J-2. Двигатель j2 характеристики


J-2 (ракетный двигатель) - это... Что такое J-2 (ракетный двигатель)?

J-2 (Джей-2) Тип: Топливо: Окислитель: Камер сгорания: Страна: Использование: Время эксплуатации: Применение: Производство: Конструктор: Варианты: Массогабаритныехарактеристики Рабочие характеристики Тяга: Удельный импульс: Время работы: Степень расширения: Отношение окислитель/топливо: Тяговооружённость:
Технические данные двигателя J-2.
ЖРД
водород
кислород
1
США
1966 г - используется
Рокетдайн, США
J-2S; J-2T; J-2X
Вакуум: 104 тс (1019.2 кН)Ур.моря: 90.8 тс (890 кН)
Вакуум: 421 cекУр.моря: 200 cек
500 cек
27.5:1
16:1
73.18

«Джей-2» (англ. J-2) — жидкостной ракетный двигатель (ЖРД) компании Рокетдайн (США), выполнен по схеме открытого генераторного цикла. На время создания являлся наиболее мощным двигателем, который использовал жидкие водород (Lh3) и кислород (LOX) в качестве компонентов топлива. Позднее он был оттеснен с этой позиции двигателями RS-24, РД-0120 и RS-68. В стандартной конфигурации двигатель предназначен для использования в вакууме, то есть на верхних ступенях ракет-носителей. Отличительной особенностью J-2 на время создания являлась возможность его повторного включения, что применялось на третьей ступени S-IVB лунной ракеты «Сатурн V». Эта особенность двигателя позволяла выполнить завершение вывода полезной нагрузки на низкую опорную орбиту (НОО) и, через некоторое время, выполнить разгон к Луне.

Свое первое применение ЖРД J-2 нашел на второй ступени РН «Сатурн IБ». Поздне́е являлся важной частью программы «Аполлон» НАСА — пять двигателей использовались на второй ступени РН «Сатурн V» (S-II) и один двигатель использовался на третьей ступени (S-IVB). Имели место также предложения по его использованию в проекте сверхтяжелого марсианского РН «Нова» с предполагаемой грузоподъемностью на низкую опорную орбиту («НОО») до 300 т. На 2009 год модифицированный вариант ЖРД J-2 планируется использовать на вторых ступенях РН «Арес I» и «Арес V» программы «Созвездие» НАСА.

Модификации

В силу того, что ЖРД J-2 был разработан в начале 1960-х годов и при этом отличался высокой надежностью, в большом количестве производились различные модификации первоначальной версии двигателя, которые велись в рамках различных космических программ.

J-2S

Вторая ступень РН «Сатурн V» с пятью двигателями J-2.

Экспериментальная программа увеличения эффективности ЖРД J-2 с названием J-2X, которое не следует путать с более поздним вариантом XXI века с тем же именем, была начата в середине 1960-х годов. Основным отличием модифицированной версии было введение пленочного охлаждения основной камеры сгорания («КС») с добавлением щелевидной полосы и отказ от камеры предварительного сгорания газогенератора. Таким образом схема работы двигателя была изменена с открытого генераторного цикла на модифицированный открытый цикл с фазовым переходом. В дополнение к уменьшению количества деталей, это позволило избавиться от проблемы синхронизации работы двух камер сгорания.

Дополнительные изменения включали в себя изменения в систему дросселирования для большей гибкости при эксплуатации, что потребовало также внесение изменений в систему подачи топлива для соответствующего изменения состава смеси при разных условиях давления в камере сгорания. Также был добавлен "спящий режим" (англ. Idle Mode), который производил небольшую тягу и мог быть использован для маневрирования на орбите, а также для упорядочивания топлива и окислителя в баках перед переходом в режим основной тяги. Конечными характеристиками двигателя стал увеличенный - по сравнению с базовой моделью - удельный импульс равный 436 сек и уменьшенная масса 1 467 кг.

В ходе разработки модификации двигателя Рокетдайном были созданы шесть доводочных двигателей J-2S. Эти изделия много раз проходили огневые испытания в период с 1965 по 1972 гг., с общей наработкой 30 858 сек. В 1972 году, когда стало понятно, что дальнейшие заказы на РН Сатурн V не поступят, была закончена программа испытаний. НАСА планировало использовать эту модификацию двигателя в различных программах и даже в течение некоторого времени предполагалось, что связка из пяти J-2S должна быть установлена на Спейс Шаттле, но эти первоначальные проекты не были реализованы и выбор был остановлен на новом ЖРД RS-24, который использует схему закрытого цикла.

J-2T

Во время работы над ЖРД J-2S, НАСА также финансировало разработки с использованием турбомашины и прочих систем двигателя для создания нового клиновоздушного сопла. Это должно было увеличить эффективность двигателя, особенно в случае использования этой модификации на второй ступени РН Сатурн V «S-II», которая некоторую часть работы выполняла в атмосфере, а не в вакууме. Основное отличие этого двигателя от базовой модели J-2S, состояло в использовании тороидальной или кольцевой камеры сгорания, которая обеспечивала возможность использование центрального клина. Были созданы две модификации этого двигателя: первая, J-2T-200k с тягой 90.8 тс (890 кН), которая позволяла его использование на «S-II» и «S-IVB»; вторая, J-2T-250k с тягой 113.4 тс (1 112 кН). При этом в названии каждого из двигателей в правой части указывается их тяга в размерности «фунт-сила».

Так же как и в случае с J-2S, работы над J-2T проходили вместе с продолжительной серией огневых испытаний пробных двигателей на стендах, но последующее развитие остановилось после завершения программы «Аполлон» НАСА.

XRS-2200 и RS-2200

Огневые испытания плоского клиновоздушного двигателя XRS-2200 по программе X-33

Тридцатью годами позже, модифицированный ЖРД J-2S был снова использован и на этот раз в проекте космоплана НАСА «X-33». В данном случае немного модифицированный J-2S без сопла использовался в ряду других таких же J-2S для создания плоского клиновоздушного двигателя. Экспериментальные модели имели название XRS-2200. В ходе проекта «X-33» были построены три двигателя XRS-2200, которые прошли программу испытаний в Космическом центре им.Стенниса НАСА. Испытания одного двигателя были успешными, но программа была остановлена до завершения строительства испытательного стенда для второго двигателя. ЖРД XRS-2200 на уровне моря производит тягу 92.7 тс (909.3 кН) и обладает удельным импульсом 339 с, в вакууме тяга составляет 120.8 тс (1.2 мН), удельный импульс - 436.5 с. После дальнейшего развития и программы испытаний, проект был отклонен по причине нерешенности проблем с композитными топливными баками «X-33».

Масштабируемость двигателя с плоским клиновоздушным соплом была использована при создании более крупного варианта ЖРД RS-2200, который был предназначен для одноступенчатого космоплана «Венчур Стар» (англ. Venture Star) (Локхид Мартин). В своем последнем варианте, семь RS-2200, каждый с тягой 245.8 тс (2.4 мН), должны бли доставлять «Венчур Стар» на НОО. Развитие этого проекта было формально прекращено в начале 2001 года, когда программа X-33 не получила финансирования в рамках программы «Инициатива Космического Запуска». В Локхид Мартин было принято решение не продолжать развитие «Венчур Стар» без финансовой поддержки НАСА.

J-2X

Иллюстрация ЖРД J-2X. Двигатель J-2 в музее.

Новая версия двигателя, называемая J-2X, сейчас находится в разработке в рамках развития программы «Созвездие» НАСА и пилотируемого капсульного КА «Орион», который должен заменить космический челнок после 2010 г. Первоначально предполагалось использовать два J-2X на разгонной ступени лунного модуля (англ. Earth Departure Stage, EDS), каждый с тягой 133.4 тс (1.3 мН).[1]

Отказ от использования более совершенного двигателя ЖРД RS-24, используемого на челноке, был обоснован дороговизной модернизации этого двигателя из стартующего на Земле на запускаемый в воздухе двигатель. Также принимались в расчет необходимость испытаний RS-24 перед полетами и дороговизна их производства. По этим причинам, 18 февраля 2006 года НАСА остановило свой выбор на J-2X и для второй ступени пилотируемой РН «Арес I» с КА «Орион». Такая схема должна позволить произвести испытания РН «Арес I» в 2010 году, произвести первый запуск КА «Орион» в 2014 году, а использование одного двигателя на двух ракетах должно удешевить поддержку инфраструктуры в рамках программы «Созвездие».

Производить работы по модернизации поручено Рокетдайн в рамках контракта общей стоимостью 1.2 млрд.USD. Первые строительные работы на испытательных стендах для J-2X были начаты НАСА в Космическом центре им.Стенниса 23 августа 2007 года.[2] В период 2007-2008 гг было произведено девять испытаний двигателей J-2X.[3]

Основной целью модификации J-2X в рамках «Созвездия» являются упрощение и удешевление производства по сравнению с базовой моделью и по сравнению с ЖРД RS-24. Он сохранит текущую схему открытого генераторного цикла.[4] По сравнению с базовой моделью, двигатель должен будет обладать увеличенным удельным импульсом 448 - 465 сек, тягой 133.4 тс (1.3 мН) и массой 2 477 кг.

См. также

Примечания

Ссылки

dal.academic.ru

2 - Gpedia, Your Encyclopedia

У этого термина существуют и другие значения, см. J (значения). Тип Топливо Окислитель Камер сгорания Страна Использование Время эксплуатации Применение Производство Конструктор Варианты Массогабаритныехарактеристики Рабочие характеристики Тяга Удельный импульс Время работы Степень расширения Отношение окислитель/топливо Тяговооружённость
J-2 (Джей-2)
Технические данные двигателя J-2
ЖРД
водород
кислород
1
США
1966 год — используется
Рокетдайн, США
J-2S; J-2T; J-2X
Вакуум: 104 тс (1019,2 кН)Ур. моря: 90,8 тс (890 кН)
Вакуум: 425 сек
500 сек
27,5:1
16:1
73,18
 J-2 (Джей-2) на Викискладе

«Джей-2» (англ. J-2) — жидкостной ракетный двигатель (ЖРД) компании Rocketdyne (США), выполнен по схеме открытого генераторного цикла. На время создания являлся наиболее мощным двигателем, который использовал жидкий водород и жидкий кислород в качестве компонентов топлива. Позднее он был оттеснён с этой позиции двигателями RS-24, РД-0120 и RS-68. В стандартной конфигурации двигатель предназначен для использования в вакууме, то есть на верхних ступенях ракет-носителей (РН). Отличительной особенностью J-2 на время создания являлась возможность его повторного включения, что применялось на третьей ступени S-IVB лунной ракеты Сатурн-5. Эта особенность двигателя позволяла сначала выполнить завершение вывода полезной нагрузки на низкую опорную орбиту (НОО), а через некоторое время — выполнить разгон к Луне.

Своё первое применение ЖРД J-2 нашёл на второй ступени РН Сатурн-1Б. Поздне́е являлся важной частью программы НАСА «Аполлон» — пять двигателей использовались на второй ступени РН Сатурн-5 (S-II) и один двигатель использовался на третьей ступени (S-IVB). Также, имелись предложения по его использованию в проекте сверхтяжёлого марсианского РН «Нова» с предполагаемой грузоподъёмностью на низкую опорную орбиту (НОО) до 300 т. На 2009 год модифицированный вариант ЖРД J-2 планировалось использовать на вторых ступенях РН Арес-1 и Арес-5 программы НАСА «Созвездие». Планируется использовать для второй ступени SLS.

Модификации

В силу того, что ЖРД J-2 был разработан в начале 1960-х годов и при этом отличался высокой надёжностью, в большом количестве производились различные модификации первоначальной версии двигателя, которые велись в рамках различных космических программ.

J-2S

Экспериментальная программа увеличения эффективности ЖРД J-2 с названием J-2X, которое не следует путать с более поздним вариантом XXI века с тем же именем, была начата в середине 1960-х годов. Основным отличием модифицированной версии было введение плёночного охлаждения основной камеры сгорания (КС) с добавлением щелевидной полосы и отказ от камеры предварительного сгорания газогенератора. Таким образом схема работы двигателя была изменена с открытого генераторного цикла на модифицированный открытый цикл с фазовым переходом. В дополнение к уменьшению количества деталей, это позволило избавиться от проблемы синхронизации работы двух камер сгорания.

Дополнительные изменения включали в себя изменения в систему дросселирования для большей гибкости при эксплуатации, что потребовало также внесение изменений в систему подачи топлива для соответствующего изменения состава смеси при разных условиях давления в камере сгорания. Также был добавлен «спящий режим» (англ. Idle Mode), который производил небольшую тягу и мог быть использован для маневрирования на орбите, а также для упорядочивания топлива и окислителя в баках перед переходом в режим основной тяги. Конечными характеристиками двигателя стал увеличенный — по сравнению с базовой моделью — удельный импульс равный 436 сек и уменьшенная масса 1467 кг.

В ходе разработки модификации двигателя Рокетдайном были созданы шесть доводочных двигателей J-2S. Эти изделия много раз проходили огневые испытания в период с 1965 по 1972 год с общей наработкой 30 858 сек. В 1972 году, когда стало понятно, что дальнейшие заказы на РН Сатурн-5 не поступят, была закончена программа испытаний. НАСА планировало использовать эту модификацию двигателя в различных программах и даже в течение некоторого времени предполагалось, что связка из пяти J-2S должна быть установлена на спейс шаттле, но эти первоначальные проекты не были реализованы и выбор был остановлен на новом ЖРД RS-24, который использует схему закрытого цикла.

J-2T

Во время работы над ЖРД J-2S, НАСА также финансировало разработки с использованием турбомашины (англ.) и прочих систем двигателя для создания нового клиновоздушного сопла. Это должно было увеличить эффективность двигателя, особенно в случае использования этой модификации на второй ступени РН Сатурн-5 S-II, которая некоторую часть работы выполняла в атмосфере, а не в вакууме. Основное отличие этого двигателя от базовой модели J-2S, состояло в использовании тороидальной или кольцевой камеры сгорания, которая обеспечивала возможность использование центрального клина. Были созданы две модификации этого двигателя: первая, J-2T-200k, с тягой 90,8 тс (890 кН), которая позволяла его использование на S-II и S-IVB; вторая, J-2T-250k, с тягой 113,4 тс (1112 кН). При этом в названии каждого из двигателей в правой части указывается их тяга в размерности фунт-сила.

Так же как и в случае с J-2S, работы над J-2T проходили вместе с продолжительной серией огневых испытаний пробных двигателей на стендах, но последующее развитие остановилось после завершения программы НАСА «Аполлон».

XRS-2200 и RS-2200

Огневые испытания плоского клиновоздушного двигателя XRS-2200 по программе X-33

Тридцатью годами позже, модифицированный ЖРД J-2S был снова использован и на этот раз в проекте космоплана НАСА X-33. В данном случае немного модифицированный J-2S без сопла использовался в ряду других таких же J-2S для создания плоского клиновоздушного двигателя. Экспериментальные модели имели название XRS-2200. В ходе проекта X-33 были построены три двигателя XRS-2200, которые прошли программу испытаний в Космическом центре им. Стенниса НАСА. Испытания одного двигателя были успешными, но программа была остановлена до завершения строительства испытательного стенда для второго двигателя. ЖРД XRS-2200 на уровне моря производит тягу 92,7 тс (909,3 кН) и обладает удельным импульсом 339 с, в вакууме тяга составляет 120,8 тс (1,2 МН), удельный импульс — 436,5 с. После дальнейшего развития и программы испытаний, проект был отклонён по причине нерешённости проблем с композитными топливными баками X-33.

Масштабируемость двигателя с плоским клиновоздушным соплом была использована при создании более крупного варианта ЖРД RS-2200, который был предназначен для одноступенчатого космоплана «Венчур Стар (англ. VentureStar)» (Локхид Мартин). В своём последнем варианте, семь RS-2200, каждый с тягой 245,8 тс (2,4 МН), должны были доставлять «Венчур Стар» на НОО. Развитие этого проекта было формально прекращено в начале 2001 года, когда программа X-33 не получила финансирования в рамках программы «Инициатива космического запуска (англ. Space Launch Initiative)». В Локхид Мартин было принято решение не продолжать развитие «Венчур Стар» без финансовой поддержки НАСА.

J-2X

Иллюстрация ЖРД J-2X Двигатель J-2 в музее

Новая версия двигателя, называемая J-2X, сейчас находится в разработке в рамках развития программы НАСА «Созвездие» и пилотируемого капсульного КА «Орион», который должен был заменить космический челнок после 2010 года. Первоначально предполагалось использовать два J-2X на разгонной ступени лунного модуля (англ. Earth Departure Stage, EDS), каждый с тягой 133,4 тс (1,3 МН).[1]

Отказ от использования более совершенного двигателя ЖРД RS-24, используемого на челноке, был обоснован дороговизной модернизации этого двигателя из стартующего на Земле на запускаемый в полёте двигатель. Также принимались в расчёт необходимость испытаний RS-24 перед полётами и дороговизна их производства. По этим причинам, 18 февраля 2006 года НАСА остановило свой выбор на J-2X и для второй ступени пилотируемой РН Арес-1 с КА «Орион». Такая схема должна позволить произвести испытания РН Арес-1 в 2010 году, произвести первый запуск КА «Орион» в 2014 году, а использование одного двигателя на двух ракетах должно удешевить поддержку инфраструктуры в рамках программы «Созвездие».

Производить работы по модернизации поручено Рокетдайн в рамках контракта общей стоимостью 1,2 млрд долл. Первые строительные работы на испытательных стендах для J-2X были начаты НАСА в Космическом центре им. Стенниса 23 августа 2007 года.[2] В период 2007—2008 годах было произведено девять испытаний двигателей J-2X.[3]

Основной целью модификации J-2X в рамках «Созвездия» являются упрощение и удешевление производства по сравнению с базовой моделью и по сравнению с ЖРД RS-24. Он сохранит текущую схему открытого генераторного цикла.[4] По сравнению с базовой моделью, двигатель должен будет обладать увеличенным удельным импульсом 448—465 сек, тягой 133,4 тс (1,3 МН) и массой 2477 кг.

Примечания

Литература

  • Robert E. Bilstein. Stages to Saturn: a technological history of the Apollo/Saturn launch vehicles. — Gainesville: University of Florida Press, 2003. — ISBN 0-8130-2691-1.

Ссылки

  • J-2 Encyclopedia Astronautica
  • J-2S Encyclopedia Astronautica

www.gpedia.com

2 - это... Что такое J-2?

У этого термина существуют и другие значения, см. J (значения). J-2 (Джей-2) Тип: Топливо: Окислитель: Камер сгорания: Страна: Использование: Время эксплуатации: Применение: Производство: Конструктор: Варианты: Массогабаритныехарактеристики Рабочие характеристики Тяга: Удельный импульс: Время работы: Степень расширения: Отношение окислитель/топливо: Тяговооружённость:
Технические данные двигателя J-2
ЖРД
водород
кислород
1
США
1966 год — используется
Рокетдайн, США
J-2S; J-2T; J-2X
Вакуум: 104 тс (1019,2 кН)Ур. моря: 90,8 тс (890 кН)
Вакуум: 425 cек
500 cек
27,5:1
16:1
73,18

«Джей-2» (англ. J-2) — жидкостной ракетный двигатель (ЖРД) компании Рокетдайн (США), выполнен по схеме открытого генераторного цикла. На время создания являлся наиболее мощным двигателем, который использовал жидкие водород (Lh3) и кислород (LOX) в качестве компонентов топлива. Позднее он был оттеснён с этой позиции двигателями RS-24, РД-0120 и RS-68. В стандартной конфигурации двигатель предназначен для использования в вакууме, то есть на верхних ступенях ракет-носителей (РН). Отличительной особенностью J-2 на время создания являлась возможность его повторного включения, что применялось на третьей ступени S-IVB лунной ракеты Сатурн-5. Эта особенность двигателя позволяла сначала выполнить завершение вывода полезной нагрузки на низкую опорную орбиту (НОО), а через некоторое время — выполнить разгон к Луне.

Своё первое применение ЖРД J-2 нашёл на второй ступени РН Сатурн-1Б. Поздне́е являлся важной частью программы НАСА «Аполлон» — пять двигателей использовались на второй ступени РН Сатурн-5 (S-II) и один двигатель использовался на третьей ступени (S-IVB). Также, имелись предложения по его использованию в проекте сверхтяжёлого марсианского РН «Нова» с предполагаемой грузоподъёмностью на низкую опорную орбиту (НОО) до 300 т. На 2009 год модифицированный вариант ЖРД J-2 планировалось использовать на вторых ступенях РН Арес-1 и Арес-5 программы НАСА «Созвездие». Планируется использовать для второй ступени SLS.

Модификации

В силу того, что ЖРД J-2 был разработан в начале 1960-х годов и при этом отличался высокой надёжностью, в большом количестве производились различные модификации первоначальной версии двигателя, которые велись в рамках различных космических программ.

J-2S

Экспериментальная программа увеличения эффективности ЖРД J-2 с названием J-2X, которое не следует путать с более поздним вариантом XXI века с тем же именем, была начата в середине 1960-х годов. Основным отличием модифицированной версии было введение плёночного охлаждения основной камеры сгорания (КС) с добавлением щелевидной полосы и отказ от камеры предварительного сгорания газогенератора. Таким образом схема работы двигателя была изменена с открытого генераторного цикла на модифицированный открытый цикл с фазовым переходом. В дополнение к уменьшению количества деталей, это позволило избавиться от проблемы синхронизации работы двух камер сгорания.

Дополнительные изменения включали в себя изменения в систему дросселирования для большей гибкости при эксплуатации, что потребовало также внесение изменений в систему подачи топлива для соответствующего изменения состава смеси при разных условиях давления в камере сгорания. Также был добавлен «спящий режим» (англ. Idle Mode), который производил небольшую тягу и мог быть использован для маневрирования на орбите, а также для упорядочивания топлива и окислителя в баках перед переходом в режим основной тяги. Конечными характеристиками двигателя стал увеличенный — по сравнению с базовой моделью — удельный импульс равный 436 сек и уменьшенная масса 1467 кг.

В ходе разработки модификации двигателя Рокетдайном были созданы шесть доводочных двигателей J-2S. Эти изделия много раз проходили огневые испытания в период с 1965 по 1972 год с общей наработкой 30 858 сек. В 1972 году, когда стало понятно, что дальнейшие заказы на РН Сатурн-5 не поступят, была закончена программа испытаний. НАСА планировало использовать эту модификацию двигателя в различных программах и даже в течение некоторого времени предполагалось, что связка из пяти J-2S должна быть установлена на спейс шаттле, но эти первоначальные проекты не были реализованы и выбор был остановлен на новом ЖРД RS-24, который использует схему закрытого цикла.

J-2T

Во время работы над ЖРД J-2S, НАСА также финансировало разработки с использованием турбомашины (англ.) и прочих систем двигателя для создания нового клиновоздушного сопла. Это должно было увеличить эффективность двигателя, особенно в случае использования этой модификации на второй ступени РН Сатурн-5 S-II, которая некоторую часть работы выполняла в атмосфере, а не в вакууме. Основное отличие этого двигателя от базовой модели J-2S, состояло в использовании тороидальной или кольцевой камеры сгорания, которая обеспечивала возможность использование центрального клина. Были созданы две модификации этого двигателя: первая, J-2T-200k, с тягой 90,8 тс (890 кН), которая позволяла его использование на S-II и S-IVB; вторая, J-2T-250k, с тягой 113,4 тс (1112 кН). При этом в названии каждого из двигателей в правой части указывается их тяга в размерности фунт-сила (англ.).

Так же как и в случае с J-2S, работы над J-2T проходили вместе с продолжительной серией огневых испытаний пробных двигателей на стендах, но последующее развитие остановилось после завершения программы НАСА «Аполлон».

XRS-2200 и RS-2200

Огневые испытания плоского клиновоздушного двигателя XRS-2200 по программе X-33

Тридцатью годами позже, модифицированный ЖРД J-2S был снова использован и на этот раз в проекте космоплана НАСА X-33. В данном случае немного модифицированный J-2S без сопла использовался в ряду других таких же J-2S для создания плоского клиновоздушного двигателя. Экспериментальные модели имели название XRS-2200. В ходе проекта X-33 были построены три двигателя XRS-2200, которые прошли программу испытаний в Космическом центре им. Стенниса НАСА. Испытания одного двигателя были успешными, но программа была остановлена до завершения строительства испытательного стенда для второго двигателя. ЖРД XRS-2200 на уровне моря производит тягу 92,7 тс (909,3 кН) и обладает удельным импульсом 339 с, в вакууме тяга составляет 120,8 тс (1,2 МН), удельный импульс — 436,5 с. После дальнейшего развития и программы испытаний, проект был отклонён по причине нерешённости проблем с композитными топливными баками X-33.

Масштабируемость двигателя с плоским клиновоздушным соплом была использована при создании более крупного варианта ЖРД RS-2200, который был предназначен для одноступенчатого космоплана «Венчур Стар (англ. VentureStar)» (Локхид Мартин). В своём последнем варианте, семь RS-2200, каждый с тягой 245,8 тс (2,4 МН), должны были доставлять «Венчур Стар» на НОО. Развитие этого проекта было формально прекращено в начале 2001 года, когда программа X-33 не получила финансирования в рамках программы «Инициатива космического запуска (англ. Space Launch Initiative)». В Локхид Мартин было принято решение не продолжать развитие «Венчур Стар» без финансовой поддержки НАСА.

J-2X

Иллюстрация ЖРД J-2X Двигатель J-2 в музее

Новая версия двигателя, называемая J-2X, сейчас находится в разработке в рамках развития программы НАСА «Созвездие» и пилотируемого капсульного КА «Орион», который должен заменить космический челнок после 2010 года. Первоначально предполагалось использовать два J-2X на разгонной ступени лунного модуля (англ. Earth Departure Stage, EDS), каждый с тягой 133,4 тс (1,3 МН).[1]

Отказ от использования более совершенного двигателя ЖРД RS-24, используемого на челноке, был обоснован дороговизной модернизации этого двигателя из стартующего на Земле на запускаемый в полёте двигатель. Также принимались в расчёт необходимость испытаний RS-24 перед полётами и дороговизна их производства. По этим причинам, 18 февраля 2006 года НАСА остановило свой выбор на J-2X и для второй ступени пилотируемой РН Арес-1 с КА «Орион». Такая схема должна позволить произвести испытания РН Арес-1 в 2010 году, произвести первый запуск КА «Орион» в 2014 году, а использование одного двигателя на двух ракетах должно удешевить поддержку инфраструктуры в рамках программы «Созвездие».

Производить работы по модернизации поручено Рокетдайн в рамках контракта общей стоимостью 1,2 млрд долл. Первые строительные работы на испытательных стендах для J-2X были начаты НАСА в Космическом центре им. Стенниса 23 августа 2007 года.[2] В период 2007—2008 годах было произведено девять испытаний двигателей J-2X.[3]

Основной целью модификации J-2X в рамках «Созвездия» являются упрощение и удешевление производства по сравнению с базовой моделью и по сравнению с ЖРД RS-24. Он сохранит текущую схему открытого генераторного цикла.[4] По сравнению с базовой моделью, двигатель должен будет обладать увеличенным удельным импульсом 448—465 сек, тягой 133,4 тс (1,3 МН) и массой 2477 кг.

Примечания

Литература

  • Robert E. Bilstein. Stages to Saturn: a technological history of the Apollo/Saturn launch vehicles. — Gainesville: University of Florida Press, 2003. — ISBN 0-8130-2691-1

Ссылки

  • J-2 Encyclopedia Astronautica
  • J-2S Encyclopedia Astronautica

dic.academic.ru

J-2 — Википедия (с комментариями)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

У этого термина существуют и другие значения, см. J (значения). J-2 (Джей-2) Тип: Топливо: Окислитель: Камер сгорания: Страна: Использование: Время эксплуатации: Применение: Производство: Конструктор: Варианты: Массогабаритныехарактеристики Рабочие характеристики Тяга: Удельный импульс: Время работы: Степень расширения: Отношение окислитель/топливо: Тяговооружённость:
Технические данные двигателя J-2
ЖРД
водород
кислород
1
США
1966 год — используется
Рокетдайн, США
J-2S; J-2T; J-2X
Вакуум: 104 тс (1019,2 кН)Ур. моря: 90,8 тс (890 кН)
Вакуум: 425 сек
500 сек
27,5:1
16:1
73,18

«Джей-2» (англ. J-2) — жидкостной ракетный двигатель (ЖРД) компании Rocketdyne (США), выполнен по схеме открытого генераторного цикла. На время создания являлся наиболее мощным двигателем, который использовал жидкие водород (Lh3) и кислород (LOX) в качестве компонентов топлива. Позднее он был оттеснён с этой позиции двигателями RS-24, РД-0120 и RS-68. В стандартной конфигурации двигатель предназначен для использования в вакууме, то есть на верхних ступенях ракет-носителей (РН). Отличительной особенностью J-2 на время создания являлась возможность его повторного включения, что применялось на третьей ступени S-IVB лунной ракеты Сатурн-5. Эта особенность двигателя позволяла сначала выполнить завершение вывода полезной нагрузки на низкую опорную орбиту (НОО), а через некоторое время — выполнить разгон к Луне.

Своё первое применение ЖРД J-2 нашёл на второй ступени РН Сатурн-1Б. Поздне́е являлся важной частью программы НАСА «Аполлон» — пять двигателей использовались на второй ступени РН Сатурн-5 (S-II) и один двигатель использовался на третьей ступени (S-IVB). Также, имелись предложения по его использованию в проекте сверхтяжёлого марсианского РН «Нова» с предполагаемой грузоподъёмностью на низкую опорную орбиту (НОО) до 300 т. На 2009 год модифицированный вариант ЖРД J-2 планировалось использовать на вторых ступенях РН Арес-1 и Арес-5 программы НАСА «Созвездие». Планируется использовать для второй ступени SLS.

Модификации

В силу того, что ЖРД J-2 был разработан в начале 1960-х годов и при этом отличался высокой надёжностью, в большом количестве производились различные модификации первоначальной версии двигателя, которые велись в рамках различных космических программ.

J-2S

Экспериментальная программа увеличения эффективности ЖРД J-2 с названием J-2X, которое не следует путать с более поздним вариантом XXI века с тем же именем, была начата в середине 1960-х годов. Основным отличием модифицированной версии было введение плёночного охлаждения основной камеры сгорания (КС) с добавлением щелевидной полосы и отказ от камеры предварительного сгорания газогенератора. Таким образом схема работы двигателя была изменена с открытого генераторного цикла на модифицированный открытый цикл с фазовым переходом. В дополнение к уменьшению количества деталей, это позволило избавиться от проблемы синхронизации работы двух камер сгорания.

Дополнительные изменения включали в себя изменения в систему дросселирования для большей гибкости при эксплуатации, что потребовало также внесение изменений в систему подачи топлива для соответствующего изменения состава смеси при разных условиях давления в камере сгорания. Также был добавлен «спящий режим» (англ. Idle Mode), который производил небольшую тягу и мог быть использован для маневрирования на орбите, а также для упорядочивания топлива и окислителя в баках перед переходом в режим основной тяги. Конечными характеристиками двигателя стал увеличенный — по сравнению с базовой моделью — удельный импульс равный 436 сек и уменьшенная масса 1467 кг.

В ходе разработки модификации двигателя Рокетдайном были созданы шесть доводочных двигателей J-2S. Эти изделия много раз проходили огневые испытания в период с 1965 по 1972 год с общей наработкой 30 858 сек. В 1972 году, когда стало понятно, что дальнейшие заказы на РН Сатурн-5 не поступят, была закончена программа испытаний. НАСА планировало использовать эту модификацию двигателя в различных программах и даже в течение некоторого времени предполагалось, что связка из пяти J-2S должна быть установлена на спейс шаттле, но эти первоначальные проекты не были реализованы и выбор был остановлен на новом ЖРД RS-24, который использует схему закрытого цикла.

J-2T

Во время работы над ЖРД J-2S, НАСА также финансировало разработки с использованием турбомашины (англ.) и прочих систем двигателя для создания нового клиновоздушного сопла. Это должно было увеличить эффективность двигателя, особенно в случае использования этой модификации на второй ступени РН Сатурн-5 S-II, которая некоторую часть работы выполняла в атмосфере, а не в вакууме. Основное отличие этого двигателя от базовой модели J-2S, состояло в использовании тороидальной или кольцевой камеры сгорания, которая обеспечивала возможность использование центрального клина. Были созданы две модификации этого двигателя: первая, J-2T-200k, с тягой 90,8 тс (890 кН), которая позволяла его использование на S-II и S-IVB; вторая, J-2T-250k, с тягой 113,4 тс (1112 кН). При этом в названии каждого из двигателей в правой части указывается их тяга в размерности фунт-сила.

Так же как и в случае с J-2S, работы над J-2T проходили вместе с продолжительной серией огневых испытаний пробных двигателей на стендах, но последующее развитие остановилось после завершения программы НАСА «Аполлон».

XRS-2200 и RS-2200

Тридцатью годами позже, модифицированный ЖРД J-2S был снова использован и на этот раз в проекте космоплана НАСА X-33. В данном случае немного модифицированный J-2S без сопла использовался в ряду других таких же J-2S для создания плоского клиновоздушного двигателя. Экспериментальные модели имели название XRS-2200. В ходе проекта X-33 были построены три двигателя XRS-2200, которые прошли программу испытаний в Космическом центре им. Стенниса НАСА. Испытания одного двигателя были успешными, но программа была остановлена до завершения строительства испытательного стенда для второго двигателя. ЖРД XRS-2200 на уровне моря производит тягу 92,7 тс (909,3 кН) и обладает удельным импульсом 339 с, в вакууме тяга составляет 120,8 тс (1,2 МН), удельный импульс — 436,5 с. После дальнейшего развития и программы испытаний, проект был отклонён по причине нерешённости проблем с композитными топливными баками X-33.

Масштабируемость двигателя с плоским клиновоздушным соплом была использована при создании более крупного варианта ЖРД RS-2200, который был предназначен для одноступенчатого космоплана «Венчур Стар (англ. VentureStar)» (Локхид Мартин). В своём последнем варианте, семь RS-2200, каждый с тягой 245,8 тс (2,4 МН), должны были доставлять «Венчур Стар» на НОО. Развитие этого проекта было формально прекращено в начале 2001 года, когда программа X-33 не получила финансирования в рамках программы «Инициатива космического запуска (англ. Space Launch Initiative)». В Локхид Мартин было принято решение не продолжать развитие «Венчур Стар» без финансовой поддержки НАСА.

J-2X

Новая версия двигателя, называемая J-2X, сейчас находится в разработке в рамках развития программы НАСА «Созвездие» и пилотируемого капсульного КА «Орион», который должен был заменить космический челнок после 2010 года. Первоначально предполагалось использовать два J-2X на разгонной ступени лунного модуля (англ. Earth Departure Stage, EDS), каждый с тягой 133,4 тс (1,3 МН).[1]

Отказ от использования более совершенного двигателя ЖРД RS-24, используемого на челноке, был обоснован дороговизной модернизации этого двигателя из стартующего на Земле на запускаемый в полёте двигатель. Также принимались в расчёт необходимость испытаний RS-24 перед полётами и дороговизна их производства. По этим причинам, 18 февраля 2006 года НАСА остановило свой выбор на J-2X и для второй ступени пилотируемой РН Арес-1 с КА «Орион». Такая схема должна позволить произвести испытания РН Арес-1 в 2010 году, произвести первый запуск КА «Орион» в 2014 году, а использование одного двигателя на двух ракетах должно удешевить поддержку инфраструктуры в рамках программы «Созвездие».

Производить работы по модернизации поручено Рокетдайн в рамках контракта общей стоимостью 1,2 млрд долл. Первые строительные работы на испытательных стендах для J-2X были начаты НАСА в Космическом центре им. Стенниса 23 августа 2007 года.[2] В период 2007—2008 годах было произведено девять испытаний двигателей J-2X.[3]

Основной целью модификации J-2X в рамках «Созвездия» являются упрощение и удешевление производства по сравнению с базовой моделью и по сравнению с ЖРД RS-24. Он сохранит текущую схему открытого генераторного цикла.[4] По сравнению с базовой моделью, двигатель должен будет обладать увеличенным удельным импульсом 448—465 сек, тягой 133,4 тс (1,3 МН) и массой 2477 кг.

Напишите отзыв о статье "J-2"

Примечания

  1. ↑ [www.pw.utc.com/vgn-ext-templating/v/index.jsp?vgnextoid=2e35288d1c83c010VgnVCM1000000881000aRCRD&prid=e480c230314d3110VgnVCM100000c45a529f____ Press release preview].  ??? (???). Проверено 28 января 2008. [www.webcitation.org/66acn52VN Архивировано из первоисточника 1 апреля 2012].
  2. ↑ [www.nasa.gov/home/hqnews/2007/aug/HQ_07180_Stennis_groundbreaking.html NASA’s Stennis Space Center Marks New Chapter in Space Exploration]. NASA (???). Проверено ???. [www.webcitation.org/66acniFOO Архивировано из первоисточника 1 апреля 2012].
  3. ↑ [www.nasa.gov/home/hqnews/2008/may/HQ_08116_power_pack_tests.html NASA Successfully Completes First Series of Ares Engine Tests]. NASA (8 мая 2008). Проверено ???. [www.webcitation.org/66acotsmY Архивировано из первоисточника 1 апреля 2012].
  4. ↑ [www.pw.utc.com/vgn-ext-templating/v/index.jsp?vgnextoid=84ee34890cb06110VgnVCM1000004601000aRCRD Рокетдайн: J-2X] (недоступная ссылка с 12-08-2013 (1905 дней) — история, копия)

Литература

  • Robert E. Bilstein. Stages to Saturn: a technological history of the Apollo/Saturn launch vehicles. — Gainesville: University of Florida Press, 2003. — ISBN 0-8130-2691-1.

Ссылки

  • [www.astronautix.com/engines/j2.htm J-2] Encyclopedia Astronautica
  • [www.astronautix.com/engines/j2s.htm J-2S] Encyclopedia Astronautica

Отрывок, характеризующий J-2

«О господи, народ то что зверь, где же живому быть!» – слышалось в толпе. – И малый то молодой… должно, из купцов, то то народ!.. сказывают, не тот… как же не тот… О господи… Другого избили, говорят, чуть жив… Эх, народ… Кто греха не боится… – говорили теперь те же люди, с болезненно жалостным выражением глядя на мертвое тело с посиневшим, измазанным кровью и пылью лицом и с разрубленной длинной тонкой шеей. Полицейский старательный чиновник, найдя неприличным присутствие трупа на дворе его сиятельства, приказал драгунам вытащить тело на улицу. Два драгуна взялись за изуродованные ноги и поволокли тело. Окровавленная, измазанная в пыли, мертвая бритая голова на длинной шее, подворачиваясь, волочилась по земле. Народ жался прочь от трупа. В то время как Верещагин упал и толпа с диким ревом стеснилась и заколыхалась над ним, Растопчин вдруг побледнел, и вместо того чтобы идти к заднему крыльцу, у которого ждали его лошади, он, сам не зная куда и зачем, опустив голову, быстрыми шагами пошел по коридору, ведущему в комнаты нижнего этажа. Лицо графа было бледно, и он не мог остановить трясущуюся, как в лихорадке, нижнюю челюсть. – Ваше сиятельство, сюда… куда изволите?.. сюда пожалуйте, – проговорил сзади его дрожащий, испуганный голос. Граф Растопчин не в силах был ничего отвечать и, послушно повернувшись, пошел туда, куда ему указывали. У заднего крыльца стояла коляска. Далекий гул ревущей толпы слышался и здесь. Граф Растопчин торопливо сел в коляску и велел ехать в свой загородный дом в Сокольниках. Выехав на Мясницкую и не слыша больше криков толпы, граф стал раскаиваться. Он с неудовольствием вспомнил теперь волнение и испуг, которые он выказал перед своими подчиненными. «La populace est terrible, elle est hideuse, – думал он по французски. – Ils sont сошше les loups qu'on ne peut apaiser qu'avec de la chair. [Народная толпа страшна, она отвратительна. Они как волки: их ничем не удовлетворишь, кроме мяса.] „Граф! один бог над нами!“ – вдруг вспомнились ему слова Верещагина, и неприятное чувство холода пробежало по спине графа Растопчина. Но чувство это было мгновенно, и граф Растопчин презрительно улыбнулся сам над собою. „J'avais d'autres devoirs, – подумал он. – Il fallait apaiser le peuple. Bien d'autres victimes ont peri et perissent pour le bien publique“, [У меня были другие обязанности. Следовало удовлетворить народ. Много других жертв погибло и гибнет для общественного блага.] – и он стал думать о тех общих обязанностях, которые он имел в отношении своего семейства, своей (порученной ему) столице и о самом себе, – не как о Федоре Васильевиче Растопчине (он полагал, что Федор Васильевич Растопчин жертвует собою для bien publique [общественного блага]), но о себе как о главнокомандующем, о представителе власти и уполномоченном царя. „Ежели бы я был только Федор Васильевич, ma ligne de conduite aurait ete tout autrement tracee, [путь мой был бы совсем иначе начертан,] но я должен был сохранить и жизнь и достоинство главнокомандующего“. Слегка покачиваясь на мягких рессорах экипажа и не слыша более страшных звуков толпы, Растопчин физически успокоился, и, как это всегда бывает, одновременно с физическим успокоением ум подделал для него и причины нравственного успокоения. Мысль, успокоившая Растопчина, была не новая. С тех пор как существует мир и люди убивают друг друга, никогда ни один человек не совершил преступления над себе подобным, не успокоивая себя этой самой мыслью. Мысль эта есть le bien publique [общественное благо], предполагаемое благо других людей. Для человека, не одержимого страстью, благо это никогда не известно; но человек, совершающий преступление, всегда верно знает, в чем состоит это благо. И Растопчин теперь знал это. Он не только в рассуждениях своих не упрекал себя в сделанном им поступке, но находил причины самодовольства в том, что он так удачно умел воспользоваться этим a propos [удобным случаем] – наказать преступника и вместе с тем успокоить толпу. «Верещагин был судим и приговорен к смертной казни, – думал Растопчин (хотя Верещагин сенатом был только приговорен к каторжной работе). – Он был предатель и изменник; я не мог оставить его безнаказанным, и потом je faisais d'une pierre deux coups [одним камнем делал два удара]; я для успокоения отдавал жертву народу и казнил злодея». Приехав в свой загородный дом и занявшись домашними распоряжениями, граф совершенно успокоился. Через полчаса граф ехал на быстрых лошадях через Сокольничье поле, уже не вспоминая о том, что было, и думая и соображая только о том, что будет. Он ехал теперь к Яузскому мосту, где, ему сказали, был Кутузов. Граф Растопчин готовил в своем воображении те гневные в колкие упреки, которые он выскажет Кутузову за его обман. Он даст почувствовать этой старой придворной лисице, что ответственность за все несчастия, имеющие произойти от оставления столицы, от погибели России (как думал Растопчин), ляжет на одну его выжившую из ума старую голову. Обдумывая вперед то, что он скажет ему, Растопчин гневно поворачивался в коляске и сердито оглядывался по сторонам. Сокольничье поле было пустынно. Только в конце его, у богадельни и желтого дома, виднелась кучки людей в белых одеждах и несколько одиноких, таких же людей, которые шли по полю, что то крича и размахивая руками. Один вз них бежал наперерез коляске графа Растопчина. И сам граф Растопчин, и его кучер, и драгуны, все смотрели с смутным чувством ужаса и любопытства на этих выпущенных сумасшедших и в особенности на того, который подбегал к вим. Шатаясь на своих длинных худых ногах, в развевающемся халате, сумасшедший этот стремительно бежал, не спуская глаз с Растопчина, крича ему что то хриплым голосом и делая знаки, чтобы он остановился. Обросшее неровными клочками бороды, сумрачное и торжественное лицо сумасшедшего было худо и желто. Черные агатовые зрачки его бегали низко и тревожно по шафранно желтым белкам. – Стой! Остановись! Я говорю! – вскрикивал он пронзительно и опять что то, задыхаясь, кричал с внушительными интонациями в жестами. Он поравнялся с коляской и бежал с ней рядом. – Трижды убили меня, трижды воскресал из мертвых. Они побили каменьями, распяли меня… Я воскресну… воскресну… воскресну. Растерзали мое тело. Царствие божие разрушится… Трижды разрушу и трижды воздвигну его, – кричал он, все возвышая и возвышая голос. Граф Растопчин вдруг побледнел так, как он побледнел тогда, когда толпа бросилась на Верещагина. Он отвернулся. – Пош… пошел скорее! – крикнул он на кучера дрожащим голосом. Коляска помчалась во все ноги лошадей; но долго еще позади себя граф Растопчин слышал отдаляющийся безумный, отчаянный крик, а перед глазами видел одно удивленно испуганное, окровавленное лицо изменника в меховом тулупчике. Как ни свежо было это воспоминание, Растопчин чувствовал теперь, что оно глубоко, до крови, врезалось в его сердце. Он ясно чувствовал теперь, что кровавый след этого воспоминания никогда не заживет, но что, напротив, чем дальше, тем злее, мучительнее будет жить до конца жизни это страшное воспоминание в его сердце. Он слышал, ему казалось теперь, звуки своих слов: «Руби его, вы головой ответите мне!» – «Зачем я сказал эти слова! Как то нечаянно сказал… Я мог не сказать их (думал он): тогда ничего бы не было». Он видел испуганное и потом вдруг ожесточившееся лицо ударившего драгуна и взгляд молчаливого, робкого упрека, который бросил на него этот мальчик в лисьем тулупе… «Но я не для себя сделал это. Я должен был поступить так. La plebe, le traitre… le bien publique», [Чернь, злодей… общественное благо.] – думал он. У Яузского моста все еще теснилось войско. Было жарко. Кутузов, нахмуренный, унылый, сидел на лавке около моста и плетью играл по песку, когда с шумом подскакала к нему коляска. Человек в генеральском мундире, в шляпе с плюмажем, с бегающими не то гневными, не то испуганными глазами подошел к Кутузову и стал по французски говорить ему что то. Это был граф Растопчин. Он говорил Кутузову, что явился сюда, потому что Москвы и столицы нет больше и есть одна армия. – Было бы другое, ежели бы ваша светлость не сказали мне, что вы не сдадите Москвы, не давши еще сражения: всего этого не было бы! – сказал он. Кутузов глядел на Растопчина и, как будто не понимая значения обращенных к нему слов, старательно усиливался прочесть что то особенное, написанное в эту минуту на лице говорившего с ним человека. Растопчин, смутившись, замолчал. Кутузов слегка покачал головой и, не спуская испытующего взгляда с лица Растопчина, тихо проговорил: – Да, я не отдам Москвы, не дав сражения. Думал ли Кутузов совершенно о другом, говоря эти слова, или нарочно, зная их бессмысленность, сказал их, но граф Растопчин ничего не ответил и поспешно отошел от Кутузова. И странное дело! Главнокомандующий Москвы, гордый граф Растопчин, взяв в руки нагайку, подошел к мосту и стал с криком разгонять столпившиеся повозки.

В четвертом часу пополудни войска Мюрата вступали в Москву. Впереди ехал отряд виртембергских гусар, позади верхом, с большой свитой, ехал сам неаполитанский король. Около середины Арбата, близ Николы Явленного, Мюрат остановился, ожидая известия от передового отряда о том, в каком положении находилась городская крепость «le Kremlin». Вокруг Мюрата собралась небольшая кучка людей из остававшихся в Москве жителей. Все с робким недоумением смотрели на странного, изукрашенного перьями и золотом длинноволосого начальника. – Что ж, это сам, что ли, царь ихний? Ничево! – слышались тихие голоса. Переводчик подъехал к кучке народа. – Шапку то сними… шапку то, – заговорили в толпе, обращаясь друг к другу. Переводчик обратился к одному старому дворнику и спросил, далеко ли до Кремля? Дворник, прислушиваясь с недоумением к чуждому ему польскому акценту и не признавая звуков говора переводчика за русскую речь, не понимал, что ему говорили, и прятался за других. Мюрат подвинулся к переводчику в велел спросить, где русские войска. Один из русских людей понял, чего у него спрашивали, и несколько голосов вдруг стали отвечать переводчику. Французский офицер из передового отряда подъехал к Мюрату и доложил, что ворота в крепость заделаны и что, вероятно, там засада. – Хорошо, – сказал Мюрат и, обратившись к одному из господ своей свиты, приказал выдвинуть четыре легких орудия и обстрелять ворота. Артиллерия на рысях выехала из за колонны, шедшей за Мюратом, и поехала по Арбату. Спустившись до конца Вздвиженки, артиллерия остановилась и выстроилась на площади. Несколько французских офицеров распоряжались пушками, расстанавливая их, и смотрели в Кремль в зрительную трубу. В Кремле раздавался благовест к вечерне, и этот звон смущал французов. Они предполагали, что это был призыв к оружию. Несколько человек пехотных солдат побежали к Кутафьевским воротам. В воротах лежали бревна и тесовые щиты. Два ружейные выстрела раздались из под ворот, как только офицер с командой стал подбегать к ним. Генерал, стоявший у пушек, крикнул офицеру командные слова, и офицер с солдатами побежал назад.

wiki-org.ru