Цикл газового генератора является циклом мощности двухкомпонентных ракетного двигателя . Часть топлива сжигается в газогенераторе, а образующийся горячий газ используется для питания насосов двигателя. Затем газ истощается. Поскольку что-то «выбрасывают», этот тип двигателя также известен как двигатель открытого цикла .
У газогенераторного цикла есть несколько преимуществ перед его аналогом, циклом ступенчатого сгорания . Турбине газогенератора не нужно иметь дело с противодавлением впрыска выхлопных газов в камеру сгорания. Это упрощает конструкцию водопровода и турбины и приводит к более дешевому и легкому двигателю.
Главный недостаток - потеря эффективности из-за выброса пороха. Циклы газогенератора имеют более низкий удельный импульс, чем циклы ступенчатого сжигания. Однако существуют формы цикла газогенератора, при которых выхлопные газы рециркулируют в сопло ракетного двигателя. Это видно в ракетных двигателях F-1 и Merlin 1D Vacuum, используемых на ступени ускорителя Saturn V и второй ступени Falcon 9 , соответственно.
Как и в большинстве криогенных ракетных двигателей , часть топлива в цикле газогенератора может использоваться для охлаждения сопла и камеры сгорания (регенеративное охлаждение). [1] Конечные характеристики ракетного двигателя в первую очередь ограничиваются способностью строительных материалов выдерживать экстремальные температуры процессов сгорания ракет, поскольку более высокая температура напрямую увеличивает локальную скорость звука, ограничивающую скорость выхлопа. [2]
Некоторые двигатели, в том числе РД-107, используемый на корабле « Союз» , используют третье топливо, обычно перекись водорода , которая разлагается при прохождении через катализатор с образованием газов, которые используются для привода турбин. Двигатели, использующие эту систему, механически просты, но имеют слабый удельный импульс.
Использование [ править ]
К газогенераторным двигателям внутреннего сгорания относятся:
Системы запуска ракет с газогенераторными двигателями внутреннего сгорания:
- Ариана 5 [3]
- Falcon 9 , [11] Falcon Heavy [12]
- Дельта IV [5]
- Сатурн V [8]
- Союз
- Ракета-носитель геостационарных спутников III [10]
- Длинный марш 3B , длинный марш 2F [13]
См. Также [ править ]
- Отводной цикл сгорания
- Цикл экспандера
- Двигатель с питанием от давления
- Ракетный двигатель
- Поэтапный цикл горения
Ссылки [ править ]
- ^ "ch2-6" . nasa.gov .
- ^ "Дросселирование массового расхода" . nasa.gov .
- ^ a b «Криогенный двигатель Vulcain-2 прошел первые испытания с новым удлинителем сопла» (PDF) . ЕКА .
- ^ "SpaceX Merlin Engine" . SpaceX. Архивировано из оригинала на 2011-01-03.
- ^ a b «Таблица данных Delta 4» .
- ^ Джо Стэнгелэнд. «Турбонасосы для жидкостных ракетных двигателей» . Архивировано из оригинала на 2012-10-18.
- ^ "Двигатель J-2X" .
- ^ a b «Информационный бюллетень по двигателю F-1» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 13 апреля 2016 года . Проверено 17 апреля 2013 .
- ^ «РД-107» . Энциклопедия Astronautica . Архивировано из оригинала на 2014-02-09.
- ^ а б Асраф, А. и Мутукумар, Р. и Рамнатан, Т. и Балан, С. (2008). Структурный анализ компонентов силовой установки местного криогенного ракетного двигателя . 44-Я СОВМЕСТНАЯ ПРОПУССТВЕННАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ И ВЫСТАВКА AIAA / ASME / SAE / ASEE. DOI : 10.2514 / 6.2008-5120 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- ^ "Обзор Falcon 9" . Архивировано из оригинала на 2013-05-01.
- ^ "Обзор Falcon Heavy" .
- ^ "Усовершенствованные ракетные двигатели" (PDF) . Институт космического движения, Немецкий аэрокосмический центр (DLR). Архивировано из оригинального (PDF) 04.09.2012.
Внешние ссылки [ править ]
- Циклы мощности ракеты
- Охлаждение ракетных двигателей в НАСА