stringtranslate.com

Графито-эпоксидный двигатель

Графито -эпоксидный двигатель ( GEM ) — это семейство твердотопливных ракетных ускорителей, разработанных в конце 1980-х годов и используемых с 1990 года. Двигатели GEM изготавливаются с корпусами из полимера, армированного углеродным волокном , и топливом, состоящим из композитного топлива на основе перхлората аммония, связанного с HTPB . GEM производится компанией Northrop Grumman Space Systems . [1] Ускорители GEM используются на Atlas V и ранее применялись на ракетах-носителях Delta II , Delta III и Delta IV . Новый вариант, GEM 63XL, был запущен в полет в составе ракеты-носителя Vulcan Centaur 8 января 2024 года. [2] [3] [4]

Варианты

Активный

ДЖЕМ 63

GEM 63 был разработан Orbital ATK в качестве недорогой замены твердотопливного ракетного ускорителя Aerojet Rocketdyne AJ-60A, используемого на Atlas V. Его общие размеры очень похожи на размеры двигателя, который он заменяет. Atlas V впервые полетел с GEM 63 в 2020 году на запуске NROL-101. [5] Ускоритель обеспечивает более высокую производительность примерно за половину стоимости ускорителей AJ-60A, ранее использовавшихся на Atlas V. [6]

ДЖЕМ 63XL

GEM 63XL, разработанный Northrop Grumman, является расширенной версией GEM 63, примерно на 73 дюйма (190 см) длиннее своего предшественника. [7] Вес составляет приблизительно 117 000 фунтов (53 тонны) каждый. [8] Впервые запущенный в 2020 году, он используется на ракете-носителе Vulcan , начиная с первого запуска 8 января 2024 года. [4] [9] [10] До 6 ускорителей будут установлены на одном ядре Vulcan, в зависимости от потребностей заказчика. [11] В настоящее время он используется на ракете Vulcan Centaur. [2]

Вариант, оснащенный соплом с управляемым вектором тяги , GEM 63XLT, находился в стадии разработки для отмененной ракеты-носителя OmegA . [12]

Ушедший на пенсию

ДЖЕМ 40

GEM 40 поднимается для присоединения к Delta II

GEM 40 был твердотопливным ракетным двигателем диаметром 40,4 дюйма (1030 мм), разработанным для ракеты-носителя Delta II серии 7000, начавшей работу в 1987 году компанией Hercules . [13] Его первый полет состоялся в 1990 году в рамках миссии USA-66, [14] когда на ракете-носителе Delta II 7925 использовалось 9 ускорителей. Использование композитных материалов позволило сделать корпуса более легкими, чем стальные корпуса SRM Castor 4 , которые они заменили. Уменьшение веса было использовано для удлинения GEM 40 на 5,9 футов (1,8 м) по сравнению с Castor 4, используемым на Delta II серии 6000. [13] [15] Ракеты Delta II могли быть сконфигурированы с тремя, четырьмя или девятью ускорителями GEM 40. При использовании трех или четырех ускорителей все GEM 40 зажигались на земле. На девяти ускорителях Delta II шесть были включены на земле; оставшиеся три были включены в полете после сгорания первых шести. [16] Вариант с соплом с управляемым вектором тяги , GEM 40VN, был разработан для программы противоракетной обороны наземного базирования на среднем участке траектории . [1]

Неудачи

5 августа 1995 года GEM 40 с воздушным освещением не удалось отделиться от Delta II 7925, перевозившего Koreasat 1. Избыточная масса ускорителя привела к тому, что спутник достиг более низкой орбиты, чем предполагалось. Спутник смог исправить ошибку, используя бортовое топливо. [17]

17 января 1997 года ракета Delta II (Delta 241) взорвалась из-за катастрофического отказа в GEM 40. Отказ привел к срабатыванию функции самоуничтожения ракеты-носителя через 13 секунд после зажигания. Расследование ВВС установило, что корпус двигателя был поврежден до запуска, в результате чего корпус раскололся вскоре после зажигания. [17]

ДЖЕМ 46

GEM 46 был твердотопливным ракетным двигателем диаметром 45,1 дюйма (1150 мм), первоначально разработанным для Delta III компанией Alliant Techsystems . Этот вариант твердотопливного двигателя включал управление вектором тяги (TVC), чтобы помочь управлять транспортным средством. После прекращения производства Delta III двигатели GEM 46 (без TVC) [16] использовались на Delta II для создания Delta II Heavy, которую можно было запустить только с модифицированной площадки на авиабазе Кейп-Канаверал , SLC-17B . [18] И Delta III, и Delta II Heavy использовали девять GEM 46, шесть из которых запускались на земле, а три — в воздухе. [19]

Неудачи

27 августа 1998 года ускорители GEM 46 на первой Delta III, несущей спутник Galaxy 10, исчерпали свою гидравлическую жидкость, используемую для управления соплом вектора тяги. Это произошло из-за проблем с наведением остальной части ракеты, что заставило твердотопливные ракетные двигатели быстро вносить коррективы для компенсации, используя запас гидравлической жидкости до сгорания. Затем сопла застряли в положении, которое перевернуло ракету, вызвав срабатывание функции самоуничтожения транспортного средства через 70 секунд после зажигания. [20] [21]

Твердотопливный ракетный двигатель GEM 60 горизонтально лежит на трейлере на борту SLC-37B на мысе Канаверал.
GEM 60 готовится к интеграции в Delta IV

ДЖЕМ 60

GEM 60 был твердотопливным двигателем диаметром 60 дюймов (1500 мм), используемым на ракетах-носителях семейства Delta IV , используемых с управлением вектором тяги и без него. [16] Разработанный для программы EELV , его первый полет состоялся 20 ноября 2002 года, ускорив первый запуск Delta IV. [22] Ракеты-носители Delta IV Medium+ были построены с двумя или четырьмя GEM 60. [23] Дополнительная производительность от твердотопливных ракетных двигателей позволила вариантам Delta IV Medium+ разместить большую вторую ступень. Двигатель был выведен из эксплуатации в 2019 году после последнего запуска Delta IV Medium. [24] За время своего существования было запущено 64 ускорителя GEM 60; отказов не было. [24]

ДЖЕМ 63

Используется на ракете Atlas V.

ДЖЕМ 63XL

Используется на ракете Vulcan Centaur .

GEM 63XLT

Его планировалось использовать на отмененной ракете OmegA компании Northrop Grumman .

Сравнение версий

Данные из каталога Northrop Grumman [25]

Галерея

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab "Northrop Grumman GEM Capabilities". Northrop Grumman . Архивировано из оригинала 2019-02-03.
  2. ^ ab Belam, Martin (08.01.2024). "Запуск Nasa Peregrine 1: ракета Vulcan Centaur с лунным модулем Nasa взлетает во Флориде – обновления в реальном времени". The Guardian . ISSN  0261-3077 . Получено 08.01.2024 .
  3. ^ "ULA устанавливает путь к первому летному испытанию Vulcan". www.ulalaunch.com . Получено 21.12.2022 .
  4. ^ ab Foust, Jeff (2023-07-13). "Модификации Centaur отодвигают первый запуск Vulcan на четвертый квартал". SpaceNews . Получено 2023-08-02 .
  5. ^ "NROL-101". www.nro.gov . Архивировано из оригинала 2022-05-09 . Получено 2022-05-09 .
  6. ^ Тори Бруно [@torybruno] (3 апреля 2018 г.). «Более высокая производительность. Приближаемся к половине стоимости» ( Твит ) – через Twitter .
  7. ^ "GEM 63 Updates". Northrop Grumman . Архивировано из оригинала 2022-05-09 . Получено 2022-05-07 .
  8. ^ "Запуск ракеты Vulcan в первый раз – умнее с каждым днем ​​297". Умнее с каждым днем ​​. YouTube . Получено 5 мая 2024 г. .
  9. ^ "ULA Vulcan Rocket Debut Slips To 2022". Aviation Week . 2022-06-22. Архивировано из оригинала 2022-05-09.{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
  10. ^ Кларк, Стивен (22.09.2015). «Orbital ATK превосходит Aerojet». Архивировано из оригинала 09.05.2022 . Получено 23 сентября 2015 г.
  11. ^ "Vulcan". www.ulalaunch.com . Архивировано из оригинала 2022-05-09 . Получено 2022-05-07 .
  12. ^ Northrop Grumman [@northropgrumman] (21.11.2019). «Мы начали заводить наш первый GEM 63XLT!» ( Твит ) . Получено 09.05.2022 – через Twitter .
  13. ^ ab Vlahakis, Nick; Va, Darryl (1989), "Графитовые эпоксидные двигатели (GEM) для ракеты-носителя Delta II", 25-я Объединенная конференция по движению , Американский институт аэронавтики и астронавтики, doi :10.2514/6.1989-2313 , получено 07.05.2022
  14. ^ Макдауэлл, Джонатан (2022-05-07). "Launch Log". Jonathan's Space Report . Архивировано из оригинала 2022-05-07 . Получено 2022-05-07 .
  15. ^ "Launch Vehicle: Solid Rocket Motors". JPL . Архивировано из оригинала 2022-05-09 . Получено 24 июля 2014 г.
  16. ^ abc "ATK Product Catalog" (PDF) . ATK . Архивировано из оригинала (PDF) 30 июля 2018 г. . Получено 24 июля 2014 г. .
  17. ^ ab Kyle, Ed (2012-12-02). "Delta 2 Productive Years". Space Launch Report . Архивировано из оригинала 2022-03-21 . Получено 24 июля 2014 г.
  18. ^ Грэм, Уильям (2014-07-02). "ULA Delta II успешно выводит OCO-2 на орбиту". NASASpaceflight.com . Архивировано из оригинала 2022-05-09 . Получено 22 июля 2014 г.
  19. ^ "Каталог продукции для силовых установок GEM MOTOR SERIES pdf" (PDF) .
  20. ^ "Boeing выявил причину отказа Delta III, предсказал своевременное возвращение к полетам". MediaRoom . Получено 2022-05-07 .
  21. ^ Фернисс, Тим (1998-09-01). "Boeing Delta III взрывается во время первого полета". FlightGlobal . Архивировано из оригинала 2022-05-07 . Получено 2022-05-07 .
  22. ↑ Рэй, Джастин (2002-11-20). «Spaceflight Now | Отчет о запуске Delta | Ракета Boeing Delta 4 дебютировала успешно». spaceflightnow.com . Архивировано из оригинала 2022-05-09 . Получено 2022-05-07 .
  23. ^ "Delta IV Medium+ (4,2)". Spaceflight 101 . Получено 24 июля 2014 г.
  24. ^ ab Siegel, Jim (2019-08-25). "Delta IV Medium завершает 17-летний запуск со 100% успехом". SpaceFlight Insider . Архивировано из оригинала 2022-05-09 . Получено 2022-05-09 .
  25. ^ "Каталог продукции для силовых установок серии GEM Motor" (PDF) . Northrop Grumman. Архивировано из оригинала (PDF) 9 мая 2022 г.