LE-5火箭發動機

LE-5火箭發動機及其派生型號都是日本設計製造的用於H1和H2火箭上面級推進的。是以液氫液氧為推進劑。最初由三菱重工設計製造。發動機尺寸和推力都很小。發動機採用火花點火因而能多次啟動,能最多點火16次,工作40餘分鐘。而用於H2火箭通常是點火一次工作9分鐘後拋棄。而發射地球靜止軌道任務,則在火箭成功停泊低地球軌道後發動機二次點火將酬載送到靜止軌道。

工作原理

發動機尺寸和推力都很小。發動機採用火花點火因而能多次啟動,能最多點火16次,工作40餘分鐘。而用於H2火箭通常是點火一次工作9分鐘後拋棄。而發射地球靜止軌道任務,則在火箭成功停泊低地球軌道後發動機二次點火將載荷送到靜止軌道。

LE-5

LE-5原是用於H1火箭第三級,採用常規的燃氣發生器循環。

LE-5A

LE-5A是LE-5經過大部分的重新設計而得的新型號發動機,用於H2火箭的第二級。其中主要改變是將工作循環從燃氣發生器循環改為膨脹排放循環,LE-5A也成為第一個採用此循環的發動機。液氫通過管道流經發動機噴管和燃燒室外壁,受熱極度膨脹產生驅動推進劑渦輪泵的壓力。

LE-5B

LE-5B是LE-5A更深化改進版。變化主要在降低發動機成本,增加可靠性。由於結構的簡化造成比沖降低至447秒,是三個型號中最低的。但推力卻是最高的,造價也最低。5B對於5A變化最大的是膨脹排放循環中液氫管線只流經燃燒室而不經過噴管。燃燒室及其冷卻管道的製作材料也更著重於增強熱傳遞的效率。

多級火箭

多級火箭是一種使用了兩節或更多節的火箭,每級火箭皆搭載了自有的火箭發動機及推進劑。堆疊分節的方式將一節裝載在數節之上;平行分節的方式則將一節裝載在其它節的旁邊。使得二或更多個火箭互相堆疊或放置於其它火箭的旁邊"。結合起來的火箭稱為運載火箭。兩節式火箭相當常見,但最多也曾有五節式火箭成功發射。

火箭的重量因拋棄燒完推進劑的分節而減少。這樣的分節技術使剩餘分節的推力能更輕易地加速火箭至最終速度與高度。

在堆疊分節方式中, 第一級火箭放在最下面而且通常是最大的,第二節裝載其上且通常是第二大。其餘部位則置於更上面。在平行分節方式中,固態火箭推進器或液態火箭推進器被用來升空。它們有時候會被稱為“第0節”。在一般情況下,第一節及推進發動機點火向上推進整個火箭。當推進器用光燃料,就從火箭上分離(通常藉由一點炸藥)並掉落。第一節接著點火完成程式也接著分離。接下來位於火箭底部的第二級火箭跟著點火。這個程式不斷重複直到最後一節的發動機燃燒完畢。但是,印度的地球同步衛星運載火箭第一級採用固體火箭推進時間100秒,而助推器採用4枚液體火箭推進時間160秒,也即助推火箭攜帶已經關機的一級火箭的結構重量繼續推進1分鐘時間。

太空梭有兩個大型固體助推器而非單級入軌火箭(SSTO)。

三菱重工業

三菱重工業株式會社(簡稱 三菱重工MHI)是日本綜合機械製造商,也是日本最大的國防工業承包商,為三菱集團的旗艦企業之一。其業務範圍相當廣泛,涵蓋交通運輸、船舶、航空太空、鐵路車輛、武器、軍事裝備、電動馬達、發動機、能源、空調設備等各種機械機器設備之生產製造。

地球靜止軌道

地球靜止軌道(或稱 地球赤道同步軌道,英語:geostationary orbit,簡寫:GEO)是指地球赤道面上方35,786km的圓形軌道,該軌道上太空飛行器的運行方向和地球自轉方向一致。在地球靜止軌道上的太空飛行器繞地球運行一周的時間和地球自轉周期(一恆星日)相同,因此,在地面觀測者看來,這樣的太空飛行器是在天空固定不動的。通信衛星和氣象衛星一般運行在靜止軌道,因此地面站天線只要對準衛星的定點位置就可以通訊,而不用轉動天線。利用這個特點,把攜帶有可見光和近紅外光感測器的海洋衛星發射到靜止軌道上,這樣就可以監測海洋環境的細微變化,比如GOCI衛星。

地球靜止軌道是地球同步軌道的一個特例,二者之間有一些區別,地球同步軌道上的衛星每天在同樣的時間通過地球上的同一個點,而地球靜止軌道上的衛星一直固定在定點位置不動。

第一個提出把地球同步衛星用於通信的人是赫爾曼·波托西尼克,他於1928年提出了這個構想(但並沒有廣為人知)。George O. Smith在系列科幻小說Venus Equilateral的第一個故事中提到了地球靜止軌道,這是靜止軌道第一次出現在大眾文學作品中,但Smith並沒有進行深入的探討。1945年,英國著名科幻作家亞瑟·C·克拉克在無線世界發表了一篇題為“Extra-Terrestrial Relays – Can Rocket Stations Give Worldwide Radio Coverage?”的文章,對地球靜止軌道的原理進行了詳細解釋,這也使得地球靜止軌道這個概念廣泛傳播。克拉克承認,他引入的地球靜止軌道概念和Smith的 The Complete Venus Equilateral有聯繫。克拉克第一個闡明了靜止軌道對於廣播和中繼通訊衛星的作用。所以,有時候地球靜止軌道也被稱為 克拉克軌道。相應的,海平面以上大約35,786km的地方有一片區域被稱為克拉克帶,它位於赤道平面內,可作為類靜止軌道來使用。另外,克拉克軌道的周長大約是265,000km。

機型參數

LE-5 各型參數
LE-5 型號 (單位) LE-5LE-5ALE-5B
工作循環 - 燃氣發生器循環 開式/部分膨脹排放循環 (噴管/燃燒室) 開式/部分膨脹排放循環 (燃燒室)
額定推力 10.29 12.15 13.72
混合比 氧化劑:燃料 5.5 5 5
膨脹比 - 140 130 110
比沖 (Isp) 450 452 447
室壓 MPa (PSI) 3.65 (529) 3.98 (577) 3.58 (519)
液氫泵轉速 rpm 50,000 51,000 52,000
液氧泵轉速 rpm 16,000 17,000 18,000
高度 m 2.68 2.69 2.79
重量 kg 255 248 285

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