LE-5火箭发动机液氧和液氢涡轮泵的研制

宇宙开发事业团从1981年开始研制H-1火箭,这是日本未来的运载火箭。它的第二级采用10吨推力(真空)的液氧和液氢泵压推进系统,该推进系统有一燃气发生器循环的发动机(LE-5)。1977年以来,宇宙开发事业团和航空宇宙技术研究所已经在研制LOX和LH_2涡轮泵系统(双轴串联涡轮)。在1980年成功地完成了涡轮泵系统的全功率闭式回路试验。本文将介绍涡轮泵系统研制方面的进展。     

火神低温发动机部件的试验结果

为了使阿里安5运载火箭在1995年中期能进行第一次飞行,火神发动机的研制工作已于1984年底开始。发动机主要部件(涡轮泵、推力室,燃气发生器)的详细设计己完成并开始进行全尺寸部件(动密封、轴承)或缩比模型(燃烧室、燃气发生器喷嘴)的试验。主推力室、燃料涡轮泵和燃气发生器的第一套样机将在1986年制造出来,并在1987年进行试验。     

日本七吨推力氢氧发动机涡轮泵用燃气发生器的试验

一、绪言 1979年东京大学宇宙航空研究所试制了供七吨推力氢氧发动机系统用的准飞行型燃气发生器,并进行了试验。这里作一扼要介绍。为了缩小体积和减轻重量,飞行用的燃气发生器一般多直接安装在涡轮喷嘴的集气环上。燃气发生器的基本问题是,在不烧毁燃气发生器反应室和涡轮叶片的情况下如何组织燃气混合问题。当然,这取决于反应室和喷注器的结构形式,但燃气发生器的有些问题并不完全符合     

液氧涡轮泵的试制研究

一.绪言日本为了发射大型人造卫星,正以宇宙开发事业团为中心实行推力10吨级氢氧发动机开发计划。航空宇宙技术研究所和宇宙开发事业团共同研制液氧/液氢涡轮泵。这种涡轮泵采用独立的双轴燃气串联涡轮结构。现在以航空宇宙技术研究所为主正在研制液氧涡轮泵。以宇     

第一台VULCAIN发动机试验

VULCAIN 发动机是载人阿里安5的主低温发动机。本文就 VULCAIN的开发指导思想和研制计划步骤做了较细统的阐述。着重介绍了关于燃气发生器、氢涡轮泵和氧涡轮泵的试验情况。     

液氧/液氢推进系统的研制

日本液氧/液氢推进系统(打算用于未来日本运载火箭H-1的第二级)的研制计划,目前正由日本有关火箭技术的三家有代表性的机构,即:宇宙开发事业团,航空宇宙技术研究所和东京大学宇宙航空研究所合作执行。宇宙航空研究所从1975年便开始按照自己的计划进行液氧/液氢推进系统研制性的研究工作,到1980年,七吨级推力的发动机各主要组合件的研制性试验已接近完成。该发动机的推力室为管束式结构,其额定设计性能为:真空推力7000公斤,真空比推力433秒。燃气发生器为侧向出口逆流型式,它由球形燃烧室,12个同轴式喷嘴的喷注器和一个起动活门组成。涡轮泵的结构设计是非常特殊的,它在过去的火箭发动机上从来未曾研制过。液氧泵和液氢泵分别安装在各自的终端,而涡轮装在涡轮泵装置的中央,两台泵各自装在互不相连的两根轴上,因为两个涡轮转子之间没有导向叶片(静子),所以两个转子彼此按相反的方向旋转。固体推进剂燃气发生器用作涡轮的起动器。1980年6月,发动机系统与这些组合件一起组装并进行了试验。宇宙航空研究所在管束式推力室研制的同时,还正在研制沟槽式推力室,此种推力室准备用于未来的高性能发动机,沟槽式推力室的制造采用了扩散焊接工艺。本文介绍了由宇宙航空研究所进行的液氧/液氢推进系统方面的研制现状。     

用于H-1运载火箭的LE-5氢氧火箭发动机

LE-5是日本研制的第一台低温发动机。它是为H-1的第二级设计的。H-1三级运载火箭能把550公斤的有效载荷送入地球同步轨道。 LE-5发动机为燃气发生器循环系统和中等燃烧室压力的发动机,其真空额定推力为10吨。推进剂是液氧和液氢,推进剂的混合比能通过两个旁通活门分成三档控制。发动机的再起动能力是由一种独特的方法行使的,在这种起动方法中,用以驱动涡轮泵转动的氢气,是从燃烧室放出的。宇宙开发事业团和航空宇宙技术研究所合作完成了LE-5原型发动机的研制,并在1981年3月至7月成功地进行了点火试验。宇宙航空研究所已经研制了它自己的原型发动机,作为宇宙开发事业团/航空宇宙技术研究所的后备计划,宇宙航空研究所的发动机试验也获得成功。本文介绍了LE-5发动机及其主要组件的设计和研制现状,叙述了宇宙航空研究所的发动机系统和试验结果。     

未来高性能氢氧发动机动力循环系统方案选择

未来单级入轨(SSTO)和大有效载荷的航天运输任务将要求设计比推力达490秒的高效率的氢氧发动机。高比推力可以通过选择高室压(≥4000磅/英寸~2绝)和进一步增加喷管膨胀比达到。这样的性能和压力环境使得火箭发动机只能选择高压、分级燃烧循环和低损失的燃气发生器循环。分级燃烧循环通过组合件效率和降低中间附加压力损失技术,燃气发生器通过高性能的燃气发生器工作,这两者似乎都是未来可行的方案。氢氧发动机推力室、涡轮、泵和燃气发生器组合件都是以重量低、压力大、效率高及性能损失小作为设计目标的。本文主要研究不同的动力循环系统及其有关制约因素。     

液氢涡轮泵用密封件的试制研究

一、绪言目前,日本正在进行研制用于发射大型人造卫星的10吨推力氢氧火箭发动机。航空宇宙技术研究所与宇宙开发事业团共同研究此发动机的涡轮泵。这里介绍的是此研究的一部分,即关于液氢涡轮泵所使用的液氢密封件。     

日本7吨推力氢氧发动机用涡轮泵的试验

一、概况日本在研制氢氧发动机方面,已建立了由航空宇宙技术研究所、宇宙开发事业团和东京大学宇宙航空研究所三家协作的联合体制,并开始走上了三家在计划、研制和研究成果互相通报的轨道。东京大学宇宙航空研究所以这次推进会议为中心,发表了自己的研究成果。这里,我们不妨再回顾一下正在研制中的液氢液氧涡轮泵的研制方针和开发经过。     

日本氢氧火箭发动机基础实验研究

一、前言继美、法等国之后,日本在宇宙空间技术研究方面也开始研制氢氧火箭发动机。在1971～1975年预研阶段中曾进行过多次发动机的燃烧试验。目前已着手进行7吨推力和10吨推力氢氧发动机的组合件设计和试验,并预计在1982年左右将实用型10吨推力泵式氢氧发动     

液氧涡轮泵轴密封的密封性能和耐久性

10吨级液氧液氢火箭发动机LE-5正由日本宇宙开发事业团负责研制。用于LE-5的涡轮泵的研究和生产以日本航空宇宙技术研究所为主、宇宙开发事业团协助进行。液氧涡轮旋转轴密封的研制与液氧涡轮泵的研制密切相关,本报告介绍了液氧涡轮泵的旋转轴密封的密封性能和耐久性。液氧涡轮泵的轴密封是由一个液氧密封(端面接触金属膜盒机械密封),一个驱动涡轮的热燃气密封(扇形流体动力周向密封)和氦气吹除密封(双道扇形流体动力周向密封)。其工作参数如下;机械密封的转速为16500转/分,密封液体的压力和温度为15大气压和90K,驱动涡轮的热燃气密封的燃气压力和温度为3大气压和700K,氦气吹除密封的压力和温度相应为3大气压和常温。液氧涡轮泵的轴密封系统在液氧涡轮泵和液氧液氢涡轮泵系统的试验表现良好。试验长达2000秒后的磨损量在允许范围内。密封的耐久性试验在密封试验台进行,其中热燃气密封的结构改变为双道。耐久性试验的工况除了起动和停车外与液氧涡轮泵试验相同。经过长达7000秒的试验,密封性能令人满意。机械端面密封的石墨密封环的磨损量小于10微米,扇形周向密封浮动环的磨损量小于15微米。根据这些试验结果可以确信旋转轴密封的密封性能,耐久性和可靠性完全满足液氧涡轮泵的使用要求。     

LE-7发动机研制现状

H-Ⅱ运载火箭第一级发动机 LE-7的研制计划正处于组合件研制阶段。本文介绍以下组合件试验结果:1.燃烧装置(点火器,预燃室、主燃烧室)试验;2.燃料涡轮泵试验;3.氧化剂涡轮泵试验。     

日本连续进行LE-7发动机试验

最近,日本宇宙开发事业团连续进行了几次LE-7液氢-液氧发动机试验。3月27日在对LE-7发动机进行全程350s试验时,因在液氢涡轮泵附近发现气体泄漏,进行到132s时提前关机。尽管这次试验出现了故障,宇宙开发事业团     

新型发动机J-2X将进行系列试验

美国国家航空航天局(NASA)于2007年12月开始对J-2发动机(曾用于阿波罗时期土星IB和土星V火箭)的电源组、燃气发生器和涡轮泵等关键部件进行系列试验。试验所得数据用于制造新一代发动机J-2X。J-2X将用于美国重返月球火箭阿瑞斯1和阿瑞斯5的上面级。     

LE-5氢氧发动机的研制进展

一、LE-5发动机简介 LE-5发动机是宇宙开发事业团正在研制的日本第一个低温火箭发动机,拟用作H-1火箭第二级的动力装置。H-1火箭能向地球同步轨道发射1.1吨的有效载荷。 LE-5发动机是泵压式、再生冷却和燃气发生器循环系统的发动机。发动机真空额定推力为10.5吨,真空比推力445秒,燃烧室压力为36.8巴。表1和图1分别示出1982年1月公     

美国国家航天局将对J-2X发动机组件进行试验

目前，美国为阿瑞斯1和阿瑞斯5火箭研制的J-2X上面级发动机组件已安装在美国国家航天局（NASA）斯坦尼斯航天中心A-1试车台上，计划在2007年11月至2008年2月期间进行多次试验。试验件包括1个发生器和1台发动机涡轮泵。     

LE-7发动机试车再次爆炸 H-2火箭的发射再度延期

日本正在研制的H-2火箭的第一级发动机LE-7于6月18日在种子岛航天中心进行热试车时再次爆炸。7月8日日本宇宙开发事业团宣布,由于这次试车失败,H-2火箭的首次发射将延期一年。 6月18目的试验是为了验证300序列发动机的第4台,即304号样机的新液氢涡轮泵的性能。这台发动机已经经过长程试验的考验,但这     

用于1吨推力级火箭发动机的小型液氧、液氢涡轮泵

本文叙述用于1吨推力级火箭发动机的小型液氧和液氢涡轮泵的设计、制造和试验工作。为应用于膨胀循环的火箭发动机,涡轮泵是单轴型的。涡轮泵的研制工作已于1981年开始,到1983年3月就圆满结束。     

液体火箭用液氧泵和液氢泵

使用液氧和液氢做推进剂能提高液体火箭的性能,因此,日本也期望早日研制液氧液氢火箭。现在,以宇宙开发事业团为主正在研制10顿级液氧液氢火箭发动机。如图1所示,液体火箭发动机的重要组件涡轮泵,是由把贮箱内的推进剂压送到燃烧室中去的泵和驱动泵的燃气涡轮所组成。近年来,由于航天飞机主发动机(SSME)都采用