| BE-4 | |
|---|---|
| | |
| Típusú | folyékony hajtóanyagú rakétamotor |
| Üzemanyag | cseppfolyósított földgáz [2] |
| Oxidálószer | folyékony oxigén [2] |
| Ország | USA |
| Használat | |
| Alapján | BE-3 [3] [2] |
| Termelés | |
| Konstruktőr | Blue Origin , USA |
| Súly és méret jellemzői |
|
| Működési jellemzők | |
| tolóerő | 2447 kN [2] (249,52 tf ) |
| Nyomás az égéstérben | 13 400 kPa (132 atm) |
| Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon | |
A BE-4 ( Blue Engine 4 [4] ) egy zárt ciklusú, folyékony hajtóanyagú rakétahajtómű, amelyet metán + folyékony oxigén hajt, amelyet a Blue Origin amerikai cég fejlesztett ki .
A projekt célja 2400 kN tolóerő elérése a tengerszinten [5] . A tervek szerint a motor két változata kerül kiadásra - a hordozórakéta első és második szakaszához. A rakéták első repülése ezzel a motorral legkorábban 2021-ben várható.
A BE-4-et magánbefektetéssel [6] fejlesztik , "mindenféle állami támogatás nélkül" [7] . Míg a motort eredetileg kizárólag a Blue Origin magántulajdonban lévő hordozórakétáján tervezték használni, most a tervek szerint a United Launch Alliance (ULA) Vulcan hordozórakétáját , az Atlas-5 utódját is meghajtja. jelölt az ULA által jelenleg használt orosz RD-180 hajtómű leváltására) [6] .
A BE-4 egyik leginnovatívabb tulajdonsága a cseppfolyósított földgáz (metán) felhasználása a kerozin helyett. Ez a cég első motorja (és egyike a kevesek közül a világon), amelyet folyékony oxigénnel és folyékony metánnal hajtanak meg.
Ez az új megközelítés lehetővé teszi az autogén túlnyomás alkalmazását, azaz gáznemű tüzelőanyag használatát, hogy ezzel az üzemanyaggal felhajtós nyomást hozzon létre a tartályokban. Ez azért előnyös, mert kiküszöböli a költséges és bonyolult túlnyomásos rendszerek szükségességét, amelyek egy gáz, például hélium nyomás alatti tárolását igénylik. Ezenkívül a cseppfolyósított földgáz, a kerozintól eltérően, nem hagy maga után semmilyen égési mellékterméket korom formájában .
A BE-4-et hosszú élettartamra és nagy megbízhatóságra tervezték, részben annak a ténynek köszönhetően, hogy a motor a "nagy teljesítményű architektúra középkategóriás változata" [6] .
A Blue Origin 2011 -ben kezdett dolgozni a BE-4-en . A fejlesztést először 2014 szeptemberében jelentették be a nyilvánosságnak [ 8] a Space Newsban [9] , ahol arról számoltak be, hogy a nagy amerikai rakétagyártó, a United Launch Alliance a BE-4-et választotta új hordozórakétája főmotorjának [9 ] .
2015 elején a cég azt is bejelentette, hogy 2016 végén megkezdi a motor teljes körű tesztelését, és 2017-ben befejezi a fejlesztést [10] . 2015 áprilisától a motorfejlesztés két párhuzamos programot tartalmazott. Az első a BE-4 tápegység teljes körű változatainak kifejlesztését jelentette, egy szelep- és turbószivattyú-készletet, amelyek biztosítják a megfelelő üzemanyag-oxidálószer-keverést az injektorok és az égéstér számára. A második a szórófejek kisebb változatainak kifejlesztése volt.
2015 szeptemberéig a vállalat több mint 100 tesztet hajtott végre a BE-4 komponensekkel kapcsolatban, köztük egy nyomásfokozó szivattyút és egy "több, teljes körű szórófejet használó, rekuperatívan hűtött égőteret". Teszteket végeztek a "permetezőfej-teljesítmény, a hőátadás és az égésstabilitás" elméleti modelljeinek tesztelésére, és az összegyűjtött adatokat felhasználták a motor kialakításának finomításához [11] . 2015-ben az egyik teszt során robbanás történt a próbapadon, ami után a cég két nagyobb standot épített a motor tesztelésére 2200 kN össztolóerővel [12] .
Bár a BE-4 minden alkatrészét és az első tesztmotorokat a Blue Origin Washington állambeli Kentben található központjában gyártották , 2016-ig még nem határozták meg a BE-4 gyártási helyét. Az újrafelhasználható BE-4-ek tesztelésére és támogatására a vállalat floridai Exploration Park [en] indulóhelyén kerül sor , ahol Blue Origin több mint 200 millió dollárt fektet be az infrastruktúrába [7] .
2016 januárjában a Blue Origin bejelentette, hogy még ez év vége előtt el kívánja kezdeni a BE-4 hajtóművek földi tesztelését [13] . 2016. márciusi látogatása után Eric Berger újságíró megjegyezte, hogy a Blue Origin gyár nagy részét átadták a Blue Engine-4 fejlesztésének [6] .
Az első motort 2017 márciusában teljesen összeszerelték [ 14] . Szintén márciusban a United Launch Alliance bejelentette, hogy az opcióválasztás gazdasági kockázatát megszüntették, de a projekt műszaki kockázata a motortűz-tesztek sorozatának 2017-es befejezéséig megmaradt [ 15 ] . 2017. május 13-án a Blue Origin egy motort veszített egy balesetben a tesztelés során [16] .
Az első BE-4 tesztmotort 2020. július 1-jén szállították át az ULA-nak, a másodikat pedig a hónap végére tervezik [17] .
2016-ban a BE-4-et két fejlesztés alatt álló hordozórakétán való alkalmazást fontolgatták, míg a BE-4 módosított változatát az amerikai kísérleti katonai űrrakéta repülőgépen tervezték bevetni.
A Blue Origin jelezte, hogy a fejlesztés befejezése után a hajtóművet kereskedelmi forgalomba kívánja bocsátani harmadik felek számára, és a hajtóművet a Blue Origin új orbitális rakétájában is használni kívánja [18] . 2016 márciusában vált ismertté, hogy az Orbital ATK vizsgálja a BE-4 használatát hordozórakétáin [6] .
2014 végén a Blue Origin megállapodást írt alá a United Launch Alliance -szal (ULA) a BE-4 hajtómű közös fejlesztéséről és a Vulcan rakétán ( Vulcan ) való felhasználásáról, amelyet az Atlas-5 hordozórakéta utódjaként terveznek. , ezzel elhagyva az orosz gyártmányú RD-180 hajtóművet [9] . A Vulkan két BE-4 első fokozatú motorral lesz felszerelve, egyenként 2400 kN tolóerővel. A program 2011-ben indult [3] [19] [8] .
Az ULA-val kötött partnerség bejelentése több hónapig tartó bizonytalanság után történt az orosz RD-180 hajtómű jövőjét illetően, amelyet több mint egy évtizede használnak az ULA Atlas-5 rakétájában. Geopolitikai nehézségek merültek fel , amelyek komoly aggodalmakat váltottak ki az orosz motorellátás megbízhatóságával kapcsolatban [18] . Az ULA úgy gondolta, hogy az új rakéta első kilövésére legkorábban 2019-ben kerül sor [8] [9] .
2015 elejéig a BE-4 az Aerojet Rocketdyne AR1 hajtóművével versenyzett az RD-180 hajtómű helyett . A kerozinnal működő AR1 és RD-180 motorokkal ellentétben a BE-4 üzemanyaga metán [20] .
2016 februárjában az Egyesült Államok légiereje szerződést kötött az ULA fejlesztésének részleges finanszírozásáról 202 millió dollár értékben, hogy támogassa a BE-4 hajtómű használatát a Vulcan hordozórakétán [21] [22] . Kezdetben 40,8 millió dollárt fizetnek, és további 40,8 millió dollárt fektetnek be az ULA leányvállalatába a Vulcan rakéta BE-4 fejlesztésére [23] .
Akár 536 millió dollárt is befektetnek az Aerojet Rocketdyne-be az AR-1 hajtómű kifejlesztésére a Vulcan rakéta alternatívájaként [21] . Bezos ugyanakkor megjegyzi, hogy a Vulcan hordozórakétát a BE-4 hajtóműhöz fejlesztik, ennek az AR1-re való cseréje jelentős késéseket fog okozni, és az ULA-ba kerül [7] . Hasonló nyilatkozatot tettek az ULA vezetői is, akik tisztázták, hogy a BE-4 valószínűleg 40%-kal kevesebbe fog kerülni, mint az AR1, és azt is, hogy "Bezos képes egyedül gyorsan dönteni a BE-4-ről, míg a Az AR1 éppen ellenkezőleg, nagymértékben függ az Egyesült Államok kormányának támogatásától, és az Aerojet Rocketdyne megfelelő kapcsolatokkal rendelkezik, hogy megszerezze ezt a támogatást” [24] .
2014-ben a Boeing megrendelést kapott a DARPA -tól az XS-1 űrhajó fejlesztésére és megépítésére , és a Blue Originnel együttműködve a BE-4 hajtómű módosítását tervezte a hajón. Az XS-1-nek hiperszonikus sebességre kellett felgyorsulnia a Föld légkörének peremén, hogy biztosítsa a hasznos teher pályára állítását. [25] [26]
A hajtóművet a tervek szerint egy kétfokozatú rakétán használják fel orbitális repülésekhez New Glenn ( New Glenn , 7 m átmérőjű, további harmadik és újrafelhasználható első fokozattal. Az első repülést legkorábban 2020-ra tervezték [27] .
Az első lépcsőben (újrafelhasználható, függőleges leszállás) hét BE-4 hajtómű lesz. Az azonos átmérőjű második fokozat egyetlen, vákuumműködésre optimalizált BE-4 motort használ. A második fokozat eldobható lesz [27] .