ลี-7

LE-7, พิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์เมืองนาโกย่า, 2006
ประเทศต้นกำเนิด	ญี่ปุ่น
นักออกแบบ	แจ็กซ่า
ผู้ผลิต	มิตซูบิชิ เฮฟวี่ อินดัสทรีส์
แอปพลิเคชัน	บูสเตอร์
สถานะ	ประสบความสำเร็จด้วยการอัปเกรดเป็น LE-7A
เครื่องยนต์เชื้อเพลิงเหลว
เชื้อเพลิงขับดัน	ล็อกซ์ / แอลเอช2
อัตราส่วนการผสม	5.9:1
วงจร	การเผาไหม้แบบหลายขั้นตอนที่มีเชื้อเพลิงมากเกินไป
การกำหนดค่า
ห้อง	1
อัตราส่วนหัวฉีด	52:1
ผลงาน
แรงขับ, สุญญากาศ	1,078 กิโลนิวตัน (242,000 ปอนด์)
แรงผลักดัน ระดับน้ำทะเล	843.5 กิโลนิวตัน (189,600 ปอนด์)
อัตราส่วนแรงขับต่อน้ำหนัก	64.13
แรงดันในห้อง	12.7 เมกะปาสคาล (1,840 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว)
แรงดลจำเพาะสุญญากาศ	446 วินาที (4.37 กม./วินาที)
แรงดลจำเพาะณ ระดับน้ำทะเล	349 วินาที (3.42 กม./วินาที)
มิติ
ความยาว	3.4 ม.
มวลแห้ง	1,714 กิโลกรัม (3,779 ปอนด์)
ใช้ใน
ระยะแรกของH-II

เครื่องยนต์จรวดเหลว_LH2 / LOX แบบวงจรการเผาไหม้หลายขั้นตอน LE -7และรุ่นปรับปรุงต่อมา LE-7A ผลิตในประเทศญี่ปุ่นสำหรับ ยานปล่อยจรวดซีรีส์ H-IIงานออกแบบและการผลิตทั้งหมดดำเนินการในประเทศญี่ปุ่น ซึ่งนับเป็นเครื่องยนต์จรวดเหลวหลัก ( ขั้นแรก/ขั้นสำคัญ ) รุ่นแรกที่มีการอ้างสิทธิ์ดังกล่าว โดยเป็นความร่วมมือระหว่างองค์การพัฒนาอวกาศแห่งชาติ (NASDA) ห้องปฏิบัติการวิศวกรรมการบินและอวกาศ (NAL) บริษัทมิตซูบิชิ เฮฟวี่ อินดั สทรีส์ และอิชิกาวาจิมะ-ฮาริมะปัจจุบัน NASDA และ NAL ได้ถูกรวมเข้ากับJAXAแล้ว อย่างไรก็ตาม งานส่วนใหญ่ได้ว่าจ้างให้มิตซูบิชิ โดยอิชิกาวาจิมะ-ฮาริมะเป็นผู้จัดหาเครื่องจักรเทอร์โบและเครื่องยนต์นี้มักถูกเรียกว่าMitsubishi LE-7(A )

มอเตอร์ LE-7 รุ่นดั้งเดิมเป็น มอเตอร์ แบบใช้แล้วทิ้งประสิทธิภาพสูง ขนาดกลาง และมีแรงขับเพียงพอสำหรับการใช้งานบนจรวด H-II

ปั๊มเทอร์โบเชื้อเพลิงมีปัญหาในการใช้ตัวเหนี่ยวนำที่ออกแบบไว้แต่เดิม ( ปั๊มแกนหมุนคล้ายใบพัดที่ใช้เพิ่มแรงดันขาเข้าของเชื้อเพลิงก่อนปั๊มเทอร์โบ หลัก เพื่อป้องกันการเกิดโพรงอากาศ ) ซึ่งตัวเหนี่ยวนำเองจะเริ่มเกิดโพรงอากาศและทำให้เกิดความไม่สมดุล ส่งผลให้เกิดการสั่นสะเทือน มากเกินไป การวิเคราะห์หลังการบินอย่างละเอียดของการปล่อยจรวด H-II ครั้งที่ 8 ที่ไม่ประสบความสำเร็จ รวมถึงการกู้ซากในมหาสมุทรลึก พบว่าความล้าเนื่องจากการสั่นสะเทือนนี้เป็นสาเหตุของการทำงานผิดพลาดของเครื่องยนต์ก่อน กำหนด

เครื่องยนต์จรวด LE-7A เป็นรุ่นที่ได้รับการปรับปรุงจากเครื่องยนต์จรวด LE-7 การออกแบบพื้นฐานยังคงไม่เปลี่ยนแปลงจากรุ่นเดิม แต่รุ่น 7A ได้รับการพัฒนาเพิ่มเติมในด้านลดต้นทุน ความน่าเชื่อถือ และประสิทธิภาพ การปรับปรุงนี้ทำขึ้นเพื่อให้เข้ากับ ยานปล่อยจรวด H-IIA ที่ได้รับการปรับปรุงเช่นกัน โดยมีเป้าหมายร่วมกันคือระบบปล่อยจรวดที่มีความน่าเชื่อถือ มีประสิทธิภาพ ยืดหยุ่น และคุ้มค่ากว่าเดิม

มีการเน้นเป็นพิเศษในการลดปริมาณการเชื่อม ที่จำเป็น โดยการใช้ ชิ้นส่วน ที่ผ่านการกลึงหรือหล่อ มากขึ้น และลดความซับซ้อนของการเชื่อมที่เหลืออยู่ให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ส่งผลให้ต้องมีการปรับปรุงเส้นทางการเดินท่ออย่างมาก (ซึ่งทำให้รูปลักษณ์ภายนอกของทั้งสองรุ่นแตกต่างกันอย่างมาก) เพื่อแก้ไขปัญหาความซับซ้อนของตัวเหนี่ยวนำเชื้อเพลิงที่กล่าวมาข้างต้น ตัวเหนี่ยวนำเชื้อเพลิงจึงได้รับการออกแบบใหม่สำหรับรุ่น 7A ตัวเหนี่ยวนำออกซิไดเซอร์ก็ได้รับการออกแบบใหม่เช่นกัน แต่ส่วนใหญ่เป็นเพราะประสิทธิภาพที่ไม่ดีที่แรงดันขาเข้าต่ำ ไม่ใช่เพราะความกังวลเรื่องความน่าเชื่อถือ ปั๊มเทอร์โบเชื้อเพลิงเองก็ได้รับการปรับปรุงความทนทานหลายประการ นอกจากนี้ ชุดห้องเผาไหม้/หัวฉีดก็ได้รับการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยหลายอย่าง เช่น การลดจำนวนชิ้นส่วนหัวฉีด เพื่อลดความซับซ้อนของการกลึง (และต้นทุน) และปรับปรุงความน่าเชื่อถือ แม้ว่าการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้โดยรวมจะส่งผลให้แรงขับจำเพาะสูงสุดลดลงเหลือ 440 วินาที (4.3 กม./วินาที) (โดยพื้นฐานแล้วทำให้เครื่องยนต์ประหยัดน้ำมันน้อยลง) แต่การแลกเปลี่ยนเพื่อลดต้นทุนและเพิ่มความน่าเชื่อถือถือว่ายอมรับได้

สำหรับเครื่องยนต์รุ่นใหม่ ได้ มีการออกแบบส่วนขยาย หัวฉีดที่สามารถเพิ่มเข้าไปที่ฐานของหัวฉีด "สั้น" มาตรฐานใหม่ได้ เมื่อต้องการประสิทธิภาพเพิ่มเติม แต่เมื่อติดตั้งเครื่องยนต์พร้อมส่วนขยายหัวฉีดแล้ว เครื่องยนต์ 7A ก็ประสบปัญหาใหม่เกี่ยวกับแรงด้านข้างที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนและความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอที่หัวฉีด ซึ่งรุนแรงมากพอที่จะทำให้แอ ค ชูเอเตอร์กิมบอล และ ท่อ ระบายความร้อนแบบสร้างใหม่ เสียหาย ระหว่างการสตาร์ท การทำงานอย่างละเอียดถี่ถ้วนของพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณ (CFD)สามารถจำลองและติดตามการโหลดชั่วคราวที่เป็นอันตรายได้อย่างเพียงพอ และหัวฉีด "ยาว" ชิ้นเดียวแบบใหม่ที่มีการระบายความร้อนแบบสร้างใหม่เต็มรูปแบบ (ตรงข้ามกับหัวฉีดสั้นแบบเดิมที่มีส่วนขยายระบายความร้อนด้วยฟิล์มแยกต่างหาก) ได้รับการออกแบบมาเพื่อบรรเทาปัญหา ก่อนที่หัวฉีดใหม่นี้จะพร้อมใช้งาน เครื่องบิน H-IIA บางลำถูกปล่อยโดยใช้หัวฉีดสั้นเท่านั้น เครื่องยนต์ 7A ไม่ใช้ส่วนขยายหัวฉีดแยกต่างหากในรูปแบบใดๆ อีกต่อไป^{[ 1 ]}

ยานปล่อยจรวด H-IIBรุ่นใหม่ใช้เครื่องยนต์ LE-7A สองเครื่องในขั้นตอนแรก^{[ 2 ]}

• วงจรการทำงาน: การเผาไหม้แบบเป็นขั้นตอน
• เชื้อเพลิง: ไฮโดรเจน
• สารออกซิไดเซอร์: ออกซิเจนเหลว
• อัตราส่วนของส่วนผสม (สารออกซิไดเซอร์ต่อเชื้อเพลิง): 5.90
• หัวฉีดสั้น:
  • แรงขับสูงสุด (ที่ระดับน้ำทะเล): 843 กิโลนิวตัน (190,000 ปอนด์)
  • แรงขับสูงสุด (ในสุญญากาศ): 1,074 กิโลนิวตัน (241,000 ปอนด์)
  • แรงขับจำเพาะ (ระดับน้ำทะเล):
  • แรงดลจำเพาะ (ในสุญญากาศ): 429 วินาที (4.21 กม./วินาที)
• หัวฉีดแบบยาว:
  • แรงขับสูงสุด (ที่ระดับน้ำทะเล): 870 กิโลนิวตัน (200,000 ปอนด์)
  • แรงขับสูงสุด (ในสุญญากาศ): 1,098 กิโลนิวตัน (247,000 ปอนด์)
  • แรงดลจำเพาะ (ระดับน้ำทะเล): 338 วินาที (3.31 กม./วินาที)
  • แรงดลจำเพาะ (ในสุญญากาศ): 440 วินาที (4.3 กม./วินาที)
• น้ำหนักแห้ง: 1,800 กิโลกรัม (4,000 ปอนด์)
• ความยาว:
  • หัวฉีดสั้น: 3.2 เมตร
  • หัวฉีดแบบยาว: 3.7 เมตร
• ความสามารถในการควบคุมคันเร่ง: 72–100%
• อัตราส่วนแรงขับต่อน้ำหนัก: 65.9
• อัตราส่วนพื้นที่หัวฉีด: 51.9:1
• แรงดันในห้องเผาไหม้: 12.0 MPa (1,740 psi)
• ปั๊มเทอร์โบไฮโดรเจนเหลว: 41,900 รอบต่อนาที
• ปั๊มเทอร์โบออกซิเจนเหลว: 18,300 รอบต่อนาที

• ลี-5
• ลีอี-9
• H-II , H-IIAและH-IIB
• การเปรียบเทียบเครื่องยนต์จรวดโคจร
• จรวดเชื้อเพลิงเหลว
• วงจรการเผาไหม้แบบหลายขั้นตอน
• แจ็กซ่า

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับLE- 7

• หน้าข้อมูลของสารานุกรมดาราศาสตร์เกี่ยวกับ LE-7
• หน้าข้อมูลของสารานุกรมดาราศาสตร์เกี่ยวกับ LE-7A
• หน้า Wikipedia ภาษาญี่ปุ่น LE-7 (เป็นภาษาญี่ปุ่น)
• หน้า Wikipedia ภาษาญี่ปุ่น LE-7A (เป็นภาษาญี่ปุ่น)
• การพัฒนาเครื่องยนต์จรวด H-IIA
• ภาพรวมของยานปล่อยจรวด H-IIAรวมถึงการวิเคราะห์ความล้มเหลวของ H-IIA-F6