ЛЭ-5 - LE-5

ЛЭ-5

В ЛЭ-5 жидкостная ракета двигатель и его производные модели были разработаны в Японии, чтобы удовлетворить потребность в верхняя ступень двигательная установка для ЗДРАВСТВУЙ и H-II серия ракет-носителей. Это двухкомпонентное топливо дизайн, используя LH2 и LOX. Первичные проектные и производственные работы выполнялись Mitsubishi Heavy Industries. Что касается жидкостных ракет, это довольно небольшой двигатель как по размеру, так и по выходной тяге, он находится в классе тяги 89 кН (20 000 фунтов силы), а более поздние модели - в классе тяги 130 кН (30 000 фунтов силы). Двигатель допускает многократный перезапуск из-за Искра зажигания система в отличие от одноразового использования пиротехнический или же гиперголичный воспламенители, обычно используемые на некоторых современных двигателях. Несмотря на то, что он рассчитан на 16 пусков и время работы 40+, на H-II двигатель считается расходным материалом, используется для одного полета и выбрасывается. Иногда он запускается только один раз за девять минут, но в миссиях на GTO двигатель часто запускается второй раз, чтобы вывести полезную нагрузку на более высокую орбиту после временного низкая околоземная орбита был установлен.

Первоначальный LE-5 был построен как двигатель второй ступени для ракеты-носителя H-I. Использовался довольно обычный цикл газогенератора.

ЛЭ-5А

LE-5A была сильно переработанной версией LE-5, предназначенной для использования на второй ступени новой ракеты-носителя H-II. Основное отличие состоит в том, что работа двигателя была переключена с газогенератора на цикл выпуска воздуха из расширителя. ЛЭ-5А стал первым двигателем с отводным циклом детандера, введенным в эксплуатацию. Криогенный жидкое водородное топливо для цикла всасывается через трубы и каналы как в сопле двигателя, так и в камере сгорания, где водород невероятно нагревается, одновременно охлаждая эти компоненты. Нагревание первоначально холодного топлива вызывает значительное повышение давления в нем, и оно используется для привода турбины топливных насосов.

ЛЭ-5Б

LE-5B был дальнейшим изменением версии LE-5A. Изменения были направлены на снижение удельной стоимости двигателя при продолжении повышения надежности. Модификации были направлены на упрощение и удешевление производства, где это было возможно, за счет фактического снижения удельного импульса до 447 секунд, самого низкого значения из всех трех моделей. Однако он давал самую высокую тягу из трех и был значительно дешевле. Основное отличие от модели 5A состояло в том, что в расширительной системе отвода топлива 5B топливо циркулировало только вокруг камеры сгорания, в отличие от камеры и сопла в 5A. Изменения в охлаждающих каналах камеры сгорания и составляющих материалах были сделаны с особым упором на эффективную теплопередачу, чтобы этот метод был успешным.

ЛЭ-5Б-2

После полета F5 из H-IIA 28 марта 2003 г. возникла сильная (но не повреждающая) вибрация РБ при стрельбе ЛЭ-5Б, начались работы по модернизированной версии ЛЭ-5Б. Модернизированный двигатель, получивший название ЛЭ-5Б-2, впервые взлетел на H-IIB 10 сентября 2009 г. Основными исправлениями были добавление пластин ламинаризации потока в коллектор детандера, новый смеситель газообразного и жидкого водорода в линии подачи водорода и новая пластина инжектора с 306 коаксиальными инжекторами меньшего размера (по сравнению со 180 в LE- 5Б). Видеть Краткое описание разработки LE-5B-2 (на японском языке).В результате модернизации вдвое уменьшилась вибрация верхней ступени.

ЛЭ-5Б-3

Для нового H3 ракета-носитель, ветеранский дизайн ЛЭ-5Б был вновь пересмотрен. Чтобы соответствовать требованиям H3 и гарантировать стабильную поставку деталей в течение всего срока службы H3, необходимо было повысить производительность и снизить затраты, при этом риск разработки был минимальным. Устаревшие детали, которые становилось все труднее приобретать, такие как электроника в контроллере двигателя, должны были быть заменены современными компонентами, которые можно было надежно закупать на долгие годы, и метод производства камеры сгорания также должен был быть обновлен по тем же причинам. Турбонасос жидкого водорода и сопло турбины должны были быть обновлены для увеличения продолжительности работы H3, а производительность турбонасоса жидкого кислорода и топливного смесителя должна была быть улучшена.

Первый образец обновленной конструкции был испытан в марте 2017 года. В настоящее время продолжается сертификация двигателя для полетов на ракете H3.^[1]

Характеристики

**Характеристики модели LE-5**
Модель LE-5	(единицы)	ЛЭ-5	ЛЭ-5А	ЛЭ-5Б	ЛЭ-5Б-2
Рабочий цикл	-	Генератор газа	Expander Bleed (Сопло / камера)	Expander Bleed (Камера)	Expander Bleed (Камера)
Номинальная тяга	кН (фунты)	102.9 (23,100)	121.5 (27,300)	137.2 (30,800)	144.9 (32,500)
Соотношение смеси	Окислитель в топливо	5.5	5	5	5
Коэффициент расширения	-	140	130	110	110
Удельный импульс (Isp)	Секунды	450	452	447	447
Давление в камере	МПа (PSI)	3.65 (529)	3.98 (577)	3.58 (519)	3.78 (548)
LH2 Скорость вращения	об / мин	50,000	51,000	52,000	53,504
Скорость вращения LOX	об / мин	16,000	17,000	18,000	18,560
Длина	м (футы)	2.68 (8.84)	2.69 (8.88)	2.79 (9.21)	2.79 (9.21)
Масса	кг (фунты)	255 (562)	248 (547)	285 (628)	290 (639)
Дроссельная заслонка?		нет	нет	да	да
вплоть до		Нет данных	Нет данных	60%, 30%, 3%*	60%, 30%, 3%*

. * = только давление напора резервуара

Смотрите также

внешняя ссылка

[1] ttps://www.mhi.co.jp/technology/review/pdf/e544/e544032.pdf

[1]