LE-7
LE-72006년 나고야시 과학관 LE-7 | |
| 원산지 | 일본. |
|---|---|
| 디자이너 | JAXA |
| 제조원 | 미쓰비시 중공업 |
| 어플 | 부스터 |
| 상황 | LE-7A 업그레이드 성공 |
| 액체 연료 엔진 | |
| 추진제 | LOX / 좌측2 |
| 사이클 | 단계적 연소 |
| 배열 | |
| 챔버 | 1 |
| 노즐비 | 52:1 |
| 성능 | |
| 추력, 진공 | 1,078 kN (242,000 lbf) |
| 스러스트, 해수면 | 843.5 kN (189,600 lbf) |
| 추력 대 중량비 | 64.13 |
| 챔버 압력 | 12.7 MPa (1,840 psi) |
| 특정 임펄스, 진공 | 446초(4.37km/s) |
| 특정 임펄스, 해수면 | 349초(3.42km/s) |
| 치수 | |
| 길이 | 3.4 m |
| 건조 중량 | 1,714 kg (3,779파운드) |
| 사용처 | |
| H-II 제1단 | |
LE-7과 그 후속 개량형인 LE-7A는 일본에서 생산된 H-II 시리즈 발사체용 연소2 사이클 LH/LOX 액체로켓 엔진이다.설계 및 생산은 모두 일본 최초의 대형(주·1단) 액체로켓 엔진으로, 우주개발청(NASDA), 항공우주공학연구소(NAL), 미쓰비시중공업, 이시카와지마하리마의 협력에 의해서 행해졌다.이후 NASDA와 NAL은 JAXA에 통합되었습니다.그러나, 작업의 상당 부분이 미쓰비시에 위탁되어 이시카와지마 하리마가 터보 머신을 제공하고 있어 엔진은 미쓰비시 LE-7(A)로 불리는 경우가 많다.
원래의 LE-7은 H-II에 사용하기에 충분한 추력을 가진 소모성, 고효율 중형 모터였다.
H-II 8편, 유일한 LE-7 고장
연료 터보펌프는 원래 설계된 인덕터(주 터보펌프보다 먼저 추진제의 흡입 압력을 높여 캐비테이션을 방지하는 데 사용되는 프로펠러와 같은 축 펌프)를 사용하는 데 문제가 있었습니다. 여기서 인덕터 자체가 캐비테이션을 시작하고 과도한 진동을 유발합니다.8번째 H-II 발사에 대한 종합적인 비행 후 분석 결과, 이 진동에 의한 피로가 조기 엔진 고장의 원인이라는 것이 밝혀졌습니다.
LE-7A
LE-7A는 LE-7 로켓 엔진에서 업그레이드된 모델이다.기본 디자인은 원래 모델과 동일합니다.7A는 비용 절감, 신뢰성 및 성능 개발에 추가적인 엔지니어링 노력을 기울였습니다.리노베이션은 마찬가지로 개선된 H-IIA 발사체와 결합하기 위해 이루어졌으며, 공통의 목표는 보다 신뢰성 있고, 보다 강력하며, 보다 비용 효율적인 발사 시스템이다.
변경/개선
특히 기계 또는 주조 부품을 더 많이 사용할 수 있도록 하여 용접을 줄이거나 필요한 양을 줄이는 데 중점을 두고 나머지 용접을 최대한 단순화했습니다.그 결과 파이프 배선이 상당히 재작업되었습니다(두 모델의 외관은 상당히 다릅니다).위에서 설명한 연료유도기의 합병증을 방지하기 위해 연료유도기는 7A용으로 재설계되었다.산화제 유도체도 재설계되었지만, 이는 주로 신뢰성에 대한 우려와는 달리 낮은 흡입구 압력에서 성능이 저하되었기 때문입니다.연료 터보펌프 자체도 다양한 내구성 향상의 대상이었다.또한 연소실/인젝터 어셈블리는 기계가공의 복잡성(및 비용)을 줄이고 신뢰성을 향상시키기 위해 인젝터 요소의 수를 줄이는 등 여러 가지 작은 변화를 겪었습니다.이러한 변화는 전체적으로 440초(4.3km/s)의 최대 비충동을 감소시키는 결과를 낳았지만(기본적으로 엔진의 연료 효율이 떨어짐), 낮은 비용과 향상된 신뢰성의 트레이드오프(trade off)는 허용되었다.
새로운 노즐 설계(측부하 문제)
새로운 엔진 모델의 경우, 추가 성능이 필요할 때 새로운 표준 "짧은" 노즐의 베이스에 추가할 수 있는 노즐 익스텐션이 설계되었습니다.그러나 엔진에 노즐 익스텐션이 장착되었을 때 7A는 시동 중에 짐벌 액추에이터와 회생 냉각 튜브를 손상시킬 정도로 강한 노즐에 전례 없는 측면 부하와 불규칙한 가열이라는 새로운 문제에 직면했습니다.치밀한 컴퓨터 유체 역학(CFD) 작업을 통해 위험한 과도 부하를 충분히 재현하고 추적할 수 있었으며, (필름 냉각된 익스텐션이 있는 원래 짧은 노즐과 달리) 완전한 회생 냉각 기능을 갖춘 새로운 원피스 "긴" 노즐이 문제를 완화하도록 설계되었습니다.이 새로운 노즐이 준비되기 전에 일부 H-IIA는 짧은 노즐만을 사용하여 출시되었습니다.7A는 [1]어떤 구성에서도 더 이상 별도의 노즐 익스텐션을 사용하지 않습니다.
H-IIB에서 사용
신형 H-IIB 발사체는 1단계에서 2개의 LE-7A 엔진을 사용한다.
LE-7A 사양
- 동작 사이클: 단계적 연소
- 연료: 수소
- 산화제: 액체 산소
- 혼합비(산화제 대 연료): 5.90
- 짧은 노즐:
- 정격추력(해면): 843kN(190,000lbf)
- 정격 추력(진공): 1,074 kN (241,000 lbf)
- 특정 임펄스(해면):
- 비임펄스(진공): 4.21km/s (429초)
- 긴 노즐:
- 정격추력(해면): 870kN(200,000lbf)
- 정격 추력(진공): 1,098 kN(247,000 lbf)
- 비임펄스(해발): 338초(3.31km/s)
- 비임펄스(진공): 440초(4.3km/s)
- 건조중량: 1,800kg(4,000파운드)
- 길이:
- 쇼트 노즐: 3.2 m
- 롱 노즐: 3.7 m
- 스로틀 기능: 72~100%
- 스러스트 대 중량: 65.9
- 노즐 면적비: 51.9:1
- 연소실 압력: 12.0 MPa (1,740 psi)
- 액체수소 터보펌프: 41,900 rpm
- 액체 산소 터보펌프: 18,300 rpm