Prometeu (motor rachetă)
| Prometeu | |
|---|---|
| tara de origine |  |
| Constructor principal |  ArianeGroup |
| Cerere | Etapa 1, etapa a 2-a |
| Vector asociat | Ariane 6 |
| stare | în dezvoltare |
| Motor propulsor lichid | |
| Propulsor | LOX / Metan |
| Raportul compus | 3.5 |
| Ciclu | ciclu la generator de gaz |
| Pompe | 1 |
| Performanţă | |
| Împingere | 1 MN |
| Presiunea camerei | 400 mbar |
| Repornește | multiplu |
Prometheus este un motor rachetă, pentru o viitoare versiune a Ariane 6 sau succesorul său, în curs de dezvoltare de către Agenția Spațială Europeană , alimentat cu metan lichid / LOX și reutilizabil. [1] [2] [3]
Motorul va avea costuri de fabricație substanțial mai mici decât motoarele tradiționale fabricate în Europa.
Istorie
Agenția Spațială Europeană a început să finanțeze dezvoltarea Prometheus în iunie 2017 cu 85 de milioane de euro furnizate printr-o facilitate de capital ESA numită „ Future Launchers Preparatory Program ” (program pregătitor pentru viitorii lansatori). [1]
Patrick Bonguet, care conduce vehiculul de lansare Ariane 6 al programului Arianespace , în iunie 2017 a indicat că este posibil ca motorul Prometeu să găsească o utilizare pe o viitoare versiune a Ariane 6 să nu fie reutilizabilă, așa-numitul Ariane Next. Este de așteptat ca Ariane 6 în configurația care nu poate fi reutilizată să efectueze o lansare inițială la începutul anului 2021 [2] [4], în timp ce Ariane Next este lansat în jurul anului 2030, adică după dezvoltările unei serii întregi a proiectelor demonstrative și a noilor tehnologii, inclusiv a motorului Prometheus. [5] [6]
Caracteristici
Obiectivul costului este de a produce motorul Prometheus la o zecime din costul motorului Ariane 5 prima etapă, nefiind nevoit să coste mai mult de 1 milion de euro; pentru a atinge acest obiectiv, numărul componentelor va fi redus, simplificându-le construcția, dar și greutatea motorului, recurgând pe larg la utilizarea imprimării 3D. [3] [2] [4] [6]
Motorul va utiliza un ciclu de generator de gaz CNG / LOX și va avea o tracțiune variabilă de la 300 kN a 1 MN (echivalentul a 100 de tone) pentru a fi adecvat pentru utilizare atât în prima, cât și în a doua etapă a Ariane 6. [3] [2] Utilizarea metanului lichid ca propulsor în loc de LH2, comparativ cu o scădere a impulsului specific (deasupra i 300 s versus 400 s cu utilizarea hidrogenului), permite o serie întreagă de avantaje [7] :
- este mai ușor de depozitat, trebuind să scadă temperatura la numai 112 K ( −161,15 ° C ) pentru a-l menține lichid, ceea ce face posibilă evitarea utilizării unor izolatoare termice speciale scumpe și voluminoase sau a unor sisteme criogene specifice pentru a menține condițiile de depozitare;
- temperaturile relative ridicate de depozitare fac procesarea industrială și depozitarea combustibilului mai economice.
- punctul de fierbere este mai apropiat de cel al oxigenului lichid (90 K), acest lucru permite reducerea izolației termice dintre combustibil și oxidantul stocat, permițând astfel economii economice și o ușoară reducere a greutății purtătorului;
- LOX + LH2 are o densitate în vrac mai mică decât LOX + LCH4 (290 kg / m 3 vs 820 kg / m 3 ), ceea ce înseamnă rezervoare de combustibil mai mici, mai ușoare și, în general, mai ieftine, linii electrice și chiar turbopompe;
- este evitată fragilizarea hidrogenului , ceea ce face ca motorul și alte componente ale rachetei (în special rezervoarele de combustibil) să fie mult mai potrivite pentru reutilizare;
- nu se încălzește în timpul expansiunii și nu explodează în contact cu oxigenul, făcând manipularea și utilizarea mai sigure și permițând simplificarea și, prin urmare, o reducere a costurilor de proiectare și construcție; în plus, în cazul încălzirii, presiunea crește mai lent decât în cazul hidrogenului, permițând realimentarea cu mult înainte de lansare și nu imediat aproape de acesta, reducând astfel riscurile de siguranță în fazele de pre-zbor.
Pentru a modula presiunea, motorul va fi echipat cu un sistem computerizat integrat care va permite în același timp un diagnostic util pentru întreținere și reutilizare [2] , în timp ce se estimează că fiecare motor poate fi refolosit până la maximum 10 ori . [7]
Presiunea camerei de ardere va fi de aprox 100 bari ( 10 000 kPa ), cu o rată optimă de amestecare de 3,5, în timp ce o presiune de ejecție de 400 mbar , adică optimizat pentru a garanta o bună împingere la nivelul mării atunci când este utilizat în prima etapă. [3]
Utilizarea acestuia pe mai multe etape, fiecare dintre acestea cu mai multe motoare, ar putea duce la necesitatea unor rate de producție ridicate (estimate între 50 și 100 de unități pe an) permițând economii de scară. [3]
O primă utilizare a motorului este prevăzută pe demonstratorul de tehnologie Themis. [6]
Notă
- ^ A b (EN) Caleb Henry, motorul reutilizabil al Franței Prometheus devine proiect ESA, primește finanțare pe spacenews.com, 1 februarie 2017.
- ^ a b c d și Prometeu vor alimenta viitoarele lansatoare , pe esa.int .
- ^ a b c d e ( EN ) Prometheus, un motor rachetă reutilizabil LOX / LCH4 ( PDF ), pe eucass.eu , 2017.
- ^ A b (EN) Henry Caleb, Franța, Germania, care studiază reutilizarea cu un amplificator flyback de subscală, pe spacenews.com, 8 ianuarie 2018.
- ^ ( RO ) CNES Future Launcher Roadmap ( PDF ), pe web.uniroma1.it , 7 mai 2019.
- ^ a b c ( EN ) ESA avansează pe motorul rachetă reutilizabil cu cost redus , pe www.esa.int . Adus pe 5 iunie 2020 .
- ^ A b (EN) Marcin Wolny, Prometheus, viitorul motor rachetă ASL pe techforspace.com, 7 februarie 2017.
Elemente conexe
- Raptor , motor rachetă dezvoltat de SpaceX
- BE-4 , motor rachetă dezvoltat de Blue Origin
