Звезда (ступень ракеты) - Star (rocket stage)

В Звезда это семья нас твердотопливная ракета двигатели, используемые во многих космических силовых установках и ракетах-носителях этапы. Они используются почти исключительно в качестве верхней ступени, часто как апогей удар двигателя.

Звезда 24

В Звезда 24 (ТЭ-М-640) твердое топливо апогей удар двигателя, впервые прошла квалификацию в 1973 году.[1] Он сжигает 86% твердых веществ. полибутадиен с концевыми карбоксильными группами (CTPB) топливо.[1][2]

Семейство Тиокол ​​Стар-24[1]
Имя (Тиокол ​​#)Масса (кг)Реквизит. масса фракт.Реквизит.КожухТолкать, Vac. (кН)Imp.Ожог (ы)Диам. (м)Длина (м)Замечание
ОбщийПустойРеквизит.Спец., Язр (s)Tot. (кНс)
Звезда-24 (ТЭ-М-640)218.218.33199.90.92ТвердыйТитан?282.9560.529.60.621.03
Стар-24С (ТЭ-М-640-4)239.319.73219.50.92ТвердыйТитан?282.3613.928.00.621.07

Звезда 27

Звезда 27
Star-27.jpg
Пиковый мотор Star-27 с насадкой для IBEX
Страна происхожденияСоединенные Штаты
Двигатель твердотопливный

В Звезда 27 представляет собой твердый апогейный ударный двигатель, где 27 представляет собой приблизительный диаметр ступени в дюймах.[3] Оно горит HTPB топливо со средней скоростью эрозии 0,0011 дюйма в секунду.[4][3] При использовании на ракетах воздушного запуска Pegasus полезные нагрузки способны покидать околоземную орбиту.[3]

Версия Star 27, обозначенная Star 27H,[5] использовался при запуске Космический аппарат IBEX.[6] Сам по себе космический корабль имел массу 105 кг, а вместе с двигателем Star 27 - 462 кг.[6] Star 27H помогла ему выйти на более высокую орбиту за пределами магнитосферы Земли.[6]

Звезда 37

Звезда-37
Ракетный двигатель TE-M-364 USAF.jpg
TE-M-364
Страна происхожденияСоединенные Штаты
Дата1963-настоящее время
ЗаявлениеВерхняя ступень /Космический корабль движение
ПредшественникЗвезда 27
ПреемникЗвезда 48
Положение делАктивный
Двигатель твердотопливный
Конфигурация
Камера1
Спектакль
Тяга (вакуум)33,600 кН (7,554 фунт-силы)
язр (Vac.)(161 512 Н • с / кг)
Размеры
Длина2,27 м (7,44 футов)
Диаметр0,66 м (2,16 футов)
Сухой вес113 кг (249 фунтов)
Используется в
Тор (ракетное семейство), Дельта (ракетное семейство), разгонный блок

В Звезда 37 впервые использовался как двигатель для Тор-Горелка разгонная ступень в 1965 году. Burner I использовал двигатель Thiokol FW-4 (TE 364-1), а Burner 2 использовал двигатель Thiokol (TE-M-364-2).[7]

Обозначение «-37» относится к приблизительному диаметру топливного корпуса в дюймах; Thiokol также производил другие двигатели, такие как Star-40 и Звезда 48. Внутреннее обозначение Thiokol было TE-M-364 для ранних версий, TE-M-714 для более поздних версий и TE-M-783 для специальных HTPB модель, используемая для запусков FLTSATCOM.

Подтипам присваивается один или несколько буквенных суффиксов после номера диаметра или конечное число (т. Е. «-2») после внутреннего обозначения. Неудивительно, что префикс «Т» означает «Тиокол», а следующая буква относится к подразделению компании, разработавшему ракетный двигатель. В данном случае «M» относится к подразделению Magna, UT. «E» относится к подразделению Elkton, MD.

Ракетный двигатель Star 37FM был разработан и квалифицирован для использования в качестве апогейного двигателя на FLTSATCOM. Двигатель является заменой модели Star 37E Delta, производство которой прекращено. Узел сопла использует трехмерное горловину углерод-углерод и выходной конус углерод-фенол. Максимальный вес пороха составляет 2350 фунтов, в то время как двигатель был аттестован для выгрузки пороха до 2257 фунтов.

Ракетный двигатель Star 37XFP был признан двигателем для вывода на орбиту спутника глобального позиционирования (GPS) Rockwell International (ныне Boeing) и двигателем апогея для спутника RCA SATCOM в Ku-диапазоне. Двигатель Star 37XFP может использоваться в качестве замены двигателя Star 37F, производство которого прекращено.

Версия Star 37 со стабилизированным вращением или вектором тяги используется в качестве заключительного этапа Минотавр V ракета-носитель.[8][9]

В Вояджер 1 & 2 силовых модуля использовали двигатели Star 37E.

Семейство Тиокол ​​Стар-37
Имя (Тиокол ​​#)Масса (кг)Реквизит. масса фракт.Реквизит.КожухТолкать, Vac. (кН)Imp.Ожог (ы)Диам. (м)Длина (м)Замечание
ОбщийПустойРеквизит.Спец., Язр (s)Tot. (кНс)
Звезда-37 (ТЭ-М-364-1)621.262.7558.40.899Твердый?43.50260.01584.46420.930.80
Звезда-37Б (ТЭ-М-364-2)718.464.7653.70.910Твердый??291.01858.91?0.93?
Звезда-37С (ТЭ-М-364-18)1047.582.8964.70.921Твердый??285.52707.19?0.93?
Звезда-37Д (ТЭ-М-364-3)718.464.7653.70.910Твердый??266.01858.91?0.93?
Звезда-37Э (ТЭ-М-364-4)1122.783.11039.60.926Твердый??283.62910.03?0.93?Снято с производства
Звезда-37Ф (ТЭ-М-364-19)934.167.3866.80.928Твердый??286.02444.46?0.93?Снято с производства
Звезда-37ФМ (ТЭ-М-783)1147.481.51065.90.929HTPBТитан47.26289.83051.35630.931.69Разработан и квалифицирован для использования в качестве апогейного двигателя на FLTSATCOM.
Звезда-37Г (ТЭ-М-364-11)1152.486.41065.90.925Твердый??289.92988.36?0.93?
Звезда-37Н (ТЭ-М-364-14)622.963.5559.30.898Твердый??290.01590.24?0.93?
Звезда-37С (ТЭ-М-364-15)711.453.4658.00.925Твердый??287.31872.43?0.93?
Star-37X (ТЭ-М-714-1)1150.082.81067.20.928ТвердыйТитан51.10295.63047.69600.93?
Star-37XE (ТЭ-М-714-4)????ТвердыйТитан????0.93?
Star-37XF (TE-M-714-6)953.267.7885.40.929ТвердыйТитан?290.02542.03?0.93?
Star-37XF (TE-M-714-8)882.567.1815.40.924ТвердыйТитан?291.12342.74?0.93?
Star-37XFP (TE-M-714-17 / 18)955.371.7883.60.925HTPBТитан38.03290.02537.49670.931.50Квалифицирован как двигатель вывода на орбиту для спутника глобального позиционирования (GPS) Boeing и как двигатель апогея для спутника RCA SATCOM Ku-Band.
Звезда-37У (ТЭ-М-714-2)1152.180.61071.40.930ТвердыйТитан?297.03118.20?0.93?

Звезда 48

Звезда 48
Ракета ПАМ-Д stage.jpg
Ракетный двигатель Star-48B
Страна происхожденияСоединенные Штаты
Дата1982-настоящее время
ПроизводительТиокол
ПредшественникЗвезда 37
Двигатель твердотопливный
Основная статья: Звезда 48

В Звезда 48 это тип твердотопливная ракета мотор разработан в основном Thiokol Propulsion, который был куплен Орбитальный АТК в 2001.[10] В 2018 году Orbital ATK в свою очередь была приобретена Northrop Grumman.

Обозначение «48» относится к приблизительному диаметру топливного кожуха в дюймах; Thiokol также производил другие двигатели, такие как Звезда 37 и Star 30. Внутреннее обозначение Thiokol было TE-M-711 для ранних версий и TE-M-799 для более поздних. Подтипам присваивается один или несколько буквенных суффиксов после номера диаметра или конечное число (т. Е. «-2») после внутреннего обозначения. Префикс «T» означает Thiokol, а следующая буква относится к подразделению компании, которое разработало ракетный двигатель. В этом случае «E» обозначает подразделение Elkton, MD, а «M» обозначает двигатель.

Чаще всего Star 48 использовался на заключительном этапе Дельта II ракеты-носители. Другие пусковые установки также имеют двигатель, но с меньшей частотой. При таком использовании завершенная стадия (двигатель плюс аксессуары) называется Модуль поддержки полезной нагрузки (PAM), поскольку шаттл мог принимать только спутники низкая околоземная орбита. Потому что геостационарный Орбита намного прибыльнее, дополнительный этап понадобился для заключительного этапа путешествия. В таких миссиях сцена спин-стабилизированный. Поворотный стол, установленный в отсеке для полезной нагрузки шаттла или на предыдущей ступени Delta, раскручивал PAM и полезную нагрузку примерно до 60 об / мин перед выпуском.

Обычно после выхода из строя двигателя и непосредственно перед запуском спутника вращение отменяется с помощью йо-йо де-спин техника.

Не вращающийся, вектор тяги Версия Star 48 доступна («Star 48BV»), но встречается гораздо реже. Звезда 48 с вектором тяги - заключительный этап Минотавр IV + ракета-носитель.

Мотор Star 48, используемый на 3-й ступени Новые горизонты зонд был первой частью миссии New Horizons, которая достигла Юпитер, пересечение Плутон Орбита России в 2015 году на удалении 200 миллионов километров.[11]

Звезда 48 Модуль поддержки полезной нагрузки который использовался для запуска Спутник GPS в 1993 году потерпел крушение в пустыне Саудовской Аравии в январе 2001 года после того, как его орбита вышла из строя. Устройство не сгорело при входе в атмосферу и было точно идентифицировано на земле.[12]

В 2013 году Star 48GXV прошел испытания на Солнечный зонд Parker миссия в качестве разгонного блока на Атлас V 551 автомобиль,[13] но разработка была отменена, в пользу Дельта IV Тяжелый / Звезда 48BV комбинация.[14]

Связанная разработка

Верхние ступени горелки

В Горелка и Горелка 2 ракета этапы были использованы в качестве верхних ступеней ракеты-носители такой как Тор и Дельта с 1965 года. Burner II - разгонный блок ракеты-носителя, разработанный компанией Boeing для подразделения космических систем ВВС. Это был первый твердотопливный разгонный блок с возможностью полного управления и наведения, разработанный для общего космического применения.

В марте 1964 г. Программа оборонных метеорологических спутников ведомство одобрило планы по разработке более мощной ракеты-носителя Thor Burner 2. В горелке 2 использовался двигатель Thiokol Star 37B (TE-M-364-2). Star 37, от которого произошла Star 37B, первоначально была разработана, чтобы служить в качестве ретро-ракеты лунного посадочного модуля Surveyor. Star 37B весила 718 кг с снаряжением и развивала тягу около 4,59 тонны за 42 секунды. Ступень Burner 2 была оснащена 3-осевым управлением Boeing, что позволяло ей двигаться накатом без стабилизации вращения после отделения от Thor.[15]

Burner II - разгонный блок, разработанный компанией Boeing для подразделения космических систем ВВС США. Это был первый твердотопливный разгонный блок с возможностью полного управления и наведения, разработанный для общего космического применения. Burner II был разработан для использования с ускорителем Thor, но был легко адаптирован для использования на полном диапазоне стандартных ракет-носителей. Его основная задача заключалась в выводе на орбиту полезных нагрузок малого и среднего размера. Двигатель Burner II, система наведения и система управления реакцией были интегрированы для обеспечения стабильности положения и точного управления скоростью полета и скоростью выгорания для орбитальных вылетов и аварийных миссий. Boeing поставил 8 летательных аппаратов по своему первоначальному контракту. По условиям последующего контракта было построено 6 дополнительных летных моделей.

В дополнение к использованию на ракетах семейства Delta, ступени Burner 2 / Star 37 использовались на обоих Атлас и Титан ракеты.[16]

Ракетная ступень на твердом топливе. Снаряженная / пустая масса 774/116 кг. Тяга 43,55 кН. Удельный импульс вакуума 285 сек. Твердотопливный двигатель Тиокол. 43,5 кН. Суммарный импульс 161 512 кгс. Массовая доля топлива двигателя 0,899. Isp = 260с. Первый полет 1963 г. Тяга (sl): 33,600 кН (7,554 фунт-силы). Тяга (сл): 3428 кгс.

Полная масса: 621 кг (1369 фунтов). Масса без топлива: 63 кг (138 фунтов). Высота: 0,84 м (2,75 фута). Диаметр: 0,66 м (2,16 фута). Тяга: 43,50 кН (9,779 фунт-силы). Удельный импульс: 260 с. Удельный импульс на уровне моря: 220 с. Время горения: 42 с. Номер: 180

Рекомендации

  1. ^ а б c Каталог силовых установок Orbital ATK (октябрь 2016 г.) - стр. 84-85
  2. ^ К. Э. Карр II и Д. У. Уолструм - Твердотопливный ракетный двигатель для малых спутников, представленный на третьей ежегодной конференции AIAA / Университета штата Юта по малым спутникам, Университет штата Юта, Логан, Юта (26-28 сентября 1989 г.) - стр.
  3. ^ а б c Дэвид Дарлинг (2003). Полная книга космических полетов: от Аполлона-1 до невесомости. Вайли. стр.317 –318. ISBN  978-0-471-46771-7.
  4. ^ Джордж П. Саттон; Оскар Библарц (2011). Элементы силовой установки ракеты. Вайли. п. 592. ISBN  978-1-118-17461-6.
  5. ^ "Les lanceurs Pegasus". www.capcomespace.net. Получено 2017-02-12.
  6. ^ а б c IBEX
  7. ^ http://www.globalsecurity.org/space/systems/thor.htm Глобальная безопасность
  8. ^ «Minotaur V компании Orbital запускает миссию LADEE на Луну | NASASpaceFlight.com». www.nasaspaceflight.com. Получено 2017-02-12.
  9. ^ Кайл, Эд. "Отчет о космическом запуске ... Лист данных Минотавра". www.spacelaunchreport.com. Получено 2017-02-12.
  10. ^ Каталог продукции для космических двигателей ATK (PDF). АТК. 2012. С. 99 и далее.. Получено 2013-06-06.
  11. ^ Заброшенный ракета-носитель, который пробьет зонд Плутона до Юпитера
  12. ^ «Падение мусора PAM-D в Саудовской Аравии» (PDF). Ежеквартальные новости орбитального мусора. НАСА Космический центр Джонсона. 6 (2): 1 апреля 2001 г.
  13. ^ ATK и NASA успешно продемонстрировали новый ракетный двигатель для миссии Solar Probe Plus
  14. ^ "Орбитальный АТК дополнит ракету ULA для запуска солнечного зонда НАСА". ExecutiveBiz. Получено 2017-02-12.
  15. ^ http://www.spacelaunchreport.com/thorh6.html Тор H6, Отчет о космическом запуске
  16. ^ "Звезда 37". Энциклопедия Astronautica. Архивировано из оригинал на 2008-10-16.

внешняя ссылка