Жидкостный ракетный ускоритель
Жидкостный ракетный ускоритель ( LRB ) использует жидкое топливо и окислитель, чтобы придать жидкостному или гибридному ракете дополнительный импульс при взлете и/или увеличить общую полезную нагрузку, которую можно нести. Он прикреплен к боковой части ракеты. В отличие от твердотопливных ракетных ускорителей , LRB можно дросселировать, если двигатели спроектированы так, и их можно безопасно отключить в чрезвычайной ситуации, чтобы получить дополнительные возможности эвакуации при полете человека в космос . [ нужна ссылка ]
История
[ редактировать ]К 1926 году американский учёный Роберт Годдард сконструировал и успешно испытал первую ракету, использующую жидкое топливо, в Оберне, штат Массачусетс . [ нужна ссылка ]
времен Холодной войны Для ракеты Р-7 «Семёрка» , которая позже превратилась в ракету «Союз» , эта концепция была выбрана потому, что она позволяла зажигать и проверять работоспособность всех ее многочисленных ракетных двигателей прямо на стартовой площадке . [ нужна ссылка ]
Советская ракета «Энергия» 1980-х годов использовала четыре «Зенит» жидкостных ускорителя для запуска « Бурана» и экспериментальной космической боевой станции «Полюс» в двух отдельных запусках. [ нужна ссылка ]
Две версии японской космической ракеты H-IIA должны были использовать один или два LRB, чтобы иметь возможность доставлять дополнительный груз на более высокие геостационарные орбиты, но она была заменена H-IIB . [ нужна ссылка ]
Космическая ракета- носитель Ariane 4 может использовать два или четыре LRB в конфигурациях 42L, 44L и 44LP. В качестве примера увеличения полезной нагрузки, которую обеспечивают ускорители, базовая модель Ariane 40 без ускорителей может вывести на геостационарную переходную орбиту около 2175 килограммов . [ 1 ] в то время как конфигурация 44L могла вывести на ту же орбиту 4790 кг с добавлением четырех жидкостных ускорителей. [ 2 ]
Различные LRB рассматривались на ранних этапах программы разработки космического корабля «Шаттл» и после «Челленджера» аварии , но «Шаттл» продолжал использовать твердотопливный ракетный ускоритель космического корабля «Шаттл» до выхода на пенсию. [ нужна ссылка ]
После того, как «Спейс шаттл» вышел из эксплуатации, компании Pratt & Whitney Rocketdyne и Dynetics приняли участие в «конкурсе продвинутых ракет-носителей» для следующего космического корабля НАСА, предназначенного для человека, системы космического запуска (SLS), с конструкцией ракеты-носителя, известной как « Пириос », в которой будут использоваться два более совершенных ракеты- носителя. Разгонные двигатели F-1B созданы на основе двигателя Rocketdyne F-1 LOX/RP-1, который использовался на первой ступени корабля Saturn V в программе Apollo . В 2012 году было установлено, что, если для блока SLS 2 будет выбран двухмоторный ускоритель Pyrios, полезная нагрузка может составить 150 метрических тонн (т) для вывода на низкую околоземную орбиту, что на 20 т больше, чем минимальное требование Конгресса в 130 т для вывода на НОО. для SLS Блока 2. [ 3 ] В 2013 году сообщалось, что по сравнению с двигателем F-1 двигатель F-1B должен был иметь повышенную эффективность, быть более экономичным и иметь меньшее количество деталей двигателя. [ 4 ] Каждый F-1B должен был производить тягу в 1 800 000 фунтов силы (8,0 МН) на уровне моря, что больше, чем 1 550 000 фунтов силы (6,9 МН) тяги исходного двигателя F-1. [ 5 ]
Многие китайские ракеты-носители используют жидкостные ускорители. К ним относится китайский пилотируемый Long March 2F , в котором используются четыре жидкостных ракетных ускорителя, каждый из которых приводится в действие одним YF-20B . гиперголическим ракетным двигателем [ 6 ] В снятом с вооружения варианте Long March 2E также использовались аналогичные четыре жидкостных ускорителя. [ 7 ] как и «Великий поход 3B» [ 8 ] и варианты Long March 3C . Китай разработал полукриогенные ускорители для Long March 7 и Long March 5 , своей новейшей серии ракет-носителей по состоянию на 2017 год. [ 9 ]
Текущее использование
[ редактировать ]Delta IV Heavy состоит из центрального блока Common Booster Core (CBC) с двумя дополнительными CBC в качестве LRB вместо GEM-60, твердотопливных ракетных двигателей используемых в версиях Delta IV Medium+. При старте все три ядра работают на полной тяге, а через 44 секунды центральное ядро дросселируется до 55% для экономии топлива до отделения ускорителя. [ 10 ] Ангара А5В и Falcon Heavy концептуально аналогичны Delta IV Heavy. [ 11 ]
Первоначально Falcon Heavy был спроектирован с уникальной возможностью «перекрестной подачи топлива», при которой двигатели с центральным ядром снабжались топливом и окислителем из двух боковых активных зон до их разделения . [ 12 ] Работа всех двигателей на полной тяге с момента запуска с подачей топлива в основном из боковых ускорителей привела бы к более быстрому истощению боковых ускорителей, что позволило бы их более раннему отделению для уменьшения разгоняемой массы. Это оставит большую часть топлива центральной активной зоны доступной после отделения ускорителя. [ 13 ] В 2016 году Маск заявил, что перекрестная подача реализована не будет. [ 14 ] Вместо этого центральный ускоритель дросселируется вскоре после старта для экономии топлива и возобновляет полную тягу после отделения боковых ускорителей. [ 15 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Ариан-4» . Архивировано из оригинала 25 ноября 2005 г. Проверено 29 марта 2011 г. astronautix.com
- ^ «Ариан 44Л» . Архивировано из оригинала 28 июля 2005 г. Проверено 14 августа 2005 г. astronautix.com.
- ^ «Dynetics PWR ликвидирует конкуренцию по усилителям SLS» . Ноябрь 2012.
- ^ «Dynetics сообщает о «выдающемся» прогрессе в разработке ракетного двигателя F-1B» . Арс Техника . 13 августа 2013 г. Проверено 13 августа 2013 г.
- ^ Ли Хатчинсон (15 апреля 2013 г.). «Новый ракетный двигатель F-1B модернизирует конструкцию эпохи Аполлона с тягой 1,8 миллиона фунтов» . Арс Техника . Проверено 15 апреля 2013 г.
- ^ «Чанг Чжэн 2F» . www.astronautix.com . Архивировано из оригинала 28 декабря 2016 года . Проверено 10 января 2017 г.
- ^ «Чан Чжэн 2Е» . www.astronautix.com . Архивировано из оригинала 28 декабря 2016 года . Проверено 10 января 2017 г.
- ^ «Великий поход 3B/E – Ракеты» . spaceflight101.com . Проверено 10 января 2017 г.
- ^ «Великое 5 марта – Ракеты» . spaceflight101.com . Проверено 10 января 2017 г.
- ^ «Руководство по планированию полезной нагрузки Delta IV, июнь 2013 г.» (PDF) . Объединенный стартовый альянс . Архивировано из оригинала (PDF) 10 июля 2014 года . Проверено 26 июля 2014 г.
- ^ «Возможности и услуги» . SpaceX. 28 ноября 2012 г. Архивировано из оригинала 7 октября 2013 года . Проверено 21 августа 2017 г.
- ^ Стрикленд, Джон К. младший (сентябрь 2011 г.). «Тяжелая ракета-носитель SpaceX Falcon» . Национальное космическое общество. Архивировано из оригинала 17 января 2013 года . Проверено 24 ноября 2012 г.
- ^ «SpaceX объявляет дату запуска самой мощной ракеты в мире» . SpaceX. 5 апреля 2011 года. Архивировано из оригинала 19 марта 2023 года . Проверено 5 апреля 2011 г.
- ^ @elonmusk (1 мая 2016 г.). " "Включает ли расходная производительность FH перекрестную подачу?" "Нет перекрестной подачи. Это повысит производительность, но для таких цифр это не требуется» . ( Твиттер ) . Проверено 24 июня 2017 г. — через Twitter .
- ^ «Сокол Хэви» . SpaceX. 16 ноября 2012 г. Архивировано из оригинала 6 апреля 2017 года . Проверено 5 апреля 2017 г.