Мерлин (ракетный двигатель)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Это старая версия этой страницы, сохранённая 79.139.250.67 (обсуждение) в 12:19, 3 июля 2010. Она может серьёзно отличаться от текущей версии.
Перейти к навигации Перейти к поиску
Merlin (Мерлин)
ЖРД «Мерлин 1А» SpaceX.
Тип ЖРД
Топливо керосин
Окислитель жидкий кислород
Камер сгорания 1
Страна США
Использование
Время эксплуатации 2006 г - используется
Применение «Фалькон 1» (1-я ступень)
«Фалькон 5»
«Фалькон 9» (1-я и 2-я ступени, ускорители)
Развитие Мерлин:
«1А»; «1В»; «1С»; «Вакуум»
Производство
Конструктор SpaceX, США
Массогабаритные
характеристики
Диаметр 1 250 мм
Рабочие характеристики
Тяга Вакуум: 40.8 тс
Ур.моря: 35.4 тс
Удельный импульс Вакуум: 304.8 c (3.0 км/c)[1]
Ур.моря: 275 c (2.6 км/c)[1]
Давление в камере сгорания 6.77 MPa (67 атм.)[1]
Тяговооружённость 96
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

«Ме́рлин» (англ. Merlin) - жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) компании SpaceX, США. Предназначен для использования на ракетах семейства «Фалькон». РН «Фалькон 9» должен использовать этот двигатель на первой и второй ступенях, «Фалькон 1» использует один «Мерлин» на первой ступени, «Фалькон 1e» использует его также на второй ступени, один из проектов SpaceX - РН «Фалькон 5» - также предполагает использование этого двигателя. ЖРД «Мерлин» работает по схеме открытого цикла, в качестве топлива используется керосин, окислителем является жидкий кислород. Двигатель разрабатывался для повторного использования после подъема отработавшей ступени из моря.

Штифтовый распылитель в камере сгорания «Мерлина» был впервые использован в программе «Аполлон» НАСА на двигателе посадочной ступени лунного модуля, который являлся одним из наиболее критических сегментов этой программы. Компоненты топлива поставляются через расположенный на одной оси турбонасос с двойной крыльчаткой. Насос также поставляет керосин под высоким давлением для гидравлической системы управления, кооторый затем сбрасывается в канал низкого давления. Это исключает необходимость отдельной гидравлической системы для управления вектором тяги и гарантирует ее функционирование в течение всего времени работы ЖРД «Мерлин».

Варианты двигателя

На 2009 год производились три версии ЖРД «Мерлин». Двигатель для РН «Фалькон 1» имеет перемещаемую конструкцию выхлопа, которая используется для обеспечения управлением по крену. ЖРД «Мерлин» в варианте для «Фалькон 9» практически идентичен по конструкции за исключением фиксированной системы выхлопа. Также двигатель используется на второй ступени ракеты-носителя. В данном случае «Мерлин» снабжен соплом с бо́льшим коэффициентом расширения, которое оптимизировано для работы в вакууме, и двигатель имеет диапазон дросселирования в диапазоне 60-100%.[2]

Мерлин 1A

Первая по времени версия двигателя «Мерлин 1A» использует дешевое сопло с абляционным способом охлаждения, внутренняя поверхность которого постепенно теряется в ходе работы двигателя, отводя тепло вместе с теряемым углеродным волокном композиционного материала. Этот тип двигателя использовался два раза: первый раз 24 марта 2006 года, когда в двигателе произошла утечка топлива, которая привела к аварии вскоре после начала полета[3][4], второй раз 24 марта 2007 года, когда он отработал успешно. В обоих случаях двигатель использовался на «Фалькон 1».[5][6]

Мерлин 1В

ЖРД «Мерлин 1В» - усовершенствованная версия, разработанная SpaceX для РН «Фалькон 1». Он обладает увеличенной тягой 39 тс по сравнению с «Мерлин 1А» (35 тс). Мощность основной турбины увеличена с 1 490 кВт до 1 860 кВт. Первоначальное назначение «Мерлин 1В» было использование на тяжелой РН «Фалькон 9», которая должна была иметь девять таких двигателей на первой ступени. На основании опыта с двигателем предыдущей модели, было решено не развивать дальше эту версию, а сосредоточить работу на регенеративно охлаждаемом ЖРД «Мерлин 1С». Таким образом, данная версия не будет использоваться на ракетах-носителях.[5][6]

Мерлин 1С

ЖРД «Мерлин 1C» использует регенеративно охлаждаемое сопло и камеру сгорания, прошел наземные испытания длительностью 170 с (время работы в полете) в ноябре 2007 года.[7][8]

В случае использования на РН «Фалькон 1», «Мерлин 1C» имеет тягу на уровне моря 35.4 тс и в вакууме 40.8 тс, удельный импульс в вакууме составляет 304 с. Потребление компонентов топлива этим двигателем составляет 136 кг/с. Для одного «Мерлин 1C» были проведены испытания общей продолжительностью 27 мин, что десятикратно превосходит время работы ЖРД в ходе полета «Фалькон 1».[9]

ЖРД «Мерлин 1C» был впервые использован для неудачного третьего полета РН «Фалькон 1». При обсуждении неудачи глава SpaceX Элон Маск отметил, что "полет первой ступени с установленным новым «Мерлин 1C», который будет использоваться на РН «Фалькон 9», прошел идеально."[10] Двигатель использовался в четвертом удачном полете «Фалькон 1» 28 сентября 2008 года.[11]

Мерлин Вакуум

10 марта 2009 года SpaceX информировала в пресс-релизе об успешном испытании ЖРД «Мерлин Вакуум». Двигатель основывается на «Мерлин 1C», но имеет большую степень расширения сопла для оптимизации работы в вакууме,[1] которое охлаждается переизлучением тепла. Тяга двигателя в вакууме составляет 42 тс и удельный импульс 342 с.[12]

Дополнительные замечания

Так как варианты ЖРД «Мерлин 1C» и «Мерлин Вакуум» проходят программу испытаний и модернизации, параметры, публикуемые сейчас[13] (например, в таблице вверху справа), отличаются от данных, заявленных по этим двигателям изначально. Следует ожидать дальнейшего улучшения данных по тяге и удельному импульсу.

См. также

Примечания

  1. ↑ 1 2 3 4 LOW-COST LAUNCH OPPORTUNITIES PROVIDED BY THE FALCON FAMILY OF LAUNCH VEHICLES
  2. ↑ Aaron Dinardi; Peter Capozzoli; Gwynne Shotwell.: Low-cost Launch Opportunities Provided by the Falcon Family of Launch Vehicles (pdf) (1 октября 2008).
  3. ↑ "Falcon 1 Failure Traced to a Busted Nut". Space.com. 2006-07-19.
  4. ↑ "Demo flight two update". Space.com. 19, January 2007. {{cite news}}: Проверьте значение даты: |date= (справка)
  5. ↑ 1 2 SpaceX Completes Development of Rocket Engine for Falcon 1 and 9. Wired Science (12 ноября 2007). Дата обращения: 28 февраля 2008.
  6. ↑ 1 2 SpaceX has magical goals for Falcon 9. Nasa Spaceflight (5 августа 2006). Дата обращения: 28 февраля 2008.
  7. ↑ SpaceX Completes Development of Merlin Regeneratively Cooled Rocket Engine. Business Wire.
  8. ↑ SPACEX COMPLETES DEVELOPMENT OF MERLIN REGENERATIVELY COOLED ROCKET ENGINE. SpaceX. Дата обращения: 12 марта 2009.
  9. ↑ SpaceX Completes Qualification Testing of Merlin Regeneratively Cooled Engine for Falcon 1 Rocket. SpaceX (25 февраля 2008).
  10. ↑ Bergin, Chris; Davis, Matt.: SpaceX Falcon I fails during first stage flight.
  11. ↑ Ray, Justin Mission Status Center (англ.). Spaceflight Now (28 сентября 2008). Дата обращения: 28 сентября 2008.
  12. ↑ SpaceX Falcon 9 upper stage engine successfully completes full mission duration firing. (англ.). SpaceX (10 марта 1009). Дата обращения: 12 марта 2009.
  13. ↑ SpaceX Merlin Engine. SpaceX.


Ссылки

Источник — https://ru.wikipedia.org/ruwiki/w/index.php?title=Мерлин_(ракетный_двигатель)&oldid=25911560