อ่าน 3 นาที
จรวดแบบโมดูลาร์
จรวด แบบโมดูลาร์ เป็น จรวดหลายขั้นตอน ชนิดหนึ่งที่มีส่วนประกอบที่สามารถสลับเปลี่ยนกันได้สำหรับภารกิจต่างๆ จรวดประเภทนี้หลายชนิดใช้แนวคิดที่คล้ายคลึงกัน เช่น โมดูลแบบรวม...
จรวดแบบโมดูลาร์

จรวดแบบโมดูลาร์ เป็น จรวดหลายขั้นตอนชนิดหนึ่งที่มีส่วนประกอบที่สามารถสลับเปลี่ยนกันได้สำหรับภารกิจต่างๆ จรวดประเภทนี้หลายชนิดใช้แนวคิดที่คล้ายคลึงกัน เช่น โมดูลแบบรวม เพื่อลดค่าใช้จ่ายในการผลิต การขนส่ง และเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของโครงสร้างพื้นฐานในการเตรียมการบิน
การ ศึกษา โครงการระบบปล่อยจรวดแห่งชาติ (ค.ศ. 1991-1992) ได้พิจารณาถึงระบบปล่อยจรวดในอนาคตในรูปแบบโมดูลาร์ (แบบกลุ่ม) แนวคิดนี้มีมาตั้งแต่การก่อตั้ง NASAแล้ว
ขั้นตอนการเพิ่มความเข้มข้นของแกนกลางร่วมแบบคลัสเตอร์
การออกแบบหลายแบบประสบความสำเร็จในการใช้แนวทางจรวดแบบโมดูลาร์เพื่อรวมจรวดเหลว ที่เหมือนกันโดยพื้นฐานเข้า ด้วยกันเพื่อสร้างขั้นตอนแรก (บูสเตอร์) ของยานปล่อยจรวดขนาดใหญ่ในปี 1997 ศูนย์วิจัยและผลิตอวกาศแห่งรัฐครูนิเชฟได้เสนอแผนปรับปรุงสำหรับ ตระกูลจรวด Angaraที่ใช้แนวทางการรวมกลุ่ม[ 1 ] ในปี 1999 สำหรับโครงการ ปล่อยจรวดเพื่อความมั่นคงแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา(EELV) ล็อกฮีดมาร์ตินกำลังพัฒนาตระกูล Atlas V ซึ่งตั้งใจจะรวมถึงการกำหนดค่า Atlas V 'Heavy' ที่มีบูสเตอร์แกนกลางทั่วไป สามตัวรวมกลุ่มกัน (Atlas V ใช้ เครื่องยนต์ RD-180และ Angara ใช้ เครื่องยนต์ RD-191 ที่เกี่ยวข้อง ) แม้ว่า Atlas V Heavy จะไม่ได้รับเลือกสำหรับ EELV แต่แนวทางการรวมกลุ่มที่คล้ายกันซึ่งเสนอโดยโบอิ้งส่งผลให้เกิด ยาน Delta IV Heavy Delta IV Heavy บินครั้งแรกในปี 2004 และ Angara แบบรวมกลุ่มตัวแรกAngara A5บินครั้งแรกในปี 2014 ในปี 2011 SpaceX ได้แบ่งปัน การออกแบบFalcon Heavyสามแกน[ 2 ] Falcon Heavy บินครั้งแรกในปี 2018
แนวทางแบบโมดูลาร์อื่นๆ
ไม่ใช่ทุกแนวทางการสร้างจรวดแบบโมดูลาร์ที่จะนำชิ้นส่วนจรวดที่คล้ายคลึงกันมารวมกันเพื่อสร้างขั้นขับเคลื่อน ชิ้นส่วนจรวดZenitถูกนำมาใช้ทั้งในฐานะขั้นแรกแบบเดี่ยวๆ และเป็นบูสเตอร์เหลวสำหรับ ขั้นแกนกลาง Energia (ซึ่งมีลักษณะแตกต่างกัน) ส่วนจรวด Atlas V ใช้บูสเตอร์ จรวดเชื้อเพลิงแข็งจำนวนที่สามารถปรับแต่งได้รอบแกนกลางที่เป็นของเหลว เพื่อให้ได้การออกแบบแบบโมดูลาร์และยืดหยุ่น
ตัวอย่าง
ดาวเสาร์ ซี
คณะกรรมการของรัฐบาลที่ชื่อว่า "คณะกรรมการประเมินยานอวกาศแซทเทิร์น" (หรือที่รู้จักกันดีในชื่อคณะกรรมการซิลเวอร์สไตน์ ) ได้จัดตั้งขึ้นในปี 1959 เพื่อเสนอแนะแนวทางเฉพาะที่นาซาสามารถนำไปใช้กับโครงการจรวดของกองทัพบกที่มีอยู่แล้ว (จูปิเตอร์ เรดสโตน เซอร์เจนต์) สภาโครงการสำรวจอวกาศของนาซา (1959-1963) ได้รับมอบหมายให้พัฒนารูปแบบการปล่อยจรวดสำหรับ จรวด แซทเทิร์นรุ่นใหม่ ซึ่งเรียกว่า แซทเทิร์น ซี โครงสร้างของแซทเทิร์น ซี ประกอบด้วยห้าขั้นตอนที่แตกต่างกัน ( SI , S-II , S-III , S-IVและ SV/ เซนทอร์ ) ซึ่งสามารถเรียงซ้อนกันในแนวตั้งสำหรับจรวดเฉพาะเพื่อตอบสนองความต้องการด้านน้ำหนักบรรทุกและภารกิจต่างๆ ของนาซา
ผลงานนี้ได้นำไปสู่การพัฒนาจรวด Saturn I , Saturn IBและSaturn V
แอตลาส วี
ระบบปล่อยจรวด Atlas V แบบใช้แล้วทิ้งใช้Common Core Booster ที่ใช้เชื้อเพลิงเหลวเป็นขั้นแรก ในหลายๆ รูปแบบ จะใช้ CCB เพียงตัวเดียวร่วมกับจรวดขับดันแข็งแบบติดข้าง มีการเสนอรูปแบบสำหรับบรรทุกน้ำหนักที่หนักกว่าโดยใช้ CCB สามตัวติดกันเป็นขั้นแรก Common Core Booster ใช้RD-180 ที่ผลิตในรัสเซีย เผา ไหม้เชื้อเพลิง RP-1ร่วมกับออกซิเจนเหลวทำให้เกิดแรงขับ 3.8 MNถังเชื้อเพลิงเหลวใช้ การออกแบบ แบบ isogridเพื่อความแข็งแรง แทนที่การออกแบบถัง Atlas รุ่นก่อนๆ ที่ใช้การรักษาเสถียรภาพความดัน[ 3 ]
ความยาวของบูสเตอร์แกนกลางทั่วไปคือ 89 ฟุต (27 เมตร) และมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 12.5 ฟุต (3.8 เมตร) [ 4 ]
เดลต้า IV
จรวด ตระกูล Delta IV ใช้ Common Booster Core ( CBC) ที่ ใช้เชื้อเพลิงเหลวเป็นขั้นแรกของจรวดหลายแบบ โดยอาจใช้หนึ่งหรือสามโมดูลเป็นขั้นแรก ในส่วนใหญ่แล้วจะใช้ CBC เพียงโมดูลเดียว โดยมีหรือไม่มีจรวดขับดันเสริม (SRB) ก็ได้ ส่วนจรวด Heavy นั้นจะใช้ CBC สามโมดูลรวมกันเป็นขั้นแรก CBC ใช้ เครื่องยนต์ Rocketdyne RS-68และเผาไหม้ไฮโดรเจนเหลวร่วมกับออกซิเจนเหลว ทำให้เกิดแรงขับ 2.9 เมกะนิวตัน (650,000 ปอนด์ )
อังกรา
โมดูลจรวดสากล (URM) เป็นขั้นแรกแบบโมดูลาร์ที่ใช้เชื้อเพลิงเหลว ของ ระบบปล่อยจรวดแบบใช้แล้วทิ้ง Angara ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่า ขั้นแรกสามารถประกอบด้วย URM 1, 3, 5 หรือ 8 ตัว URM แต่ละตัวใช้เครื่องยนต์ RD-191ที่ผลิตในรัสเซียซึ่งเผา ไหม้เชื้อเพลิง RP-1กับออกซิเจนเหลวทำให้เกิดแรงขับ 1.92 MN [ 5 ]
ฟอลคอนเฮฟวี่
ยานปล่อยจรวด Falcon Heavy ประกอบด้วย แกนกลาง Falcon 9 Block 5 ที่เสริมความแข็งแรงขึ้น พร้อมด้วยแกนกลาง Falcon 9 Block 5 สองแกนปกติ โดยมีกรวยแอโรไดนามิกติดตั้งอยู่ด้านบน ทำหน้าที่เป็นบูสเตอร์เชื้อเพลิงเหลวเสริม แกนกลางแต่ละแกนขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์Merlin 1D จำนวน 9 เครื่อง ซึ่งเผา ไหม้เชื้อเพลิงเคโรซีนเกรดจรวด ร่วมกับ ออกซิเจนเหลวทำให้เกิดแรงขับเกือบ 7.7 เมกะนิวตัน (1,700,000 ปอนด์f ) และแกนกลางทั้งสามแกนรวมกันให้แรงขับมากกว่า 22 เมกะนิวตัน การออกแบบ Falcon Heavy ครั้งแรกนั้นมีคุณสมบัติการป้อนเชื้อเพลิงแบบไขว้ที่ไม่เหมือนใคร โดยเชื้อเพลิงและสารออกซิไดเซอร์สำหรับขับเคลื่อนเครื่องยนต์ส่วนใหญ่บนแกนกลางจะถูกส่งมาจากแกนด้านข้างทั้งสอง จนกระทั่งแกนด้านข้างใกล้หมดและพร้อมสำหรับการแยกตัวครั้ง แรก [ 6 ]อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความซับซ้อนอย่างมาก คุณสมบัตินี้จึงถูกยกเลิกในปี 2015 ทำให้แกนกลางแต่ละแกนต้องเผาไหม้เชื้อเพลิงของตัวเอง การประเมินในภายหลังพบว่าปริมาณเชื้อเพลิงที่จำเป็นสำหรับจรวดเสริมแต่ละด้านในการลงจอด (นำกลับมาใช้ใหม่) นั้นใกล้ถึงขีดจำกัดแล้ว ดังนั้นจึงไม่มีประโยชน์อะไรที่จะทำการป้อนเชื้อเพลิงข้ามระบบ
เช่นเดียวกับ Falcon 9 ที่มีแกนเดียว แกนบูสเตอร์ของ Falcon Heavy แต่ละอันสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ [ 7 ] เที่ยวบินทดสอบของ Falcon Heavyแสดงให้เห็นว่าบูสเตอร์ด้านข้างทั้งสองลงจอดพร้อมกันใกล้กับจุดปล่อย ในขณะที่บูสเตอร์ตรงกลางพยายามลงจอดบนเรือโดรนท่าอวกาศอัตโนมัติ ของ SpaceX ซึ่งส่งผลให้ลงจอดอย่างรุนแรงใกล้กับเรือ ในภารกิจที่สอง บูสเตอร์ทั้งสามตัวลงจอดอย่างนุ่มนวล[ 8 ]การปล่อย Falcon Heavy ที่ประสบความสำเร็จในการกู้คืนบูสเตอร์แกนทั้งสามตัวมีค่าใช้จ่ายด้านวัสดุเท่ากับ Falcon 9 กล่าวคือ ขั้นบนและอาจรวมถึงฝาครอบบรรทุกสัมภาระดังนั้น ความแตกต่างของต้นทุนระหว่างการปล่อย Falcon 9 และ Falcon Heavy จึงมีจำกัด ส่วนใหญ่มาจากเชื้อเพลิงเพิ่มเติมและการปรับปรุงแกนบูสเตอร์สามตัวแทนที่จะเป็นหนึ่งตัว
คิเนติกา 2
ยานอวกาศ Kinetica 2จากCAS Spaceใช้บูสเตอร์ที่เหมือนกันสามตัวเพื่อประกอบเป็นขั้นแรก เชื้อเพลิง LOX/kerosene ถูกใช้ทั้งในเครื่องยนต์ YF-102 (สามเครื่องต่อแกน) ในขั้นบูสเตอร์ และในเครื่องยนต์ของขั้นบน เที่ยวบินทดสอบของ Kinetica 2 ในเดือนมีนาคม 2026 ได้รับรายงานว่าประสบความสำเร็จอย่างสมบูรณ์
ดูเพิ่มเติม
- การเดินทัพระยะยาว 10
- ยานปล่อยจรวดแบบใช้แล้วทิ้งที่ได้รับการพัฒนา
- จรวดเชื้อเพลิงเหลว
- ประวัติ: UR-700 [ 9 ]
ลิงก์ภายนอก
- EELV: ก้าวต่อไปของการปล่อยจรวดสู่อวกาศ
- หน้าเว็บ Angara โดยศูนย์อวกาศครูนิเชฟ (ภาษารัสเซีย)
- หน้า Angara บน RussianSpaceWeb
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ จรวดแบบโมดูลาร์
จรวด แบบโมดูลาร์ เป็น จรวดหลายขั้นตอน ชนิดหนึ่งที่มีส่วนประกอบที่สามารถสลับเปลี่ยนกันได้สำหรับภารกิจต่างๆ จรวดประเภทนี้หลายชนิดใช้แนวคิดที่คล้ายคลึงกัน เช่น โมดูลแบบรวม...
ขั้นตอนการเพิ่มความเข้มข้นของแกนกลางร่วมแบบคลัสเตอร์
การออกแบบหลายแบบประสบความสำเร็จในการใช้แนวทางจรวดแบบโมดูลาร์เพื่อรวม จรวดเหลว ที่เหมือนกันโดยพื้นฐานเข้า ด้วยกันเพื่อสร้างขั้นตอนแรก (บูสเตอร์) ของ ยานปล่อยจรวดขนาดใหญ่ ในปี 1997 ศูนย์วิจัยและผลิตอวกาศแห่งรัฐครูนิเชฟ ได้เสนอแผนปรับปรุงสำหรับ ตระกูลจรวด Angara...
แนวทางแบบโมดูลาร์อื่นๆ
ไม่ใช่ทุกแนวทางการสร้างจรวดแบบโมดูลาร์ที่จะนำชิ้นส่วนจรวดที่คล้ายคลึงกันมารวมกันเพื่อสร้างขั้นขับเคลื่อน ชิ้นส่วนจรวด Zenit ถูกนำมาใช้ทั้งในฐานะขั้นแรกแบบเดี่ยวๆ และเป็นบูสเตอร์เหลวสำหรับ ขั้นแกนกลาง Energia (ซึ่งมีลักษณะแตกต่างกัน) ส่วนจรวด Atlas V...
ดาวเสาร์ ซี
คณะกรรมการของรัฐบาลที่ชื่อว่า "คณะกรรมการประเมินยานอวกาศแซทเทิร์น" (หรือที่รู้จักกันดีในชื่อ คณะกรรมการซิลเวอร์สไตน์ ) ได้จัดตั้งขึ้นในปี 1959 เพื่อเสนอแนะแนวทางเฉพาะที่นาซาสามารถนำไปใช้กับโครงการจรวดของกองทัพบกที่มีอยู่แล้ว (จูปิเตอร์ เรดสโตน เซอร์เจนต์)...