WikiDer > RocketMotorTwo - Википедия

RocketMotorTwo - Wikipedia
РакетаМоторДва
Страна происхожденияСоединенные Штаты
ДизайнерSierra Nevada Corporation
ПроизводительVirgin Galactic
ПредшественникRocketMotorOne
Положение делАктивный
Гибридный двигатель
ПропеллентОксид азота / Полибутадиен с концевыми гидроксильными группами
Спектакль
Толкать310 кН
Удельный импульс250 с
Время горения60 секунд
Используется в
SpaceShipTwo

РакетаМоторДва (RM2)[1] это семья гибридный ракетные двигатели разработан для Масштабированные композиты SpaceShipTwo суборбитальный космоплан.

Двигатель первого поколения был разработан Sierra Nevada Corporation (SNC),[2] с конца 2000-х по май 2014 года. Впервые он был воспламенен в полете во время тестового запуска SpaceShipTwo в апреле 2013 года.[3][4]Впоследствии двигатель этой конструкции прошел всего два дополнительных летных испытания в 2013 году и в январе 2014 года.[5]SNC была субподрядчиком Scaled Composites до мая 2014 года, когда их участие в программе закончилось после Virgin Galactic выбрана для замены версии RocketMotorTwo от SNC на базе HTPB резиновое топливо, с собственным гибридным двигателем собственной разработки для SpaceShipTwo.[5]

Двигатель RocketMotorTwo второго поколения является вариантом более ранней базовой конструкции SNC. Он экспериментировал с использованием полиамид пластиковое топливо и оксид азота окислитель в 2014,[6] но вернулся к использованию оригинального полибутадиен с концевыми гидроксильными группами (HTPB) топливо и жидкость оксид азота окислитель в 2015 году.[7] Двигатель второго поколения теперь изготавливается собственными силами. Virgin Galactic а не SNC.

Описание

RocketMotorTwo - это гибридный ракетный двигатель использование твердых полибутадиен с концевыми гидроксильными группами (HTPB) топливо и жидкость оксид азота окислитель - иногда его называют N2О/HTPB мотор[8][9] - обеспечение тяги 70 000 фунтов силы (310 кН). [10] В дизайне использованы уроки, извлеченные во время разработки SpaceShipOne гибридный ракетный двигатель.[11]

Фон

По состоянию на март 2013 г., Сьерра-Невада провела более 300 испытательных запусков гибридных ракет. Компания также разработала ракетный двигатель для первого частный космический корабль для достижения космоса, SpaceShipOne, который выиграл Ансари X-Prize в 2004 году. Сьерра-Невада также разрабатывает аналогичный гибридный двигатель, Ракетный двигатель Dream Chaser.[12]

История

Связанная тестовая программа авария

26 июля 2007 г., во время ранней фазы тестирования подсистемы транспортного средства, произошел взрыв во время испытания потока топлива компанией Scaled Composites на Воздушный и космический порт Мохаве. Тест включал заполнение окислитель резервуар с 4500 кг (9900 фунтов) оксид азотас последующим 15-секундным испытанием форсунки холодным потоком. В ходе испытания двигатель не загорелся, и твердое ракетное топливо не использовалось. Трое сотрудников Scaled погибли и трое получили ранения, двое в критическом состоянии и один серьезно, во время полета. шрапнель когда окислитель закиси азота самопроизвольно воспламенился и взорвался (диссоциация на компоненты N2 и O с выделением энергии).[13][14]

Двигатель первого поколения

Горячее наземное испытание

Scaled Composites выполнила серию подпольных ракетных запусков в период с июня 2005 года по апрель 2009 года, прежде чем выбрать полномасштабную конструкцию ракетного двигателя.[15]В новостях в начале 2009 г. сообщалось, что огневые испытания "завершены" и что Spacedev (позже приобретен Sierra Nevada Corporation) был заключен контракт с Scaled Composites на помощь Scaled в разработке SS2.[16]

К декабрю 2011 года на RocketMotorTwo было проведено 21 полномасштабное огневое испытание.[15][17][18] 20 июня 2012 года было успешно проведено первое огневое испытание под контролем запатентованного контроллера ракетного двигателя (RMC) SpaceShipTwo.[15]

Длительные задержки в летных испытаниях

Несмотря на заявления в начале 2009 г. летные испытания RocketMotorTwo планировалось на конец 2009 года,[16] Никаких летных испытаний не проводилось в 2009, 2010 или 2011 годах, и только в 2012 году проводились только глиссирующие летные испытания с двигателем, установленным на SS2.

В июле 2012 г. Virgin Galactic, владелец VSS Предприятие - первый построенный космический самолет SpaceShipTwo - объявил, что RocketMotorTwo полностью подготовлен к полетам с двигателем, и что программа наземных испытаний практически завершена.[19] SpaceShipTwo провела свой первый тестовый полет на планере с полностью установленным двигателем в декабре 2012 года.[20] Дополнительные наземные испытания ракеты продолжились в марте 2013 года, когда компания готовилась к испытательным полетам.[21]

VSS Предприятие совершил свой первый полет с двигателем 29 апреля 2013 г.,[3]в честь первого летного испытания RocketMotorTwo. Тест длился 16 секунд, как и планировалось, и был зажжен на высоте 47000 футов (14000 м) вскоре после Предприятие был выпущен с его самолета-носителя WhiteKnightTwo, и пилоты перепроверили данные и подтвердили стабильное управление. Система управления RM2 открыла главный клапан окислителя и зажгла запальники внутри топливного картера. Горение было завершено на высоте 55000 футов (17000 м), к этому моменту Предприятие был сверхзвуковой, достигая 1,2 Маха (1300 км / ч; 790 миль / ч). После испытаний в SNC заявили, что «зажигание ракетного двигателя прошло по плану, с ожидаемой продолжительностью горения и хорошими характеристиками двигателя».[4]

2014 замена двигателя

В мае 2014 года Virgin Galactic объявила об изменении гибридного двигателя, который будет использоваться в SpaceShipTwo, и взяла на себя разработку, расторгнув контракт с Sierra Nevada и остановив все разработки первого поколения. ракетный двигатель.[5]

Двигатель второго поколения

Работы по проектированию и развитию двигателя второго поколения были выполнены компанией Virgin Galactic. Работа над новой формулой гибридного двигателя началась в 2013 году, и к маю 2014 года, когда было завершено участие SNC в создании силовой установки SS2 с использованием ракетного двигателя первого поколения, новая формула двигателя уже отработала на полную продолжительность продолжительностью более 60 секунд. при наземных испытаниях на стенде двигателя.[22]

Новый состав топлива

Вместо использования на резиновой основе HTPB в твердой части гибридного ракетного двигателя - который испытывал серьезные проблемы со стабильностью двигателя при срабатывании двигателя первого поколения более 20 секунд - гибридный ракетный двигатель SS2, разработанный Virgin Galactic, теперь будет использовать термопласт полиамид (т.е. нейлон) как твердый топливный компонент ракетного топлива. Планируется, что пластиковое топливо будет иметь лучшие характеристики (по нескольким неуказанным критериям) и, как ожидается, позволит SpaceShipTwo совершать полеты на большую высоту.[22][23][24]

Соответствующие модификации планера и подсистемы для поддержки нового двигателя

Конструкция двигателя второго поколения также потребовала модификации SS2. планер для размещения дополнительных танков в крыльях SpaceShipTwo - один трюм метан а другой, содержащий гелий—Для обеспечения нормальной работы нового двигателя.[25]

Режим наземных испытаний

Несмотря на то, что Virgin Galactic провела ряд наземных испытаний нового двигателя к маю 2014 года, тогда было заявлено, что ожидаются четыре дополнительных наземных испытания двигателя, работающего на полиамидном топливе, прежде чем можно будет возобновить летные испытания SpaceShipTwo с ракетным двигателем на новом топливе. .[24][нуждается в обновлении]

Неисправность во время летных испытаний PF04

31 октября 2014 г. новый состав полиамидного моторного топлива был впервые использован в полете в пилотируемый испытательный полет № 4 (PF04) компании SpaceShipTwo. В 10:12 am PDT, VSS Enterprise произошел сбой, и впоследствии он распался в полете. Несчастный случай в полете привел к гибели одного летчика-испытателя и «серьезной травме плеча».[26] другому летчику-испытателю и полной потере автомобиля.[27][28]

Расследование аварии показало, что «топливные баки корабля и его двигатель были восстановлены в целости и сохранности, что свидетельствует об отсутствии взрыва ... никаких признаков прожога или повреждений».[26] В то время как Правительство США Национальный совет по безопасности на транспорте (NTSB), которая возглавляет расследование, опубликовала только «констатацию фактов», космический журналист Ирен Клотц более четко заявила, что «[i] t не был гибридным ракетным двигателем SpaceShipTwo, который летал ... с новым тип топлива - вызвавший катастрофу со смертельным исходом ».[26]В окончательном отчете NTSB указывалось, что причиной были 1) ошибка пилота и 2) несоответствующая конструкция кабины экипажа и схем, которые имели тенденцию делать определенную стрессовую ситуацию более серьезной для пилота, чем она, возможно, должна была быть.[29]

Производство

Гибридный ракетный двигатель HTPB и его система клапанов окислителя были произведены на заводе SNC в г. Повей, Калифорния в сочетании с Scaled Composites. В 2013 году сообщалось, что завод в Повее «в настоящее время производит двигатели как для SpaceShipTwo, так и для собственной компании SNC. Стремящийся к мечте орбитальный экипаж ".[4]SNC закрыла завод Poway в конце 2014 года.[нужна цитата]

Гибридный ракетный двигатель из полиамида представляет собой модифицированную версию полибутадиеновой версии с другим расположением клапанов окислителя. Большая часть двигателя осталась прежней, но для замены топливного картриджа с резины на пластмассовое топливо.[27]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Роб Коппингер (2009). «SpaceShipTwo компании Virgin Galactic успешно прошел испытания ракетного двигателя». Международный рейс. FlightGlobal.
  2. ^ Леонард Дэвид. «Virgin Galactic запускает частный космический корабль в тестовые полеты». Space.com. 10 июня 2011. Дата обращения 19 мая 2013.
  3. ^ а б "Космический корабль сэра Ричарда Брэнсона Virgin Galactic зажигает двигатель в полете". BBC. 29 апреля 2013 г.. Получено 29 апреля 2013.
  4. ^ а б c Мессье, Дуг (29 апреля 2013 г.). «SNC: Да, мы зажгли эту свечу, и она сработала, детка!». Параболическая дуга. Получено 19 мая 2013.
  5. ^ а б c "Заявление SNC в ответ на запросы относительно инцидента 10-31-14 Virgin Galactic SpaceShipTwo". Пресс-релиз SNC. Корпорация Сьерра Невада. 2014-10-31. Получено 2014-11-01.
  6. ^ Дуг Мессье (24 мая 2014 г.). "Virgin Galactic приветствует RocketMotorTwo Milestone". ParabolicArc.
  7. ^ Джефф Фуст (14 октября 2015 г.). "SpaceShipTwo возвращается к резиновому топливу". SpaceNews.
  8. ^ «Двигательные установки: многоразовые, экологически чистые и недорогие» (PDF). Сьерра-Невада. Получено 8 марта 2013.
  9. ^ «Безопасная гибридная ракета». Обзор - Безопасность. Virgin Galactic. 2013. Архивировано с оригинал 4 марта 2013 г.. Получено 8 марта 2013.
  10. ^ "Презентация для инвесторов VG Страница 32" (PDF). virgingalactic.com. 29 сентября 2019.
  11. ^ «SpaceShipTwo совершает первый полет на ракете». Spaceflight101.com. 29 апреля 2013 г. Архивировано с оригинал 24 мая 2014 г.. Получено 19 мая 2013.
  12. ^ «Двигательные установки». Sierra Nevada Corporation. Получено 2012-12-09.
  13. ^ Абдолла, Тами и Сильверстайн, Стюарт (27 июля 2007 г.). «Взрыв на испытательном полигоне убил троих». Лос-Анджелес Таймс. Проверено 27 июля 2007 года.
  14. ^ Необычный характер взрыва чешуйчатых композитов
  15. ^ а б c "Резюме испытаний RocketMotorTwo Hot-Fire". Scaled.com. 9 августа 2012 г.. Получено 10 декабря 2012.
  16. ^ а б Роб Коппингер (22 января 2009 г.). «SpaceShipTwo компании Virgin Galactic успешно прошел испытания ракетного двигателя». Международный рейс. FlightGlobal. Получено 2014-11-02.
  17. ^ Линдси, Кларк (20 декабря 2012 г.). «Испытания ракетных двигателей SpaceShipTwo в ноябре и декабре». NewSpace Watch. Получено 22 декабря 2012.
  18. ^ «Virgin Galactic успешно завершила испытания на планирование полета SpaceShipTwo и запуск ракетного двигателя в тот же день». SpaceRef.com. 28 июня 2012 г. Дата обращения 19 мая 2013 г.
  19. ^ Раддик, Грэм (11 июля 2012 г.). "Авиашоу в Фарнборо:" космический корабль "Брэнсона Virgin Galactic в Великобритании, дебют". Телеграф. Получено 13 июля 2012.
  20. ^ "SpaceShipTwo ремни на своем двигателе". NBC. 20 декабря 2012 г.. Получено 20 декабря 2012.
  21. ^ Ричард Брэнсон (5 марта 2013 г.). "Это не фантастика". Virgin.com. Архивировано из оригинал 7 марта 2013 г.. Получено 5 марта 2013.
  22. ^ а б Бойл, Алан (23 мая 2014 г.). "Virgin Galactic делает переход в ракетный двигатель SpaceShipTwo". Новости NBC. Получено 2014-05-24.
  23. ^ Фуст, Джефф (24 мая 2014 г.). «Virgin Galactic меняет топливо, готовясь к следующему этапу испытательных полетов». NewSpace Journal. Получено 2014-05-25.
  24. ^ а б "Новое топливо для увеличения космического корабля номер два". Авиационная неделя. 2014-05-24. Получено 2014-05-27.
  25. ^ Мессье, Дуг (30.06.2014). "WhiteKnightTwo в воздухе над Мохаве сегодня". Параболическая дуга. Получено 2014-11-02.
  26. ^ а б c Клотц, Ирэн (2014-11-03). «Ракетный двигатель SpaceShipTwo не вызвал фатальной аварии». Новости открытия. Получено 2014-11-03.
  27. ^ а б Пресс-конференция воздушного и космического порта Мохаве, 31 октября 2014 г., в 14:00. PDT - с участием: космодрома, департамента шерифа, окружной пожарной охраны, Scaled Composites, Virgin Galactic
  28. ^ Ральф Эллис; Челси Дж. Картер; Джейсон Ханна; Брэд Печанец (1 ноября 2014 г.). "Расследование искр в инциденте с космопланом". WIBW 13 Новости Канзаса.
  29. ^ https://www.ntsb.gov/investigations/AccidentReports/Reports/AAR1502.pdf

внешняя ссылка