Русская Википедия:BE-4

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Шаблон:Ракетный двигатель BE-4 (Blue Engine 4[1]) — жидкостный ракетный двигатель закрытого цикла на топливной паре метан+жидкий кислород, разрабатываемый американской компанией Blue Origin.

Целью проекта является достижение тяги 2,4 МН на уровне моря[2]. Планируется выпуск двух вариантов двигателя — для первой и второй ступеней ракеты-носителя. Первый полёт ракет с этим двигателем ожидается не ранее 2023 года.

BE-4 разрабатывается за счёт частных инвестиций[3], «без какой-либо государственной поддержки»[4]. Хотя первоначально предполагалось, что двигатель будет использоваться исключительно на частной ракете-носителе Blue Origin, в настоящее время также планируется ставить его на ракету-носитель United Launch Alliance (ULA) «Вулкан» (Vulcan), преемника ракеты-носителя Атлас-5 (т. е. он является главным кандидатом на замену российского двигателя РД-180, в настоящее время используемого ULA)[3].

Описание

Одной из самых инновационных особенностей BE-4 является использование сжиженного природного газа (метана) вместо керосина в качестве горючего. Это первый двигатель компании (и один из немногих в мире), работающий на жидком кислороде и жидком метане.

Этот новый подход позволяет использовать автогенный наддув, то есть использование газообразного топлива для создания выталкивающего давления в баках с этим топливом. Это выгодно, поскольку устраняет необходимость в дорогостоящих и сложных системах наддува, которые требуют хранения под давлением такого газа, как гелий. Кроме того, сжиженный природный газ, в отличие от керосина, не оставляет побочных продуктов горения в виде сажи.

BE-4 рассчитан на долгий срок службы и высокую надёжность, частично благодаря тому, что двигатель является «среднепроизводительной версией высокопроизводительной архитектуры»[3].

История разработки

Blue Origin начал работу над BE-4 в 2011 году. Впервые о разработке было объявлено общественности в сентябре 2014 года[5] в издании Space News[6], где сообщалось, что крупный американский производитель ракетной техники United Launch Alliance выбрал BE-4 в качестве основного двигателя для своей новой ракеты-носителя[6].

В начале 2015 года компания также заявила о намерении начать полномасштабные испытания двигателя в конце 2016 года и завершить разработку в 2017 году[7]. По состоянию на апрель 2015 разработка двигателя включала две параллельные программы. Первая предполагала отработку полномасштабных версий силового пакета BE-4, набора клапанов и турбонасосов, которые обеспечивают надлежащее смешивание топлива/окислителя для форсунок и камеры сгорания. Вторая заключалась в отработке уменьшенных версий распылительных головок.

К сентябрю 2015 года компания завершила более 100 испытаний компонентов BE-4, включая бустерный насос и «камеру сгорания с рекуперативным охлаждением, использующую несколько полномасштабных распылительных головок». Испытания были проведены для проверки теоретических моделей «производительности распылительной головки, теплообмена и устойчивости горения», а собранные данные использовались для уточнения конструкции двигателя[8]. В 2015 году во время одного из испытаний на испытательном стенде произошёл взрыв, после чего компания построила два более крупных стенда для проверки двигателя с полной тягой 2200 кН[9].

Хотя все части BE-4 и первые двигатели, предназначенные для испытаний, были изготовлены в штаб-квартире Blue Origin в Кенте, штат Вашингтон, место производства BE-4 к 2016 году ещё не было определено. Испытания и поддержка многоразовых BE-4 будет проводиться на пусковой площадке компании в Шаблон:Нп5 во Флориде, где Blue Origin инвестирует в инфраструктуру более $200 млн[4].

В январе 2016 года компания Blue Origin объявила, что намерена начать испытание двигателей BE-4 на наземных стендах до конца этого года[10]. После посещения в марте 2016 журналист Эрик Бергер отметил, что большая часть фабрики Blue Origin была передана для разработки Blue Engine-4[3].

Первый двигатель был полностью собран в марте 2017 года[11]. Также в марте United Launch Alliance объявил, что экономический риск выбора варианта был сведён на нет, но технический риск по проекту остаётся до тех пор, пока в 2017 году не будет завершена серия огневых испытаний двигателя[12]. 13 мая 2017 года Blue Origin потеряла один двигатель в результате происшествия во время испытаний[13].

Первый тестовый двигатель BE-4 был поставлен ULA 1 июля 2020 года, второй планируется поставить до конца месяца[14]. Шаблон:Обновить

Применение

В 2016 году BE-4 рассматривался для использования на двух находящихся в разработке ракет-носителей, в то время как модифицированную версию BE-4 планировали использовать в американском экспериментальном военном космическом ракетоплане.

Blue Origin указала, что после завершения разработки она намерена сделать двигатель коммерчески доступным для сторонних компаний, а также планирует использовать двигатель в новой орбитальной ракете Blue Origin[15]. В марте 2016 года стало известно, что компания Orbital ATK исследует вопрос об использовании BE-4 на своих ракетах-носителях[3].

Замена ракеты Атлас-5

В конце 2014 года Blue Origin подписал соглашение с United Launch Alliance (ULA), чтобы совместно развивать двигатель BE-4 и использовать его на ракете «Вулкан» (Vulcan), которая планируется в качестве преемника ракеты-носителя Атлас-5, отказавшись тем самым от двигателя РД-180 российского производства[6]. На «Вулкане» будет установлено два двигателя BE-4 первой ступени с тягой 2,4 МН каждый. Программа стартовала в 2011 году[16][17][5].

Сообщение о партнёрстве с ULA появилось после нескольких месяцев неопределённости относительно будущего российского двигателя РД-180, который используется в ракете ULA "Атлас-5" уже дольше десятилетия. Появились геополитические трудности, вызвавшие серьёзную озабоченность по поводу надёжности поставок российского двигателя[15]. ULA считало, что первый запуск новой ракеты состоится не ранее 2019 года[5][6].

До начала 2015 года BE-4 в качестве замены двигателя РД-180 конкурировал с двигателем Шаблон:Iw компании Aerojet Rocketdyne. В отличие от двигателей AR1 и РД-180, которые работают на керосине, топливом для BE-4 является метан[18].

В феврале 2016 года ВВС США заключили контракт, предусматривающий частичное финансирование развития ULA в объёме 202 млн долл. для поддержки использования двигателя BE-4 на РН «Вулкан»[19][20]. Первоначально будет выплачено 40,8 млн долл., ещё 40,8 млн будет вложено в дочернюю компанию ULA для разработки BE-4 для ракеты «Вулкан»[21].

До 536 млн долл. будет вложено и в Aerojet Rocketdyne, для разработки двигателя AR-1, в качестве альтернативного для ракеты «Вулкан»[19]. Безос, однако, отмечает, что ракета-носитель «Вулкан» разрабатывается под двигатель BE-4, замена его на AR1 вызовет значительные задержки и потребует больших затрат со стороны ULA[4]. Схожее заявление было сделано также руководителями ULA, которые уточнили, что BE-4, вероятно, будет стоить на 40 % меньше, чем AR1, а также то, что «Безос имеет возможность самостоятельно принимать быстрые решения относительно BE-4, тогда как AR1, напротив, сильно зависит от поддержки правительства США, и у Aerojet Rocketdyne есть нужные связи для получения этой поддержки»[22].

Двигатель для XS-1

В 2014 году Boeing получил заказ от управления DARPA на разработку и постройку многоразового космического корабля Шаблон:Iw и планировал, в сотрудничестве с Blue Origin, использовать на корабле модификацию двигателя BE-4. XS-1 должен был разгоняться до гиперзвуковых скоростей на границе земной атмосферы, чтобы обеспечить вывод полезного груза на орбиту.[23][24]

Орбитальная ракета «New Glenn»

Двигатель планируется использовать на двухступенчатой ракете для орбитальных полётов «Нью Гленн» (New Glenn, диаметром 7 м с дополнительной третьей и многоразовой первой ступенью. Первый полёт был намечен не ранее чем на 2020 год[25].

На первой ступени (многоразовой, с вертикальной посадкой) будет установлено семь двигателей BE-4. Вторая ступень того же диаметра будет использовать один двигатель BE-4, оптимизированный для работы в вакууме. Вторая ступень будет одноразовой[25].

Технические характеристики

  • Тяга (на уровне моря): 2,4 МН при полной мощности, что равно 244.7 тс.[5];
  • Давление в камере: 13,4 МПа.[3];
  • Возможность повторного использования[3];
  • Расчётное число пусков: 25[3];
  • Повторный запуск в течение одного полёта[9].

См. также

Ссылки


Примечания

Шаблон:Примечания

Партнерские ресурсы
Криптовалюты
Магазины
Хостинг
Разное

  1. ↑ Шаблон:Cite news
  2. ↑ Шаблон:Cite web
  3. ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 Шаблон:Cite news
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 Шаблон:Cite news
  5. ↑ 5,0 5,1 5,2 5,3 Шаблон:Cite news
  6. ↑ 6,0 6,1 6,2 6,3 Шаблон:Cite news
  7. ↑ Шаблон:Cite news
  8. ↑ Шаблон:Cite web
  9. ↑ 9,0 9,1 Шаблон:Cite news
  10. ↑ Шаблон:Cite news
  11. ↑ Шаблон:Cite web
  12. ↑ http://spacenews.com/bruno-vulcan-engine-downselect-is-blues-to-lose/
  13. ↑ http://spacenews.com/blue-origin-suffers-be-4-testing-mishap/
  14. ↑ Шаблон:Cite news
  15. ↑ 15,0 15,1 Шаблон:Cite news
  16. ↑ Шаблон:Cite news
  17. ↑ Шаблон:Cite web
  18. ↑ Шаблон:Cite news
  19. ↑ 19,0 19,1 Шаблон:Cite news
  20. ↑ Шаблон:Cite web
  21. ↑ Шаблон:Cite web
  22. ↑ Шаблон:Cite news
  23. ↑ Шаблон:Cite web
  24. ↑ Шаблон:Cite web
  25. ↑ 25,0 25,1 Шаблон:Cite news
Источник — http://wikihandbk.com/ruwiki/index.php?title=Русская_Википедия:BE-4&oldid=8589375