Вулкан (ракетный двигатель)

Вулкан
	Двигатель Vulcain 2 на выставке
Страна происхождения	Франция ; Евросоюз
Первый полет	1 :4 июня 1996 г. ; 2 : 12 февраля 2005 г. ; 2.1 : 9 июля 2024 г. ;
Последний рейс	1 : 18 декабря 2009 г. ; 2 : 5 июля 2023 г. ;
Дизайнер	Снекма ; АрианГрупп
Производитель	Снекма ; АрианГрупп
Приложение	Двигатель главной ступени
Связанный ЛВ	1 : Ариан 5 Г, Г+, GS ; 2 : Ариан 5 ЭКА, ЭКА+, ES ; 2.1 : Ариан 6 ;
Предшественник	Викинг
Статус	1 : Пенсионер ; 2 : Пенсионер ; 2.1 : В производстве ;
Жидкотопливный двигатель
Порох	ЛОКС / LHЛХ
Соотношение смеси	1 : 5.3:1 ; 2 : 6.1:1 ;
Цикл	Газовый генератор
Конфигурация
Соотношение сопел	1 : 45.1:1 ; 2 : 58.2:1 ;
Производительность
Тяга, вакуум	1 : 1140 кН (260 000 фунтов силы ) ; 2 : 1359 кН (306 000 фунтов силы ) ; 2,1 : 1324 кН (298 000 фунтов силы ) ;
в камере Давление	1 : 100 бар (10 000 кПа) ; 2 : 117,3 бар (11730 кПа) ; 2,1 : 120,8 бар (12 080 кПа) ;
Удельный импульс , вакуум	1 : 431 с (4,23 км/с) ; 2 : 429 с (4,21 км/с) ;
Размеры
Длина	1 : 3,05 м (10,0 футов) ; 2 : 3,44 м (11,3 фута) ; 2,1 : 3,7 м (12 футов) ;
Диаметр	1 : 1,76 м (5 футов 9 дюймов) ; 2 : 2,09 м (6 футов 10 дюймов) ; 2,1 : 2,5 м (8 футов 2 дюйма) ;
Сухая масса	1 : 1300 кг (2900 фунтов) ; 2 : 1800 кг (4000 фунтов) ; 2,1 : 2000 кг (4400 фунтов) ;
Ссылки
Ссылки

Vulcain — семейство европейских первой ступени ракетных двигателей для Ariane 5 и Ariane 6 . Его разработка началась в 1988 году, а первый полет был совершен в 1996 году. Обновленная версия двигателя Vulcain 2 впервые успешно совершила полет в 2005 году. Оба представителя семейства используют жидкий кислород / жидкий водород криогенное топливо . Новая версия Ariane 6 называется Vulcain 2.1 .

История

Ракетный двигатель Vulcain назван по-французски в честь Вулкана, древнеримского бога огня . Его разработка, осуществляемая европейским партнерством, началась в 1988 году с ракетной программы Ariane 5 . ^[11] Впервые он совершил полет в 1996 году, приведя в действие злополучный рейс 501 , но не стал причиной катастрофы, а свой первый успешный полет совершил в 1997 году (рейс 502).

В 2002 году модернизированный Vulcain 2 с увеличенной на 20% тягой. ^[12] впервые совершил полет рейсом 157, однако проблема с двигателем превратила полет в провал. ^[13] Как заключила комиссия по расследованию, причина заключалась в том, что нагрузка на рейс была намного выше ожидаемой. ^[14] Впоследствии конструкция сопла была изменена, включив механическое усиление конструкции и улучшение теплового состояния стенок труб за счет увеличения потока водородного теплоносителя, а также нанесения термобарьерного покрытия на обращенную к пламени сторону трубок теплоносителя. ^[14] Первый успешный полет (частично переработанного) Vulcain 2 произошел в 2005 году рейсом 521. ^[13]

Дальнейшее развитие

17 июня 2007 года Volvo Aero объявила, что весной 2008 года она планирует провести огневые испытания сопла Vulcain 2, изготовленного по новой «сэндвич-технологии». ^[15]

Разработка будущей версии Ariane 6 , Vulcain 2.1, началась в 2014 году. Первое сопло двигателя летной конфигурации было доставлено в июне 2017 года, что позволило сократить количество деталей на 90%, стоимость на 40% и время производства на 30% по сравнению с двигателем. насадка Вулкаин 2. ^[16] Первый запуск Vulcain 2.1 состоялся 9 июля 2024 года.

Обзор

Вулкан — это газогенераторный ракетный двигатель, питаемый криогенным жидким кислородом и жидким водородом . Он оснащен регенеративным охлаждением за счет конструкции трубчатой стенки, а в Vulcain 2 использовалось особое пленочное охлаждение нижней части сопла, где выхлопные газы из турбины повторно впрыскиваются в двигатель. ^[14] Он приводит в действие первую ступень ракеты-носителя Ariane 5, EPC (Étage Principal Cryotechnique, главная криогенная ступень), и обеспечивает 8% общей стартовой тяги. ^[17] (остальное обеспечивается двумя твердотопливными ускорителями). Время работы двигателя в обеих конфигурациях составляет 600 с. ^[18] Двигатель высотой 3 м и диаметром 1,76 м весит 1686 кг и 137 т . в последней версии обеспечивает тягу ^[19] Кислородный турбонасос вращается со скоростью 13600 об/мин и имеет мощность 3 МВт, а водородный турбонасос вращается со скоростью 34000 об/мин и имеет мощность 12 МВт. Общий массовый расход составляет 235 кг/с, из них 41,2 кг/с приходится на водород.

Подрядчики

Главным подрядчиком двигателей Vulcain является компания Snecma Moteurs (Франция), которая также поставляет турбонасос на жидком водороде. За турбонасос с жидким кислородом отвечает компания Avio (Италия), а газовые турбины, приводящие в действие турбонасосы и форсунки, разработаны компанией GKN (ранее Volvo) (Швеция). ^[17]

См. также

Сопоставимые двигатели

Ссылки и примечания

^ я Бел, Маргарит; Мартинес Санчес, Мануэль (2001). «МОДЕЛИРОВАНИЕ ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ» . 1-я встреча пользователей EcosimPro . 11 :6 . Проверено 23 июня 2023 г.
^ «Криогенный двигатель Вулкаин-2 прошел первые испытания с новым удлинителем сопла» (PDF) . www.esa.int . Проверено 18 ноября 2018 г.
^ EADS Астриум. «Ракетный двигатель Вулкан — камера тяги» . Airbus Defence and Space . Архивировано из оригинала 25 февраля 2012 года . Проверено 20 июля 2014 г.
^ «Пресс-кит V169» (PDF) . Арианспейс . Архивировано из оригинала (PDF) 12 декабря 2010 года . Проверено 30 июня 2015 г.
^ «Вулкан» . Астронавтикс . Архивировано из оригинала 17 ноября 2002 года . Проверено 30 июня 2015 г.
^ EADS Астриум. «Ракетный двигатель Вулкан-2 — камера тяги» . Airbus Defense and Space. Архивировано из оригинала 27 марта 2012 года . Проверено 20 июля 2014 г.
^ «Ариан-5 — тяжелая пусковая установка Европы» (PDF) . Европейское космическое агентство . Проверено 20 июля 2014 г.
^ «Вулкаин®2» . Сафран . Проверено 5 октября 2014 г.
^ «Вулкан 2» . Астронавтикс . Архивировано из оригинала 27 июня 2002 года . Проверено 30 июня 2015 г.
^ «Вулкан 2.1» . Европейское космическое агентство . 24 октября 2017 г. Проверено 19 ноября 2021 г.
^ «Вулкан – Краткое содержание» . КОСМОС И ТЕХНИКА. Архивировано из оригинала 8 февраля 2012 г. Проверено 16 декабря 2006 г.
^ «Двигатель Vulcain 2 уже в полном производстве» . Европейское космическое агентство. 05 апреля 2005 г. Проверено 16 декабря 2006 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б «Технические данные Ариана-5» . Отчет о космическом запуске. 29 ноября 2005 г. Проверено 15 декабря 2006 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Л. Винтерфельдт; Б. Лаумерт; Р. Тано; П. Джеймс; Ф. Жено; Р. Блази и Г. Хагеманн (10 июля 2005 г.). «Редизайн удлинителя сопла Vulcain 2» (PDF) . Американский институт аэронавтики и астронавтики . Проверено 4 июля 2012 г.
^ «Сэндвич-космическая технология Volvo Aero прошла важную веху» (пресс-релиз). Вольво Аэро. 17 июня 2007 г. Архивировано из оригинала 17 июля 2011 г.
^ «GKN поставляет революционную насадку Ariane 6 для пусковых установок Airbus Safran» (пресс-релиз). ГКН Аэроспейс . 20 июня 2017 года. Архивировано из оригинала 30 октября 2017 года . Проверено 28 ноября 2023 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б «ЕКА – Ракеты-носители – Двигатель Vulcain» . Европейское космическое агентство. 29 ноября 2005 г. Проверено 16 декабря 2006 г.
^ «Volvo Aero: Vulcain – характеристики» . Вольво Аэро . Проверено 12 мая 2007 г.
^ «ЕКА – Ракеты-носители – Ариан 5 ECA» . Европейское космическое агентство . Проверено 16 декабря 2006 г.

Внешние ссылки

Arianespace – Ariane 5: криогенная основная ступень и твердотельные ускорители
Ariane 5 ECA и Snecma – Двигатели Snecma: двигатель Vulcain 2 доказывает свою надежность
«Турбина LH2 (двигатели Vulcain и Vulcain 2)» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 22 марта 2011 года. – Volvo Aero.
«LOX Turbine (двигатели Vulcain и Vulcain 2)» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 1 января 2011 года. – Volvo Aero.
«Разработка турбин для турбонасосов Vulcain 2» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 30 сентября 2007 г. – Вольво Аэро
«Многоцикловая усталость лопаток турбины Vulcain 2 LOx» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 27 сентября 2007 г. – Вольво Аэро
«Эффективный процесс концептуального проектирования» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 27 сентября 2007 г. – Вольво Аэро
«Насадка Вулкан 2» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 22 марта 2011 года. – Volvo Aero.