Vulcain (ракетный двигатель)

Эта статья находится на начальном уровне проработки, в одной из её версий выборочно используется текст из источника, распространяемого под свободной лицензией
Материал из энциклопедии Руниверсалис
Vulcain (Вулкан)
Двигатель «Vulcain» в музее.Двигатель «Vulcain» в музее.
Тип ЖРД
Топливо жидкий водород
Окислитель жидкий кислород
Камер сгорания 1
Страна Евросоюз
Использование
Время эксплуатации 1997 год - используется
Применение РН «Ариан 5»
Развитие Vulcain 2
Производство
Конструктор Snecma Moteurs, Франция
Производилось с 1996 года
Массогабаритные
характеристики
Масса 1 686 кг
Ширина 1 760 мм
Высота 3 000 мм
Рабочие характеристики
Тяга «Vulcain 1»
114 тс в вакууме
81.6 тс на ур.моря
«Vulcain 2»
136.6 тс в вакууме
91.8 тс на ур.моря
Удельный импульс «Vulcain 1»: 433 c
«Vulcain 2»: 431 c
Время работы 600 c
Давление в камере сгорания «Vulcain 1»:
11.55 MPa (114 атм.)
«Vulcain 2»:
11.65 MPa (115 атм.)
Степень расширения «Vulcain 1»: 45:1
«Vulcain 2»: 60:1

«Вулкан» (фр. Vulcain) — семейство криогенных ракетных двигателей первой ступени РН «Ариан 5» Европейского космического агентства.

История

Развитие ЖРД «Vulcain» было начато в рамках европейского сотрудничества по созданию РН «Ариан 5» в 1988 году.[1] Первое использование в составе ракеты-носителя произошло в 1996 году в ходе неудачного полета РН «Ариан 5», в котором двигатель отработал без замечаний и не являлся причиной аварии, первое использование в успешном полете произошло в 1997 году. В 2002 году появилась модификация ЖРД «Vulcain 2» с увеличенной на 20 % тягой,[2] первый полет которого был неудачным по причине проблем с ЖРД.[3] Причиной аварии, по заключению следственной комиссии, были нагрузки в полете, превысившие ожидаемые значения.[4] Результатом стало изменение конструкции сопла, усиление структуры и улучшение ситуации с температурным режимом, увеличение охлаждающего потока водорода и применение теплового изолятора на обращенной к пламени стороне охлаждающих трубок с целью сокращения тепловой нагрузки. Первый успешный полет частично переконструированного ЖРД «Vulcain 2» произошел в 2005 году в ходе старта 521.

Описание

ЖРД «Vulcain» является криогенным двигателем открытого цикла на компонентах водород и кислород, камера сгорания использует концепцию «внутристенных каналов» (англ. tube wall), в которой поступление топлива и окислителя осуществляется по множеству трубок, изогнутых по форме камеры сгорания. Для охлаждения нижней части сопла используются генераторный газ.[4] ЖРД «Vulcain» предназначены для использования на первой ступени РН «Ариан 5» EPC (фр. Étage Principal Cryotechnique, Основная криогенная ступень) и обеспечивают 8 % от общей тяги при старте.[5] Оставшаяся часть тяги обеспечивается твердотопливными ускорителями. Продолжительность работы ЖРД составляет 600 секунд в обеих конфигурациях, высота составляет три метра, диаметр - 1,76 метра и вес составляет 1 686 кг. Тяга ЖРД «Vulcain 2» составляет 137 тс.[6]. Кислородный насос вращается со скоростью 13 600 об/мин (3 МВт), водородный - 34 000 об/мин (12 МВт). Во время работы двигателя через него проходит в общем 235 кг/с, из которых 41,2 кг/с приходится на водород. Переобогащение топливной смеси водородом производится для улучшения удельного импульса ЖРД «Vulcain».

Основной поставщик комплектующих - Snecma Moteurs (Франция), которая также поставляет турбонасос для жидкого водорода. Насос для жидкого кислорода поставляется Avio (Италия), газовые турбины для снабжения энергией насосов и сопла разработаны Volvo (Швеция).[5]

Будущее развитие

Перспективный ЖРД «Вулкан-2» в музее

Несмотря на то, что различные предложения по модернизации двигателя имели место, достаточно продолжительное время не существовало программы развития последней версии двигателя.[7] Появление программы модернизации ЖРД скорее всего связано с завершением пакета поставки 30 РН «Ариан 5 ECA» в мае 2004 года.[8][9] 17 июня 2006 года Volvo Aero анонсировала на весну 2008 года проведение испытаний варианта двигателя с соплом, которое выполнено по «слоеной» (англ. sandwich) технологии.[10] Перспективный двигатель «Vulcain 2» будет снабжен сопловой насадкой для увеличения его эффективности в верхних слоях атмосферы.[11]

См. также

Примечания

  1. ↑ Общие сведения по ЖРД «Vulcain» (en). SPACEandTECH. Дата обращения: 16 декабря 2006. Архивировано 29 марта 2012 года.
  2. ↑ Портал ЕКА - Benefits for Europe - Vulcain 2 engine now in full production. European Space Agency (5 апреля 2005). Дата обращения: 16 декабря 2006. Архивировано 29 марта 2012 года.
  3. ↑ Технические характеристики РН «Ариан 5» (en) (недоступная ссылка). Space Launch Report (29 ноября 2005). Дата обращения: 15 декабря 2006. Архивировано 2 марта 2008 года.
  4. ↑ 4,0 4,1 L. Winterfeldt et al. Продление конструкторских работ по ЖРД «Vulcain 2» (en) (PDF) (недоступная ссылка). American Institute of Aeronautics and Astronautics, EADS Space Transportation, Ottobrunn, Germany (10 июля 2005). Дата обращения: 26 июня 2007. Архивировано 30 сентября 2007 года.
  5. ↑ 5,0 5,1 ESA - Launch Vehicles - Vulcain Engine. European Space Agency (29 ноября 2005). Дата обращения: 16 декабря 2006. Архивировано 29 марта 2012 года.
  6. ↑ ESA - Launch Vehicles - Ariane 5 ECA. European Space Agency. Дата обращения: 16 декабря 2006. Архивировано 29 марта 2012 года.
  7. ↑ David Iranzo-Greus. РН «Ариан 5» – Европейская ракета-носитель для космических исследований (en) (PowerPoint presentation) (недоступная ссылка). EADS SPACE Transporation (23 марта 2005). Дата обращения: 27 июня 2007. Архивировано 27 сентября 2007 года.
  8. ↑ EADS N.V. - EADS welcomes contract signature for 30 Ariane 5 launchers at ILA 2004 in Berlin (недоступная ссылка). EADS (10 мая 2004). Дата обращения: 26 июня 2007. Архивировано 4 марта 2007 года.
  9. ↑ Three billion Euros contract for 30 Ariane 5 launchers — EADS Astrium (недоступная ссылка — история ). EADS Astrium (10 мая 2004). Дата обращения: 26 июня 2007. (недоступная ссылка)
  10. ↑ Volvo Aero’s sandwich space technology passes important milestone (недоступная ссылка — история ). Volvo Aero. (недоступная ссылка)
  11. ↑ Vulcain-2 Cryogenic Engine Passes First Test with New Nozzle Extension Архивная копия от 18 февраля 2005 на Wayback Machine, European Space Agency

Ссылки

Источник — https://xn--h1ajim.xn--p1ai/index.php?title=Vulcain_(ракетный_двигатель)&oldid=20820894