Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
РакетаМоторДва
Страна происхожденияСоединенные Штаты
ДизайнерКорпорация Сьерра Невада
ПроизводительVirgin Galactic
ПредшественникRocketMotorOne
СтатусАктивный
Гибридный двигатель
ПропеллентЗакись азота / полибутадиен с концевыми гидроксильными группами
Представление
Толкать310 кН
Удельный импульс250 с
Время горения60 секунд
Используется в
SpaceShipTwo

RocketMotorTwo ( RM2 ) [1] - семейство гибридных ракетных двигателей, разработанных для суборбитального космического самолета Scaled Composites SpaceShipTwo .

Двигатель первого поколения был разработан Sierra Nevada Corporation (SNC) [2] с конца 2000-х по май 2014 года. Впервые он был воспламенен в полете во время испытательного запуска SpaceShipTwo в апреле 2013 года. [3] [4] Эта конструкция двигателя впоследствии участвовал только в двух дополнительных летных испытаниях в течение 2013 года и января 2014 года. [5] SNC была субподрядчиком Scaled Composites до мая 2014 года, когда их участие в программе закончилось после того, как Virgin Galactic решила заменить версию RocketMotorTwo от SNC, работающую на резиновом топливе HTPB. , с собственным гибридным двигателем собственной разработки для SpaceShipTwo. [5]

Двигатель RocketMotorTwo второго поколения является вариантом более ранней базовой конструкции SNC. В 2014 году компания экспериментировала с использованием полиамидного пластикового топлива и окислителя закиси азота [6], но вернулась к использованию своего исходного полибутадиенового топлива с концевыми гидроксильными группами (HTPB) и жидкого окислителя закиси азота в 2015 году [7] . теперь производятся компанией Virgin Galactic, а не SNC.

Описание [ править ]

RocketMotorTwo представляет собой гибрид ракетный двигатель с использованием твердого полибутадиен с концевыми гидроксильными группами (HTPB) топлива и жидкого азота оксида окислитель - иногда называют Н 2 О / HTPB двигателя [8] [9] - обеспечение 70000 фунтов-силы (310 кН) из толкать. [10] В конструкции использованы уроки, извлеченные во время разработки гибридного ракетного двигателя SpaceShipOne . [11]

Фон [ править ]

По состоянию на март 2013 года в Сьерра-Неваде было выполнено более 300 испытательных запусков гибридных ракет. Компания также разработала ракетный двигатель для первого частного космического корабля, достигшего космоса, SpaceShipOne , который выиграл Ansari X-Prize в 2004 году. Sierra Nevada также разрабатывает аналогичный гибридный двигатель - ракетный двигатель Dream Chaser . [12]

История [ править ]

Авария в связанной тестовой программе [ править ]

26 июля 2007 года, на начальном этапе тестирования подсистемы транспортного средства, произошел взрыв во время испытания потока топлива компанией Scaled Composites в воздушном и космическом порту Мохаве . Испытание включало заполнение бака окислителя 4500 кг (9900 фунтов) закиси азота с последующим 15-секундным испытанием форсунки холодного потока. В ходе испытания двигатель не загорелся, и твердое ракетное топливо не использовалось. Трое сотрудников Scaled были убиты и трое ранены, двое в критическом состоянии и один серьезно, в результате разлета шрапнели, когда окислитель закиси азота самопроизвольно воспламенился и взорвался (диссоциация на компоненты N2 и O с выделением энергии). [13] [14]

Двигатель первого поколения [ править ]

Наземные испытания горячим огнем [ править ]

Scaled Composites выполнила серию подпольных ракетных запусков в период с июня 2005 года по апрель 2009 года, прежде чем выбрать полномасштабную конструкцию ракетного двигателя. [15] В новостях в начале 2009 года сообщалось, что горячие огневые испытания были «завершены» и что Spacedev (позже приобретенная Sierra Nevada Corporation ) заключила контракт с Scaled Composites на помощь Scaled в разработке SS2. [16]

К декабрю 2011 года на RocketMotorTwo было проведено 21 полномасштабное огневое испытание. [15] [17] [18] 20 июня 2012 года было успешно проведено первое испытание горячим пламенем под контролем запатентованного контроллера ракетного двигателя SpaceShipTwo (RMC). [15]

Длительные задержки в летных испытаниях [ править ]

Несмотря на заявления в начале 2009 года о том, что летные испытания RocketMotorTwo были запланированы на конец 2009 года [16], в 2009, 2010 или 2011 годах летных испытаний не проводилось, а в 2012 году были проведены только летные испытания на планере с двигателем, установленным на SS2.

В июле 2012 года Virgin Galactic , владелец VSS Enterprise - первого построенного космического самолета SpaceShipTwo, - объявила, что RocketMotorTwo полностью соответствует требованиям для полетов с двигателями и что программа наземных испытаний практически завершена. [19] SpaceShipTwo провела свой первый испытательный полет на планере с полностью установленным двигателем в декабре 2012 года. [20] Дополнительные наземные испытания ракеты продолжались в марте 2013 года, поскольку компания готовилась к испытательным полетам с двигателями. [21]

VSS Enterprise провела свой первый полет с двигателем 29 апреля 2013 года [3], отметив первое летное испытание RocketMotorTwo. Тест длился 16 секунд, как и планировалось, и был зажжен на высоте 47 000 футов (14 000 м) вскоре после того, как Enterprise был освобожден от своего самолета-носителя WhiteKnightTwo, и пилоты перепроверили данные и проверили стабильное управление. Система управления RM2 открыла главный клапан окислителя и зажгла запальники внутри топливного картера. Сжигание было завершено на высоте 55000 футов (17000 м), к этому моменту " Энтерпрайз" стал сверхзвуковым., достигая 1,2 Маха (1300 км / ч; 790 миль / ч). После испытаний SNC заявила, что «зажигание ракетного двигателя прошло по плану, с ожидаемой продолжительностью горения [и] хорошими характеристиками двигателя». [4]

2014 изменение двигателя [ править ]

В мае 2014 года Virgin Galactic объявила об изменении гибридного двигателя, который будет использоваться в SpaceShipTwo, и взяла на себя разработку, расторгнув контракт с Sierra Nevada и остановив все разработки ракетного двигателя первого поколения . [5]

Двигатель второго поколения [ править ]

Работы по проектированию и разработке двигателя второго поколения выполнялись собственными силами Virgin Galactic. Работа над новой формулой гибридного двигателя началась в 2013 году, и к маю 2014 года, когда SNC прекратила участие в создании силовой установки SS2 с использованием ракетного двигателя первого поколения, новая формула двигателя уже завершила полные работы продолжительностью более 60 секунд. при наземных испытаниях на стенде двигателя. [22]

Новый состав топлива [ править ]

Вместо того, чтобы использовать HTPB на каучуковой основе в твердой части гибридного ракетного двигателя, который испытывал серьезные проблемы со стабильностью двигателя при пусках более 20 секунд с двигателем первого поколения, гибридный ракетный двигатель SS2, разработанный Virgin Galactic, теперь будет использовать термопластичный полиамид (например, нейлон ) в качестве твердого топливного компонента ракетного топлива. Планируется, что пластиковое топливо будет иметь лучшие характеристики (по нескольким неуказанным критериям) и, как ожидается, позволит SpaceShipTwo совершать полеты на большую высоту. [22] [23] [24]

Соответствующие модификации планера и подсистемы для поддержки нового двигателя [ править ]

Конструкция двигателя второго поколения также потребовала модификации планера SS2 для установки дополнительных баков в крыльях SpaceShipTwo, один из которых содержит метан, а другой - гелий , чтобы обеспечить надлежащее сгорание нового двигателя. [25]

Режим наземных испытаний [ править ]

Несмотря на то, что Virgin Galactic провела ряд наземных испытаний нового двигателя к маю 2014 года, тогда было заявлено, что ожидается четыре дополнительных наземных испытания двигателя, работающего на полиамидном топливе, прежде чем можно будет возобновить летные испытания SpaceShipTwo с ракетным двигателем на новом топливе. . [24] [ требуется обновление ]

Неисправность во время летных испытаний PF04 [ править ]

31 октября 2014 года новый состав полиамидного топлива для двигателя впервые был использован в полете в испытательном полете № 4 (PF04) из SpaceShipTwo. В 10:12  по тихоокеанскому времени в VSS Enterprise произошел сбой, который впоследствии развалился в середине полета. Несчастный случай в полете привел к гибели одного летчика-испытателя и «серьезной травме плеча» [26] другого летчика-испытателя, а также к полной потере транспортного средства. [27] [28]

Расследование аварии показало, что «топливные баки корабля и его двигатель были восстановлены целыми, что свидетельствует о том, что взрыва не было ... никаких признаков прожога, никаких признаков повреждения». [26] В то время как Национальный совет по безопасности на транспорте (NTSB) правительства США , который возглавляет расследование, опубликовал только «констатацию фактов», космический журналист Ирен Клотц более четко заявила, что «[i] t не была гибридной ракетой SpaceShipTwo. двигатель, который летел ... с новым видом топлива, вызвал катастрофу со смертельным исходом ". [26]В окончательном отчете NTSB указывалось, что причиной были 1) ошибка пилота и 2) несоответствующая конструкция кабины экипажа и схем, которые, как правило, делали определенную стрессовую ситуацию более значимой для пилота, чем она, возможно, должна была быть. [29]

Производство [ править ]

Гибридный ракетный двигатель HTPB и его система клапанов окислителя были произведены на производственном предприятии SNC в Повей, Калифорния, совместно с Scaled Composites. В 2013 году сообщалось, что на заводе Poway «в настоящее время производятся двигатели как для SpaceShipTwo, так и для собственного орбитального корабля экипажа Dream Chaser» SNC . [4] SNC закрыл центр POWAY в конце 2014 г. [ править ]

Гибридный ракетный двигатель из полиамида представляет собой модифицированную версию полибутадиеновой версии с другим расположением клапанов окислителя. Большая часть двигателя осталась прежней, но для замены топливного картриджа с резины на пластмассовое топливо. [27]

См. Также [ править ]

  • Ракетный двигатель Dream Chaser

Ссылки [ править ]

  1. ^ Роб Коппингер (2009). «SpaceShipTwo от Virgin Galactic успешно прошел испытания ракетного двигателя» . Международный рейс . FlightGlobal.
  2. ^ Леонард Дэвид. «Virgin Galactic подталкивает частный космический корабль к тестовым полетам» . Space.com. 10 июня 2011. Дата обращения 19 мая 2013.
  3. ^ a b "Sir Richard Branson's Virgin Galactic spaceship ignites engine in flight". BBC. 29 April 2013. Retrieved 29 April 2013.
  4. ^ a b c Messier, Doug (29 April 2013). "SNC: Yeah, We Lit that Candle and it Worked, Baby!". Parabolic Arc. Retrieved 19 May 2013.
  5. ^ a b c "SNC Statement in Response to Inquiries Regarding 10-31-14 Virgin Galactic SpaceShipTwo Incident". SNC Press Release. Sierra Nevada Corporation. 2014-10-31. Retrieved 2014-11-01.
  6. ^ Doug Messier (24 May 2014). "Virgin Galactic Hails RocketMotorTwo Milestone". ParabolicArc.
  7. ^ Jeff Foust (14 Oct 2015). "SpaceShipTwo Bounces Back to Rubber Fuel". SpaceNews.
  8. ^ "Propulsion Systems: multiple-burn, green and low-cost" (PDF). Sierra Nevada. Retrieved 8 March 2013.
  9. ^ "Safe Hybrid Rocket". Overview – Safety. Virgin Galactic. 2013. Archived from the original on 4 March 2013. Retrieved 8 March 2013.
  10. ^ "VG investor Presentation Page 32" (PDF). virgingalactic.com. 29 September 2019.
  11. ^ "SpaceShipTwo performs first Rocket-Powered Flight". Spaceflight101.com. 29 April 2013. Archived from the original on 24 May 2014. Retrieved 19 May 2013.
  12. ^ "Propulsion Systems". Sierra Nevada Corporation. Retrieved 2012-12-09.
  13. ^ Abdollah, Tami and Silverstein, Stuart (27 July 2007). "Test Site Explosion Kills Three". Los Angeles Times. Retrieved 27 July 2007.
  14. ^ Unusual nature of scaled composites explosion
  15. ^ a b c "RocketMotorTwo Hot-Fire Test Summaries". Scaled.com. 9 August 2012. Retrieved 10 December 2012.
  16. ^ a b Rob Coppinger (2009-01-22). "Virgin Galactic's SpaceShipTwo has rocket motor test success". Flight International. FlightGlobal. Retrieved 2014-11-02.
  17. ^ Lindsey, Clark (20 December 2012). "SpaceShipTwo rocket motor tests in Nov. and Dec". NewSpace Watch. Retrieved 22 December 2012.
  18. ^ "Virgin Galactic successfully completes SpaceShipTwo glide flight test and rocket motor firing on same day". SpaceRef.com. 28 June 2012. Retrieved 19 May 2013.
  19. ^ Ruddick, Graham (11 July 2012). "Farnborough Airshow: Branson's Virgin Galactic 'spaceship' in UK debut". The Telegraph. Retrieved 13 July 2012.
  20. ^ "SpaceShipTwo straps on its engine". NBC. 20 December 2012. Retrieved 20 December 2012.
  21. ^ Richard Branson (5 March 2013). "This isn't sci-fi". Virgin.com. Archived from the original on 7 March 2013. Retrieved 5 March 2013.
  22. ^ a b Boyle, Alan (2014-05-23). "Virgin Galactic Makes a Switch in SpaceShipTwo's Rocket Motor". NBC News. Retrieved 2014-05-24.
  23. ^ Foust, Jeff (2014-05-24). "Virgin Galactic changes fuels as it prepares for its next round of test flights". NewSpace Journal. Retrieved 2014-05-25.
  24. ^ a b "New Fuel to Boost SpaceShip Two". Aviation Week. 2014-05-24. Retrieved 2014-05-27.
  25. ^ Messier, Doug (2014-06-30). "WhiteKnightTwo in the Air Over Mojave Today". Parabolic Arc. Retrieved 2014-11-02.
  26. ^ a b c Klotz, Irene (2014-11-03). "SpaceShipTwo's Rocket Engine Did Not Cause Fatal Crash". Discovery News. Retrieved 2014-11-03.
  27. ^ a b Mojave Air and Space Port press conference on October 31, 2014, at 2:00 p.m. PDT — involving: the Spaceport, Sheriff's Department, County Fire Department, Scaled Composites, Virgin Galactic
  28. ^ Ralph Ellis; Chelsea J. Carter; Jason Hanna; Brad Pechanec (1 November 2014). "Spaceplane Incident Sparks Investigation". WIBW 13 News Kansas.
  29. ^ https://www.ntsb.gov/investigations/AccidentReports/Reports/AAR1502.pdf

External links[edit]

  • Scaled Composites website