Vulcain (ракетный двигатель)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Vulcain (Вулкан)
Moteur-Vulcain.jpg
Двигатель «Vulcain» в музее.
Тип: ЖРД
Топливо: жидкий водород
Окислитель: жидкий кислород
Камер сгорания: 1
Страна: Евросоюз
Использование:
Время эксплуатации: 1997 год - используется
Применение: РН «Ариан 5»
Развитие: Vulcain 2
Производство:
Конструктор: Snecma Moteurs, Франция
Производилось: с 1996 года
Массогабаритные
характеристики
Масса: 1 686 кг
Ширина: 1 760 мм
Высота: 3 000 мм
Рабочие характеристики
Тяга: «Vulcain 1»
114 тс в вакууме
81.6 тс на ур.моря
«Vulcain 2»
136.6 тс в вакууме
91.8 тс на ур.моря
Удельный импульс: «Vulcain 1»: 433 c
«Vulcain 2»: 431 c
Время работы: 600 c
Давление в камере сгорания: «Vulcain 1»:
11.55 MPa (114 атм.)
«Vulcain 2»:
11.65 MPa (115 атм.)
Степень расширения: «Vulcain 1»: 45:1
«Vulcain 2»: 60:1

Вулкан (фр. Vulcain) — семейство криогенных ракетных двигателей первой ступени РН «Ариан 5» Европейского космического агентства.

История[править | править вики-текст]

Развитие ЖРД «Vulcain» было начато в рамках европейского сотрудничества по созданию РН «Ариан 5» в 1988 году.[1] Первое использование в составе ракеты-носителя произошло в 1996 году в ходе неудачного полета РН «Ариан 5», в котором двигатель отработал без замечаний и не являлся причиной аварии, первое использование в успешном полете произошло в 1997 году. В 2002 году появилась модификация ЖРД «Vulcain 2» с увеличенной на 20 % тягой,[2] первый полет которого был неудачным по причине проблем с ЖРД.[3] Причиной аварии, по заключению следственной комиссии, были нагрузки в полете, превысившие ожидаемые значения.[4] Результатом стало изменение конструкции сопла, усиление структуры и улучшение ситуации с температурным режимом, увеличение охлаждающего потока водорода и применение теплового изолятора на обращенной к пламени стороне охлаждающих трубок с целью сокращения тепловой нагрузки. Первый успешный полет частично переконструированного ЖРД «Vulcain 2» произошел в 2005 году в ходе старта 521.

Описание[править | править вики-текст]

ЖРД «Vulcain» является криогенным двигателем открытого цикла на компонентах водород и кислород, камера сгорания использует концепцию «внутристенных каналов» (англ. tube wall), в которой поступление топлива и окислителя осуществляется по множеству трубок, изогнутых по форме камеры сгорания. Для охлаждения нижней части сопла используются генераторный газ.[4] ЖРД «Vulcain» предназначены для использования на первой ступени РН «Ариан 5» EPC (фр. Étage Principal Cryotechnique, Основная криогенная ступень) и обеспечивают 8 % от общей тяги при старте.[5] Оставшаяся часть тяги обеспечивается твердотопливными ускорителями. Продолжительность работы ЖРД составляет 600 секунд в обоих конфигурациях, высота составляет три метра, диаметр 1.76 метра и вес составляет 1 686 кг. Тяга ЖРД «Vulcain 2» составляет 137 тс.[6]. Кислородный насос вращается со скоростью 13 600 об/мин (3 МВт), водородный 34 000 об/мин (12 МВт). Во время работы двигателя через него проходит в общем 235 кг/с, из которых 41.2 кг/с приходится на водород. Переобогащение топливной смеси водородом производится для улучшения удельного импульса ЖРД «Vulcain».

Основные поставщики комплектующих Snecma Moteurs (Франция), которая также поставляет турбонасос для жидкого водорода. Насос для жидкого кислорода поставляется Avio (Италия), газовые турбины для снабжения энергией насосов и сопла разработаны Volvo (Швеция).[5]

Будущее развитие[править | править вики-текст]

Перспективный ЖРД «Вулкан-2» в музее

Несмотря на то, что различные предложения по модернизации двигателя имели место, достаточно продолжительное время не существовало программы развития последней версии двигателя.[7] Появление программы модернизации ЖРД скорее всего связано с завершением пакета поставки 30 РН «Ариан 5 ECA» в мае 2004 года.[8][9] 17 июня 2006 года Volvo Aero анонсировала на весну 2008 года проведение испытаний варианта двигателя с соплом, которое выполнено по «слоеной» (англ. sandwich) технологии.[10] Перспективный двигатель «Vulcain 2» будет снабжен сопловым насадком для увеличения его эффективности в верхних слоях атмосферы.[11]

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Общие сведения по ЖРД «Vulcain» (en). SPACEandTECH. Проверено 16 декабря 2006. Архивировано из первоисточника 29 марта 2012.
  2. Портал ЕКА - Benefits for Europe - Vulcain 2 engine now in full production. European Space Agency (5 апреля 2005). Проверено 16 декабря 2006. Архивировано из первоисточника 29 марта 2012.
  3. Технические характеристики РН «Ариан 5» (en)(недоступная ссылка — история). Space Launch Report (29 ноября 2005). Проверено 15 декабря 2006. Архивировано из первоисточника 2 марта 2008.
  4. 1 2 L. Winterfeldt et al. Продление конструкторских работ по ЖРД «Vulcain 2» (en) (PDF)(недоступная ссылка — история). American Institute of Aeronautics and Astronautics, EADS Space Transportation, Ottobrunn, Germany (10 июля 2005). Проверено 26 июня 2007. Архивировано из первоисточника 30 сентября 2007.
  5. 1 2 ESA - Launch Vehicles - Vulcain Engine. European Space Agency (29 ноября 2005). Проверено 16 декабря 2006. Архивировано из первоисточника 29 марта 2012.
  6. ESA - Launch Vehicles - Ariane 5 ECA. European Space Agency. Проверено 16 декабря 2006. Архивировано из первоисточника 29 марта 2012.
  7. David Iranzo-Greus. РН «Ариан 5» – Европейская ракета-носитель для космических исследований (en) (PowerPoint presentation)(недоступная ссылка — история). EADS SPACE Transporation (23 марта 2005). Проверено 27 июня 2007. Архивировано из первоисточника 27 сентября 2007.
  8. EADS N.V. - EADS welcomes contract signature for 30 Ariane 5 launchers at ILA 2004 in Berlin(недоступная ссылка — история). EADS (10 мая 2004). Проверено 26 июня 2007. Архивировано из первоисточника 4 марта 2007.
  9. Three billion Euros contract for 30 Ariane 5 launchers — EADS Astrium(недоступная ссылка — история). EADS Astrium (10 мая 2004). Проверено 26 июня 2007.
  10. Volvo Aero’s sandwich space technology passes important milestone(недоступная ссылка — история). Volvo Aero.
  11. Vulcain-2 Cryogenic Engine Passes First Test with New Nozzle Extension, European Space Agency

Ссылки[править | править вики-текст]