Vulcain es una familia de motores de cohetes europeos de primera etapa para Ariane 5 y el futuro Ariane 6 . Su desarrollo comenzó en 1988 y el primer vuelo se completó en 1996. La versión actualizada del motor, Vulcain 2 , se voló con éxito por primera vez en 2005. Ambos miembros de la familia utilizan combustible criogénico de oxígeno líquido / hidrógeno líquido . La nueva versión en desarrollo para Ariane 6 se llamará Vulcain 2.1 .
País de origen | Francia |
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Primer vuelo | 04 de junio de 1996 |
Último vuelo | 18 de diciembre de 2009 |
Diseñador | Snecma |
Fabricante | Motores de aviones Safran |
Solicitud | Motor de etapa principal |
L / V asociado | Ariane 5 |
Sucesor | Vulcaína 2 |
Estado | Retirado |
Motor de combustible líquido | |
Propulsor | Oxígeno líquido / Hidrógeno líquido |
Proporción de mezcla | 5.3 |
Ciclo | Generador de gas |
Configuración | |
Relación de boquilla | 45,1 |
Actuación | |
Empuje (vac.) | 1,140 kN (256,300 libras f ) |
Presión de la cámara | 100 bares (1500 psi) |
Yo sp (vac.) | 431 s (4,23 km / s) |
Dimensiones | |
Largo | 3,05 m (10,0 pies) |
Diámetro | 1,76 m (5,8 pies) |
Peso en seco | 1.300 kg (2.900 libras) |
Utilizado en | |
Ariane 5 G y GS | |
Referencias | |
Referencias | [1] [2] [3] [4] |
País de origen | Francia |
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Primer vuelo | 12 de febrero de 2005 |
Diseñador | Snecma |
Fabricante | Snecma |
Solicitud | Motor de etapa principal |
L / V asociado | Ariane 5 |
Predecesor | Vulcaína 1 |
Estado | En uso |
Motor de combustible líquido | |
Propulsor | Oxígeno líquido / Hidrógeno líquido |
Proporción de mezcla | 6.1 |
Ciclo | Generador de gas |
Configuración | |
Relación de boquilla | 58,2 |
Actuación | |
Empuje (vac.) | 1.359 kN (305.500 libras f ) |
Presión de la cámara | 117,3 bares (11,73 MPa) |
Yo sp (vac.) | 429 s (4,21 km / s) |
Dimensiones | |
Largo | 3,44 m (11,3 pies) |
Diámetro | 2,09 m (6,9 pies) |
Peso en seco | 1.800 kg (4.000 libras) |
Utilizado en | |
Ariane 5 ECA, ES | |
Referencias | |
Referencias | [1] [5] [6] [7] [8] |
Notas |
País de origen | Francia |
---|---|
Diseñador | Snecma |
Fabricante | Snecma |
Solicitud | Motor de etapa principal |
L / V asociado | Ariane 6 |
Predecesor | Vulcaína 2 |
Estado | En desarrollo |
Motor de combustible líquido | |
Propulsor | Oxígeno líquido / Hidrógeno líquido |
Ciclo | Generador de gas |
Actuación | |
Empuje (vac.) | 1.324 kN (297.600 libras f ) |
Presión de la cámara | 120,8 bares (12,08 MPa) |
Dimensiones | |
Largo | 3,7 m (12 pies) |
Diámetro | 2,5 m (8,2 pies) |
Peso en seco | 2.000 kg (4.400 libras) |
Utilizado en | |
Ariane 6 | |
Referencias | |
Referencias | http://www.esa.int/spaceinimages/Images/2017/10/Vulcain_2.1 |
Historia
El motor del cohete Vulcain recibe su nombre en francés de Vulcano, el antiguo dios romano del fuego . Su desarrollo, llevado a cabo por una asociación europea, comenzó en 1988 con el programa de cohetes Ariane 5 . [9] Voló por primera vez en 1996 impulsando el desafortunado vuelo 501 sin ser la causa del desastre, y tuvo su primer vuelo exitoso en 1997 (vuelo 502).
En 2002, el Vulcain 2 mejorado con un 20% más de empuje [10] voló por primera vez en el vuelo 157, aunque un problema con el motor convirtió el vuelo en una falla. [11] La causa se debió a que las cargas de vuelo fueron mucho más altas de lo esperado, como concluyó la junta de investigación. [12] Posteriormente, la boquilla fue rediseñada para incluir refuerzo mecánico de la estructura y mejora de la situación térmica de la pared del tubo mejorando el flujo de refrigerante de hidrógeno, así como aplicando una capa de barrera térmica al lado de los tubos de refrigerante que mira hacia la llama. [12] El primer vuelo exitoso del Vulcain 2 (parcialmente rediseñado) ocurrió en 2005 en el vuelo 521. [11]
Mayor desarrollo
El 17 de junio de 2007, Volvo Aero anunció que en la primavera de 2008 esperaba realizar una prueba de fuego caliente con una boquilla Vulcain 2 fabricada con una nueva tecnología de "sándwich". [13]
El desarrollo de la versión futura de Ariane 6 , Vulcain 2.1, comenzó en 2014. La primera boquilla del motor con configuración de vuelo se entregó en junio de 2017, lo que redujo el número de piezas en un 90%, el costo en un 40% y el tiempo de producción en un 30% en comparación con el motor. boquilla de Vulcain 2. [14]
Descripción general
El Vulcain es un motor de cohete de ciclo generador de gas alimentado con oxígeno líquido criogénico e hidrógeno líquido . Cuenta con enfriamiento regenerativo a través de un diseño de pared de tubo, y el Vulcain 2 introdujo un enfriamiento de película particular para la parte inferior de la boquilla, donde los gases de escape de la turbina se reinyectan en el motor. [12] Alimenta la primera etapa del lanzador Ariane 5, el EPC (Étage Principal Cryotechnique, etapa criogénica principal) y proporciona el 8% del empuje total de despegue [15] (el resto lo proporcionan los dos propulsores de cohetes sólidos ). El tiempo de funcionamiento del motor es de 600 s en ambas configuraciones. [16] Con 3 m de altura y 1,76 m de diámetro, el motor pesa 1686 kg y proporciona 137 t de empuje en su última versión. [17] La turbobomba de oxígeno gira a 13600 rpm con una potencia de 3 MW mientras que la turbobomba de hidrógeno gira a 34000 rpm con 12 MW de potencia. El caudal másico total es de 235 kg / s, de los cuales 41,2 kg / s son de hidrógeno.
Contratistas
El contratista principal de los motores Vulcain es Snecma Moteurs (Francia), que también proporciona la turbobomba de hidrógeno líquido. La turbobomba de oxígeno líquido es responsabilidad de Avio (Italia), y las turbinas de gas que alimentan las turbobombas y la boquilla son desarrolladas por GKN (anteriormente Volvo) (Suecia). [15]
Ver también
- Comparación de motores de cohetes orbitales
- Propulsión de naves espaciales
- Cronología de las tecnologías de hidrógeno
Motores comparables
- RS-68
- J-2X
- RS-25 (SSME)
- RD-0120
Referencias y notas
- ^ a b "El motor criogénico Vulcain-2 pasa la primera prueba con una nueva extensión de boquilla" (PDF) . www.esa.int . Consultado el 18 de noviembre de 2018 .
- ^ EADS Astrium. "Vulcain Rocket Engine - Cámara de empuje" . Airbus Defence and Space . Archivado desde el original el 25 de febrero de 2012 . Consultado el 20 de julio de 2014 .
- ^ "Kit de prensa V169" (PDF) . Arianespace . Archivado desde el original (PDF) el 12 de diciembre de 2010 . Consultado el 30 de junio de 2015 .
- ^ "Vulcain" . Astronautix . Consultado el 30 de junio de 2015 .
- ^ EADS Astrium. "Vulcain 2 Rocket Engine - Cámara de empuje" . Airbus Defence and Space. Archivado desde el original el 27 de marzo de 2012 . Consultado el 20 de julio de 2014 .
- ^ "Ariane 5 - Lanzador pesado de Europa" (PDF) . Agencia Espacial Europea . Consultado el 20 de julio de 2014 .
- ^ "Vulcain®2" . Safran . Consultado el 5 de octubre de 2014 .
- ^ "Vulcain 2" . Astronautix . Consultado el 30 de junio de 2015 .
- ^ "Vulcain - Resumen" . SPACEandTECH. Archivado desde el original el 29 de marzo de 2012 . Consultado el 16 de diciembre de 2006 .
- ^ "Motor Vulcain 2 ahora en plena producción" . Agencia Espacial Europea. 2005-04-05 . Consultado el 16 de diciembre de 2006 .
- ^ a b "Hoja de datos de Ariane 5" . Informe de lanzamiento espacial. 2005-11-29 . Consultado el 15 de diciembre de 2006 .
- ^ a b c L. Winterfeldt; B. Laumert; R. Tano; P. James; F. Geneau; R. Blasi y G. Hagemann (10 de julio de 2005). "Rediseño de la extensión de boquilla Vulcain 2" (PDF) . Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica . Consultado el 4 de julio de 2012 .
- ^ "La tecnología espacial sándwich de Volvo Aero supera un hito importante" (Comunicado de prensa). Volvo Aero. 17 de junio de 2007. Archivado desde el original el 17 de julio de 2011.
- ^ "GKN entrega la revolucionaria boquilla Ariane 6 a los lanzadores Airbus Safran" (Comunicado de prensa). GKN Aerospace . 20 de junio de 2017 . Consultado el 23 de junio de 2017 .
- ^ a b "ESA - Vehículos de lanzamiento - Motor Vulcain" . Agencia Espacial Europea. 2005-11-29 . Consultado el 16 de diciembre de 2006 .
- ^ "Volvo Aero: Vulcain - características" . Volvo Aero . Consultado el 12 de mayo de 2007 .
- ^ "ESA - Vehículos de lanzamiento - Ariane 5 ECA" . Agencia Espacial Europea . Consultado el 16 de diciembre de 2006 .
enlaces externos
- Arianespace - Ariane 5: Escenario principal criogénico y potenciadores sólidos
- Ariane 5 ECA y Snecma - Snecma Moteurs: el motor Vulcain 2 demuestra su valía
- "Turbina LH2 (motores Vulcain y Vulcain 2)" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 22 de marzo de 2011. - Volvo Aero
- "Turbina LOX (motores Vulcain y Vulcain 2)" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 1 de enero de 2011. - Volvo Aero
- "Desarrollo de las turbinas para las turbobombas Vulcain 2" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 30 de septiembre de 2007. - Volvo Aero
- "Fatiga de ciclo alto de álabes de turbina Vulcain 2 LOx" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 27 de septiembre de 2007. - Volvo Aero
- "Un proceso de diseño de concepto eficiente" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 27 de septiembre de 2007. - Volvo Aero
- "Boquilla Vulcain 2" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 22 de marzo de 2011. - Volvo Aero
Noticias relacionadas
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