Перейти до вмісту

Merlin (ракетний двигун)

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
У Вікіпедії є статті про інші значення цього терміна: Мерлін (значення).
Merlin

Країна походження США США
Перший політ 2006
Проєктувальник США США, SpaceX
Виробник США США, SpaceX
Призначення 1, 2 ступені
Пов'язані РН Falcon 1
Falcon 1e
Falcon 9
Falcon Heavy
Статус використовується
Рідинний двигун
Паливо Рідкий кисень / Гас
Цикл відкритий
Продуктивність
Тяга у вакуумі
  • 1C: 480 кН;
  • 1D+: 914 кН;[1]
  • 1D+ Vacuum: 934 кН
Тяга на рівні моря
  • 1С: 420 кН;
  • 1D+: 845 кН
Відношення тяга-до-маси
  • 1С: 96;
  • 1D+: 180,1
Тиск камери
Питомий імпульс у вакуумі
  • 1C: 304 c;[2]
  • 1D+: 311 с,
    (3,05 км/с);
  • 1D+ Vacuum: 348 с
Питомий імпульс на рівні_моря
  • 1С: 275 c
    (2609 м/c);[2]
  • 1D+: 282 с, 2,77км/с
Тривалість роботи 1D+ Vacuum: 397 c
Розміри
Діаметр 1 250 мм
Суха маса
  • 1С: 640 кг;
  • 1D+: 470 кг
Використовується 1D+, 1D+ Vacuum

Merlin (укр. Мерлін) — рідинний ракетний двигун створений компанією SpaceX, США. Призначений для використання на ракетах сімейства Falcon.

Ракета-носій Falcon 9 використовує цей двигун на першому та другому ступенях, а Falcon 1 та Falcon 1e використовували один «Мерлін» на першому ступені. У найпотужнішій на поточний момент ракеті Falcon Heavy встановлено 28 двигунів Мерлін на усіх ступенях. Даний двигун є двигуном відкритого циклу. Як пальне використовує гас, окисником є рідкий кисень. Двигуни, як і весь перший ступінь ракети Falcon 9 Block 5, можуть бути використані багато разів.

Штировий інжектор був використаний вперше в програмі «Аполлон» НАСА на двигуні посадкового ступеня місячного модуля, який був одним з найбільш критичних сегментів цієї програми. Аналогічний використовується в камері згоряння «Мерліна». Компоненти палива подаються крізь розташований на одній осі турбонасос з подвійною крильчаткою. Насос також подає гас під високим тиском для гідравлічної системи керування, який потім скидається в канал низького тиску. Це виключає необхідність окремої гідравлічної системи для керування вектором тяги і гарантує її функціонування протягом усього часу роботи двигуна.

Варіанти двигуна

[ред. | ред. код]

Станом на 2009 рік виготовлялись три версії рідинного ракетного двигуна «Мерлін». Двигун для ракети-носія «Фалькон 1» використовує для керування по крену переміщуваний вихлопний патрубок турбонасосного агрегату. рідинний ракетний двигун «Мерлін» у варіанті для «Фалькон 9» практично ідентичний конструктивно, за винятком фіксованої системи вихлопу. «Мерлін» також використовується у другому ступені ракети-носія. У цьому випадку двигун має сопло з великим коефіцієнтом розширення, яке оптимізоване для роботи у вакуумі, і має діапазон дроселювання в діапазоні 60-100%.[3]

Merlin 1A

[ред. | ред. код]

Початкова версія двигуна «Мерлін 1A» використовувала дешеву камеру та сопло з абляційним охолодженням. Вуглецеве волокно композиційного матеріалу з внутрішньої поверхні поступово згорає під впливом гарячого газу під час роботи двигуна, відводячи тепло разом з втраченим матеріалом. Цей тип двигуна використовувався двічі: вперше 24 березня 2006, коли у двигуні стався витік палива, що призвело до аварії незабаром після початку польоту[4][5], другий раз 24 березня 2007 року, коли він відпрацював успішно. В обох випадках двигун використовувався на «Фалькон 1».[6][7]

Merlin 1B

[ред. | ред. код]

Рідинний ракетний двигун «Мерлін 1В» — вдосконалена версія, що розроблялася SpaceX для ракети-носія «Фалькон 1». Тяга мала бути збільшеною до 39 тс порівняно з 35 тс у «Мерліна 1А». Потужність основної турбіни мала бути збільшена з 1 490 кВт до 1 860 кВт. «Мерлін 1В» планувалося використовувати у важкій ракеті-носії «Фалькон 9», яка мала би дев'ять таких двигунів у першому ступені. На підставі невдалого досвіду використання двигуна попередньої моделі, було вирішено не розвивати далі цю версію, а зосередити роботу на регенеративно-охолоджуваному рідинному ракетному двигуні «Мерлін 1С». Розробка припинена.[6][7]

Merlin 1C

[ред. | ред. код]

Рідинний ракетний двигун «Мерлін 1C» використовує регенеративно охолоджуване сопло й камеру згоряння, пройшов наземні випробування тривалістю 170 с (час роботи в польоті) в листопаді 2007 року.[8][9]

У разі використання в ракеті-носії «Фалькон 1», «Мерлін 1C» мав тягу на рівні моря 35,4 тс та у вакуумі 40,8 тс, питомий імпульс у вакуумі становить 302,5 с. Споживання компонентів палива цим двигуном становить 136 кг/с. Один двигун «Мерлін 1C» випробувався 27 хв, що вдесятеро перевищує час роботи двигуна під час польоту ракети-носія «Фалькон 1».[10]

Рідинний ракетний двигун «Мерлін 1C» був вперше використаний для невдалого третього польоту ракети-носія «Фалькон 1». При обговоренні невдачі глава SpaceX Ілон Маск зазначив, що «політ першого ступеня з встановленим новим „Мерлін 1C“, який буде використовуватися на РН „Фалькон 9“, пройшов ідеально.»[11] Двигун використовувався в четвертому вдалому польоті «Фалькон 1» 28 вересня 2008 року.[12]

Мерлін Вакуум

[ред. | ред. код]

10 березня 2009 SpaceX інформувала в пресрелізі про успішне випробування рідинного ракетного двигуна «Мерлін Вакуум». Двигун базується на «Мерлін 1C», але має великий ступінь розширення сопла для оптимізації роботи у вакуумі[2], яке охолоджується перевипроміненням тепла. Тяга двигуна в вакуумі становить 42 тс та питомий імпульс 342 с.[13]

Див. також

[ред. | ред. код]

Примітки

[ред. | ред. код]
  1. ↑ Falcon 9. spacex.com. Архів оригіналу за 9 грудня 2015. Процитовано 6 вересня 2017. [Архівовано 1 травня 2013 у Wayback Machine.]
  2. ↑ а б в г LOW-COST LAUNCH OPPORTUNITIES PROVIDED BY THE FALCON FAMILY OF LAUNCH VEHICLES (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 15 березня 2012. Процитовано 18 вересня 2012.
  3. ↑ Aaron Dinardi; Peter Capozzoli; Gwynne Shotwell (1 жовтня 2008). Low-cost Launch Opportunities Provided by the Falcon Family of Launch Vehicles (pdf). Архів (PDF) оригіналу за 30 березня 2012. Процитовано 18 вересня 2012.
  4. ↑ Falcon 1 Failure Traced to a Busted Nut. Space.com. 19 липня 2006. Архів оригіналу за 4 червня 2010. Процитовано 18 вересня 2012.
  5. ↑ Demo flight two update. Space.com. 19, January 2007. Архів оригіналу за 27 липня 2013. Процитовано 18 вересня 2012. [Архівовано 2013-07-27 у Wayback Machine.]
  6. ↑ а б SpaceX Completes Development of Rocket Engine for Falcon 1 and 9. Wired Science. 12 листопада 2007. Архів оригіналу за 30 березня 2012. Процитовано 28 лютого 2008.
  7. ↑ а б SpaceX has magical goals for Falcon 9. Nasa Spaceflight. 5 серпня 2006. Архів оригіналу за 25 вересня 2006. Процитовано 28 лютого 2008.
  8. ↑ SpaceX Completes Development of Merlin Regeneratively Cooled Rocket Engine. Business Wire. Архів оригіналу за 30 березня 2012. Процитовано 18 вересня 2012. [Архівовано 2008-01-03 у Wayback Machine.]
  9. ↑ SPACEX COMPLETES DEVELOPMENT OF MERLIN REGENERATIVELY COOLED ROCKET ENGINE. SpaceX. Архів оригіналу за 30 березня 2012. Процитовано 12 березня 2009. [Архівовано 2012-03-05 у Wayback Machine.]
  10. ↑ SpaceX Completes Qualification Testing of Merlin Regeneratively Cooled Engine for Falcon 1 Rocket. SpaceX. 25 лютого 2008. Архів оригіналу за 30 березня 2012. Процитовано 18 вересня 2012. [Архівовано 2012-03-05 у Wayback Machine.]
  11. ↑ Bergin, Chris; Davis, Matt. SpaceX Falcon I fails during first stage flight. Архів оригіналу за 11 серпня 2008. Процитовано 18 вересня 2012.
  12. ↑ Ray, Justin (28 вересня 2008). Mission Status Center (English) . Spaceflight Now. Архів оригіналу за 30 березня 2012. Процитовано 28 вересня 2008.
  13. ↑ SpaceX Falcon 9 upper stage engine successfully completes full mission duration firing (English) . SpaceX. 10 березня 1009. Архів оригіналу за 30 березня 2012. Процитовано 12 березня 2009. [Архівовано 2012-03-06 у Wayback Machine.]

Посилання

[ред. | ред. код]
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Merlin_(ракетний_двигун)&oldid=46220159