J-2

"J-2" ( eng.  J-2 ) - a folyékony rakétamotor (LPRE) cég , a Rocketdyne ( USA ), egy nyitott generátorciklus séma szerint készült . A létrehozás idején ez volt a legerősebb motor, amely folyékony hidrogént és folyékony oxigént használt üzemanyag-alkatrészként. Később az RS-24- es , RD-0120 -as és RS-68-as motorok visszaszorították ebből a pozícióból . A szabványos konfigurációban a motort vákuumban történő használatra tervezték, azaz a hordozórakéták (LV) felső szakaszaira. A J-2 megkülönböztető jellemzője a létrehozása idején az újraaktiválás lehetősége volt, amelyet a Saturn-5 holdrakéta S-IVB harmadik fokozatában használtak . A motor ezen tulajdonsága lehetővé tette a hasznos teher alacsony referenciapályára (LEO) való indítását , majd egy idő után felgyorsítását a Holdra.

A J-2 rakétamotort a Saturn-1B hordozórakéta második fokozatán találták meg először . Később a NASA Apollo programjának fontos része volt – a Saturn-5 hordozórakéta második szakaszában ( S-II ) öt hajtóművet, a harmadik szakaszban ( S-IVB ) pedig egy motort használtak . Javaslatok érkeztek a „ Nova ” szupernehéz marsi hordozórakéta projektjében való felhasználására is , amelynek becsült hasznos teherbírása akár 300 tonna alacsony referenciapályára (LEO ) 5. NASA Constellation Program . Az SLS második szakaszához tervezik használni .

Módosítások

Tekintettel arra, hogy a J-2 rakétahajtóművet az 1960-as évek elején fejlesztették ki, és egyúttal rendkívül megbízható is volt, a hajtómű eredeti változatán nagy számban készültek különféle módosítások, amelyeket különféle tér részeként hajtottak végre. programokat.

J-2S

Az 1960-as évek közepén indult el a J-2 rakétamotor hatékonyságának növelésére irányuló kísérleti program, a J-2X, amelyet nem szabad összetéveszteni egy későbbi , azonos nevű, 21. századi változattal. A módosított változat fő különbsége a fő égéstér (CC) filmhűtésének bevezetése volt egy résszerű szalag hozzáadásával és a gázgenerátor előégetőkamrájának elutasítása. Így a motor működési sémája nyitott generátorciklusról módosított nyitott ciklusra váltott fázisátmenettel . Ezzel az alkatrészszám csökkentése mellett megszűnt a két égéstér működésének szinkronizálása.

A további változtatások közé tartozott a fojtórendszer módosítása a nagyobb rugalmasság érdekében, ami az üzemanyag-ellátó rendszer módosítását is szükségessé tette, hogy megfeleljen az égéstérben a különböző nyomásviszonyok mellett bekövetkező keverék változásának. Egy  "üresjárati üzemmód" is hozzáadásra került , amely kis tolóerőt produkált, és felhasználható volt a pályán való manőverezésre, valamint az üzemanyag és az oxidálószer sorrendbe rendezésére a tartályokban, mielőtt a fő tolóerőre váltana. A motor végső jellemzőit az alapmodellhez képest megnövelték a 436 másodperces fajlagos impulzussal és 1467 kg-os csökkentett tömeggel.

A motormódosítás fejlesztése során a Rocketdyne hat J-2S befejező motort hozott létre . Ezek a termékek az 1965 -től 1972 -ig tartó időszakban többször is átestek a tűzvizsgálatokon, összesen 30 858 másodperces üzemidővel. 1972-ben, amikor világossá vált, hogy nem érkezik további megrendelés a Saturn-5 hordozórakétára , a tesztprogram befejeződött. A NASA tervezte, hogy ezt a motormódosítást különféle programokban használja majd, és még egy ideig azt feltételezték, hogy öt J-2S-t kell telepíteni az űrsiklóra , de ezeket a kezdeti projekteket nem hajtották végre, és a választást leállították az űrsiklón. új RS-24 rakétamotor , amely zárt hurkú sémát használ .

J-2T

Miközben a J-2S rakétahajtóművön dolgozott, a NASA olyan fejlesztéseket is finanszírozott, amelyek és egy új ék-levegő fúvóka létrehozásához . Ez a motor hatékonyságának növelésére szolgált, különösen, ha ezt a módosítást a Saturn-5 S-II hordozórakéta második fokozatán alkalmazták , amely a munka egy részét a légkörben, nem pedig vákuumban végezte. A fő különbség a motor és a J-2S alapmodell között a toroid vagy gyűrű alakú égéskamra használata volt, amely lehetővé tette a központi ék használatát. Ennek a motornak két módosítása született: az első, J-2T-200k , 90,8 tf (890 kN ) tolóerővel, amely lehetővé tette az S-II és S-IVB motorokban való használatát ; a második, J-2T-250k , 113,4 tf (1112 kN) tolóerővel. Ugyanakkor az egyes motorok nevei a jobb oldalon jelzik a tolóerőt a font-erő tekintetében.

Akárcsak a J-2S-nél, a J-2T-n is a próbapadokon végzett tesztmotor-gyújtási tesztek hosszas sorozata folyt, de a későbbi fejlesztés a NASA Apollo - programjának befejezése után leállt.

XRS-2200 és RS-2200

Harminc évvel később egy módosított J-2S rakétahajtóművet ismét használtak, ezúttal a NASA X-33 űrrepülőgép-projektjében . Ebben az esetben egy enyhén módosított , fúvóka nélküli J-2S- t használtak számos más hasonló J-2S-ben egy lapos ék-levegő motor létrehozására . A kísérleti modelleket XRS-2200- nak hívták . Az X-33 projekt során három XRS-2200-as hajtómű készült, amelyek megfeleltek az Űrközpont tesztprogramjának . Stennis NASA. Az egyik motor tesztelése sikeres volt, de a programot leállították a második motor tesztpadjának befejezése előtt. Az XRS-2200 LRE tengerszinten 92,7 tf (909,3 kN ) tolóerőt produkál, fajlagos impulzusa 339 s, vákuumban a tolóerő 120,8 tf (1,2 MN), a fajlagos impulzus 436,5 s. A további fejlesztés és egy tesztprogram után a projektet félbehagyták az X-33 kompozit üzemanyagtartályaival kapcsolatos megoldatlan problémák miatt.

A lapos ék-levegő fúvókás motor skálázhatóságát az RS-2200 LRE egy nagyobb változatában használták ki , amelyet az egyfokozatú Venture Star ( Lockheed Martin ) űrrepülőgéphez szántak. Legújabb verziójában hét RS-2200-nak, egyenként 245,8 tf (2,4 MN) tolóerővel kellett volna szállítania a Venture Star-t a LEO -nak . Ennek a projektnek a fejlesztése hivatalosan 2001 elején leállt , amikor az X-33 program nem kapott támogatást az Űrindítási Kezdeményezés programból .  A Lockheed Martin úgy döntött, hogy a NASA pénzügyi támogatása nélkül nem folytatja a Venture Star fejlesztését.

J-2X

A hajtómű új változata, a J-2X most fejlesztés alatt áll a NASA Constellation programjának és az Orion pilóta kapszula űrrepülőgépnek a fejlesztése részeként, amely 2010 után az űrsikló helyébe lép . Kezdetben két J-2X-et terveztek használni a holdmodul felső szakaszán ( Eng. Earth Departure Stage, EDS ), mindegyik 133,4 tf (1,3 MN ) tolóerővel. [2] 

A J-2X-et az Apollo-program során használt Saturn rakéták S-II és S-IVB fokozataira szerelt J-2-re kellett volna alapozni, de mivel az Ares I megnövelt tolóereje súlyproblémákat eredményezett, tiszta lappal ellátott motortervezés. A fejlesztésbe 2007-ben került a most törölt Constellation program keretében. Eredetileg az Ares I és Ares V rakéták felső fokozatain való használatra tervezték, a J-2X-et később a Constellation program utódjának, az SLS Block 2 felső fokozatának szánták. A motor várhatóan hatékonyabb és könnyebben megépíthető lesz, mint J-2 elődje, és olcsóbb lesz, mint az RS-25 motor. Az új motorban a különbségek közé tartozik a berillium eltávolítása, a centrifugális turbószivattyú a J-2 axiális áramlású turbószivattyúhoz képest, a kamra különböző tágulási arányai és a fúvókák, a csatornafal égéstér a J-2 motor hegesztett csöves kamrájához képest, az összes elektronika újratervezése, a gázgenerátor és a szuperszonikus PC-68 alapú fő fúvókák, valamint a 21. századi csatlakozási technológiák alkalmazása.

A fejlesztések elvégzésével 1,2 milliárd dolláros szerződés keretében a Rocketdyne -t bízták meg.A J-2X tesztpadok első építési munkálatait a NASA kezdte az űrközpontban. Stennis 2007. augusztus 23- án . [3] 2007 és 2008 között kilenc J-2X motortesztet végeztek. [négy]

Az alapmodellhez képest a motor fajlagos impulzusát 448 másodpercre kell növelni , a tolóerőt 133,4 tf (1,3 MN ) és a tömeget 2477 kg-ra kell tenni.

Jegyzetek

1. ↑ Gahun G. G., 1989 , p. 91.
2. ↑ Sajtóközlemény előnézete (downlink) . ??? (???). Hozzáférés dátuma: 2008. január 28. Az eredetiből archiválva : 2012. április 1.. (határozatlan) 
3. ↑ A NASA Stennis Űrközpontja új fejezetet jelent az űrkutatásban (a link nem érhető el) . NASA (???). A jelentkezés kelte: ???. Archiválva az eredetiből 2012. április 1-jén. (határozatlan) 
4. ↑ A NASA sikeresen befejezte az Ares motortesztek első sorozatát (a link nem érhető el) . NASA (2008. május 8.). A jelentkezés kelte: ???. Archiválva az eredetiből 2012. április 1-jén. (határozatlan) 

Irodalom

• Gakhun G. G. és munkatársai 5. fejezet Példák az LRE pneumohidraulikus sémáira. J-2 motor // Folyékony rakétahajtóművek tervezése és tervezése / Gakhun G. G. - M . : Mashinostroyeniye, 1989. - P. 89-91. — 424 p. — ISBN 5-217-00360-X .
• Robert E. Bilstein. Stages to Saturn: az Apollo/Saturn hordozórakéták technológiai története . - Gainesville: University of Florida Press, 2003. - ISBN 0-8130-2691-1 .

Linkek

• J-2 Encyclopedia Astronautica
• J-2S Encyclopedia Astronautica