Wikipedia Open wikipedia design.  ЖРД «Merlin 1D» SpaceX. | |
| ЖРД | |
| керосин | |
| жидкий кислород | |
| 1 | |
| США | |
| с 2006 года (версия 1A) с 2013 года (версия 1D) [1] | |
| «Falcon 1», «Falcon 1е» (1-я ступень)«Falcon 9», «Falcon 9 1.1» «Falcon Heavy» (все ступени) | |
| Merlin:«1А»; «1В»; «1С»; «Vacuum 1С»; «1D»; «Vacuum 1D» | |
| SpaceX, США | |
| 450-490 кг [2] | |
| Вакуум: 741 кН [3]Ур.моря (текущ.): 654 кН [3]Ур.моря (ожид.): 730 кН [4]Вакуум (Merlin 1D Vacuum): 801 кН [3] | |
| Вакуум: 311 c [2]Ур.моря: 282 c[2]Вакуум (Merlin 1D Vacuum): 340 c [2] | |
| 180 c (Merlin 1D) 375 c (Merlin 1D Vacuum) [3] | |
| 9.7 МПа (97 атм.)[2] | |
| Merlin 1D: 16 [2]Merlin 1D Vacuum: 117 [2] | |
| >165 [5] | |
| Химическое (смесь триэтилалюминия и триэтилбора)[2] | |
Merlin ([ˈmərlən], merlin с англ. — «кречет») — жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) компании SpaceX (США). В качестве топлива используется пара керосин-кислород. Двигатель предполагается использовать повторно, после приземления первой ступени на космодром, или плавучую морскую платформу (ASDS).
Предназначен для использования на ракетах-носителях (РН) семейства «Falcon». РН «Falcon 9» использует этот двигатель на первой и второй ступенях, «Falcon 1» использует один «Merlin» на первой ступени, один из проектов SpaceX, — РН «Falcon 1e» — должна использовать его также на первой ступени. В самом мощном проекте SpaceX — РН «Falcon Heavy» — используется 27 двигателей Merlin на 3 носителях первой ступени и 1 двигатель - на второй ступени.
www.wikizero.com
| ЖРД «Merlin 1D» SpaceX. | |
| ЖРД | |
| керосин | |
| жидкий кислород | |
| 1 | |
| с 2006 года (версия 1A) с 2013 года (версия 1D) [1] | |
| «Falcon 1», «Falcon 1е» (1-я ступень)«Falcon 9», «Falcon 9 1.1» «Falcon Heavy» (все ступени) | |
| Merlin:«1А»; «1В»; «1С»; «Vacuum 1С»; «1D»; «Vacuum 1D» | |
| SpaceX, США | |
| 450-490 кг [2] | |
| Вакуум: 741 кН [3]Ур.моря (текущ.): 654 кН [3]Ур.моря (ожид.): 730 кН [4]Вакуум (Merlin 1D Vacuum): 801 кН [3] | |
| Вакуум: 311 c [2]Ур.моря: 282 c[2]Вакуум (Merlin 1D Vacuum): 340 c [2] | |
| 180 c (Merlin 1D) 375 c (Merlin 1D Vacuum) [3] | |
| 9.7 МПа (97 атм.)[2] | |
| Merlin 1D: 16 [2]Merlin 1D Vacuum: 117 [2] | |
| >165 [5] | |
| Химическое (смесь триэтилалюминия и триэтилбора)[2] | |
Merlin ([ˈmərlən], merlin с англ. — «кречет») — жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) компании SpaceX (США). В качестве топлива используется пара керосин-кислород. Двигатель предполагается использовать повторно, после приземления первой ступени на космодром, или плавучую морскую платформу (ASDS).
Предназначен для использования на ракетах-носителях (РН) семейства «Falcon». РН «Falcon 9» использует этот двигатель на первой и второй ступенях, «Falcon 1» использует один «Merlin» на первой ступени, один из проектов SpaceX, — РН «Falcon 1e» — должна использовать его также на первой ступени. В самом мощном проекте SpaceX — РН «Falcon Heavy» — используется 27 двигателей Merlin на 3 носителях первой ступени и 1 двигатель - на второй ступени.
ru.wikiredia.com
|
Руководство по технической эксплуатацииDerby, England, 1946ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Двухступенчатые, двухскоростные двигатели Мерлин, описанные в этой публикации, являются, в основном, аналогичными по конструкции и представляют собой 12 цилиндровый, V - образный двигатель жидкостного охлаждения, с двухступенчатым, двухскоростным нагнетателем, имеющие две полости по шесть цилиндров для охлаждающей жидкости, поступающей под давлением, с углом развала цилиндров в 60 градусов. Каждый блок цилиндра включает в себя юбку из легкого сплава и съемной головки воспламенения и содержит шесть отдельных стальных втулок, нижние концы которых свободны для движения в отверстии блока цилиндров. Четыре клапана, два впускных и два, заполненных натрием, выпускных клапана расположены в каждом цилиндре и управляются единственным, центрально-расположенным подвесным распределительным валом через индивидуальные качающиеся рычаги. Штампованные из легких сплавов поршни удерживаются в шатунах полностью-свободными закаленными-стальными осями, двойное управление шатунов предусматривает управление по "B" для левого блока цилиндров и управление по "А" для правого блока цилиндров. Шестиходовый коленчатый вал установлен в семи залитых свинцово-бронзовых подшипниках в верхний половине картера. Нижняя половина картера соединена с верхней половиной вдоль горизонтальной соединительной грани, и образовывает поддон для масла. Расположенный впереди заднего края корпус является блоком масляных насосов, включающим один насос давления и два очищающих масляных насоса. Установленный в переднем конце картера редуктор, содержит небольшую шестерню, управляемую с внешней стороны конца коленчатого вала, которая вводит в зацепление большую шестарню, вращающую вал воздушного винта. При установленном кабинном нагнетателе, как на двигателях Merlin 61, 71, 73, 77, 104 и 114, предусмотрена площадка по правому борту на корпусе, устройство предусматривает шестерню управления нагнетателя кабины, которая управляется от основной шестерни через небольшую промежуточную шестерню. Обратное вращение вала воздушного винта на двигателе Merlin 131 достигается установкой в корпусе редуктора дополнительной шестерни, входящей в зацепление, как с шестерней редуктора, так и шестерней вала воздушного винта. Коробка приводов управляляется от заднего конца коленчатого вала через торсион. Коробка приводов смонтирована на задней стенке картера и обеспечивает установку на ней вертикально установленных агрегатов, магнето, основного насоса охладителя, топливного и масляных насосов, электрогенератора и ручного и электрического стартера. Такое размещение относится ко всем двигателям кроме Merlin 130 и 131, на которых основной насос охладителя установлен в горизонтальном приводе на блоке цилиндров вместе с насосом охлаждающей жидкости интеркулера. Три центробежно нагруженные шестерни гасят инерцию, появляющуюся в результате быстрого ускорения и замедления, шестерни установлены в двухскоростном, двухступенчатом блоке нагнетателя и защищают рабочую шестерню. Управление нагнетателем передается посредством только одной из входящих в зацепление шестерен на нижнем блоке и остальные две на верхнем блоке, выбор выполняется селекторными вилками, управляемыми кулачками. Двухроторный центробежный нагнетатель с одноточечной улиткой. Охлаждающая жидкость интеркулера поступает по трубке, расположенной между нагнетателем и главным центральным коллектором с целью уменьшения температуры смеси, поставляемой в цилиндры. На двигателях Merlin 71, 72, 73, 76, 77, 85, 100, 104, 113, 114, 131 и 131 главный бак смонтирован одной сборкой с интеркулером, на двигателях Merlin 61, 66, 67 и 70 бак располагается отдельно. Типы карбюрации на двигателях Merlin:
Оба карбюратора, S.U. поплавковый карбюратор и инжекторный карбюратор Rolls-Royce Bendix представляют собой законченную сборку с двойным входом, с подводом воздуха через коленчатый патрубок. Последний одновременно является масляным радиатором, масляный-воздушный радиатор поплавкового карбюратора и включает в себя два элемента управления смеси, один - управление потоком атмосферного воздуха и второй - управляющее устройство повышенного давления воздуха. Специальное устройство, установленное внутри поплавковой камеры, поддерживает непрерывный поток топлива карбюратора независимо от высоты полета самолета. Правильное измерение требуемого топлива в инжекторном карбюраторе Bendix определяется весом воздуха, протекающего через впускной патрубок, его регулирование производится изменением резиновой диафрагмы от разницы давлениеий в блоке регулирования. S.U инжекторный насос. Топливный насос впрыскивает топливо через единственный клапан инжекции в отверстие впуска нагнетателя, регулирование поставляемого воздуха производится с помощью дроссельной заслонки, расположенной в корпусе, который устанавливается вместо корпуса нормального карбюратора. Требуемое количество топлива определяется скоростью вращения коленвала, которое определяет частоту хода плунжерного насоса, плотность воздушной смеси корректируется в соответствии с поправкой на высоту полета самолета. Каждый из трех типов систем карбюрации работает во взаимосвязи с пневматически управляемой системой наддува воздуха. Система смазки включает в себя два очистительных масляных насоса и один насос давления, создающий основное давление масла для смазки подшипников коленчатого вала и для активации блока постоянной скорости вращения. Примененный вспомогательный клапан обеспечивает подвод масла низкого давления для смазки нагнетателя, редуктора воздушного винта, механизма распределительного вала и дополнительного оборудования. V. Cherkashin $ Lingvo 2012.03.10 << | Eng |
www.airpages.ru
| ЖРД «Мерлин 1D» SpaceX. | |
| ЖРД | |
| керосин | |
| жидкий кислород | |
| 1 | |
| США | |
| с 2006 года (версия 1A)с 2013 года (версия 1D) [1] | |
| «Фалькон 1», «» (1-я ступень)«Фалькон 9», «» «Фалькон Хэви» (все ступени) | |
| Мерлин:«1А»; «1В»; «1С»; «Вакуум 1С»; «1D»; «Вакуум 1D» | |
| SpaceX, США | |
| 450-490 кг [2] | |
| Вакуум: 741 кН [3]Ур.моря (текущ.): 654 кН [3]Ур.моря (ожид.): 730 кН [4]Вакуум (Merlin 1D Vacuum): 801 кН [3] | |
| Вакуум: 311 c [2]Ур.моря: 282 c[2]Вакуум (Merlin 1D Vacuum): 340 c [2] | |
| 180 c (Merlin 1D)375 c (Merlin 1D Vacuum) [3] | |
| 9.7 МПа (97 атм.)[2] | |
| Merlin 1D: 16 [2]Merlin 1D Vacuum: 117 [2] | |
| >165 [5] | |
| (смесь триэтилалюминия и триэтилбора)[2] | |
«Ме́рлин» (англ. Merlin) — жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) компании SpaceX (США). В качестве горючего используется пара керосин — кислород. Двигатель предполагается использовать повторно, после приземления первой ступени на космодром, или плавучую морскую платформу (ASDS).
Предназначен для использования на ракетах-носителях (РН) семейства «Фалькон». РН «Фалькон 9» использует этот двигатель на первой и второй ступенях, «Фалькон 1» использует один «Мерлин» на первой ступени, один из проектов SpaceX, — РН «» — должна использовать его также на первой ступени. В самом мощном проекте SpaceX — РН «Фалькон Хэви» — предполагается использование 27 двигателей Мерлин на всех ступенях.
ЖРД «Мерлин» — открытого цикла. В качестве горючего используется керосин, окислителем является жидкий кислород.
На двигателе «Мерлин» используются штифтовые форсунки. Такой тип форсунок впервые был применен в программе «Аполлон» НАСА на двигателе посадочной ступени лунного модуля, который являлся одним из наиболее критических сегментов этой программы. Компоненты топлива подаются через расположенный на одной оси турбонасос с двойной крыльчаткой. Насос также подаёт керосин под высоким давлением для гидравлической системы управления, который затем сбрасывается в канал низкого давления. Это исключает необходимость отдельной гидравлической системы для управления вектором тяги и гарантирует её функционирование в течение всего времени работы ЖРД «Мерлин».
На 2009 год производились три версии ЖРД «Мерлин». Двигатель для РН «Фалькон 1» использует для управления по крену перемещаемый выхлопной патрубок ТНА. ЖРД «Мерлин» в варианте для «Фалькон 9» практически идентичен по конструкции за исключением фиксированной системы выхлопа. «Мерлин» также используется на второй ступени ракеты-носителя. В этом случае двигатель снабжен соплом с бо́льшим коэффициентом расширения, которое оптимизировано для работы в вакууме, и имеет систему дросселирования в диапазоне 60-100 %.[6]
Исходная версия двигателя «Мерлин 1A» использовала дешёвую камеру и сопло с абляционным охлаждением. Углеродное волокно композиционного материала с внутренней поверхности постепенно уносится истекающим горячим газом в ходе работы двигателя, отводя тепло вместе с теряемым материалом. 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 полёта[7][8], второй раз 24 марта 2007 года, когда он отработал успешно. В обоих случаях двигатель использовался на «Фалькон 1».[9][10]
ЖРД «Мерлин 1В» — усовершенствованная версия, разрабатывавшаяся SpaceX для РН «Фалькон 1». Должен был иметь увеличенную до 39 тс тягу по сравнению с 35 тс у «Мерлина 1А». Мощность основной турбины увеличена с 1 490 кВт до 1 860 кВт. «Мерлин 1В» планировалось использовать на тяжёлой РН «Фалькон 9», которая должна была иметь девять таких двигателей на первой ступени. На основании неудачного опыта использования двигателя предыдущей модели, было решено не развивать дальше эту версию, а сосредоточить работу на регенеративно-охлаждаемом ЖРД «Мерлин 1С». Разработка прекращена.[9][10]
ЖРД «Мерлин 1C» использует регенеративно-охлаждаемое сопло и камеру сгорания, прошёл наземные испытания длительностью 170 с (время работы в полёте) в ноябре 2007 года.[11][12]
В случае использования на РН «Фалькон 1», «Мерлин 1C» имел тягу на уровне моря 35,4 тс и 40,8 тс в вакууме, удельный импульс в вакууме составляет 302,5 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 полёта «Фалькон 1».[13]
ЖРД «Мерлин 1C» был впервые использован для неудачного третьего полёта РН «Фалькон 1». При обсуждении неудачи глава SpaceX Элон Маск отметил, что «полёт первой ступени с установленным новым «Мерлин 1C», который будет использоваться на РН «Фалькон 9», прошёл идеально.»[14] Двигатель использовался в четвёртом удачном полёте «Фалькон 1» 28 сентября 2008 года.[15]
Двигатель является модификацией «Мерлин 1C» и устанавливался на вторую ступень ракет Falcon 9 v1.0. Для улучшения работы в вакууме имеет большую степень расширения сопла,[16] которое охлаждается переизлучением тепла. В вакууме двигатель имеет тягу 42 тс и удельный импульс 342 с[17]. 10 марта 2009 года SpaceX сообщила в пресс-выпуске об успешном испытании ЖРД «Мерлин 1C Вакуум».
ЖРД Мерлин 1D является модернизацией двигателя Мерлин 1C. Устанавливается на первую ступень ракет Falcon 9 v1.1 и планируется к установке на первую ступень проектируемой ракеты-носителя Falcon Heavy. Тяга на уровне моря — 66,6 тс, в вакууме — 73,4 тс. Тяговооружённость чуть более 150. Масса двигателя 489 кг. Удельный импульс на уровне моря 282 с, в вакууме — 311 с[18]. Ресурс двигателя допускает неоднократное использование в случае возвращения и мягкой посадки первой ступени, предполагается — до сорока раз.[19] Важным отличием двигателя 1D от 1C является дросселирование в пределах 70-100% тяги. Дросселирование используется:
Первый запуск ракеты-носителя с двигателем Merlin 1D состоялся 29 сентября 2013 года[20]. По заявлению разработчиков двигателя, задел двигателя позволяет увеличить тягу на уровне моря c 666 до 730 кН[21].
Двигатель является модификацией Мерлин 1D и устанавливается на вторую ступень ракет Falcon 9 v1.1. В отличие от базовой модели, имеет степень расширения сопла 117 для улучшения работы в вакууме. Сопло охлаждается переизлучением тепла. Тяга двигателя в вакууме составляет 80 тс (801 кН), удельный импульс — 340 с[22] (по другим данным — 347с[23]). Время работы двигателя во время полёта — до 375 с[24]. Впервые был использован при запуске 29 сентября 2013 года.
Форсированная версия двигателя 1D. На начало 2015 года находится в стадии разработки. Повышено давление в камере сгорания за счёт использования переохлажденных топлива (до -7°C) и окислителя (до -207°C)[25][26][27][28]. Согласно сообщению Илона Маска, суммарная тяга 9 двигателей первой ступени Фалькон 9 FT составляет 1,71 миллиона фунтов, что в пересчёте на один двигатель и в тонны-силы даёт 86,18 тс. Благодаря этому, а также дополнительному количеству топлива в версии ракеты FT, максимальная грузоподъёмность на НОО повысилась до 22,8 т в одноразовом и 15,8 т в многоразовом варианте. На геопереходную орбиту Фалькон 9 FT сможет поднимать до 8,3 тонн в одноразовом или до 5,8 тонн в многоразовом варианте. Таким образом, Фалькон 9 перешёл в класс тяжёлых ракет-носителей.
Модификация двигателя 1D+ для установки на вторую ступень ракет Falcon 9 FT. C 22 декабря 2015 года эксплуатируется.
| Использование | Фалькон 1 (опытная) | Фалькон 1 (усоверш.) | Фалькон 1e, Фалькон 9 v1.0 | Фалькон 9 v1.0 | Фалькон 9 v2.0 (не строилась) | Фалькон 9 v1.1, Фалькон 9 v1.1R | Фалькон 9 v1.1, Фалькон 9 v1.1R | Фалькон 9 FT | Фалькон 9 FT |
| Соотношение LOX / RP-1 | 2.17 | 2.17 | 2.17 | 2.17 | 2.17 | 2.34 | 2.36 | 2.36 | 2.38 |
| Тяга на уровне моря, кН | 330 | 355 | 354 | - | 555 | 666 | - | 845 [29] | - |
| Тяга в вакууме, кН | 376 | 401 | 408 | 420 | 628 | 734 | 801 | 914 [29] | 934 [30] |
| УИ на уровне моря, с | 253.7 | 264.5 | 267 | - | 275 | 282 | - | 286 | - |
| УИ в вакууме, с | 288.5 | 302.5 | 304.8 | 336 | 311 | 320 | 347 | 321 | 347 |
| Давление в камере сгорания, МПа | 5.39 | 6.08 | 6.14 | 6.14 | 6.77 | 9.72 | 9.72 | 10.8 | 10.8 |
| Степень расширения сопла | 14.5 | 16 | 16 | 117 | ? | 21.4 | 117 | 21.4 | 117 |
encyclopaedia.bid
 ЖРД «Merlin 1D» SpaceX. | |
| ЖРД | |
| керосин | |
| жидкий кислород | |
| 1 | |
| США | |
| с 2006 года (версия 1A) с 2013 года (версия 1D) [1] | |
| «Falcon 1», «Falcon 1е» (1-я ступень)«Falcon 9», «Falcon 9 1.1» «Falcon Heavy» (все ступени) | |
| Merlin:«1А»; «1В»; «1С»; «Vacuum 1С»; «1D»; «Vacuum 1D» | |
| SpaceX, США | |
| 450-490 кг [2] | |
| Вакуум: 741 кН [3]Ур.моря (текущ.): 654 кН [3]Ур.моря (ожид.): 730 кН [4]Вакуум (Merlin 1D Vacuum): 801 кН [3] | |
| Вакуум: 311 c [2]Ур.моря: 282 c[2]Вакуум (Merlin 1D Vacuum): 340 c [2] | |
| 180 c (Merlin 1D) 375 c (Merlin 1D Vacuum) [3] | |
| 9.7 МПа (97 атм.)[2] | |
| Merlin 1D: 16 [2]Merlin 1D Vacuum: 117 [2] | |
| >165 [5] | |
| Химическое (смесь триэтилалюминия и триэтилбора)[2] | |
Merlin ([ˈmərlən], merlin с англ. — «кречет») — жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) компании SpaceX (США). В качестве топлива используется пара керосин-кислород. Двигатель предполагается использовать повторно, после приземления первой ступени на космодром, или плавучую морскую платформу (ASDS).
Предназначен для использования на ракетах-носителях (РН) семейства «Falcon». РН «Falcon 9» использует этот двигатель на первой и второй ступенях, «Falcon 1» использует один «Merlin» на первой ступени, один из проектов SpaceX, — РН «Falcon 1e» — должна использовать его также на первой ступени. В самом мощном проекте SpaceX — РН «Falcon Heavy» — используется 27 двигателей Merlin на 3 носителях первой ступени и 1 двигатель - на второй ступени.
ЖРД «Merlin» — открытого цикла. В качестве горючего используется керосин, окислителем является жидкий кислород.
На двигателе «Merlin» используются штифтовые форсунки. Такой тип форсунок впервые был применен в программе «Аполлон» НАСА на двигателе посадочной ступени лунного модуля, который являлся одним из наиболее критических сегментов этой программы. Компоненты топлива подаются через расположенный на одной оси турбонасос с двойной крыльчаткой. Насос также подаёт керосин под высоким давлением для гидравлической системы управления, который затем сбрасывается в канал низкого давления. Это исключает необходимость отдельной гидравлической системы для управления вектором тяги и гарантирует её функционирование в течение всего времени работы ЖРД «Merlin».
На 2009 год производились три версии ЖРД «Merlin». Двигатель для РН «Falcon 1» использует для управления по крену перемещаемый выхлопной патрубок ТНА. ЖРД «Merlin» в варианте для «Falcon 9» практически идентичен по конструкции за исключением фиксированной системы выхлопа. «Merlin» также используется на второй ступени ракеты-носителя. В этом случае двигатель снабжен соплом с бо́льшим коэффициентом расширения, которое оптимизировано для работы в вакууме, и имеет систему дросселирования в диапазоне 60-100 %.[6]
Исходная версия двигателя «Merlin 1A» использовала дешёвую камеру и сопло с абляционным охлаждением. Углеродное волокно композиционного материала с внутренней поверхности постепенно уносится истекающим горячим газом в ходе работы двигателя, отводя тепло вместе с теряемым материалом. 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 полёта[7][8], второй раз 24 марта 2007 года, когда он отработал успешно. В обоих случаях двигатель использовался на «Falcon 1».[9][10]
ЖРД «Merlin 1В» — усовершенствованная версия, разрабатывавшаяся SpaceX для РН «Falcon 1». Должен был иметь увеличенную до 39 тс тягу по сравнению с 35 тс у «Merlin 1А». Мощность основной турбины увеличена с 1 490 кВт до 1 860 кВт. «Merlin 1В» планировалось использовать на тяжёлой РН «Falcon 9», которая должна была иметь девять таких двигателей на первой ступени. На основании неудачного опыта использования двигателя предыдущей модели, было решено не развивать дальше эту версию, а сосредоточить работу на регенеративно-охлаждаемом ЖРД «Merlin 1С». Разработка прекращена.[9][10]
ЖРД «Merlin 1C» использует регенеративно-охлаждаемое сопло и камеру сгорания, прошёл наземные испытания длительностью 170 с (время работы в полёте) в ноябре 2007 года.[11][12]
В случае использования на РН «Falcon 1», «Merlin 1C» имел тягу на уровне моря 35,4 тс и 40,8 тс в вакууме, удельный импульс в вакууме составляет 302,5 с. Потребление компонентов топлива этим двигателем составляет 136 кг/с. Для одного «Merlin 1C» были проведены испытания общей продолжительностью 27 мин, что десятикратно превосходит время работы ЖРД в ходе полёта «Falcon 1».[13]
ЖРД «Merlin 1C» был впервые использован для неудачного третьего полёта РН «Falcon 1». При обсуждении неудачи глава SpaceX Элон Маск отметил, что «полёт первой ступени с установленным новым «Merlin 1C», который будет использоваться на РН «Falcon 9», прошёл идеально.»[14] Двигатель использовался в четвёртом удачном полёте «Фалькон 1» 28 сентября 2008 года.[15]
Двигатель является модификацией «Merlin 1C» и устанавливался на вторую ступень ракет Falcon 9 v1.0. Для улучшения работы в вакууме имеет большую степень расширения сопла,[16] которое охлаждается переизлучением тепла. В вакууме двигатель имеет тягу 42 тс и удельный импульс 342 с[17]. 10 марта 2009 года SpaceX сообщила в пресс-выпуске об успешном испытании ЖРД «Merlin 1C Vacuum».
ЖРД Merlin 1D является модернизацией двигателя Merlin 1C. Устанавливается на первую ступень ракет Falcon 9 v1.1 и планируется к установке на первую ступень проектируемой ракеты-носителя Falcon Heavy. Тяга на уровне моря — 66,6 тс, в вакууме — 73,4 тс. Тяговооружённость чуть более 150. Масса двигателя 489 кг. Удельный импульс на уровне моря 282 с, в вакууме — 311 с[18]. Ресурс двигателя допускает неоднократное использование в случае возвращения и мягкой посадки первой ступени, предполагается — до сорока раз.[19] Важным отличием двигателя 1D от 1C является дросселирование в пределах 70-100% тяги. Дросселирование используется:
Первый запуск ракеты-носителя с двигателем Merlin 1D состоялся 29 сентября 2013 года[20]. По заявлению разработчиков двигателя, задел двигателя позволяет увеличить тягу на уровне моря c 666 до 730 кН[21].
Двигатель является модификацией Мерлин 1D и устанавливается на вторую ступень ракет Falcon 9 v1.1. В отличие от базовой модели, имеет степень расширения сопла 117 для улучшения работы в вакууме. Сопло охлаждается переизлучением тепла. Тяга двигателя в вакууме составляет 80 тс (801 кН), удельный импульс — 340 с[22] (по другим данным — 347с[23]). Время работы двигателя во время полёта — до 375 с[24]. Впервые был использован при запуске 29 сентября 2013 года.
Форсированная версия двигателя 1D. На начало 2015 года находится в стадии разработки. Повышено давление в камере сгорания за счёт использования переохлажденных топлива (до -7°C) и окислителя (до -207°C)[25][26][27][28]. Согласно сообщению Илона Маска, суммарная тяга 9 двигателей первой ступени Falcon 9 FT составляет 1,71 миллиона фунтов, что в пересчёте на один двигатель и в тонны-силы даёт 86,18 тс. Благодаря этому, а также дополнительному количеству топлива в версии ракеты FT, максимальная грузоподъёмность на НОО повысилась до 22,8 т в одноразовом и 15,8 т в многоразовом варианте. На геопереходную орбиту Falcon 9 FT сможет поднимать до 8,3 тонн в одноразовом или до 5,8 тонн в многоразовом варианте. Таким образом, Falcon 9 перешёл в класс тяжёлых ракет-носителей.
Модификация двигателя 1D+ для установки на вторую ступень ракет Falcon 9 FT. C 22 декабря 2015 года эксплуатируется.
| Использование | Falcon 1 (опытная) | Falcon 1 (усоверш.) | Falcon 1e, Falcon 9 v1.0 | Falcon 9 v1.0 | Falcon 9 v2.0 (не строилась) | Falcon 9 v1.1, Falcon 9 v1.1R | Falcon 9 v1.1, Falcon 9 v1.1R | Falcon 9 FT | Falcon 9 FT |
| Соотношение LOX / RP-1 | 2.17 | 2.17 | 2.17 | 2.17 | 2.17 | 2.34 | 2.36 | 2.36 | 2.38 |
| Тяга на уровне моря, кН | 330 | 355 | 354 | - | 555 | 666 | - | 845 [29] | - |
| Тяга в вакууме, кН | 376 | 401 | 408 | 420 | 628 | 734 | 801 | 914 [29] | 934 [30] |
| УИ на уровне моря, с | 253.7 | 264.5 | 267 | - | 275 | 282 | - | 286 | - |
| УИ в вакууме, с | 288.5 | 302.5 | 304.8 | 336 | 311 | 320 | 347 | 321 | 347 |
| Давление в камере сгорания, МПа | 5.39 | 6.08 | 6.14 | 6.14 | 6.77 | 9.72 | 9.72 | 10.8 | 10.8 |
| Степень расширения сопла | 14.5 | 16 | 16 | 117 | ? | 21.4 | 117 | 21.4 | 117 |
www.gpedia.com
| ЖРД «Мерлин 1D» SpaceX. | |
| ЖРД | |
| керосин | |
| жидкий кислород | |
| 1 | |
| США | |
| с 2006 года (версия 1A)с 2013 года (версия 1D) [1] | |
| «Фалькон 1», «» (1-я ступень)«Фалькон 9», «» «Фалькон Хэви» (все ступени) | |
| Мерлин:«1А»; «1В»; «1С»; «Вакуум 1С»; «1D»; «Вакуум 1D» | |
| SpaceX, США | |
| 450-490 кг [2] | |
| Вакуум: 741 кН [3]Ур.моря (текущ.): 654 кН [3]Ур.моря (ожид.): 730 кН [4]Вакуум (Merlin 1D Vacuum): 801 кН [3] | |
| Вакуум: 311 c [2]Ур.моря: 282 c[2]Вакуум (Merlin 1D Vacuum): 340 c [2] | |
| 180 c (Merlin 1D)375 c (Merlin 1D Vacuum) [3] | |
| 9.7 МПа (97 атм.)[2] | |
| Merlin 1D: 16 [2]Merlin 1D Vacuum: 117 [2] | |
| >165 [5] | |
| (смесь триэтилалюминия и триэтилбора)[2] | |
«Ме́рлин» (англ. Merlin) — жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) компании SpaceX (США). В качестве горючего используется пара керосин — кислород. Двигатель предполагается использовать повторно, после приземления первой ступени на космодром, или плавучую морскую платформу (ASDS).
Предназначен для использования на ракетах-носителях (РН) семейства «Фалькон». РН «Фалькон 9» использует этот двигатель на первой и второй ступенях, «Фалькон 1» использует один «Мерлин» на первой ступени, один из проектов SpaceX, — РН «» — должна использовать его также на первой ступени. В самом мощном проекте SpaceX — РН «Фалькон Хэви» — предполагается использование 27 двигателей Мерлин на всех ступенях.
ЖРД «Мерлин» — открытого цикла. В качестве горючего используется керосин, окислителем является жидкий кислород.
На двигателе «Мерлин» используются штифтовые форсунки. Такой тип форсунок впервые был применен в программе «Аполлон» НАСА на двигателе посадочной ступени лунного модуля, который являлся одним из наиболее критических сегментов этой программы. Компоненты топлива подаются через расположенный на одной оси турбонасос с двойной крыльчаткой. Насос также подаёт керосин под высоким давлением для гидравлической системы управления, который затем сбрасывается в канал низкого давления. Это исключает необходимость отдельной гидравлической системы для управления вектором тяги и гарантирует её функционирование в течение всего времени работы ЖРД «Мерлин».
На 2009 год производились три версии ЖРД «Мерлин». Двигатель для РН «Фалькон 1» использует для управления по крену перемещаемый выхлопной патрубок ТНА. ЖРД «Мерлин» в варианте для «Фалькон 9» практически идентичен по конструкции за исключением фиксированной системы выхлопа. «Мерлин» также используется на второй ступени ракеты-носителя. В этом случае двигатель снабжен соплом с бо́льшим коэффициентом расширения, которое оптимизировано для работы в вакууме, и имеет систему дросселирования в диапазоне 60-100 %.[6]
Исходная версия двигателя «Мерлин 1A» использовала дешёвую камеру и сопло с абляционным охлаждением. Углеродное волокно композиционного материала с внутренней поверхности постепенно уносится истекающим горячим газом в ходе работы двигателя, отводя тепло вместе с теряемым материалом. 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 полёта[7][8], второй раз 24 марта 2007 года, когда он отработал успешно. В обоих случаях двигатель использовался на «Фалькон 1».[9][10]
ЖРД «Мерлин 1В» — усовершенствованная версия, разрабатывавшаяся SpaceX для РН «Фалькон 1». Должен был иметь увеличенную до 39 тс тягу по сравнению с 35 тс у «Мерлина 1А». Мощность основной турбины увеличена с 1 490 кВт до 1 860 кВт. «Мерлин 1В» планировалось использовать на тяжёлой РН «Фалькон 9», которая должна была иметь девять таких двигателей на первой ступени. На основании неудачного опыта использования двигателя предыдущей модели, было решено не развивать дальше эту версию, а сосредоточить работу на регенеративно-охлаждаемом ЖРД «Мерлин 1С». Разработка прекращена.[9][10]
ЖРД «Мерлин 1C» использует регенеративно-охлаждаемое сопло и камеру сгорания, прошёл наземные испытания длительностью 170 с (время работы в полёте) в ноябре 2007 года.[11][12]
В случае использования на РН «Фалькон 1», «Мерлин 1C» имел тягу на уровне моря 35,4 тс и 40,8 тс в вакууме, удельный импульс в вакууме составляет 302,5 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 полёта «Фалькон 1».[13]
ЖРД «Мерлин 1C» был впервые использован для неудачного третьего полёта РН «Фалькон 1». При обсуждении неудачи глава SpaceX Элон Маск отметил, что «полёт первой ступени с установленным новым «Мерлин 1C», который будет использоваться на РН «Фалькон 9», прошёл идеально.»[14] Двигатель использовался в четвёртом удачном полёте «Фалькон 1» 28 сентября 2008 года.[15]
Двигатель является модификацией «Мерлин 1C» и устанавливался на вторую ступень ракет Falcon 9 v1.0. Для улучшения работы в вакууме имеет большую степень расширения сопла,[16] которое охлаждается переизлучением тепла. В вакууме двигатель имеет тягу 42 тс и удельный импульс 342 с[17]. 10 марта 2009 года SpaceX сообщила в пресс-выпуске об успешном испытании ЖРД «Мерлин 1C Вакуум».
ЖРД Мерлин 1D является модернизацией двигателя Мерлин 1C. Устанавливается на первую ступень ракет Falcon 9 v1.1 и планируется к установке на первую ступень проектируемой ракеты-носителя Falcon Heavy. Тяга на уровне моря — 66,6 тс, в вакууме — 73,4 тс. Тяговооружённость чуть более 150. Масса двигателя 489 кг. Удельный импульс на уровне моря 282 с, в вакууме — 311 с[18]. Ресурс двигателя допускает неоднократное использование в случае возвращения и мягкой посадки первой ступени, предполагается — до сорока раз.[19] Важным отличием двигателя 1D от 1C является дросселирование в пределах 70-100% тяги. Дросселирование используется:
Первый запуск ракеты-носителя с двигателем Merlin 1D состоялся 29 сентября 2013 года[20]. По заявлению разработчиков двигателя, задел двигателя позволяет увеличить тягу на уровне моря c 666 до 730 кН[21].
Двигатель является модификацией Мерлин 1D и устанавливается на вторую ступень ракет Falcon 9 v1.1. В отличие от базовой модели, имеет степень расширения сопла 117 для улучшения работы в вакууме. Сопло охлаждается переизлучением тепла. Тяга двигателя в вакууме составляет 80 тс (801 кН), удельный импульс — 340 с[22] (по другим данным — 347с[23]). Время работы двигателя во время полёта — до 375 с[24]. Впервые был использован при запуске 29 сентября 2013 года.
Форсированная версия двигателя 1D. На начало 2015 года находится в стадии разработки. Повышено давление в камере сгорания за счёт использования переохлажденных топлива (до -7°C) и окислителя (до -207°C)[25][26][27][28]. Согласно сообщению Илона Маска, суммарная тяга 9 двигателей первой ступени Фалькон 9 FT составляет 1,71 миллиона фунтов, что в пересчёте на один двигатель и в тонны-силы даёт 86,18 тс. Благодаря этому, а также дополнительному количеству топлива в версии ракеты FT, максимальная грузоподъёмность на НОО повысилась до 22,8 т в одноразовом и 15,8 т в многоразовом варианте. На геопереходную орбиту Фалькон 9 FT сможет поднимать до 8,3 тонн в одноразовом или до 5,8 тонн в многоразовом варианте. Таким образом, Фалькон 9 перешёл в класс тяжёлых ракет-носителей.
Модификация двигателя 1D+ для установки на вторую ступень ракет Falcon 9 FT. C 22 декабря 2015 года эксплуатируется.
| Использование | Фалькон 1 (опытная) | Фалькон 1 (усоверш.) | Фалькон 1e, Фалькон 9 v1.0 | Фалькон 9 v1.0 | Фалькон 9 v2.0 (не строилась) | Фалькон 9 v1.1, Фалькон 9 v1.1R | Фалькон 9 v1.1, Фалькон 9 v1.1R | Фалькон 9 FT | Фалькон 9 FT |
| Соотношение LOX / RP-1 | 2.17 | 2.17 | 2.17 | 2.17 | 2.17 | 2.34 | 2.36 | 2.36 | 2.38 |
| Тяга на уровне моря, кН | 330 | 355 | 354 | - | 555 | 666 | - | 845 [29] | - |
| Тяга в вакууме, кН | 376 | 401 | 408 | 420 | 628 | 734 | 801 | 914 [29] | 934 [30] |
| УИ на уровне моря, с | 253.7 | 264.5 | 267 | - | 275 | 282 | - | 286 | - |
| УИ в вакууме, с | 288.5 | 302.5 | 304.8 | 336 | 311 | 320 | 347 | 321 | 347 |
| Давление в камере сгорания, МПа | 5.39 | 6.08 | 6.14 | 6.14 | 6.77 | 9.72 | 9.72 | 10.8 | 10.8 |
| Степень расширения сопла | 14.5 | 16 | 16 | 117 | ? | 21.4 | 117 | 21.4 | 117 |
encyclopaedia.bid
Реферат на тему:
«Ме́рлин» (англ. Merlin) - жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) компании SpaceX, США. Предназначен для использования на ракетах семейства «Фалькон». РН «Фалькон 9» использует этот двигатель на первой и второй ступенях, «Фалькон 1» использует один «Мерлин» на первой ступени, один из проектов SpaceX - РН «Фалькон 1e» должна использовать его также на первой ступени. В самом мощном проекте SpaceX - РН «Фалькон Хэви» - предполагается использование 28-ми двигателей Мерлин на всех ступенях. ЖРД «Мерлин» открытого цикла. В качестве горючего используется керосин, окислителем является жидкий кислород. Двигатель предполагается использовать повторно после приводнения и спасения отработавшей ступени в море.
Штифтовая форсунка была использована впервые в программе «Аполлон» НАСА на двигателе посадочной ступени лунного модуля , который являлся одним из наиболее критических сегментов этой программы. Аналогичная используется в камере сгорания «Мерлина». Компоненты топлива подаются через расположенный на одной оси турбонасос с двойной крыльчаткой. Насос также подаёт керосин под высоким давлением для гидравлической системы управления, который 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».
На 2009 год производились три версии ЖРД «Мерлин». Двигатель для РН «Фалькон 1» использует для управлением по крену перемещаемый выхлопной патрубок ТНА. ЖРД «Мерлин» в варианте для «Фалькон 9» практически идентичен по конструкции за исключением фиксированной системы выхлопа. «Мерлин» также используется на второй ступени ракеты-носителя. В этом случае двигатель снабжен соплом с бо́льшим коэффициентом расширения, которое оптимизировано для работы в вакууме, и имеет диапазон дросселирования в диапазоне 60-100%.[2]
Исходная версия двигателя «Мерлин 1A» использовала дешёвую камеру и сопло с абляционным охлаждением. Углеродное волокно композиционного материала с внутренней поверхности постепенно уносится истекающим горячим газом в ходе работы двигателя, отводя тепло вместе с теряемым материалом. 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]
ЖРД «Мерлин 1В» - усовершенствованная версия, разрабатывавшаяся SpaceX для РН «Фалькон 1». Должен был иметь увеличенную до 39 тс тягу по сравнению с 35 тс у «Мерлина 1А». Мощность основной турбины увеличена с 1 490 кВт до 1 860 кВт. «Мерлин 1В» планировалось использовать на тяжелой РН «Фалькон 9», которая должна была иметь девять таких двигателей на первой ступени. На основании неудачного опыта использования двигателя предыдущей модели, было решено не развивать дальше эту версию, а сосредоточить работу на регенеративно-охлаждаемом ЖРД «Мерлин 1С». Разработка прекращена.[5][6]
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» имел тягу на уровне моря 35.4 тс и в вакууме 40.8 тс, удельный импульс в вакууме составляет 302.5 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]
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]
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.
wreferat.baza-referat.ru
