LE-9 火箭引擎完成第一次燃燒試驗

日本 JAXA 的下一代火箭 H3 的第 1 節火箭使用的主引擎 LE-9，在 2017 年 4 月 27 日完成了第 1 次的實機燃燒試驗，這次試驗只有 2.6 秒長，測試目的在於確認引擎啟動/關機序列，以及各項零件的資料收集。

(Source: JAXA)

目前 JAXA 的主力火箭 H-IIA 與 H-IIB 的第 1 節火箭是使用 LE-7A 火箭引擎、第 2 節火箭則是使用 LE-5B 火箭引擎。LE-5B 將沿用在 H3 的第 2 節上，而 H3 的第 1 節的新火箭引擎 LE-9 在設計上並未延續先前第 1 節火箭引擎 LE-7A 的分級燃燒循環設計，而是改用與第 2 節的 LE-5B 相同的 Expander Bleed 膨脹排放循環。JAXA 的 H3 火箭的兩級火箭引擎將史無前例的都使用 Expander Bleed 膨脹排放循環設計，全世界只有 JAXA 使用這樣的設計。

H3 第 1 節預計使用 2 或 3 具 LE-9，單具 LE-9 的真空中推力達到 1471kN (約 150 噸)，比 LE-7A 的 1100kN (約 112 噸) 高上許多，但比衝則略為下降 (LE-9: 425s / LE-7A: 440s)。

H3 第 2 節將繼續使用 1 具 LE-5B-2，單具真空中推力為 137kN，比衝 448s。

LE-9 的 Expander Bleed 膨脹排放循環的作業方式大致如下：

1. LH2 液態氫通過 FTP 燃料渦輪幫浦的幫浦側後，大部分的 LH2 進入燃燒室燃燒、少部分的 LH2 則被拿來做熱循環使用
2. 熱循環用的 LH2 先被導入上部燃燒室壁面管道內為上部燃燒室降溫，再被導入下部燃燒室壁面管道
3. 熱循環用的 LH2 在增溫後體積膨脹能量增加，被導入 FTP 燃料渦輪幫浦的渦輪側來驅動 FTP 渦輪幫浦
4. 然後熱循環用的 LH2 在被導入 OTP 氧化劑渦輪幫浦的渦輪側來驅動 OTP 渦輪幫浦
5. LOX 液態氧通過 OTP 氧化劑渦輪幫浦的幫浦側後進入燃燒室燃燒
6. 熱循環用的 LH2 最後被導入噴嘴延伸段的內側排放，為噴嘴延伸段隔熱

這也就是為什麼被稱為「膨脹排放」循環，因為熱交換的 LH2 在增溫「膨脹」後被用來驅動 FTP 與 OTP 渦輪幫浦，然後從噴嘴延伸段內側「排放」出引擎。


LE-9 火箭引擎將在 2017~2019 年間進行多項的試驗，預計在 2020 年與 H3 進行首飛。


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