СЕ-20

Ракетный двигатель, разработанный ISRO для верхней ступени ракеты GSLV Mk III

CE -20 — криогенный ракетный двигатель, разработанный Центром жидкостных двигательных систем (LPSC), дочерней компанией Индийской организации космических исследований (ISRO). Он был разработан для питания верхней ступени LVM3 . ^[5] Это первый индийский криогенный двигатель с газогенераторным циклом . ^[6] Высокотяговый криогенный двигатель — самый мощный криогенный двигатель верхней ступени, находящийся в эксплуатации. ^[7]

Обзор

CE-20 — первый индийский криогенный двигатель с газогенераторным циклом . ^[8] Двигатель развивает номинальную тягу 200 кН, но имеет рабочий диапазон тяги от 180 кН до 220 кН и может быть установлен на любые фиксированные значения между этими пределами. Камера сгорания сжигает жидкий водород и жидкий кислород при давлении 6 МПа с соотношением компонентов смеси двигателя 5,05. ^{[3] [4]} Двигатель имеет отношение тяги к весу 34,7 и удельный импульс 442 секунды (4,33 км/с) в вакууме. ^[2]

Разработка и тестирование

CE-20 во время статических испытаний на криогенном главном двигателе и в испытательном центре статических испытаний (CMEST) двигательного комплекса ISRO (IPRC), Махендрагири, 19 февраля 2016 г.

• 28 апреля 2015 года CE-20 успешно прошел 635-секундный горячий тест на испытательном полигоне IPRC в Махендрагири. Этому тесту предшествовали два теста холодного запуска и четыре кратковременных горячих теста. ^[9]
• 16 июля 2015 года первый двигатель CE-20 «E1» успешно прошел испытания на выносливость в горячем режиме на комплексе ISRO Propulsion Complex в Махендрагири в течение 800 секунд с контроллером соотношения компонентов смеси (MRC) в режиме замкнутого цикла. Эта продолжительность примерно на 25% больше, чем продолжительность работы двигателя в полете. Это было десятое испытание на выносливость для CE-20 ^[10]
• 10 августа 2015 года было проведено кратковременное (5,7 секунд) горячее испытание двигателя CE-20, чтобы продемонстрировать успешное зажигание двигателя в условиях давления в баке, как в полете. ^[11]
• 19 февраля 2016 года второй опытный двигатель CE-20 «E2» ^[12] был испытан в условиях высоких температур в течение 640 секунд с контроллером состава смеси (MRC) в режиме замкнутого контура на двигательном комплексе ISRO в Махендрагири. ^{[13] [14] [15]}
• 03 декабря 2016 года были проведены летные приемочные испытания продолжительностью 25 секунд в условиях большой высоты на третьем опытном двигателе CE-20 (E3). ^{[16] [17] [18]} Он был успешно запущен в первом опытном полете «D1» GSLV Mk-III 5 июня 2017 года. ^[19]
• 25 января 2017 года двигатель CE-20 E2 ^[18], интегрированный с этапом разработки для GSLV Mk III, C25 'D', был испытан в течение 50 секунд. ^[20]
• 17 февраля 2017 года двигатель CE-20 E2 ^[18], интегрированный с этапом разработки для GSLV Mk III, C25 'D', был испытан в течение 640 секунд. ^[21]
• 11 октября 2018 года двигатель CE-20 E6 завершил 25-секундные летные приемочные испытания в условиях большой высоты для миссии GSLV Mk III M1/Chandrayaan-2 ^[22]
• 16 декабря 2021 года CE-20 (двигатель E9) был испытан для демонстрации повторяемости зажигания двигателя со стабильным сгоранием. Были проведены два испытательных испытания зажигания продолжительностью 3,2 секунды, за которыми последовало номинальное горячее испытание продолжительностью 50 секунд. ^[23]
• 12 января 2022 года двигатель CE-20 E9 завершил 720-секундные квалификационные испытания для программы Gaganyaan . ^[24]
• 29 октября 2022 года двигатель CE-20 E11 ^[25] завершил летные приемочные испытания в течение 25 секунд. Испытание проводилось с целью проверки целостности оборудования, производительности подсистем и настройки двигателя для миссии LVM 3 M3. ^[26]
• 9 ноября 2022 года двигатель CE-20 E9 был испытан в горячем режиме в течение 70 секунд. Во время этого испытания двигатель работал на уровне тяги около 20 тонн в течение первых 40 секунд, а затем переключился на режим повышенной тяги 21,8 тонн, продолжавшийся около 30 секунд. Этот улучшенный двигатель увеличит грузоподъемность LVM3 до GTO до 450 кг на соответствующем этапе с дополнительной загрузкой топлива. В рамках модификации двигателя впервые были введены клапан управления тягой (TCV), турбина LOX и LH2, напечатанная на 3D-принтере , и выхлопные кожухи. ^[27]
• 23 декабря 2022 года двигатель CE-20 E9 был испытан на горячем режиме продолжительностью 650 секунд. В течение первых 40 секунд испытания двигатель работал на уровне тяги 20,2 тонны, после этого двигатель работал в зонах с 20 тоннами вне номинала, а затем в течение 435 секунд он работал на уровне тяги 22,2 тонны. С помощью этого испытания двигатель «E9» был квалифицирован для индукции в полете. Двигатель E9 с этим горячим испытанием прошел двенадцать горячих испытаний с совокупной продолжительностью горения 3370 секунд при различных уровнях тяги и соотношения смеси. ^[28]
• 24 февраля 2023 года двигатель CE-20 успешно прошел летные приемочные испытания для LVM3-M4/ Chandrayaan-3 . Испытание проводилось на испытательном полигоне на большой высоте и длилось номинально 25 секунд. ^{[29] [30]}

Горячие тесты CE20 для квалификации Gaganyaan и 22t Thrust

• 9 августа 2023 года двигатель CE-20 E13 успешно отработал с повышенным уровнем тяги 22 т в течение номинальной продолжительности 50 секунд. Это горячее испытание (HT-01) было направлено на настройку двигателя. ^[31]
• 30 августа 2023 года двигатель CE-20 E13 провел второе горячее испытание (HT-02) для демонстрации надежности и стабильности двигателя в течение длительного времени в 720 секунд с уровнем тяги 19,7 т. ^[31]
• 22 сентября 2023 года двигатель CE-20 E13 успешно проработал в течение длительного времени 670 секунд с повышенным уровнем тяги 22 т. С этим третьим горячим испытанием (HT-03) были успешно завершены квалификационные мероприятия двигателя CE-20 для программы Gaganyaan. ^{[32] [33]}
• 9 октября 2023 года двигатель CE-20 E13 прошел четвертое горячее испытание (HT-04) для демонстрации работы двигателя в нештатных условиях. Оно проводилось номинально в течение 125 секунд. С помощью этого испытания двигатель CE-20 был квалифицирован для работы на уровне тяги 22 т во время полета. ^{[34] [35]}
• 19 октября 2023 года были успешно завершены летные приемочные испытания двигателя CE-20 E12 продолжительностью 25 секунд. Этот двигатель предназначен для первой беспилотной миссии Gaganyaan HLVM3-GX. ^[35]
• 8 ноября 2023 года двигатель CE-20 E13 прошел пятое горячее испытание (HT-05) для оценки нештатной работы двигателя. Испытание было успешно проведено в течение 140 секунд на объекте MET, IPRC, Махендрагири и квалифицировало двигатель CE20 для работы на уровне тяги 22 т во время полета. ^[36]
• 5 января 2024 года двигатель CE-20 E13 прошел шестое горячее испытание (HT-06). Это испытание на вакуумное зажигание проводилось в течение 2,5 секунд в условиях высокогорного испытания на испытательном стенде Thrust camera IPRC. ^[37]
• 13 февраля 2024 года двигатель CE-20, идентифицированный для первой беспилотной миссии Gaganyaan-1, прошел летную приемку после серии наземных квалификационных испытаний. На этом была завершена оценка человеком криогенного двигателя CE-20 для программы Gaganyaan . ^[38]

Производство

Криогенный двигатель CE-20 производится компанией Hindustan Aeronautics Limited на ее интегрированном заводе по производству криогенных двигателей (ICEMF) в Нью-Типпасандре, пригороде Бангалора . ^[39]

Варианты

• CE-20[U] Это модернизированная версия CE-20 с большей тягой и производительностью. Он также имеет возможности перезапуска в космосе. Планируется использовать на LVM3-SC . ^[40]

Смотрите также

• Портал Индии
• Ракетный портал
• Космический портал

• СЕ-7.5
• ЛВМ 3
• ГСАТ-14

Ссылки

1. "HAL будет производить криогенные двигатели для ISRO". The Hindu . 27 апреля 2013 г. Архивировано из оригинала 5 декабря 2013 г. Получено 2 ноября 2015 г.
2. "ISRO успешно тестирует криогенный двигатель (CE-20) для GSLV Mk-III / Chandrayaan-2 Mission". ISRO. Архивировано из оригинала 4 августа 2022 года.
3. "LPSC Handouts at Aer India-2009". Технические характеристики CE-20 . Liquid Propulsion Systems Centre. 13 марта 2009 г. Архивировано из оригинала 18 января 2018 г. Получено 29 августа 2009 г.
4. "Aero India 2009, LPSC specification sheet :: IMG_0159". Архивировано из оригинала 2016-08-17 . Получено 2018-09-12 .
5. "Indigenous Cryogenic Engine Tested Successfully". www.isro.gov.in . Архивировано из оригинала 2018-01-17 . Получено 2018-01-17 .
6. KS Jayaram (22 февраля 2016 г.). «Индийская ракета-носитель большой грузоподъемности готовится к дебюту в декабре после испытания двигателя». Spacenews .
7. Praveen, RS; Jayan, N; Bijukumar, KS; Jayaprakash, J; Narayanan, V; Ayyappan, G (февраль 2017 г.). «Разработка криогенного двигателя для GSLV MkIII: технологические проблемы». Серия конференций IOP: Материаловедение и инженерия . 171 (1): 012059. Bibcode : 2017MS&E..171a2059P. doi : 10.1088/1757-899X/171/1/012059 .
8. Р. Рамачандран (22 января 2014 г.). «GSLV MkIII, следующая веха». Frontline . Архивировано из оригинала 30 октября 2016 г. Получено 31 января 2014 г.
9. Рам, Арун (29 апреля 2015 г.). "Испытание криогенного двигателя Isro desi прошло успешно - Times of India". The Times of India . Архивировано из оригинала 6 апреля 2018 г. Получено 17 января 2018 г.
10. "Криогенный ракетный двигатель высокой тяги отечественной разработки успешно прошел наземные испытания продолжительностью 800 секунд - ISRO". www.isro.gov.in . Архивировано из оригинала 2017-10-31 . Получено 2018-01-17 .
11. "Year End Review: Achievements of Department of Space during the year 2015". Бюро пресс-информации, правительство Индии . Архивировано из оригинала 13 февраля 2018 года . Получено 12 февраля 2018 года .
12. "Двигатель CE 20 GSLV MKIII успешно прошел горячие испытания - ISRO". www.isro.gov.in . Архивировано из оригинала 2018-02-13 . Получено 2018-02-12 .
13. "ISRO оптимистично настроена, поскольку местный криодвигатель проходит испытания". The Hindu . 20 февраля 2016 г. Архивировано из оригинала 21 декабря 2016 г. Получено 21 февраля 2016 г.
14. "ISRO успешно проводит горячие испытания двигателя Cryo CE 20". The Hindu . Press Trust of India. 19 февраля 2016 г. Архивировано из оригинала 8 ноября 2020 г. Получено 12 февраля 2018 г.
15. "ISRO успешно проводит горячие испытания двигателя Cryo CE 20". PTI. 19 февраля 2016 г. Архивировано из оригинала 13 февраля 2018 г. Получено 12 февраля 2018 г.
16. "High Altitude Flight Acceptance Test of CE20 Engine Conducted Successfully". Архивировано из оригинала 13 февраля 2018 года . Получено 12 февраля 2018 года .
17. "GSLV engine tested at Mahendragiri". The Hindu . 3 декабря 2016 г. Архивировано из оригинала 20 декабря 2016 г. Получено 4 декабря 2016 г.
18. "Department of Space Outcome Budget 2016-17" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 25 июня 2017 года . Получено 12 октября 2018 года .
19. Малик, Тарик (5 июня 2017 г.). «Индия только что запустила свою самую тяжелую и мощную ракету». Space.com . Архивировано из оригинала 5 июня 2017 г. . Получено 7 июня 2017 г. .
20. "ISRO успешно испытала криогенную верхнюю ступень C25 GSLV MkIII - ISRO". www.isro.gov.in . Архивировано из оригинала 2018-03-27 . Получено 2018-10-12 .
21. "ISRO успешно тестирует свою криогенную ступень (C25) для GSLV MkIII на продолжительность полета - ISRO". www.isro.gov.in . Архивировано из оригинала 2018-10-12 . Получено 2018-10-12 .
22. "ISRO успешно тестирует криогенный двигатель (CE-20) для GSLV Mk-III / Chandrayaan-2 Mission - ISRO". www.isro.gov.in . Архивировано из оригинала 2022-08-04 . Получено 2018-10-12 .
23. "Ежегодный отчет Департамента космоса 2021-2022" (PDF) . стр. 108. Архивировано из оригинала (PDF) 27 апреля 2022 г. Получено 10 ноября 2022 г.
24. "Квалификационные испытания криогенного двигателя для программы Gaganyaan - ISRO". www.isro.gov.in . Архивировано из оригинала 22 июля 2022 года . Получено 2022-01-12 .
25. "Видео горячего испытания двигателя CE20". www.isro.gov.in . Архивировано из оригинала 2022-11-10 . Получено 2022-11-10 .
26. Кумар, Четан (29 октября 2022 г.). «ISRO проводит горячие испытания двигателя CE-20 для GSLV-Mk3, который будет использоваться для следующего запуска OneWeb». The Times of India . Архивировано из оригинала 29.10.2022 . Получено 29.10.2022 .
27. "Успешные горячие испытания модернизированного двигателя CE20 с тягой в вакууме 21,8 Т". Индийская организация космических исследований . 2022-11-09. Архивировано из оригинала 2022-11-10 . Получено 2022-11-10 .
28. "Успешное горячее испытание двигателя CE-20 с тягой 20 т вне номинала и тягой в вакууме 22,2 т". ISRO . Архивировано из оригинала 24.12.2022 . Получено 24.12.2022 .
29. "Успешные летные приемочные испытания криогенного двигателя CE-20 для миссии LVM3-M4/Chandrayaan-3". ISRO . 27 февраля 2023 г. Архивировано из оригинала 27.02.2023 . Получено 06.03.2023 .
30. Сиддики, Хума (1 марта 2023 г.). «ISRO готовится к миссии Chandrayaan-3; CE-20 криогенный двигатель прошел успешно». Financial Express . Архивировано из оригинала 2023-03-06 . Получено 2023-03-06 .
31. "Ежемесячный отчёт Департамента космоса за август 2023 года" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 2023-10-14 . Получено 2023-12-03 .
32. "CE20 E13 Engine Hot Test for Gaganyaan & 22t Thrust Qualification". www.isro.gov.in . Архивировано из оригинала 2023-10-14 . Получено 2023-12-03 .
33. "Ежемесячный отчёт Департамента космоса за сентябрь 2023 года" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 2023-11-10 . Получено 2023-12-03 .
34. "CE20 E13 Engine Hot Test for 22t Thrust Qualification". www.isro.gov.in . Архивировано из оригинала 2023-10-15 . Получено 2023-12-03 .
35. "Ежемесячный отчёт Департамента космоса за октябрь 2023 года" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 2023-12-01 . Получено 2023-12-03 .
36. "Ежемесячный отчет Департамента космоса за ноябрь 2023 года" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 26 февраля 2024 года. Пятый горячий тест двигателя CE20-E13, запланированный для демонстрации неноминальной работы двигателя (20t-5% Pc и 20t-5% MR и 22t-5% Pc и 22t-5% MR), был успешно проведен в течение 140 с 8 ноября 2023 года на объекте MET, IPRC, Махендрагири. С этим тестом двигатель CE20 квалифицирован для работы на уровне тяги 22 т в полете
37. "Ежемесячный отчет Департамента космоса за январь 2024 года" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 15 марта 2024 года. Испытание вакуумного зажигания криогенного двигателя CE-20 E13 HT-6 успешно проведено в течение 2,5 секунд в условиях испытания на большой высоте на испытательном стенде с камерой сгорания в IPRC 5 января 2024 года.
38. "Успешное завершение оценки человеком криогенного двигателя CE20 для программы Gaganyaan". www.isro.gov.in . Получено 25.02.2024 .
39. "HAL Bengaluru: Президент Мурму открывает интегрированный завод по производству криогенных двигателей в HAL". Indian Express . 2022-09-28. Архивировано из оригинала 2023-09-01 . Получено 2023-09-01 .
40. "Ракета LVM3 от ISRO находится на грани большой трансформации, в ходе которой ее основная ступень и верхняя ступень будут заменены новыми ступенями". X (ранее Twitter) . Получено 8 августа 2024 г.

Внешние ссылки

• Индия провела 800-секундные испытания отечественного криодвигателя
• Раздаточные материалы LPSC во время Aero India-2009 с техническими характеристиками Ce-20
• Раздаточные материалы LPSC на выставке Aero India-2009 со спецификациями всех жидкотопливных двигателей Индии
• Статус CE-20 в космической транспортировке/GSLV - Mk III в годовом отчете ISRO за 2008-09 гг.
• ISRO воодушевлена ​​тем, что отечественный криодвигатель успешно прошел испытания