LE-5火箭发动机

生活百科 2023-01-26 10:45生活百科www.aizhengw.cn

LE-5火箭发动机

LE-5火箭发动机及其派生型号都是日本设计製造的用于H1和H2火箭上面级推进的。是以液氢液氧为推进剂。最初由三菱重工设计製造。发动机尺寸和推力都很小。发动机採用火花点火因而能多次启动,能最多点火16次,工作40余分钟。而用于H2火箭通常是点火一次工作9分钟后抛弃。而发射地球静止轨道任务,则在火箭成功停泊低地球轨道后发动机二次点火将酬载送到静止轨道。

基本介绍

  • 中文名LE-5火箭发动机
  • 用于H1和H2火箭
  • 推进剂液氢液氧
  • 研製单位三菱重工

工作原理

发动机尺寸和推力都很小。发动机採用火花点火因而能多次启动,能最多点火16次,工作40余分钟。而用于H2火箭通常是点火一次工作9分钟后抛弃。而发射地球静止轨道任务,则在火箭成功停泊低地球轨道后发动机二次点火将载荷送到静止轨道。

LE-5

LE-5原是用于H1火箭第三级,採用常规的燃气发生器循环。

LE-5A

LE-5A是LE-5经过大部分的重新设计而得的新型号发动机,用于H2火箭的第二级。其中主要改变是将工作循环从燃气发生器循环改为膨胀排放循环,LE-5A也成为第一个採用此循环的发动机。液氢通过管道流经发动机喷管和燃烧室外壁,受热极度膨胀产生驱动推进剂涡轮泵的压力。

LE-5B

LE-5B是LE-5A更深化改进版。变化主要在降低发动机成本,增加可靠性。由于结构的简化造成比沖降低至447秒,是三个型号中最低的。但推力却是最高的,造价也最低。5B对于5A变化最大的是膨胀排放循环中液氢管线只流经燃烧室而不经过喷管。燃烧室及其冷却管道的製作材料也更着重于增强热传递的效率。

多级火箭

多级火箭是一种使用了两节或更多节的火箭,每级火箭皆搭载了自有的火箭发动机及推进剂。堆叠分节的方式将一节装载在数节之上;平行分节的方式则将一节装载在其它节的旁边。使得二或更多个火箭互相堆叠或放置于其它火箭的旁边"。结合起来的火箭称为运载火箭。两节式火箭相当常见,但最多也曾有五节式火箭成功发射。
火箭的重量因抛弃烧完推进剂的分节而减少。这样的分节技术使剩余分节的推力能更轻易地加速火箭至最终速度与高度。
在堆叠分节方式中,第一级火箭放在最下面而且通常是最大的,第二节装载其上且通常是第二大。其余部位则置于更上面。在平行分节方式中,固态火箭推进器或液态火箭推进器被用来升空。它们有时候会被称为“第0节”。在一般情况下,第一节及推进发动机点火向上推进整个火箭。当推进器用光燃料,就从火箭上分离(通常藉由一点炸药)并掉落。第一节接着点火完成程式也接着分离。接下来位于火箭底部的第二级火箭跟着点火。这个程式不断重複直到一节的发动机燃烧完毕。,印度的地球同步卫星运载火箭第一级採用固体火箭推进时间100秒,而助推器採用4枚液体火箭推进时间160秒,也即助推火箭携带已经关机的一级火箭的结构重量继续推进1分钟时间。
太空梭有两个大型固体助推器而非单级入轨火箭(SSTO)。

三菱重工业

三菱重工业株式会社(简称三菱重工MHI)是日本综合机械製造商,也是日本最大的国防工业承包商,为三菱集团的旗舰企业之一。其业务範围相当广泛,涵盖交通运输、船舶、航空太空、铁路车辆、武器、军事装备、电动马达、发动机、能源、空调设备等各种机械机器设备之生产製造。

地球静止轨道

地球静止轨道(或称地球赤道同步轨道,英语geostationary orbit,简写GEO)是指地球赤道面上方35,786km的圆形轨道,该轨道上太空飞行器的运行方向和地球自转方向一致。在地球静止轨道上的太空飞行器绕地球运行一周的时间和地球自转周期(一恆星日)相同,,在地面观测者看来,这样的太空飞行器是在天空固定不动的。通信卫星和气象卫星一般运行在静止轨道,地面站天线只要对準卫星的定点位置就可以通讯,而不用转动天线。利用这个特点,把携带有可见光和近红外光感测器的海洋卫星发射到静止轨道上,这样就可以监测海洋环境的细微变化,比如GOCI卫星。
地球静止轨道是地球同步轨道的一个特例,二者之间有一些区别,地球同步轨道上的卫星每天在同样的时间通过地球上的同一个点,而地球静止轨道上的卫星一直固定在定点位置不动。
第一个提出把地球同步卫星用于通信的人是赫尔曼·波托西尼克,他于1928年提出了这个构想(但并没有广为人知)。George O. Smith在系列科幻小说Venus Equilateral的第一个故事中提到了地球静止轨道,这是静止轨道第一次出现在大众文学作品中,但Smith并没有进行深入的探讨。1945年,英国着名科幻作家亚瑟·C·克拉克在无线世界发表了一篇题为“Extra-Terrestrial Relays – Can Rocket Stations Give Worldwide Radio Coverage?”的文章,对地球静止轨道的原理进行了详细解释,这也使得地球静止轨道这个概念广泛传播。克拉克承认,他引入的地球静止轨道概念和Smith的The Complete Venus Equilateral有联繫。克拉克第一个阐明了静止轨道对于广播和中继通讯卫星的作用。所以,有时候地球静止轨道也被称为克拉克轨道。相应的,海平面以上大约35,786km的地方有一片区域被称为克拉克带,它位于赤道平面内,可作为类静止轨道来使用。,克拉克轨道的周长大约是265,000km。

机型参数

LE-5 各型参数
LE-5 型号
(单位)
LE-5
LE-5A
LE-5B
工作循环
-
燃气发生器循环
开式/部分膨胀排放循环
(喷管/燃烧室)
开式/部分膨胀排放循环
(燃烧室)
额定推力

10.29
12.15
13.72
混合比
氧化剂:燃料
5.5
5
5
膨胀比
-
140
130
110
比沖 (Isp)

450
452
447
室压
MPa (PSI)
3.65 (529)
3.98 (577)
3.58 (519)
液氢泵转速
rpm
50,000
51,000
52,000
液氧泵转速
rpm
16,000
17,000
18,000
高度
m
2.68
2.69
2.79
重量
kg
255
248
285
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