Expanzní cyklus je kapalná paliva raketový motor konfigurace , ve kterých turbína z turbočerpadla je poháněn expanzí kryogenního hnacího plynu, který cirkuluje ve stěnách spalovací komory a trysky , aby se ochladila, a přechází z kapalného na plynné stavu. Toto zařízení nahrazuje generátor plynu odděleně od spalovací komory používané k napájení turbíny v cyklu generátoru plynu .
Expanzní cyklus může být uzavřen nebo otevřen. V prvním případě jsou plyny, které přiváděly turbínu turbočerpadla, znovu vstřikovány do spalovací komory. Ve druhém případě jsou buď vyhozeny, nebo vstřikovány do spodní části trysky, aby se ochladila.
V cyklu odvzdušnění expandéru se místo průchodu celé pohonné látky turbínou a poté do spalovací komory používá pouze část k napájení turbíny, aniž by se potom dostalo do spalovací komory, ale je buď evakuováno nebo vstřikováno do spalovací komory. spodní část trysky k jejímu ochlazení. Tato konfigurace indukuje ztrátu účinnosti spojenou s nepoužíváním chemické energie hnacích plynů, které nebyly spáleny ve spalovací komoře. Na druhé straně to umožňuje dosáhnout ve spalovací komoře vyšší tlak, řádově 2 nebo 3krát vyšší než v cyklu se zavřeným expandérem. Hrdla trysky pak může být snížena, což zvyšuje poměr v řezu na divergující části. To částečně kompenzuje ztrátu účinnosti spojené s otevřením cyklu a zároveň umožňuje dosažení vyšších tahů.
Motory využívající expandovací cyklus mají vysoký specifický impuls , ale jejich tah je omezený, často řádově sto kilonewtonů. Proto se používají k pohonu horních stupňů odpalovacích zařízení.
RL-10 z Pratt & Whitney pohání a podlah Centaur stále používá na spouštěči Atlas V , a ve druhém patře DCS spouštěč Delta IV . Můžeme také zmínit motor Vinci, který vybaví horní stupeň Ariane 6 specifickým impulzem 465 s . Čínský motor YF-75D pohánějící horní stupeň Long March 5 je také příkladem použití expandovacího cyklu, v tomto případě uzavřeného.
Motor | Země | použití | Ergoly | Typ | Tah
(v prázdnotě) |
I sp (ve vakuu) | Tlak | První let | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
BE-3U | Spojené státy | Nový Glenn | LH2 / LOX | otevřeno | 710 kN | Ve vývoji | |||
BE-7 | Spojené státy | Modrý měsíc | dvojnásobek | 40 kN | Ve vývoji | ||||
LE-5A | Japonsko | H-II | otevřeno | 121,5 kN | 452 s | 3,7 MPa | 1994 | ||
LE-5B | Japonsko | H-IIA | otevřeno | 137 kN | 448 s | 3,6 MPa | 2001 | ||
LE-9 | Japonsko | H3 | otevřeno | 1471 kN | 426 s | 10,0 MPa | Ve vývoji | ||
RD-0146D | Rusko | Angara | Zavřeno | 68,6 kN | 470 s | 5,9 MPa | Ve vývoji | ||
RL-10B-2 | Spojené státy | Delta IV | Zavřeno | 110 kN | 465,5 s | 4,4 MPa | 1998 | ||
Vinci | Evropa | Ariane 6 | Zavřeno | 180 kN | 465 s | 6,0 MPa | Ve vývoji | ||
YF-75D | Čína | Dlouhá procházka 5 | Zavřeno | 442 s | 2016 |