Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
ЛЭ-7
Ракетный двигатель ЛЭ-7.jpg
LE-7, Городской музей науки Нагои, 2006 г.
Страна происхожденияЯпония
ДизайнерJAXA
ПроизводительMitsubishi Heavy Industries
ЗаявлениеБустер
Положение делПосле модернизации ЛЭ-7А
Жидкостный двигатель
ПропеллентLOX / LH2
ЦиклПоэтапное горение
Конфигурация
Камера1
Соотношение форсунок52: 1
Спектакль
Тяга (вакуум)1078 кН (242000 фунтов-силы)
Тяга (SL)843,5 кН (189 600 фунтов силы)
Отношение тяги к массе64,13
Давление в камере12,7 МПа (1840 фунтов на кв. Дюйм)
Я sp (Vac.)446 секунд (4,37 км / с)
I sp (SL)349 секунд (3,42 км / с)
Размеры
Длина3,4 м
Сухой вес1714 кг (3779 фунтов)
Используется в
H-II первая ступень
LE-7A, (выставочный зал Mitsubishi Heavy Industries, Синагава , Япония)

LE-7 и его последующие обновления модели ЯР-7А дожиганием генераторного газа LH2 / LOX жидкостных ракетных двигателей , произведенных в Японии для H-II серии ракет - носителей. Все работы по проектированию и производству первого крупного жидкостного ракетного двигателя ( основная / первая ступень ) были выполнены в Японии совместными усилиями Национального агентства космического развития (NASDA), Лаборатории аэрокосмической техники (NAL), Mitsubishi. Heavy Industries и Ishikawajima-Harima . NASDA и NAL с тех пор были интегрированы в JAXA.. Однако большая часть работ была поручена компании Mitsubishi, а Ishikawajima-Harima предоставила турбомашины , а двигатель часто называют Mitsubishi LE-7 (A) .

Первоначально LE-7 был одноразовым высокоэффективным двигателем среднего размера с достаточной тягой для использования на H-II.

H-II Flight 8, только эксплуатационная неисправность LE-7 [ править ]

Топливный турбонасос имел проблему с использованием первоначально спроектированного индуктора (пропеллероподобный осевой насос, используемый для повышения давления топлива на входе перед основными турбонасосами для предотвращения кавитации ), когда сам индуктор начинал кавитацию и приводил к дисбалансу чрезмерная вибрация . Всесторонний послеполетный анализ неудачного 8-го запуска H-II, включая извлечение обломков в глубине океана, показал, что усталость из-за этой вибрации была причиной преждевременного отказа двигателя.

ЛЭ-7А [ править ]

ЛЕ-7А - модернизированная модель ракетного двигателя ЛЭ-7. Базовая конструкция не отличается от оригинальной модели. В 7A были предприняты дополнительные инженерные усилия по снижению затрат, повышению надежности и производительности. Реконструкция была предпринята, чтобы совместить ее с также улучшенной ракетой-носителем H-IIA , с общей целью создания более надежной, более мощной, гибкой и более рентабельной системы запуска.

Изменения / улучшения [ править ]

Особый упор был сделан на сокращение или количество требуемых сварочных работ за счет большего количества механической обработки или литья.компонентов и максимально упростить остальные сварные швы. Это привело к существенной переработке разводки труб (что делает внешний вид двух моделей значительно различающимся). Чтобы избежать описанных выше осложнений, связанных с индуктором подачи топлива, он был переработан для модели 7A. Конструкция индуктора окислителя также была изменена, но в первую очередь из-за плохой работы при низком давлении на входе, а не из соображений надежности. Сам топливный турбонасос также подвергся различным улучшениям в долговечности. Кроме того, узел камеры сгорания / инжектора претерпел ряд небольших изменений, таких как уменьшение количества элементов инжектора, для уменьшения сложности обработки (и, следовательно, стоимости) и повышения надежности. Хотя эти изменения в целом привели к снижению максимального удельного импульса до 440 секунд (4.3 км / с) (в основном делая двигатель менее экономичным), компромисс между более низкой стоимостью и повышенной надежностью считался приемлемым.

Новая конструкция сопла (проблема с боковой загрузкой) [ править ]

Для новой модели двигателя был разработан удлинитель сопла, который можно было добавить к основанию нового стандартного «короткого» сопла, когда требовалась дополнительная мощность . Но когда двигатель был оснащен удлинителем сопла, 7A столкнулся с новой проблемой с беспрецедентными боковыми нагрузками и неравномерным нагревом сопла, достаточно сильным, чтобы повредить приводы карданного подвеса и трубки регенеративного охлаждения во время запуска. Тщательная вычислительная гидродинамика (CFD)работа смогла в достаточной степени воспроизвести и отследить опасную переходную нагрузку, и новое цельное «длинное» сопло с полным регенеративным охлаждением (в отличие от оригинального короткого сопла с отдельным удлинителем, охлаждаемым пленкой) было разработано для смягчения проблемы. До того, как это новое сопло было готово, некоторые H-IIA запускались с использованием только короткого сопла. В 7A больше не используется отдельный удлинитель сопла ни в какой конфигурации. [1]

Использование на H-IIB [ править ]

Новые ракеты- носители H-IIB используют на своей первой ступени два двигателя LE-7A.

Характеристики ЛЭ-7А [ править ]

  • Рабочий цикл: ступенчатое сжигание
  • Топливо: водород
  • Окислитель: жидкий кислород
  • Соотношение смеси (окислитель к топливу): 5,90
  • Короткое сопло:
    • Номинальная тяга (на уровне моря): 843 кН (190 000 фунтов силы)
    • Номинальная тяга (вакуум): 1074 кН (241000 фунтов силы)
    • Удельный импульс (уровень моря):
    • Удельный импульс (вакуум): 429 секунд (4,21 км / с)
  • Длинное сопло:
    • Номинальная тяга (на уровне моря): 870 кН (200000 фунтов силы)
    • Номинальная тяга (вакуум): 1098 кН (247000 фунтов силы)
    • Удельный импульс (на уровне моря): 338 секунд (3,31 км / с)
    • Удельный импульс (вакуум): 440 секунд (4,3 км / с)
  • Сухая масса: 1800 кг (4000 фунтов)
  • Длина:
    • короткое сопло = 3,2 м
    • длинное сопло = 3,7 м
  • Возможность дроссельной заслонки: 72-100%
  • Удельная тяга: 65,9
  • Соотношение площадей сопла: 51,9: 1
  • Давление в камере сгорания: 12,0 МПа (1740 фунтов на квадратный дюйм)
  • Турбонасос жидкого водорода: 41900 об / мин
  • Турбонасос жидкого кислорода: 18 300 об / мин

См. Также [ править ]

  • ЛЭ-5
  • ЛЭ-9
  • H-II , H-IIA и H-IIB
  • Сравнение орбитальных ракетных двигателей
  • жидкостный ракетный двигатель
  • ступенчатый цикл горения
  • JAXA

Ссылки [ править ]

  1. ^ Резюме технического документа AIAA по конфигурациям форсунок LE-7A [ постоянная мертвая ссылка ]

Внешние ссылки [ править ]

  • Информационная страница Энциклопедии Astronautica на ЛЭ-7
  • Информационная страница энциклопедии Astronautica о ЛЭ-7А
  • Японская страница Википедии LE-7 (на японском языке)
  • Японская страница Википедии LE-7A (на японском языке)
  • Разработка ракетного двигателя H-IIA [ постоянная мертвая ссылка ]
  • Обзор ракеты-носителя H-IIA