Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Гамма 201
Страна происхожденияБритания
ПроизводительБристоль Сиддели
ЗаявлениеБустер 1-й ступени
ПредшественникАрмстронг Сиддели Стентор
ПреемникГамма 301
Жидкостный двигатель
ПропеллентПерекись водорода / керосин
Соотношение смеси8: 1 (прибл.)
Конфигурация
Камера4, на шарнире в противоположных парах
Спектакль
Тяга (SL)16 400 фунтов-силы (73 кН) [1] [2]
Гамма 301
Черный рыцарь tail.jpg
Хвост черного рыцаря показывает двигатели
ЗаявлениеБустер 1-й ступени
ПредшественникГамма 201
ПреемникГамма 8
Жидкостный двигатель
ПропеллентПерекись водорода / керосин
Соотношение смеси8: 1 (прибл.)
Конфигурация
Камера4, на шарнире в противоположных парах
Спектакль
Тяга (SL)17 000–21 600 [3]  фунтов (76–96 кН) -21 000 фунтов (93 кН) [4]
Удельный импульс250 секунд (2,5 км / с)
Время горения120 секунд
Гамма 2
Ракетный двигатель Gamma 2 на 2-й ступени Black Arrow.jpg
Ракетный двигатель Гамма-2, используемый на второй ступени
Заявление2 этап
ПредшественникГамма 301
ПреемникЛиственница (ракетный двигатель)
Жидкостный двигатель
ПропеллентПерекись водорода / керосин
Конфигурация
Камера2, расширенный
Спектакль
Тяга (SL)14 523 фунта-силы (64,60 кН) [5]
Время горения110–120 секунд
Гамма 8
Ракетный двигатель Gamma 8 на первой ступени Black Arrow.jpg
Ракетный двигатель Gamma 8 на 1-й ступени Black Arrow
ЗаявлениеБустер 1-й ступени
ПредшественникГамма 301
Жидкостный двигатель
ПропеллентПерекись водорода / керосин
Конфигурация
Камера8, на кардане попарно
Спектакль
Тяга (SL)52,785 фунтов-силы (234,80 кН) [6]
Время горения125 секунд

Armstrong Siddeley , позже Bristol Siddeley Gamma была семьей ракетных двигателей , используемых в британском ракетостроении, в том числе Black Knight и Black Arrow ракетоносителей. Они сжигали керосин и перекись водорода . Их конструкция была основана на общей конструкции камеры сгорания, используемой по отдельности или группами до восьми.

Они были разработаны Армстронгом Сиддели в Ковентри , который позже стал Бристоль Сиддели в 1959 году и, наконец, Rolls-Royce в 1966 году [7].

Статические испытания двигателя проводились на испытательном полигоне High Down Rocket , недалеко от Иглс на острове Уайт ( 50 ° 39′38.90 ″ с.ш., 1 ° 34′38.25 ″ з.д. / 50,6608056 ° с.ш.1,5772917 ° з. / 50.6608056; -1,5772917 ). [8] [9] ( Спадеадам в Камбрии не использовался для тестирования до Blue Streak , после Gamma).

Преимущества керосиновых / перекисных двигателей [ править ]

Использование двигателей на керосине / перекиси водорода было особенно характерной чертой британских ракет при разработке ракет, поскольку в США было мало сопоставимых двигателей (таких как LR-40 ). [10]

Горение керосина с перекисью водорода дается формулой

СН 2 + 3Н 2 О 2 → СО 2 + 4 Н 2 О

где CH 2 - приблизительная формула керосина (см. RP-1 для обсуждения керосинового ракетного топлива). Это можно сравнить со сжиганием керосина и жидкого кислорода (LOX).

CH 2 + 1.5O 2 → CO 2 + H 2 O

показывает, что выхлопные газы из керосина / перекиси являются преимущественно водой. Это приводит к очень чистому выхлопу (уступающему только криогенному LO 2 / LH 2 ) и отчетливому ясному пламени. [11] Низкая молекулярная масса воды также способствует увеличению тяги ракеты. [12]

Окислитель, используемый с Gamma, представлял собой 85% высокопрочный пероксид (HTP), H 2 O 2 . Компания Gamma использовала посеребренный катализатор на никелевой сетке, чтобы сначала разложить перекись. [13] Для более высоких концентраций H 2 O 2 потребуется другой катализатор, например платина. Источник воспламенения не требуется, поскольку очень горячий разложившийся H 2 O 2 является гиперголичным (самовозгорается) с керосином. Благодаря большому соотношению (8: 1) массы используемой H 2 O 2 по сравнению с керосином, а также его превосходным тепловым характеристикам, H 2 O 2может также использоваться для рекуперативного охлаждения форсунки двигателя перед сгоранием. Любая камера предварительного сгорания, используемая для приведения в действие турбин насосов, нуждается только в разложении H 2 O 2 для получения энергии. Это дает преимущества эффективности работы с замкнутым циклом без обычных серьезных инженерных проблем.

Все эти характеристики делают двигатели на основе керосина / перекиси водорода более простыми и надежными в изготовлении, чем другие химические составы жидкого ракетного топлива. У Гаммы был замечательный послужной список ракетного двигателя. Из 22 пусковых установок Black Knight и 4 Black Arrow со 128 двигателями Gamma отказов двигателей не было. [12]

Стентор [ править ]

Gamma начиналась как меньшая крейсерская камера двухкамерного ракетного двигателя Stentor, произведенного Armstrong Siddeley для противостоящей ракеты Blue Steel . [14]

Гамма 201 [ править ]

Bristol-Siddeley разрабатывал этот автономный четырехкамерный двигатель с 1955 по 1957 год для испытательных автомобилей Black Knight . [15] Gamma 201 использовалась для первых двенадцати запусков Black Knight (всего 14), Gamma 301 - для большинства более поздних полетов. [16]

Первоначальные машины Black Knight представляли собой одноступенчатые ракеты, предназначенные для испытания прототипов головок для возврата в атмосферу для предлагаемой стратегической баллистической ракеты Blue Streak . Испытания Black Knight начались в Вумере , Австралия, в 1958 году, но проект Blue Streak был отменен в 1960 году. Ракеты продолжали испытываться до 1965 года в рамках запланированной двухступенчатой ​​космической ракеты-носителя с использованием Gamma 201 в качестве первой. этапе до августа 1962 года, когда его сменила более мощная Gamma 301 . [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27]]

Гамма 301 [ править ]

Это было в основном то же самое, что и Gamma 201, но имело автоматическое управление соотношением компонентов смеси для улучшения тяги. [28] С 16 апреля по 31 мая 1957 г. было проведено девять первых испытательных пусков двигателя Gamma 301 в районе Хай-Даун , и все они были в основном успешными. Black Knight запускает BK16, а BK18 использовал Gamma 301. Эти два были началом испытаний высокоскоростной возвращаемой машины Project Dazzle , где на второй стадии была установлена твердотопливная кукушка, направленная вниз , чтобы увеличить скорость повторного входа. скорости. Всего было произведено восемь запусков Gamma 301. [16]

Гамма 2 / Двойная гамма [ править ]

Двухкамерная версия Gamma, используемая для второй ступени ракеты-носителя " Черная стрела" . В качестве единственной гаммы, которая не требуется для работы на уровне моря, сопла были удлинены, чтобы обеспечить лучшее расширение. [18] [29]

Гамма 8 [ править ]

Это была 8-камерная разработка Gamma, использовавшаяся для первой ступени ракеты-носителя " Черная стрела" . Гамма-камеры тяги устанавливались попарно радиально, каждая пара на одноосном тангенциальном подвесе. Коллективное движение давало управляемость по крену, дифференциальный шаг движения. [29]

Галерея [ править ]

  • Ракетные двигатели Bristol Siddeley Gamma

  • Двигатель Gamma 201 за возвращающейся машиной Black Knight

  • Ракетный двигатель Gamma 2, используемый на 2-й ступени Black Arrow.

  • Обнаруженные останки первой ступени ракеты Black Arrow R3, успешно запущенной с ракетного полигона Вумера в октябре 1971 года.

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Гамма 201" . Astronautix.com . Проверено 13 ноября +2016 .
  2. ^ Гамма-двигатели ракетного отделения декабрь 1964 г.
  3. ^ Двигатели Gamma Bristol Siddeley ракета отд 1964
  4. ^ "Гамма 301" . Astronautix.com . Проверено 13 ноября +2016 .
  5. ^ «Гамма 2» . Astronautix.com . Проверено 13 ноября +2016 .
  6. ^ «Гамма 8» . Astronautix.com . Проверено 13 ноября +2016 .
  7. ^ "Наследие Роллс-Ройса: Ковентри" . Архивировано из оригинального 18 мая 2008 года.
  8. ^ "Высоко вниз" . www.spaceuk.org .
  9. ^ «Испытание Черного рыцаря в Иглах» . Архивировано из оригинального 27 марта 2008 года.
  10. ^ Перекись водорода - оптимально для турбомашин и энергетики (PDF) . 43-я конференция и выставка по совместным двигательным установкам IAA / ASME / SAE / ASEE. Цинциннати, Огайо: Американский институт аэронавтики и астронавтики, Inc. июль 2007 г. [ постоянная мертвая ссылка ]
  11. ^ «Черная стрела» . Николас Хилл., Изображение "левитации", показывающее, как запуск R3 / Prospero взлетает на невидимо прозрачном выхлопном шлейфе Gamma.
  12. ^ a b Пьетробон, Стивен С. (май – июнь 1999 г.). "Жидкостные ракетные ускорители высокой плотности для космического корабля" (PDF) . Журнал Британского межпланетного общества . 52 : 163–168. Bibcode : 1999JBIS ... 52..163P .
  13. ↑ Д. Эндрюс и Х. Санли (июль 1990 г.). «Ракетные двигатели Gamma для Black Knight». Журнал Британского межпланетного общества . 43 : 301–310.
  14. ^ "Противооткатная ракета Avro Blue Steel" . Архивировано из оригинала 8 февраля 2004 года.
  15. Перейти ↑ CN Hill (2001). Вертикальная империя: история ракетно-космической программы Великобритании, 1950–1971 . Imperial College Press. ISBN 978-1-86094-268-6.
  16. ^ а б «Британская ракетная история» . www.spaceuk.org .
  17. ^ "Ракетный двигатель Gamma 201, c. 1957" . Музей науки . Архивировано из оригинального 18 марта 2010 года . Проверено 9 апреля 2008 года .
  18. ^ а б "Гамма-ракетный двигатель" . Архивировано из оригинала 8 мая 2008 года.
  19. ^ Харлоу, Джон (1993). Альфа, Бета и RTV-1, Разработка первых британских жидкостных ракетных двигателей . Конгресс Международной астронавтической федерации (IAA). Грац, Австрия.
  20. ^ Харлоу, Джон (ноябрь 1999 г.). Двигатели с перекисью водорода - ранние работы по тепловому воспламенению в Westcott . Международная конференция по движению перекиси водорода, Университет Пердью. С. 211–219.
  21. ^ Эндрюс, Д .; Санли, Х. (июль 1990 г.). "Гамма-ракетные двигатели для Черного рыцаря". Журнал Британского межпланетного общества . 43 (7): 301–310.
  22. ↑ Andres & Sunley (1990) , стр. 283–290.
  23. ↑ Харлоу, Джон (20–24 июля 1998 г.). Перекись водорода - перспектива Великобритании . Симпозиум Университета Суррея по перекиси водорода.
  24. ^ Робинсон, РГГ (июль 1990). «Обзор проекта Black Knight: Black Knight, его происхождение». Журнал Британского межпланетного общества . 43 (7): 291–296.
  25. ^ Скрагг, J. (июль 1990). «Взгляд подрядчика на программу Черного рыцаря». Журнал Британского межпланетного общества . 43 (7): 297–300.
  26. ↑ Харлоу, Дж. (Июль 1990 г.), «Верхние ступени Черного рыцаря», Журнал Британского межпланетного общества , 43 (7): 311–316
  27. ↑ Робинсон, HGR (июль 1990 г.), «Предлагаемые разработки Черного рыцаря», Журнал Британского межпланетного общества , 43 (7): 317–318
  28. ^ HWB Гордон Б. & LW Паркин MSc (февраль 1964). Краткое изложение полетных данных «Черного рыцаря» с 1958 по 1962 год . Великобритания gov. Оригинал можно найти в Государственном архиве, Кью (часть AVIA 6 17362), ссылка в сети сделана Николасом Хиллом. Архивировано из оригинального 25 сентября 2005 года . Проверено 10 апреля 2008 года .
  29. ^ a b Дуглас Миллард (2001). Ракета Черная стрела: История ракеты-носителя спутников и ее двигателей . Лондон: Музей науки . ISBN 978-1-900747-41-7.