Postupné spalování cyklus ( postupné spalování cyklus ) je konfigurace raketový motor pohonné hmoty kapaliny , kde hnací prostředek prochází několika spalovacích komor . Tato konfigurace umožňuje získat zvláště účinné motory za cenu větší složitosti.
Princip postupného spalování navrhl poprvé sovětský inženýr Alexeï Issaïev v roce 1949. Prvním motorem používajícím tuto konfiguraci je S1.5400 vyvinutý kanceláří OKB 1 k pohonu horního stupně L Block spouštěče Molnia , který uskutečnil svůj první let v roce 1960. Souběžně se Nikolaj Kouzněcov podílel od roku 1959 na vývoji postupných spalovacích motorů pro raketu N1 v rámci sovětského lunárního programu s posádkou : NK-15 a NK-15V, poté NK-33 a NK-43 plánoval vylepšenou verzi launcheru N1F . Valentin Glouchko vyvinul v letech 1961 až 1965 RD-253 , nekryogenní spalovací motor spalující peroxid dusíku a UDMH používaný k pohonu první fáze odpalovače Proton , který uskutečnil svůj první let v roce 1967.
Tyto RS-25 , který se používá od roku 1981 v USA raketoplánu , je poprvé uvedena spalovací motor pouze kapalný vodík a kapalný kyslík . Jeho sovětský ekvivalent použitý na odpalovacím zařízení Energia , RD-0120 , vzlétl v roce 1987.
Ve stupňovitém spalovacím cyklu některé pohonné látky procházejí jednou nebo více spalovacími předkomorami, ve kterých je podíl paliva ( bohatý na spalovací palivo ) nebo oxidačního činidla ( bohatý na spalovací oxidátor ) záměrně příliš vysoký, aby bylo spalování úplné. Plyny opouštějící tento spalovací předkomůrky pohánění turbíny z turbočerpadla před jejich vložením do hlavní spalovací komory se zbytkem hnacích. Jelikož jsou všechny pohonné látky vyhozeny z trysky a přispívají k pohonu, je fázovaný spalovací cyklus uzavřeným cyklem.
Postupné spalovací motory mohou mít jedinou sestavu předkomorové turbíny, která pohání dvě turbočerpadla dvou pohonných látek, jako je RD-191 , nebo naopak mohou mít dvě turbočerpadla poháněná dvěma samostatnými turbínami, která jsou sama poháněna jednou předkomorou nebo dvěma oddělené předkomory. RS-25 je příkladem motoru se dvěma soustavami předkomorové turbíny.
Varianta je plnoproudové stupňovité spalování . V tomto případě je palivové turbočerpadlo poháněno předkomorou bohatou na palivo a palivo okysličovadla předkomorou bohatého oxidátoru . Všechny pohonné látky procházejí jednou z turbín, odtud název konfigurace.
Na zkušební stolici se dostaly pouze tři raketové motory používající tuto variantu : RD-270, jehož vývoj začal v roce 1962, ale byl zrušen v roce 1970, aniž by kdy letěl; Integrovaný powerhead demonstrátor (in) v letech 1990 a 2000; a Raptor of SpaceX , první pokus se konal v září 2016 a první let v srpnu 2019.
Postupné spalování je cyklus umožňující dosažení nejvyšších tlaků ve spalovací komoře, řádově 250 barů až 300 barů. Umožňuje navrhnout výkonné motory s vysokým specifickým impulzem . Na oplátku jsou získané raketové motory těžší a složitější.
Motor | Země | Typ | použití | Ergoly | Tah
(v prázdnotě) |
Já sp (v prázdnotě) |
Tlak | První let | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
BE-4 | Spojené státy | bohatý na oxidační činidlo | New Glenn , Vulcan | LCH4 / LOX | 2 400 kN | Ve vývoji | |||
CE-7.5 | Indie | GSLV Mk II | LH2 / LOX | 73,5 kN | 454 s | 5,8 MPa | 2014 | ||
LE-7 | Japonsko | bohatý na palivo | H-II | LH2 / LOX | 1078 kN | 446 s | 12,7 MPa | 1994 | |
NK-33 | Sovětský svaz | bohatý na oxidační činidlo | Antares 100 , N1F , Sojuz-2-1v | RP-1 / LOX | 1 686 kN | 331 s | 14,5 MPa | 2013 | |
Raptor | Spojené státy | plný průtok | Hvězdná loď / Super těžká | LCH4 / LOX | 2 000 kN | 380 s | 30,0 MPa | 2019 | |
RD-0120 | Sovětský svaz | bohatý na palivo | Energie | LH2 / LOX | 1 961 kN | 455 s | 21,9 MPa | 1987 | |
RD-170 | Sovětský svaz | bohatý na oxidační činidlo | Energia , Zenit | RP-1 / LOX | 7 904 kN | 337 s | 24,5 MPa | 1987 | |
RD-180 | Rusko | bohatý na oxidační činidlo | Atlas III , Atlas V | RP-1 / LOX | 4 152 kN | 338 s | 26,7 MPa | 2000 | |
RD-191 | Rusko | bohatý na oxidační činidlo | Angara , Antares 200 | RP-1 / LOX | 2 084 kN | 338 s | 25,8 MPa | 2014 | |
RD-253 | Sovětský svaz | bohatý na oxidační činidlo | Proton | UDMH / N 2 O 4 | 1 628 kN | 316 s | 14,7 MPa | 1965 | |
RS-25 | Spojené státy | bohatý na palivo | STS , SLS | LH2 / LOX | 2 279 kN | 452 s | 20,6 MPa | devatenáct osmdesát jedna | |
YF-100 | Čína | bohatý na oxidační činidlo | LM 5 , LM 6 , LM 7 | RP-1 / LOX | 1340 kN | 335 s | 18,0 MPa | 2015 |