Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья про европейский ракетный двигатель. Об американской ракете см. Вулкан (ракета) . Для использования в других целях, см Вулкаин (значения) .
Вулкаин
Moteur-Vulcain.jpg
Двигатель Vulcain 1 на выставке в Musée des Sciences et des Techniques de la Villette
Страна происхождения Франция
Первый полет4 июня 1996 г.
Последний полет18 декабря 2009 г.
ДизайнерSnecma
ПроизводительSafran Aircraft Engines
ЗаявлениеДвигатель главной ступени
Связанный L / VАриана 5
ПреемникВулкаин 2
Положение делНа пенсии
Жидкостный двигатель
ПропеллентЖидкий кислород / жидкий водород
Соотношение смеси5,3
ЦиклГенератор газа
Конфигурация
Соотношение форсунок45,1
Спектакль
Тяга (вакуум)+1140  кН (256300  фунтов е )
Давление в камере100 бар (1500 фунтов на кв. Дюйм)
Я sp (Vac.)431 с (4,23 км / с)
Размеры
Длина3,05 м (10,0 футов)
Диаметр1,76 м (5,8 футов)
Сухой вес1300 кг (2900 фунтов)
Используется в
Ariane 5 G и GS
Рекомендации
Рекомендации[1] [2] [3] [4]
Вулкаин 2
SNECMA Vulcain II.jpg
Двигатель Vulcain 2
Страна происхождения Франция
Первый полет12 февраля 2005 г.
ДизайнерSnecma
ПроизводительSnecma
ЗаявлениеДвигатель главной ступени
Связанный L / VАриана 5
ПредшественникВулкаин 1
Положение делВ использовании
Жидкостный двигатель
ПропеллентЖидкий кислород / жидкий водород
Соотношение смеси6.1
ЦиклГенератор газа
Конфигурация
Соотношение форсунок58,2
Спектакль
Тяга (вакуум)+1359  кН (305500  фунтов е )
Давление в камере117,3 бар (11,73 МПа)
Я sp (Vac.)429 с (4,21 км / с)
Размеры
Длина3,44 м (11,3 футов)
Диаметр2,09 м (6,9 футов)
Сухой вес1800 кг (4000 фунтов)
Используется в
Ariane 5 ECA, ES
Рекомендации
Рекомендации[1] [5] [6] [7] [8]
Примечания
Пробные пуски двигателя Vulcain 2 в мае 2004 г.
Вулкан 2.1
Страна происхождения Франция
ДизайнерSnecma
ПроизводительSnecma
ЗаявлениеДвигатель главной ступени
Связанный L / VАриана 6
ПредшественникВулкаин 2
Положение делВ развитии
Жидкостный двигатель
ПропеллентЖидкий кислород / жидкий водород
ЦиклГенератор газа
Спектакль
Тяга (вакуум)1324  кН (297600  фунтов е )
Давление в камере120,8 бар (12,08 МПа)
Размеры
Длина3,7 м (12 футов)
Диаметр2,5 м (8,2 футов)
Сухой вес2000 кг (4400 фунтов)
Используется в
Ариана 6
Рекомендации
Рекомендацииhttp://www.esa.int/spaceinimages/Images/2017/10/Vulcain_2.1

Vulcain - это семейство европейских ракетных двигателей первой ступени для Ariane 5 и будущего Ariane 6 . Его разработка началась в 1988 году, а первый полет был завершен в 1996 году. Обновленная версия двигателя, Vulcain 2 , впервые успешно взлетела в 2005 году. Оба члена семейства используют криогенное топливо жидкий кислород / жидкий водород . Новая разрабатываемая версия для Ariane 6 будет называться Vulcain 2.1 .

История [ править ]

Ракетный двигатель Vulcain назван по-французски в честь Вулкана, древнеримского бога огня . Его разработка в рамках европейского партнерства началась в 1988 году с ракетной программы Ariane 5 . [9] Он впервые совершил полет в 1996 году, приводя в движение злополучный рейс 501, не являясь причиной катастрофы, и совершил свой первый успешный полет в 1997 году (рейс 502).

В 2002 году модернизированный Vulcain 2 с увеличенной на 20% тягой [10] впервые вылетел рейсом 517 [ необходимы разъяснения ], хотя из-за проблемы с двигателем полет превратился в неудачный. [11] Причина заключалась в том, что полетные нагрузки были намного выше ожидаемых, как заключила комиссия. [12] Впоследствии форсунка была модернизирована, чтобы включить механическое усиление конструкции и улучшение теплового состояния стенки трубы за счет увеличения потока водородного хладагента, а также нанесения термобарьерного покрытия на обращенную к пламени сторону трубок с хладагентом. [12] Первый успешный полет (частично измененного) Vulcain 2 произошел в 2005 году рейсом 521. [11]

Дальнейшее развитие [ править ]

17 июня 2007 года Volvo Aero объявила, что весной 2008 года планирует провести огневые испытания сопла Vulcain 2, изготовленного по новой технологии «сэндвич». [13]

Разработка будущей версии Ariane 6 , Vulcain 2.1, началась в 2014 году. Первое сопло двигателя с летной конфигурацией было поставлено в июне 2017 года, что позволило сократить количество деталей на 90%, стоимость на 40% и время производства на 30% по сравнению с двигателем. сопло Вулкаина 2. [14]

Обзор [ править ]

Vulcain - это ракетный двигатель газогенераторного цикла, работающий на криогенном жидком кислороде и жидком водороде . Он отличается регенеративным охлаждением за счет конструкции стенки трубы, а в Vulcain 2 применяется особая пленочная система охлаждения для нижней части сопла, через которую выхлопные газы турбины повторно впрыскиваются в двигатель. [12] Он приводит в действие первую ступень пусковой установки Ariane 5, EPC (Étage Principal Cryotechnique, основная криогенная ступень) и обеспечивает 8% общей стартовой тяги [15] (остальная часть обеспечивается двумя твердотопливными ракетными ускорителями. ). Время работы двигателя в обеих конфигурациях составляет 600 с. [16]3 м высотой и 1,76 м в диаметре, двигатель весит 1686 кг и обеспечивает в последней версии тягу 137  т . [17] Турбонасос кислорода вращается со скоростью 13600  об / мин с мощностью 3 МВт, а турбонасос водорода вращается со скоростью 34000 об / мин с мощностью 12 МВт. Общий массовый расход составляет 235 кг / с, из которых 41,2 кг / с приходится на водород.

Подрядчики [ править ]

Основным подрядчиком двигателей Vulcain является Snecma Moteurs (Франция), которая также поставляет турбонасос на жидком водороде. За турбонасос для жидкого кислорода отвечает компания Avio (Италия), а газовые турбины, приводящие в действие турбонасосы и форсунки, разрабатываются компанией GKN (ранее Volvo) (Швеция). [15]

См. Также [ править ]

  • Сравнение орбитальных ракетных двигателей
  • Движение космического корабля
  • Хронология водородных технологий

Сопоставимые двигатели [ править ]

  • RS-68
  • J-2X
  • РС-25 (ССМЭ)
  • РД-0120

Ссылки и примечания [ править ]

  1. ^ a b «Криогенный двигатель Vulcain-2 прошел первые испытания с новым удлинителем сопла» (PDF) . www.esa.int . Проверено 18 ноября 2018 .
  2. ^ EADS Astrium. "Ракетный двигатель Vulcain - упорная камера" . Airbus Defense and Space . Архивировано из оригинального 25 февраля 2012 года . Проверено 20 июля 2014 года .
  3. ^ "V169 Presskit" (PDF) . Arianespace . Архивировано из оригинального (PDF) 12 декабря 2010 года . Проверено 30 июня 2015 года .
  4. ^ "Вулкайн" . Astronautix . Проверено 30 июня 2015 года .
  5. ^ EADS Astrium. "Ракетный двигатель Vulcain 2 - тяговая камера" . Airbus Defense and Space. Архивировано из оригинального 27 марта 2012 года . Проверено 20 июля 2014 года .
  6. ^ «Ариана 5 - тяжелая гранатомет Европы» (PDF) . Европейское космическое агентство . Проверено 20 июля 2014 года .
  7. ^ "Vulcain®2" . Safran . Проверено 5 октября 2014 года .
  8. ^ "Вулкан 2" . Astronautix . Проверено 30 июня 2015 года .
  9. ^ "Вулкайн - Резюме" . SPACEandTECH. Архивировано из оригинала на 2012-03-29 . Проверено 16 декабря 2006 .
  10. ^ "Двигатель Vulcain 2 сейчас в полном производстве" . Европейское космическое агентство. 2005-04-05 . Проверено 16 декабря 2006 .
  11. ^ a b "Технические данные Ariane 5" . Отчет о космическом запуске. 2005-11-29 . Проверено 15 декабря 2006 .
  12. ^ а б в Л. Винтерфельдт; Б. Лаумерт; Р. Тано; П. Джеймс; Ф. Жено; Р. Блази и Г. Хагеманн (10 июля 2005 г.). «Модернизация удлинителя форсунки Vulcain 2» (PDF) . Американский институт аэронавтики и астронавтики . Проверено 4 июля 2012 .
  13. ^ «Сэндвич-технология Volvo Aero в космосе проходит важный этап» (пресс-релиз). Volvo Aero. 17 июня, 2007. Архивировано из оригинала 17 июля 2011 года.
  14. ^ «GKN поставляет революционную сопло Ariane 6 для пусковых установок Airbus Safran» (пресс-релиз). GKN Aerospace . 20 июня 2017 . Проверено 23 июня 2017 года .
  15. ^ a b «ЕКА - Ракеты-носители - Двигатель Vulcain» . Европейское космическое агентство. 2005-11-29 . Проверено 16 декабря 2006 .
  16. ^ "Volvo Aero: Vulcain - характеристики" . Volvo Aero . Проверено 12 мая 2007 .
  17. ^ "ESA - Ракеты-носители - Ariane 5 ECA" . Европейское космическое агентство . Проверено 16 декабря 2006 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Arianespace - Ariane 5: криогенная основная ступень и твердые ускорители
  • Ariane 5 ECA и Snecma - Snecma Moteurs: двигатель Vulcain 2 доказывает свою надежность
  • «Турбина LH2 (двигатели Vulcain и Vulcain 2)» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 22 марта 2011 года. - Volvo Aero
  • «Турбина LOX (двигатели Vulcain и Vulcain 2)» (PDF) . Архивировано 1 января 2011 года из оригинального (PDF) . - Volvo Aero
  • «Разработка турбин для турбонасосов Vulcain 2» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 30 сентября 2007 года. - Volvo Aero
  • "Многоцикловая усталость лопаток турбины Vulcain 2 LOx" (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 27 сентября 2007 года. - Volvo Aero
  • «Эффективный процесс разработки концепции» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 27 сентября 2007 года. - Volvo Aero
  • "Форсунка Vulcain 2" (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 22 марта 2011 года. - Volvo Aero

Новости по теме [ править ]

  • EADS NV - EADS приветствует подписание контракта на поставку 30 ракет-носителей Ariane 5 на выставке ILA 2004 в Берлине.
  • Контракт на три миллиарда евро на 30 пусковых установок Ariane 5 - EADS Astrium