Вулкан (ракетный двигатель)
французский ракетный двигатель
Вулкан
Демонстрация двигателя Vulcain 2
Страна происхожденияФранция
Европейский Союз
Первый полет
  • 1 : 4 июня 1996 г.
  • 2 : 12 февраля 2005 г.
  • 2.1 : 9 июля 2024 г.
Последний полет
  • 1 : 18 декабря 2009 г.
  • 2 : 5 июля 2023 г.
ДизайнерSnecma
ArianeGroup
ПроизводительSnecma
ArianeGroup
ПриложениеДвигатель главной ступени
Связанный ЛВ
ПредшественникВикинг
Статус
  • 1 : На пенсии
  • 2 : На пенсии
  • 2.1 : В производстве
Двигатель на жидком топливе
ПропеллентЖидкий кислород / LH 2
Соотношение компонентов смеси
  • 1 : 5.3:1 [1]
  • 2 : 6.1:1
ЦиклГазогенератор
Конфигурация
Соотношение сопел
  • 1 : 45.1:1
  • 2 : 58.2:1
Производительность
Тяга, вакуум
  • 1 : 1140 кН (260 000 фунт- сил )
  • 2 : 1359 кН (306000 фунт- сил )
  • 2.1 : 1324 кН (298000 фунт- сил )
Давление в камере
  • 1 : 100 бар (10 000 кПа)
  • 2 : 117,3 бар (11 730 кПа)
  • 2.1 : 120,8 бар (12 080 кПа)
Удельный импульс , вакуум
  • 1 : 431 с (4,23 км/с)
  • 2 : 429 с (4,21 км/с)
Размеры
Длина
  • 1 : 3,05 м (10,0 футов)
  • 2 : 3,44 м (11,3 фута)
  • 2.1 : 3,7 м (12 футов)
Диаметр
  • 1 : 1,76 м (5 футов 9 дюймов)
  • 2 : 2,09 м (6 футов 10 дюймов)
  • 2.1 : 2,5 м (8 футов 2 дюйма)
Сухая масса
  • 1 : 1300 кг (2900 фунтов)
  • 2 : 1800 кг (4000 фунтов)
  • 2.1 : 2000 кг (4400 фунтов)
Ссылки
Ссылки[2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10]

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

История

Ракетный двигатель Vulcain назван по-французски в честь Вулкана, древнеримского бога огня . Его разработка, осуществляемая европейским партнерством, началась в 1988 году с программы ракеты Ariane 5. [11] Он впервые поднялся в воздух в 1996 году, обеспечивая работу злополучного рейса 501, не став причиной катастрофы, и совершил свой первый успешный полет в 1997 году (рейс 502).

В 2002 году модернизированный Vulcain 2 с тягой на 20% больше [12] впервые поднялся в воздух во время полета 157, хотя проблема с двигателем превратила полет в неудачу. [13] Причина была в том, что нагрузки в полете были намного выше ожидаемых, как заключила комиссия по расследованию. [14] Впоследствии сопло было перепроектировано с целью включения механического усиления конструкции и улучшения теплового состояния стенки трубки за счет улучшения потока водородного охладителя, а также нанесения теплового барьерного покрытия на обращенную к пламени сторону трубок охладителя. [14] Первый успешный полет (частично переработанного) Vulcain 2 состоялся в 2005 году во время полета 521. [13]

Дальнейшее развитие

17 июня 2007 года Volvo Aero объявила, что весной 2008 года она планирует провести огневые испытания сопла Vulcain 2, изготовленного по новой «сэндвич»-технологии. [15]

Разработка будущей версии для Ariane 6 , Vulcain 2.1, началась в 2014 году. Первое сопло двигателя в полетной конфигурации было поставлено в июне 2017 года, что позволило сократить количество деталей на 90%, стоимость на 40% и время производства на 30% по сравнению с соплом двигателя Vulcain 2. [16] Первый запуск Vulcain 2.1 состоялся 9 июля 2024 года.

Обзор

Vulcain — это ракетный двигатель с газогенераторным циклом, работающий на криогенном жидком кислороде и жидком водороде . Он имеет регенеративное охлаждение через конструкцию стенки трубы, а Vulcain 2 ввел особое пленочное охлаждение для нижней части сопла, где выхлопные газы из турбины повторно впрыскиваются в двигатель. [14] Он питает первую ступень ракеты-носителя Ariane 5, EPC (Étage Principal Cryotechnique, основная криогенная ступень), и обеспечивает 8% от общей тяги при взлете [17] (остальная часть обеспечивается двумя твердотопливными ракетными ускорителями). Время работы двигателя составляет 600 с в обеих конфигурациях. [18] Двигатель высотой 3 м и диаметром 1,76 м весит 1686 кг и обеспечивает 137  т тяги в своей последней версии. [19] Кислородный турбонасос вращается со скоростью 13600  об/ мин с мощностью 3 МВт, а водородный турбонасос 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

Основным подрядчиком двигателей Vulcain является Snecma Moteurs (Франция), которая также поставляет турбонасос жидкого водорода. Турбонасос жидкого кислорода является обязанностью Avio (Италия), а газовые турбины, которые питают турбонасосы и сопло, разработаны GKN (ранее Volvo) (Швеция). [17]

Смотрите также

Сравнимые двигатели

Ссылки и примечания

  1. ^ я Бел, Маргарит; Мартинес Санчес, Мануэль (2001). «МОДЕЛИРОВАНИЕ ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ». 1-я встреча пользователей EcosimPro . 11 :6 . Проверено 23 июня 2023 г.
  2. ^ "Криогенный двигатель Vulcain-2 прошел первые испытания с новым удлинителем сопла" (PDF) . www.esa.int . Получено 18 ноября 2018 г. .
  3. ^ EADS Astrium. "Vulcain Rocket Engine - Thrust Chamber". Airbus Defence and Space . Архивировано из оригинала 25 февраля 2012 года . Получено 20 июля 2014 года .
  4. ^ "V169 Presskit" (PDF) . Arianespace . Архивировано из оригинала (PDF) 12 декабря 2010 . Получено 30 июня 2015 .
  5. ^ "Vulcain". Astronautix . Архивировано из оригинала 17 ноября 2002 г. Получено 30 июня 2015 г.
  6. ^ EADS Astrium. "Vulcain 2 Rocket Engine - Thrust Chamber". Airbus Defence and Space. Архивировано из оригинала 27 марта 2012 года . Получено 20 июля 2014 года .
  7. ^ "Ariane 5 - тяжелая европейская ракета-носитель" (PDF) . Европейское космическое агентство . Получено 20 июля 2014 г. .
  8. ^ "Вулкаин®2". Сафран . Проверено 5 октября 2014 г.
  9. ^ "Vulcain 2". Astronautix . Архивировано из оригинала 27 июня 2002 г. Получено 30 июня 2015 г.
  10. ^ "Vulcain 2.1". Европейское космическое агентство . 2017-10-24 . Получено 19 ноября 2021 г.
  11. ^ "Vulcain – Summary". SPACEandTECH. Архивировано из оригинала 2012-02-08 . Получено 2006-12-16 .
  12. ^ "Двигатель Vulcain 2 уже в серийном производстве". Европейское космическое агентство. 2005-04-05 . Получено 2006-12-16 .
  13. ^ ab "Ariane 5 Data Sheet". Отчет о запуске космического корабля. 2005-11-29 . Получено 2006-12-15 .
  14. ^ abc Л. Винтерфельдт; Б. Лаумерт; Р. Тано; П. Джеймс; Ф. Жено; Р. Блази и Г. Хагеманн (10 июля 2005 г.). «Редизайн удлинителя сопла Vulcain 2» (PDF) . Американский институт аэронавтики и астронавтики . Проверено 4 июля 2012 г.
  15. ^ "Технология сэндвич-пространства Volvo Aero проходит важный этап" (пресс-релиз). Volvo Aero. 17 июня 2007 г. Архивировано из оригинала 17 июля 2011 г.
  16. ^ "GKN поставляет революционное сопло Ariane 6 компании Airbus Safran Launchers" (пресс-релиз). GKN Aerospace . 20 июня 2017 г. Архивировано из оригинала 30 октября 2017 г. Получено 28 ноября 2023 г.
  17. ^ ab "ESA – Launch Vehicles – Vulcain Engine". Европейское космическое агентство. 2005-11-29 . Получено 2006-12-16 .
  18. ^ "Volvo Aero: Vulcain – характеристики". Volvo Aero . Получено 2007-05-12 .
  19. ^ "ESA – Launch Vehicles – Ariane 5 ECA". Европейское космическое агентство . Получено 2006-12-16 .
Викискладе есть медиафайлы по теме Вулкаина .
  • Arianespace – Ariane 5: криогенная основная ступень и твердотопливные ускорители
  • Ariane 5 ECA и Snecma – Snecma Moteurs: двигатель Vulcain 2 доказывает свою силу
  • "LH2 Turbine (двигатели Vulcain и Vulcain 2)" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 22 марта 2011 г.– Вольво Аэро
  • "LOX Turbine (двигатели Vulcain и Vulcain 2)" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 1 января 2011 г.– Вольво Аэро
  • "Разработка турбин для турбонасосов Vulcain 2" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2007-09-30.– Вольво Аэро
  • "Высокоцикловая усталость турбинных лопаток Vulcain 2 LOx" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2007-09-27.– Вольво Аэро
  • "Эффективный процесс разработки концепции" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2007-09-27.– Вольво Аэро
  • "Vulcain 2 сопло" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 22 марта 2011 г.– Вольво Аэро
  • EADS NV – EADS приветствует подписание контракта на 30 пусковых установок Ariane 5 на выставке ILA 2004 в Берлине [ постоянная неработающая ссылка ‍ ]
  • Контракт на три миллиарда евро на 30 пусковых установок Ariane 5 – EADS Astrium
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Vulcain_(ракетный_двигатель)&oldid=1264387618"