กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 4 นาที

แอโรเจ็ท LR87

เปลี่ยนทางจากการแก้ไข

LR87 เป็นเครื่องยนต์จรวดเชื้อเพลิงเหลว ของอเมริกา ที่ใช้กับขั้นตอนแรกของขีปนาวุธข้ามทวีปไททันและยานปล่อย ประกอบด้วยมอเตอร์คู่ที่มีห้องเผาไหม้และเครื่องจักรเทอร์โบปั๊มแยกกัน

แอโรเจ็ท LR87

LR87
เครื่องยนต์ XLR87
ประเทศต้นกำเนิดสหรัฐอเมริกา
เที่ยวบินแรก1959  ( 1959 )
เที่ยวบินสุดท้าย2005  ( 2005 )
ผู้ผลิตแอโรเจ็ท
แอปพลิเคชันเครื่องยนต์หลัก
แอลวีที่เกี่ยวข้องไททัน
ผู้สืบทอดดีแอลอาร์-91
เครื่องยนต์เชื้อเพลิงเหลว
เชื้อเพลิงขับดัน
วงจรเครื่องกำเนิดไฟฟ้าก๊าซ
ผลงาน
แรงผลักดัน ระดับน้ำทะเลLR87-11 : 1,900  kN (430,000  lb )
แรงดันในห้อง40–59  บาร์ (4,000–5,900  กิโลปาสคาล)
แรงดลจำเพาะสุญญากาศ290  วินาที (2.8  กม./วินาที)
แรงดลจำเพาะณ ระดับน้ำทะเล256  วินาที (2.51  กิโลเมตร/วินาที)
มิติ
ความยาว
  • 3.13–3.84  เมตร (10.3–12.6  ฟุต)
  • LR87 LH2 : 4  ม. (13  ฟุต)
เส้นผ่านศูนย์กลาง1.14  เมตร (3  ฟุต 9  นิ้ว)
มวลแห้ง839  กก. (1,850  ปอนด์)
เอกสารอ้างอิง
เอกสารอ้างอิง[ 1 ]

LR87 เป็นเครื่องยนต์จรวดเชื้อเพลิงเหลว ของอเมริกา ที่ใช้กับขั้นตอนแรกของขีปนาวุธข้ามทวีปไททันและยานปล่อย [ 1 ] ประกอบด้วยมอเตอร์คู่ที่มีห้องเผาไหม้และเครื่องจักรเทอร์โบปั๊มแยกกัน[ 2 ] ถือว่าเป็นหน่วยเดียวและไม่เคยถูกใช้งานในฐานะเครื่องยนต์ห้องเผาไหม้เดี่ยวหรือออกแบบมาเพื่อการนี้ LR87 บินครั้งแรกในปี 1959 [ 1 ]

LR87 ได้รับการพัฒนาในช่วงปลายทศวรรษ 1950 โดยAerojet [ 3 ] : 82,319เป็นเครื่องยนต์จรวดผลิตรุ่นแรกที่สามารถเผาไหม้เชื้อเพลิงจรวดเหลวที่ใช้กันทั่วไป 3 ชนิด (ในรุ่นต่างๆ) ได้แก่ออกซิเจนเหลว / RP-1ไนโตรเจนเตตระออกไซด์ (NTO) / Aerozine 50 (ส่วนผสม 50:50 โดยมวลของไฮดราซีนและUDMH ) และออกซิเจนเหลว / ไฮโดรเจนเหลว[ 4 ]เครื่องยนต์ทำงานบนวงจรเครื่องกำเนิดก๊าซแบบเปิดและใช้ห้องเผาไหม้ที่ระบายความร้อนแบบหมุนเวียน สำหรับชุดห้องขับดันแต่ละชุด กังหันความเร็วสูงตัวเดียวจะขับเคลื่อนปั๊มเชื้อเพลิงและออกซิไดเซอร์แบบแรงเหวี่ยงความเร็วต่ำผ่านระบบเกียร์ ซึ่งเป็นการกำหนดค่าที่ออกแบบมาเพื่อประสิทธิภาพของปั๊มเทอร์โบสูง วิธีนี้ช่วยลดการใช้เชื้อเพลิงในเครื่องกำเนิดก๊าซและปรับปรุงแรงขับจำเพาะ[ 3 ] : 380-385 LR87 ทำหน้าที่เป็นแม่แบบสำหรับLR-91ซึ่งใช้ในขั้นตอนที่สองของขีปนาวุธไททัน[ 5 ]

เครื่องยนต์ LR87 เป็นเครื่องยนต์แรงขับคงที่ ซึ่งไม่สามารถเร่งหรือสตาร์ทใหม่ได้ขณะบิน เครื่องยนต์ LR87 ให้แรงขับประมาณ 1,900 กิโลนิวตัน (430,000 ปอนด์) ในรูปแบบไฮเปอร์โกไล ต์ [ 1 ]เครื่องยนต์ LR87 รุ่นแรกๆ ที่ใช้ในTitan Iใช้เชื้อเพลิง RP-1 และออกซิเจนเหลว[ 6 ] [ 1 ]เนื่องจากออกซิเจนเหลวเป็นสารแช่แข็งจึงไม่สามารถเก็บไว้ในขีปนาวุธได้เป็นเวลานาน และต้องเติมก่อนจึงจะสามารถปล่อยขีปนาวุธได้ สำหรับTitan IIเครื่องยนต์ได้รับการดัดแปลงให้ใช้ Aerozine 50 และไนโตรเจนเตตระออกไซด์ ซึ่งเป็นสารไฮเปอร์โกไลต์และสามารถเก็บไว้ที่อุณหภูมิห้องได้ ทำให้ขีปนาวุธ Titan II สามารถเติมเชื้อเพลิงเต็มที่และพร้อมปล่อยได้ในเวลาอันสั้น[ 1 ]

สำหรับTitan IIIและIVซึ่งเป็นยานปล่อยอวกาศขนาดใหญ่และมีศักยภาพมากกว่า LR87 ได้รับการดัดแปลงเพิ่มเติม แรงขับและอัตราส่วนพื้นที่หัวฉีดเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ทำให้ต้องใช้ปั๊มเทอร์โบ ท่อ และชิ้นส่วนอื่นๆ ที่หนักขึ้น[ 3 ] : 384

ตัวแปร

LR87-3

LR87-3 ที่ใช้ในTitan I นั้นเผาไหม้ออกซิเจนเหลวและ RP-1 [ 4 ]หลังจากการยุติโครงการขีปนาวุธ Titan เครื่องยนต์เหล่านี้ก็ไม่ได้ถูกนำไปใช้งานอีกต่อไปLR87-3 ยังถูกใช้งานกับ NTO/Aerozine 50 และทดสอบภาคพื้นดินด้วย LOX/H2 (โดยใช้ปั๊มเชื้อเพลิงแบบใหม่) ทำให้เป็นหนึ่งในเครื่องยนต์ไม่กี่เครื่องที่เคยใช้งานกับเชื้อเพลิงผสมสามแบบที่แตกต่างกัน[ 3 ] : 383

LR87-5

แทนที่จะใช้ออกซิเจนเหลวและ RP-1 ไททัน IIใช้ไนโตรเจนเตตระออกไซด์และแอโรซีน 50การเปลี่ยนแปลงนี้ทำขึ้นเพื่อความสะดวกในการจัดเก็บตามคำขอของกองทัพอากาศสหรัฐฯ[ 3 ] : 381เครื่องยนต์ LR87-5 โดยทั่วไปมีน้ำหนักเบาและเรียบง่ายกว่ารุ่นก่อนหน้า ส่วนหนึ่งเป็นเพราะการใช้ เชื้อเพลิง ไฮเปอร์โกไลต์ซึ่งไม่จำเป็นต้องมีระบบจุดระเบิดแยกต่างหาก เครื่องยนต์ยังมีระบบควบคุมที่ง่ายกว่า ตลับเชื้อเพลิงแข็งสำหรับสตาร์ทปั๊มเทอร์โบ หัวฉีดที่เรียบง่าย และการอัดแรงดันอัตโนมัติแทนที่ถังแก๊สฮีเลียมเย็นขนาดใหญ่ แทนที่จะเป็นเช่นนั้น ถังเชื้อเพลิงจะถูกอัดแรงดันด้วยไอเสียจากเครื่องกำเนิดก๊าซที่มีเชื้อเพลิงเข้มข้น และถังออกซิไดเซอร์ที่มี NTO ระเหยในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนโดยใช้ไอเสียจากกังหัน[ 3 ] : 383

ตั้งแต่ปีพ.ศ. 2527 ขีปนาวุธ ไททัน IIถูกปลดประจำการและนำมาใช้เป็นยานปล่อย เครื่องยนต์ของขีปนาวุธเหล่านี้ได้รับการดัดแปลงเพื่อการใช้งานดังกล่าว[ 3 ] : 383

LR87-7

LR87-5 ได้รับการดัดแปลงให้ตรงกับความต้องการของโครงการ Gemini LR87-7 ได้เพิ่มระบบสำรองและคุณสมบัติความปลอดภัยสำหรับการรับรองการใช้งานกับมนุษย์ [ 3 ] : 381ประสิทธิภาพการทำงานคล้ายกับรุ่นก่อนหน้า เพียงแต่ลดแรงดันในห้องและแรงขับของหัวฉีดเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดการใช้งานกับมนุษย์ รุ่นนี้ใช้เฉพาะกับจรวดTitan II GLVเท่านั้น

LR87-9

LR87-9 บินครั้งแรกในปี พ.ศ. 2509 และใช้กับTitan IIIA , IIIBและIIIC [ 7 ]

LR87-11/11A

LR87-11 บินครั้งแรกในปี 1968 และใช้กับ Titan 24B, 34B, IIIBS, IIID, 34D , 34D7, IIIEมีความน่าเชื่อถือสูงกว่ารุ่นก่อนหน้า[ 8 ] LR87-11A ใช้กับTitan IV A/B [ 9 ] [ 10 ]

LR87 LH2

เครื่องยนต์ LR87 LH" ได้รับการดัดแปลงให้เผาไหม้ออกซิเจนเหลวและไฮโดรเจนเหลว การพัฒนานี้เกิดขึ้นพร้อมกับรุ่นอื่นๆ ในช่วงปลายทศวรรษ 1950 เมื่อเทียบกับรุ่น -3 แล้ว มีการเปลี่ยนแปลงหลายอย่างที่เกี่ยวข้องกับการใช้ไฮโดรเจนเหลวที่เบากว่าและเย็นกว่า[ 3 ] : 383หัวฉีดเชื้อเพลิงได้รับการดัดแปลงอย่างมาก และปั๊ม RP-1 ถูกแทนที่ด้วยปั๊มไฮโดรเจนแบบขั้นตอนเดียวที่ออกแบบมาโดยเฉพาะ พัฒนาขึ้นระหว่างปี 1958–1961 มีการทดสอบแบบคงที่ทั้งหมด 52 ครั้งโดยไม่มีปัญหาสำคัญใดๆAerojetมีส่วนร่วมในกระบวนการคัดเลือกเครื่องยนต์ใหม่สำหรับขั้นที่สองของSaturn IBและSaturn Vแม้ว่า LR87 LH2 จะดีที่สุดใน 10 จาก 11 เกณฑ์ แต่NASA เลือก J-2ของ Rocketdyne บทเรียนที่ได้รับถูกนำมาใช้ในระหว่างการพัฒนา Aerojet M-1 [ 11 ] มันถูกสร้างขึ้นโดยมีห้องเผาไหม้เพียงห้องเดียว

LR87 / อลูมาซีน

LR87 ยังได้รับการทดสอบด้วยเชื้อเพลิงไดไนโตรเจนเตตรอกไซด์ / อะลูมิซีน แบบเจลอีกด้วย [ 12 ] [ 13 ]แม้ว่าการทดสอบก่อนหน้านี้กับ LR87 จะถูกยุติลงเนื่องจากความไม่เสถียรของการเผาไหม้และข้อจำกัดด้านงบประมาณ แต่การพัฒนาเชื้อเพลิงและสารออกซิไดเซอร์แบบเจลยังคงดำเนินต่อไปเพื่อผลิตเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์ที่ใช้ในอวกาศในปัจจุบัน[ 14 ]

การเปรียบเทียบเครื่องยนต์

เครื่องยนต์LR87-3LR87-5LR87-7LR87-9LR87-11LR87 LH2
โมเดลแอโรเจ็ทเอเจ23-130เอเจ23-132เอเจ23-134เอเจ23-136เอเจ23-139
เชื้อเพลิงออกซิเจนเหลว/น้ำมันก๊าดN2O4/แอโรซีน 50N2O4/แอโรซีน 50N2O4/แอโรซีน 50N2O4/แอโรซีน 50ล็อกซ์/แอลเอช2
เที่ยวบินแรก19591962 []พ.ศ. 2505พ.ศ. 25091968
จำนวนที่สร้าง140212534
แรงขับ, [ b ] V [ c ]733.9  กิโลนิวตัน1096.8  กิโลนิวตัน1086.1  กิโลนิวตัน1218.8  กิโลนิวตัน667  กิโลนิวตัน
ฉัน , V [ c ]290s297s296 วินาที302s
แรงขับ, SL [ d ]647.9  กิโลนิวตัน956.5  กิโลนิวตัน946.7  กิโลนิวตัน956.1  กิโลนิวตัน968.4  กิโลนิวตัน578  กิโลนิวตัน
ฉัน , SL [ d ]256 วินาที259s258 วินาที250s350 วินาที
ระยะเวลาการเผาไหม้138 วินาที155 วินาที139s200s
ความสูง3.13 ม.3.13 ม.3.13 ม.3.13ม. [ e ]4 ม.
เส้นผ่านศูนย์กลาง1.53 ม.1.14 ม.1.53 ม.1.14 ม.1.14 ม.
มวล[ b ]839  กก.739  กก.713  กก.758  กก.700  กก.
แรงดันในห้อง40.00 บาร์53.3 บรรยากาศ (54.01 บาร์)47.00 บาร์58.3 บรรยากาศ (59.07 บาร์)
อัตราส่วนพื้นที่889158
TWR, V [ c ]89.2151.34155.33163.9697.14
อัตราส่วนออกซิไดเซอร์/เชื้อเพลิง1.911.931.91.91
สัมประสิทธิ์แรงขับ V [ c ]1.84532.233.03
สัมประสิทธิ์แรงขับ SL [ d ]1.64531.982.78
การไหลของเชื้อเพลิง750  กก./วินาที824.7  กก./วินาที
แหล่งที่มา[ 15 ][ 2 ][ 16 ][ 17 ][ 8 ][ 11 ]
  1. ขีปนาวุธข้ามทวีป; การปล่อยจรวดไททัน II ขึ้นสู่วงโคจรในปี 1968
  2. 1 2ห้องขับดันต่อหนึ่งลำ โดยแต่ละลำจะมีสองห้องติดตั้งอยู่ด้วยกันบนไททันหนึ่งลำ
  3. 1 2 3 4ในสุญญากาศ
  4. 1 2 3ที่ระดับน้ำทะเล
  5. ความสูงที่ส่วนบนสุดของชุดปั๊มเทอร์โบ: 3.84 เมตร ถึงส่วนบนสุดของโครงสร้างรับแรงขับ

ดูเพิ่มเติม

  • สารานุกรมอวกาศ
  • พิพิธภัณฑ์แห่งชาติกองทัพอากาศสหรัฐฯ โอไฮโอ
  • แอโรเจ็ท LR87
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Aerojet_LR87&oldid=1348912972 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ แอโรเจ็ท LR87

LR87 เป็นเครื่องยนต์จรวดเชื้อเพลิงเหลว ของอเมริกา ที่ใช้กับขั้นตอนแรกของขีปนาวุธข้ามทวีปไททันและยานปล่อย ประกอบด้วยมอเตอร์คู่ที่มีห้องเผาไหม้และเครื่องจักรเทอร์โบปั๊มแยกกัน

LR87-3

LR87-3 ที่ใช้ใน Titan I นั้นเผาไหม้ออกซิเจนเหลวและ RP-1 [ 4 ] หลังจากการยุติโครงการขีปนาวุธ Titan เครื่องยนต์เหล่านี้ก็ไม่ได้ถูกนำไปใช้งานอีกต่อไปLR87-3 ยังถูกใช้งานกับ NTO/Aerozine 50 และทดสอบภาคพื้นดินด้วย LOX/H2 (โดยใช้ปั๊มเชื้อเพลิงแบบใหม่)...

LR87-5

แทนที่จะใช้ออกซิเจนเหลวและ RP-1 ไททัน II ใช้ ไนโตรเจนเตตระออกไซด์ และ แอโรซีน 50 การเปลี่ยนแปลงนี้ทำขึ้นเพื่อความสะดวกในการจัดเก็บตามคำขอของกองทัพอากาศสหรัฐฯ

LR87-7

LR87-5 ได้รับการดัดแปลงให้ตรงกับความต้องการของ โครงการ Gemini LR87-7 ได้เพิ่มระบบสำรองและคุณสมบัติความปลอดภัยสำหรับ การรับรองการใช้งานกับมนุษย์ [ 3 ] : 381 ประสิทธิภาพ การทำงานคล้ายกับรุ่นก่อนหน้า...