Lo que un cohete de motor es el mejor?





Motores de cohetes - una de las cumbres del progreso tecnológico. Trabajar en el límite de los materiales, cientos de atmósferas, miles de grados y cientos de toneladas de tracción - que no pueden dejar de admirar. Sin embargo, una gran cantidad de diferentes motores, algunos de ellos son los mejores? Cuyos ingenieros subirá al podio? Ha llegado el momento con toda sinceridad para responder a esta pregunta.

Por desgracia, la aparición del motor no se puede decir lo maravilloso que es. Tenemos que cavar en cifras aburridas características de cada motor. Pero muchos de ellos, ¿qué elegir?

Fuerte h4> Bueno, probablemente el motor más potente, mejor que es? Más misiles más capacidad, se inicia más rápido para mover la exploración del espacio, ¿no es así? Pero si nos fijamos en el líder en este campo, estamos a la espera de una cierta decepción. La mayor atracción de todos los motores, 1.400 toneladas, en el lado del acelerador transbordador espacial.




A pesar de todo el poder, propulsores de combustible sólido no puede ser llamado un símbolo del progreso tecnológico, ya que estructuralmente que sólo son de acero (o compuesto, pero no importa), el cilindro con el combustible. En segundo lugar, estos aceleradores han desaparecido con la lanzadera en 2011, lo que socava la impresión de éxito. Sí, los que siguen las noticias sobre el nuevo SLS lanzamiento americano super-pesado me dicen que está desarrollando nuevos propulsores de combustible sólido, tracción, que ascenderá a 1.600 toneladas, pero, primero, volar el misil no antes, no hasta el final de 2018 . Y en segundo lugar, el concepto de "tener más segmentos con el combustible, el proyecto es más" es el extenso camino de desarrollo, si lo desea, puede poner más segmentos y ganar aún más la tracción, el límite aquí no se alcanza, y en silencio a la ruta llevado a la excelencia técnica.

El segundo lugar en el líquido interno mantiene el motor de tracción RD-171m -. 793 toneladas




Cuatro de la cámara de combustión - un único motor. Y un hombre de escala i>

Parecería - aquí está, nuestro héroe. Pero si este es el mejor motor, donde su éxito? Bueno, el cohete "Energía" murió bajo los escombros de la Unión Soviética se derrumbó, y "Zenith" remató la política de las relaciones entre Rusia y Ucrania. Pero ¿por qué los Estados Unidos comprar con nosotros este notable motor, y la mitad de buena parte de la RD-180? ¿Por RD-180 comienza como un "medio" del RD-170 ofrece ahora más de la mitad del empuje RD-170 - tanto como 416 toneladas? Strange. No está claro.

El tercer y cuarto lugar es ocupado por los motores de tracción con misiles, que ya no están volando. UA1207 Sólido (714 toneladas), que estaba de pie en el Titan IV, y la estrella del programa lunar un F-1 motor (679 toneladas) por alguna razón, no ayudaron a sobrevivir hasta hoy, un rendimiento excepcional en el poder. Tal vez algún otro parámetro importante?

Más eficientes h4> ¿Qué determina la eficiencia del índice del motor? Si el motor de cohete quema el combustible para dispersar el cohete, y luego, más efectivo que está haciendo, al menos combustible que necesitamos para pasar el fin de llegar a la órbita / Luna / Marte / Alpha Centauri. La balística para evaluar la eficacia de una opción tan especial -. El impulso específico

El impulso específico muestra el número de segundos que el motor puede desarrollar un empuje de 1 Newton en un kilogramo de combustible blockquote>
 Registro para el empuje son, como mucho, en medio de la lista, si es una especie de impulso específico, y un F-1 con los propulsores de combustible sólido son profundas en la cola. Al parecer, aquí está, la característica más importante. Pero mira a los líderes de la lista. A partir de 9620 el índice de segundos en el primer lugar es un poco conocido eléctrico de propulsión HiPEP




No se dispara en el microondas, pero un motor de cohete real. Sin embargo, el horno de microondas todavía representa un pariente muy lejano ... i>

Motor HiPEP desarrollado para el proyecto se cerró una sonda para estudiar las lunas de Júpiter, y trabajar en él fue detenido en 2005. En el motor de prueba del prototipo, como los informe oficial dice la NASA, ha desarrollado un impulso específico 9620 segundos, consume 40 kWh de energía.

Segundo y tercer lugar todavía están ocupadas volar VASIMR eléctrico de propulsión (5000 segundos) y NEXT (4100 segundos), mostrando sus resultados en un banco de pruebas. Una mosca en los motores espaciales (por ejemplo, una serie de motores internos del SPD OKB "Torch") son cifras hasta 3000 segundos.




motores de la serie SPD. ¿Quién dijo "grandes columnas a contraluz»? I>

¿Por qué estos motores aún no han suplantado a todos los demás? La respuesta es simple, si nos fijamos en los demás sus opciones. Motores a reacción eléctrica de tracción se mide, por desgracia, en gramos, y en la atmósfera, pueden no funcionar en absoluto. Por lo tanto, para recoger en estos motores súper eficientes, refuerzo falle. Y en el espacio que requieren kilovatios de potencia que no todos los satélites pueden permitirse. Por lo tanto, se utiliza la propulsión eléctrica, en su mayoría sólo en las estaciones interplanetarias y satélites de comunicación geoestacionarios.

Bueno, el lector dirá: descarta la propulsión eléctrica. ¿Quién será el campeón en el impulso específico entre los motores químicos?

Con el indicador de 462 segundos en el liderato entre los motores químicos domésticos hará KVD1 americano y RL-10. Y si KVD1 voló un total de seis veces en la composición del cohete indio GSLV, el RL-10 - un motor de éxito y respetado para la etapa superior y los propulsores funcionan bien durante muchos años. En teoría, puede obtener el lanzador en su totalidad de dichos motores, pero el empuje del motor de 11 toneladas significa que la primera y segunda etapa se tendrá que poner en decenas, y dispuestos a hacer lo que no.

¿Puedo combinar más empuje y alto impulso específico? Motores químicos subieron contra las leyes de nuestro mundo (bueno, no quemar hidrógeno y oxígeno con un impulso específico de más de 460 ~, física prohíbe). Había proyectos de motores nucleares ( tiempo , de dos ), pero entonces el proyecto aún no se ha ido. Pero, en general, cuando la humanidad será capaz de cruzar un gran empuje con gran impulso específico, que hará que el espacio más accesible. ¿Hay otros indicadores que pueden estimar el motor?

tensión h4> El motor de cohete expulsa masa (productos de combustión o fluido de trabajo) para producir empuje. Cuanto más rápido vuela el mayor peso, los motores de bajo consumo que emite. Y los motores de cohetes líquidos tienen un parámetro que muestra la efectividad de la expiración de los productos de la combustión - la presión en la cámara de combustión. Cuanto mayor sea la presión, más rápida será la molécula volará productos de combustión. Motor con una presión más alta en la cámara de combustión del motor es más eficiente a baja presión con el mismo combustible. Y si ordenamos la lista de motores de acuerdo a la presión en la cámara de combustión, el podio será ocupado por Rusia / Unión Soviética - en nuestras escuelas de diseño se apresuraron a hacer motores eficientes con un alto rendimiento. Los tres primeros lugares tuvieron una familia de oxígeno basado keroseno-RD-170:. RD-191 (259 bar), el RD-180 (258 bar), el RD-171m (246 atm)



El RD-180 cámara de combustión en el museo. Anote el número de pasadores que sujetan la cubierta de la cámara de combustión, y la distancia entre ellos. Se ve claramente lo difícil que es mantener el esfuerzo para romper la cubierta de 258 atmósferas de presión i>

El cuarto lugar en la Unión Soviética RD-0120 (216 atm), que mantiene la primacía entre los motores de hidrógeno-oxígeno y voló dos veces en el "Energia". En quinto lugar también con nuestro motor - RD-264 para alimentar un par de dimetil asimétrica tetróxido de hidrazina / nitrógeno en el "Dnepr" PH opera a una presión de 207 atm. Fue sólo en el sexto lugar es el motor RS-25 de Estados Unidos transbordador espacial con trescientos atmósferas.

fiabilidad h4> Cualquiera que sea la promesa de rendimiento del motor, si se explota a través del tiempo, se benefician de un poco. Más recientemente, por ejemplo, la compañía Orbital se vio obligado a abandonar el uso de décadas almacenados NK-33 motores con un rendimiento muy alto debido a que el accidente en el banco de pruebas y la encantadora belleza de la RN noche motor de explosión Antares cuestionaron la pertinencia del uso de estos motores en. Ahora Antares se trasplanta a la rusa RD-181.



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Lo contrario es cierto - el motor que no difiere valores en circulación de empuje o impulso específico, pero fiable, será popular. La larga historia del uso del motor, más estadísticas, y los más bichos que tenía ya pasó a hacerse popular accidentes. RD-107/108, de pie en la "Unión", son descendientes de los mismos motores que lanzaron el primer satélite y Gagarin, ya pesar de la modernización, son bastante bajos en los parámetros actuales. Pero la alta confiabilidad paga gran parte de ella.

Disponibilidad h4> El motor que no se puede construir o comprar, no tiene ningún valor para usted. Este parámetro no puede ser expresada en números, pero no se convierta en menos importante. Las empresas privadas a menudo no pueden comprar motores ya hechas a precios elevados, y se ven obligados a hacer su propio, aunque sea más simple. A pesar de que esas características no brillan, se trata de los mejores motores para sus desarrolladores. Por ejemplo, la presión en la cámara de combustión del motor Merlin-1D empresa SpaceX está a sólo 95 atmósferas, un hito que los ingenieros soviéticos se han movido en la década de 1960, y Estados Unidos - en la década de 1980. Pero la máscara puede hacer que estos motores en sus instalaciones de producción y de recibir a precio de coste en las cantidades adecuadas, docenas al año, y es genial.



El motor Merlin-1D. El escape del generador de gas como "Atlas" Hace sesenta años, pero está disponible i>

TWR h4> Desde que estábamos hablando speyseksovskih "Merlin", por no hablar de las características que fuertemente Fuerza PR y los aficionados SpaceX - relación empuje-peso. Relación empuje-peso (el mismo empuje o TWR específico) - es la relación de impulso a su peso. En este parámetro motor Merlin por un amplio margen por delante de ellos está por encima de 150. En el sitio web de SpaceX escribe que hace que el motor ", el más eficaz de todos jamás construido", y esta información se transmite y los aficionados spin-médicos de otros recursos. El Inglés Wikipedia incluso una guerra silenciosa, cuando esta opción para empujar, dondequiera que se encuentren, lo que llevó a que en la tabla de comparación de las los motores de esta columna elimina generalmente. Por desgracia, en esta aplicación mucho más PR que la verdad. En su forma pura, la relación empuje-peso del motor se puede obtener solamente en el soporte, y en el inicio de esta motores de cohetes será menor que el porcentaje de su masa, y la diferencia en peso del motor en lo que no se ve afectado. A pesar del hecho de que el motor es alta TWR más fabricable que bajo, es más bien una medida de simplicidad técnica y el motor no sometida a esfuerzo. Por ejemplo, la relación de empuje-peso del motor parámetro F-1 (94) excede el RD-180 (78), pero el impulso y la presión específica en la cámara de combustión de un F-1 es marcadamente inferior. Y el empuje para ofrecer en un pedestal como la característica más importante de un motor de cohete, al menos ingenuo.

Precio h4> Este parámetro se debe en gran parte a la disponibilidad. Si lo hace conducir usted mismo, entonces es posible calcular el precio de coste. Si va a comprar, a continuación, se especifica explícitamente esta opción. Por desgracia, esta opción no es construir una hermosa mesa, porque el costo es conocido sólo a los productores y el costo de las ventas del motor también se publica no siempre. Además, el efecto de los precios, si el 2009 RD-180 se estimó en $ 9 millones, pero ahora se estima en $ 11-15 million.

Conclusión h4> Como se habrá adivinado, la introducción fue escrita poco de provocación (lo siento). De hecho, no hay parámetros del motor de un cohete en la que pueden construir y claramente dicen que es el mejor. Si tratamos de obtener una fórmula mejor motor, se obtiene algo como esto:

El mejor motor de cohete - es un motor, usted puede hacer / comprar , mientras que tendrá un empuje que se requiere para un rango de (no demasiado grande o pequeño) y será eficaz como ( impulso específico, la presión en la cámara de combustión ), su Precio no será demasiado pesado para usted. blockquote> ¿Aburrido? Pero el más cercano a la verdad.

Y, por último, a los motores pequeños éxitos, que creo que personalmente es la mejor:



La familia del RD-170/180/190 Si usted es de Rusia, o puede comprar motores rusos y necesitas motores de gran alcance en la primera etapa, la opción perfecta sería una familia de RD-170/180/190. Estadísticas eficiente, de alto rendimiento y una excelente fiabilidad, estos motores están a la vanguardia de los avances tecnológicos.



Be-3 y RocketMotorTwo Motores de las empresas privadas que participan en el turismo suborbital, el espacio será tan sólo unos minutos, pero eso no quiere dejar de admirar la belleza de las soluciones técnicas utilizadas. El motor de hidrógeno BE-3, se pondrá en marcha y estrangulado en una amplia gama, con un empuje de hasta 50 toneladas y esquema original transición de fase abierta, desarrollada por un equipo relativamente pequeño - que es genial. Como RocketMotorTwo, con todo el escepticismo sobre Branson y SpaceShipTwo, no puedo dejar de admirar la belleza y la sencillez de un motor híbrido de combustible sólido y oxidante gaseoso.

F-1 y J-2 h4> En la década de 1960 fue que los motores más potentes de su clase. Y es imposible que no te guste motores, nos dio tanta belleza:




RD-107/108 Paradójicamente? Los ajustes bajos? Sólo 90 toneladas de empuje? 60 atmósfera en la cámara? Turbopump coche del peróxido de hidrógeno, que es de 70 años de retraso? No es importante si el motor tiene la más alta fiabilidad, pero a un costo acercarse «medios más estúpidas» . Sí, por supuesto, nunca, y tomará tiempo, pero estos motores será vivir otros diez años por lo menos, y parece establecer un récord de longevidad. No se pudo encontrar un motor más exitoso con una historia gloriosa.

fuentes utilizadas h4>

El material se basa en gran medida en aquí cuadro resumen de Inglaterra wiki, no están tratando de dar un enlace a cada dígito y mantener el correspondiente material de KDPV completa imagen con derechos de autor, que había cortado el enmarcado -. aquí .
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Fuente: geektimes.ru/post/270176/

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