетворить потребность в верхняя ступень двигательная установка для ЗДРАВСТВУЙ и H-II серия ракет-носителей. Это двухкомпонентное топливо дизайн, используя LH2 и LOX. Первичные проектные и производственные работы выполнялись Mitsubishi Heavy Industries. Что касается жидкостных ракет, это довольно небольшой двигатель как по размеру, так и по выходной тяге, он находится в классе тяги 89 кН (20 000 фунтов силы), а более поздние модели - в классе тяги 130 кН (30 000 фунтов силы). Двигатель допускает многократный перезапуск из-за Искра зажигания система в отличие от одноразового использования пиротехнический или же гиперголичный воспламенители, обычно используемые на некоторых современных двигателях. Несмотря на то, что он рассчитан на 16 пусков и время работы 40+, на H-II двигатель считается расходным материалом, используется для одного полета и выбрасывается. Иногда он запускается только один раз за девять минут, но в миссиях на GTO двигатель часто запускается второй раз, чтобы вывести полезную нагрузку на более высокую орбиту после временного низкая околоземная орбита был установлен.
Первоначальный LE-5 был построен как двигатель второй ступени для ракеты-носителя H-I. Использовался довольно обычный цикл газогенератора.
ЛЭ-5А
LE-5A была сильно переработанной версией LE-5, предназначенной для использования на второй ступени новой ракеты-носителя H-II. Основное отличие состоит в том, что работа двигателя была переключена с газогенератора на цикл выпуска воздуха из расширителя. ЛЭ-5А стал первым двигателем с отводным циклом детандера, введенным в эксплуатацию. Криогенный жидкое водородное топливо для цикла всасывается через трубы и каналы как в сопле двигателя, так и в камере сгорания, где водород невероятно нагревается, одновременно охлаждая эти компоненты. Нагревание первоначально холодного топлива вызывает значительное повышение давления в нем, и оно используется для привода турбины топливных насосов.
ЛЭ-5Б
LE-5B был дальнейшим изменением версии LE-5A. Изменения были направлены на снижение удельной стоимости двигателя при продолжении повышения надежности. Модификации были направлены на упрощение и удешевление производства, где это было возможно, за счет фактического снижения удельного импульса до 447 секунд, самого низкого значения из всех трех моделей. Однако он давал самую высокую тягу из трех и был значительно дешевле. Основное отличие от модели 5A состояло в том, что в расширительной системе отвода топлива 5B топливо циркулировало только вокруг камеры сгорания, в отличие от камеры и сопла в 5A. Изменения в охлаждающих каналах камеры сгорания и составляющих материалах были сделаны с особым упором на эффективную теплопередачу, чтобы этот метод был успешным.
ЛЭ-5Б-2
После полета F5 из H-IIA 28 марта 2003 г. возникла сильная (но не повреждающая) вибрация РБ при стрельбе ЛЭ-5Б, начались работы по модернизированной версии ЛЭ-5Б. Модернизированный двигатель, получивший название ЛЭ-5Б-2, впервые взлетел на H-IIB 10 сентября 2009 г. Основными исправлениями были добавление пластин ламинаризации потока в коллектор детандера, новый смеситель газообразного и жидкого водорода в линии подачи водорода и новая пластина инжектора с 306 коаксиальными инжекторами меньшего размера (по сравнению со 180 в LE- 5Б). Видеть Краткое описание разработки LE-5B-2 (на японском языке).В результате модернизации вдвое уменьшилась вибрация верхней ступени.
ЛЭ-5Б-3
Для нового H3 ракета-носитель, ветеранский дизайн ЛЭ-5Б был вновь пересмотрен. Чтобы соответствовать требованиям H3 и гарантировать стабильную поставку деталей в течение всего срока службы H3, необходимо было повысить производительность и снизить затраты, при этом риск разработки был минимальным. Устаревшие детали, которые становилось все труднее приобретать, такие как электроника в контроллере двигателя, должны были быть заменены современными компонентами, которые можно было надежно закупать на долгие годы, и метод производства камеры сгорания также должен был быть обновлен по тем же причинам. Турбонасос жидкого водорода и сопло турбины должны были быть обновлены для увеличения продолжительности работы H3, а производительность турбонасоса жидкого кислорода и топливного смесителя должна была быть улучшена.
Первый образец обновленной конструкции был испытан в марте 2017 года. В настоящее время продолжается сертификация двигателя для полетов на ракете H3.[1]
Характеристики
| Модель LE-5 | (единицы) | ЛЭ-5 | ЛЭ-5А | ЛЭ-5Б | ЛЭ-5Б-2 |
|---|---|---|---|---|---|
| Рабочий цикл | - | Генератор газа | Expander Bleed (Сопло / камера) | Expander Bleed (Камера) | Expander Bleed (Камера) |
| Номинальная тяга | кН (фунты) | 102.9 (23,100) | 121.5 (27,300) | 137.2 (30,800) | 144.9 (32,500) |
| Соотношение смеси | Окислитель в топливо | 5.5 | 5 | 5 | 5 |
| Коэффициент расширения | - | 140 | 130 | 110 | 110 |
| Удельный импульс (Isp) | Секунды | 450 | 452 | 447 | 447 |
| Давление в камере | МПа (PSI) | 3.65 (529) | 3.98 (577) | 3.58 (519) | 3.78 (548) |
| LH2 Скорость вращения | об / мин | 50,000 | 51,000 | 52,000 | 53,504 |
| Скорость вращения LOX | об / мин | 16,000 | 17,000 | 18,000 | 18,560 |
| Длина | м (футы) | 2.68 (8.84) | 2.69 (8.88) | 2.79 (9.21) | 2.79 (9.21) |
| Масса | кг (фунты) | 255 (562) | 248 (547) | 285 (628) | 290 (639) |
| Дроссельная заслонка? | нет | нет | да | да | |
| вплоть до | Нет данных | Нет данных | 60%, 30%, 3%* | 60%, 30%, 3%* |
. * = только давление напора резервуара
Смотрите также
Рекомендации
- Японская Википедия LE-5B (на японском языке)
- Информационная страница Энциклопедии Astronautica на ЛЭ-5
- Информационная страница энциклопедии Astronautica на ЛЭ-5А
- Информационная страница Энциклопедии Astronautica на ЛЭ-5Б
- Исследования двигателей цикла продувки расширителей для пусковых установок, AIAA Paper
- Разработка двигателя LE-X, MHI Technical Review Vol. 48 No. 4
внешняя ссылка
| Жидкое топливо |
|  | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Твердое топливо |
| |||||||||||||
| ||||||||||||||