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2017/08/13

JAXA LE-9 燃燒試驗 70 秒突破!

JAXA LE-9 火箭引擎是日本下一代發射載具:H3 第一節火箭要用的主引擎,在 7 月 7 日進行的第 10 次燃燒試驗中,LE-9 火箭引擎首次噴射燃燒達到 70 秒!

(Source: JAXA)
從 JAXA 公布的數據中,這次測試達到的燃燒室壓力為 8.47MPa,大約為 84 倍大氣壓力,離 LE-9 設計的全推力燃燒室壓力 10MPa (約 100 倍大氣壓力) 還有一小段距離,這也說明了為什麼在影片中尾焰並沒有張滿整個噴嘴。

LE-9 火箭引擎在全推力下推力將達到 150 噸 (真空推力 1471kN),是目前 H2A 與 H2B 火箭用的 LE-7A 火箭引擎 (真空推力 1100kN) 的 1.3 倍,同時也是全世界單引擎推力最高的「膨脹排放循環」引擎。LE-9 火箭引擎預計在 2020 年與 H3 進行首飛。


LE-9 第 10 次燃燒試驗影片傳送門:


延伸閱讀:什麼是「膨脹排放循環」引擎
http://uc0000.blogspot.tw/2017/05/07.html


/UC0000

2017/05/07

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。


/UC0000

2016/12/11

HTV-6 升空前往 ISS

日本 JAXA 成功地在台灣時間 12 月 9 日晚上 21:26 從種子島發射場發射 H-IIB F6 火箭,載運 HTV-6 無人補給太空船前往 ISS 國際太空站。

(Source: JAXA)

 這是 H-IIB 火箭第 6 次發射任務,H-IIB 為 JAXA 專門為 HTV 無人補給太空船所開發的專用發射載具。而 HTV-6 無人補給太空船上除了攜帶 ISS 的飲水食物補給品以及科學實驗器材外,也攜帶了全新的 鋰離子電池 模組,以取代目前 ISS 使用的 鎳氫電池。

(Source: JAXA)

發射的主要序列如下:

-5 秒:LE-7A 主引擎點火
0 秒:SRB 固態火箭加力器點火,火箭升空
1 分 10 秒:最大氣動壓力點 (火箭受到空氣阻力最大的時刻)
1 分 50 秒:SRB 固態火箭加力器耗盡
2 分 06 秒:第 1 對 SRB 固態火箭加力器脫離
2 分 09 秒:第 2 對 SRB 固態火箭加力器脫離
3 分 42 秒:整流罩脫離 (高度 120 公里)
5 分 48 秒:第 1 節火箭主引擎關機
5 分 56 秒:第 1 節火箭脫離
6 分 07 秒:第 2 節火箭引擎 LE-5B 點火
14 分 20 秒:第 2 節火箭引擎關機,進入遠地點 300 公里高、近地點 200 公里高的軌道
15 分 11 秒:HTV-6 分離,預計 12 月 13 抵達 ISS
99 分:第 2 節火箭將剩餘的 LH2/LOX 逆向噴出 (不點火) 減速脫軌

發射前倒數 10 秒傳送門


ISS 新電池傳送門: http://uc0000.blogspot.tw/2016/12/02.html
H-IIB 簡介傳送門: http://uc0000.blogspot.tw/2015/11/05.html


/UC0000

2015/11/05

JAXA H-IIA 火箭的大哥:H-IIB

延續先前的解說,今天要介紹的是日本 JAXA H-IIA 火箭的大哥:H-IIB。

H-IIB 與 H-IIA 採用相同的固態火箭加力器 (SRB-A)、相同的第 1 節火箭引擎 (LE-7A)、相同的第 2 節火箭引擎 (LE-5B),最大的差異在於:

- 第 1 節火箭引擎從 H-IIA 的 1 具 變成 2 具 LE-7A
- 第 1 節火箭本體的直徑從 H-IIA 的 4 米 放大成 5.2 米

這樣一改,GTO (同步轉移軌道) 酬載能力就從 H2A204 構型 (4 具固態火箭加力器) 的 6 噸 放大到 H2B 構型 (一樣是 4 具固態火箭加力器) 的 8 噸。這增加的酬載能力也讓日本 JAXA 可以發射 HTV 無人補給太空船 (約 16.5 噸) 到 ISS 國際太空站 去進行補給任務。



這張照片 (Source: JAXA) 就是 H-IIB 火箭發射進行 HTV-3 任務時所拍攝,你可以很清楚的看到略微變大的第 1 節火箭本體,也就是 H-IIB 火箭的最大特徵 (或是看到 2 具第 1 節火箭引擎)。
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/UC0000