Wystawiona cyklu spalania ( wystawiona cyklu spalania ) jest konfiguracja rakiet propelenty silnik ciecz , w którym propelent przechodzą przez kilka komór spalania . Taka konfiguracja umożliwia uzyskanie szczególnie wydajnych silników kosztem większej złożoności.
Zasada spalania etapowego została po raz pierwszy zaproponowana przez radzieckiego inżyniera Aleksieja Issajewa w 1949 roku. Pierwszym silnikiem wykorzystującym tę konfigurację jest S1.5400 opracowany przez biuro OKB 1 do napędzania górnego bloku L wyrzutni Molnia , która pierwszy lot wykonał w 1960 roku. Równolegle Nikołaj Kouznetsov brał udział od 1959 roku w opracowywaniu etapowych silników spalinowych do rakiety N1 w ramach sowieckiego programu załogowego księżyca : NK-15 i NK-15V, a następnie NK-33 i NK-43 planowany dla ulepszonej wersji wyrzutni N1F . Valentin Glouchko opracował w latach 1961-1965 RD-253 , niekriogeniczny silnik spalinowy z etapami spalania nadtlenku azotu i UDMH używany do napędzania pierwszego stopnia wyrzutni protonów , która odbyła swój pierwszy lot w 1967 roku.
W RS-25 , stosowane z 1981 roku z promu US , jest najpierw wystawiona silnik spalinowy użyć ciekłego wodoru i ciekłego tlenu . Jego radziecki odpowiednik, używany w wyrzutni Energia , RD-0120 , poleciał w 1987 roku.
W wielostopniowym cyklu spalania, niektóre propelenty przechodzą przez jedną lub więcej komór wstępnych spalania, w których proporcja paliwa ( bogatego w paliwo do spalania ) lub utleniacza ( bogatego w utleniacz spalania ) jest celowo zbyt wysoka, aby spalanie mogło zostać zakończone. Gazy opuszczające tej komory wstępnej spalinowe napędzają turbinę o turbopompy , po czym wtryskuje się do głównej komory spalania, w której reszta gazów pędnych. Ponieważ wszystkie propelenty są wyrzucane z dyszy i przyczyniają się do napędu, etapowy cykl spalania jest cyklem zamkniętym.
Silniki spalinowe etapowe mogą mieć pojedynczy zespół komora wstępna-turbina, który napędza dwie turbopompy dwóch paliw pędnych, jak RD-191 , lub przeciwnie, mieć dwie turbopompy napędzane przez dwie oddzielne turbiny, które same napędzane są jedną lub dwiema komorami wstępnymi. oddzielne komory wstępne. RS-25 to przykład silnika z dwoma zespołami komora wstępna-turbina.
Wariantem jest stopniowe spalanie w pełnym przepływie . W tym, turbopompa paliwa jest napędzana przez bogatego paliwa komory wstępnej i utleniacza przez bogatego utleniacza komory wstępnej . Wszystkie paliwa przechodzą przez jedną z turbin, stąd nazwa konfiguracji.
Tylko trzy silniki rakietowe wykorzystujące ten wariant trafiły na stanowisko testowe : RD-270, którego prace rozwojowe rozpoczęły się w 1962 r., ale zostały odwołane w 1970 r. bez udziału w lotach; Zintegrowany Powerhead Demonstrator (in) w latach 1990 i 2000; i Raptor of SpaceX , pierwsza próba odbyła się we wrześniu 2016 r., a pierwszy lot w sierpniu 2019 r.
Spalanie etapowe to cykl pozwalający na osiągnięcie najwyższych ciśnień w komorze spalania, rzędu 250 bar do 300 bar. Umożliwia zaprojektowanie potężnych silników o wysokim impulsie właściwym . W zamian otrzymane silniki rakietowe są cięższe i bardziej złożone.
Silnik | Kraj | Rodzaj | posługiwać się | Ergol | Pchnięcie
(w próżni) |
ja sp (w próżni) |
Nacisk | Pierwszy lot | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
BE-4 | Stany Zjednoczone | bogaty w utleniacz | Nowy Glenn , Vulcan | LCH4 / LOX | 2400 kN | W rozwoju | |||
CE-7,5 | Indie | GSLV Mk II | LH2 / LOX | 73,5 kN | 454 s | 5,8 MPa | 2014 | ||
LE-7 | Japonia | bogaty w paliwo | H-II | LH2 / LOX | 1,078 kN | 446 s | 12,7 MPa | 1994 | |
NK-33 | związek Radziecki | bogaty w utleniacz | Antares 100 , N1F , Sojuz-2-1v | RP-1 / LOX | 1686 kN | 331 s | 14,5 MPa | 2013 | |
Raptor | Stany Zjednoczone | pełny przepływ | Statek kosmiczny / Super ciężki | LCH4 / LOX | 2000 kN | 380 s | 30,0 MPa | 2019 | |
RD-0120 | związek Radziecki | bogaty w paliwo | Energia | LH2 / LOX | 1961 kN | 455 s | 21,9 MPa | 1987 | |
RD-170 | związek Radziecki | bogaty w utleniacz | Energia , Zenit | RP-1 / LOX | 7904 kN | 337 s | 24,5 MPa | 1987 | |
RD-180 | Rosja | bogaty w utleniacz | Atlas III , Atlas V | RP-1 / LOX | 4152 kN | 338 s | 26,7 MPa | 2000 | |
RD-191 | Rosja | bogaty w utleniacz | Angara , Antares 200 | RP-1 / LOX | 2084 kN | 338 s | 25,8 MPa | 2014 | |
RD-253 | związek Radziecki | bogaty w utleniacz | Proton | UDMH / N 2 O 4 | 1628 kN | 316 s | 14,7 MPa | 1965 | |
RS-25 | Stany Zjednoczone | bogaty w paliwo | STS , SLS | LH2 / LOX | 2279 kN | 452 s | 20,6 MPa | Dziewiętnaście osiemdziesiąt jeden | |
YF-100 | Chiny | bogaty w utleniacz | LM 5 , LM 6 , LM 7 | RP-1 / LOX | 1340 kN | 335 s | 18,0 MPa | 2015 |