"إلكترون": قفزة صاروخية مدارية من "روكت لاب" من نيوزيلندا
25 مايو 2017 ، 01:00 حتي 05:00 (UTC) أصبحت نيوزيلندا الدولة الثالثة عشر في العالم، من الأراضي التي انطلقت منها مركبة الإطلاق "الكهربائية". وعلى الرغم من أن مركبة الإطلاق لم تنطلق MMG بالنسبة إلى LEO معين ، يمكن لـ Rocket Lab أن يفخر حقًا: "لدينا انطلاق!" دخل أول منفذ فضاء خاص بالفعل في القصة. #ItsATest وظهر اختبار رائع للغاية.
قبل الإطلاق: في الساعة 9 صباحًا يوم الاثنين 2017 بتوقيت نيوزيلندا (21:00 بتوقيت جرينتش ، 23:00 بتوقيت المحيط الهادي) ، فتحت نافذة إطلاق مدتها عشرة أيام لإطلاق أول مركبة إطلاق خفيفة من Electron.
الجو عاصف جدًا في نيوزيلندا في هذا الوقت ، وحتى إطلاق الصاروخ قد تم تأجيله بالفعل.
تم تحديد موعد الرحلة التجريبية بدون حمولة. الصاروخ مزود بمعدات إضافية لجمع القياس عن بعد أثناء الرحلة. في غضون 2,5 دقيقة فقط بعد الإطلاق بعد الإطلاق ، وصلت إلكترون ، التي كانت سرعتها 27 ألف كم / ساعة ، إلى ارتفاع يزيد عن 100 كيلومتر ، وهو ما أكد رسميًا إنجاز الفضاء الخارجي (من وجهة نظر هندسية - خط كرمان).
كانت كلها كلمات (كما قال رومان سكوموروخوف) ، فلنعد الآن إلى الفيزياء.
أطلق الصاروخ من نيوزيلندا اسمه كهربائي وله اسم ذو مغزى "الإلكترون". لا ، هذا ليس خطأ ، على الرغم من عدم وجود الصاروخ ERD.
الناقل مزود بمحركات صاروخية "تقليدية" من Rutherford ، والتي تحرق زوج الوقود التقليدي بالفعل من الأكسجين السائل (LOX) والكيروسين (JP-4 أو JP-5) ، ولكن ليس بوحدة ضخ تقليدية.
أكثر من من نسى وقود الصواريخ السائل: "روكيت فيول ساغا".)
محرك صاروخ رذرفورد هو أول محرك صاروخي عملي في العالم. يستخدم محرك كهربائي لتشغيل مضخات الوقود والمؤكسدمدعوم من بطاريات الليثيوم بوليمر.
لا توجد وحدة المضخة التوربينية التقليدية باهظة الثمن والأكثر عرضة للفشل.
HPA عبارة عن مضخة بها توربين ، والتي يتم تشغيلها عادةً بواسطة غرفة احتراق صغيرة منفصلة (مولد غاز) ، حيث (كقاعدة عامة) يتم حرق مكونات الوقود نفسها كما في المحرك الرئيسي (بنسبة مختلفة قليلاً عن CS ). تعتبر غرفة الاحتراق المنفصلة والتوربينات التي تعمل على عادمها شيئًا معقدًا للغاية وخطيرًا غريبًا. أحكم لنفسك:
مخطط مقطعي لدوار نفس TNA ، و TNA نفسه ومخطط RD-180 LRE:
مؤثرة؟
يوجد على عمود واحد: توربين محوري ، حيث تطير فيه نواتج الاحتراق من TC (وإن لم تكن هي نفسها Km و αok ، كما هو الحال في CC) بدرجة حرارة تتراوح بين 500-700 درجة مئوية ، يليها برغي أحادي المرحلة- مضخة طرد مركزي مؤكسد ومضخة وقود طرد مركزي ذات مرحلتين. في كثير من الأحيان ، يتم استخدام وحدات مضخة معززة إضافية (BPU) لزيادة ضغط مكونات الوقود قبل دخول HP الرئيسي. مشكلة أخرى: المؤكسد BPA مدفوع بغاز المولد المأخوذ من مخرج توربين HP الرئيسي ، والوقود BPA مدفوع بالوقود الرئيسي المأخوذ من خرج المرحلة الأولى من المضخة.
مزيج غريب من الآلات والمحامل وأنظمة منع التسرب والأختام والأنابيب وأنظمة العادم. تصل قوة العمود إلى 250 لتر / ثانية ، أي عشرات الآلاف من الثورات في الدقيقة. كل هذا لمدة 000-100 ثانية من العمل. معلمات رائعة وأبعاد صغيرة بشكل مذهل مع الوزن.
ويمكن أن يضرب قلب LRE هذا (أدنى تسرب: الغازات الساخنة ، والمؤكسد والوقود كلها مختومة في "غرفة مشتركة" واحدة) ، وغالبًا ما تصطدم: إطلاق طارئين لـ "صاروخ القمر N-2" على ضميره. ضغط رائع في صمام إمداد TC. احكم بنفسك: في CS RD-1 ، 180 ضغط جوي من لهب تحت 258K من الغضب ، في محاولة لتمزيق غطاء CS (الأزرار وعددها مثير للإعجاب):
وهنا ، في هذه الغلاية ، من الضروري دفع الوقود والمؤكسد بالضغط بОأكبر مما هو عليه في COP ، وبمعدل تدفق معين في الثانية ونسبة الوقود إلى المؤكسد. خلاف ذلك ، لن يتدفق المحرك ولن "يبدأ".
هذا يسبب مثل هذا الموقع المحدد لـ HP: أقرب ما يمكن من مسارات السحب.
الضغط ، ومن هنا تأتي كتلة خطوط الوقود + خسائر الضغط في خط الأنابيب + جميع أنواع الظواهر السيئة أثناء تدفق السوائل في خطوط الأنابيب.
كلما اقتربنا من CS ، كان ذلك أفضل. ومع ذلك ، يكون الجو حارًا ولا توجد مساحة على الإطلاق.
الصورة: RS-25 - على ما يبدو نتيجة انفجار مقلاة بها معكرونة سميكة وطويلة ، خليط مشابه لخط الشعر على رأس جورجون.
نعم ، حتى دازو: مجموعة من الصمامات الكهربائية الهوائية (EPK) مثبتة في وحدة هواء المحرك وأنظمة الوقود ووقود التشغيل (لإشعال مكونات الوقود في مولد الغاز) ، موضوعة في أمبولات خاصة ومثبتة في خطوط المحرك المقابلة .
تعد قابلية إعادة الاستخدام باهظة الثمن وقديمة تقنيًا مسألة كبيرة (كان لدى RS-25 إصلاحًا شاملاً وتنظيفًا وكشف عيوبًا واستبدال الأجزاء البالية).
"هذه ليست طريقتنا" قررت شركة الصواريخ الخاصة هذه واخترعت ... لا ، ليست دراجة ، ولكن وحدة ضخ كهربائية.
ENA -؟
تحتوي مضخة رذرفورد على اثنين محركات بدون فرش "صودا يمكن أن تكون بحجم" محركات DC التي تدور بسرعة 40000 دورة في الدقيقة وتطور 37 كيلو وات لكل منها. محرك واحد يضخ الأكسجين السائل ، والآخر يضخ الكيروسين. إنه بسيط وآمن ويتم وضعه في مكان مناسب.
- بطاريات بوليمر ليثيوم أيون.
- فقط ميغاواط واحد من الطاقة (نفس قوة ثلاث سيارات تسلا موديل Xs).
وصلت كثافة الطاقة المحددة لبطاريات الليثيوم أيون الحديثة إلى مستوى بحيث أصبحت الكيلوجرامات التي يتم توفيرها من خلال التخلص من مولد الغاز والتوربينات والوقود لتشغيلها مماثلة لوزن البطاريات.
وفقًا لبيتر بيك ، فقد تمكنوا من زيادة كفاءة المضخات إلى 95٪ (مقارنة بحوالي 50٪ باستخدام HPAs التقليدية القائمة على مولدات الغاز).
تحفة؟ حلم محركاتنا الصاروخية (خاصة مصممي ومشغلي الصواريخ تحت الماء والصواريخ الباليستية)؟
الأمان ، الضبط السلس للإمداد الثاني من TC والضغط على نطاق واسع ، وفترات الانقطاع والشوائب المتعددة ، والموثوقية ، والتكلفة المنخفضة ، وقابلية إعادة الاستخدام ، وما إلى ذلك؟
يطير في المرهم:
هل هو إسقاطهم؟
+
لا أستطيع أن أرى جائزة نوبل مثل أذني بدون مرآة.
هذه هي الطريقة التي تم بها تنفيذ كل شيء في المرحلة الثانية من مركبة الإطلاق Elektron.
لكن ... البطارية الأخيرة بالتأكيد لم تتم إعادة تعيينها. نعم ، وهذا أمر مزعج. بما في ذلك. ملعقة صغيرة من المنتج يتم الحصول عليها عن طريق التقطير الجاف للخشب أو الجفت أو بقايا الفحم.
انتباه: من الواضح أن 95٪ للمضخات عبارة عن بيان تسويقي ، بدون تفاصيل ، لأنه يتم إعطاء كفاءة جزء فقط من المحرك. في الوقت نفسه ، تبين أن المحرك ككل حديث تمامًا (من حيث الكفاءة والدافع المحدد). من Iud. يعتبر Rocket Lab في حالة من الفوضى لأنه ليس من الواضح ما إذا كان مستوى سطح البحر أو الفراغ 303 ثانية من النبضات المحددة لمحركات المرحلة الأولى. من المرجح أن تكون هذه البيانات مخصصة للفراغ ، حيث يكون SI أعلى ، ولكن حتى في هذه الحالة ، يحتل Rutherford (303 ثانية في الفراغ (؟) / 333 مع فوهة عالية الارتفاع) مرتبة جيدة ، تقريبًا على قدم المساواة مع Merlin من SpaceX 1D (311 ثانية في الفراغ / 348 مع فوهة عالية الارتفاع) وهو قريب من القمم السوفيتية / الروسية لمبنى محرك الكيروسين والأكسجين RD-180 (338 ثانية في الفراغ) و RD-0124 (359 ثانية مع ارتفاع- فوهة الارتفاع) وكل هذا مقابل القليل من المال نسبيًا.
ما اللذيذ أيضًا على هذا الصاروخ؟
طباعة ثلاثية الأبعاد.
وفقًا لـ Rocket Lab ، فإن محرك Rutherford هو أول محرك يطبع جميع المكونات الرئيسية على طابعة ثلاثية الأبعاد. تستخدم طابعات الليزر والطابعات الإلكترونية تلبيد التيتانيوم و inconel (سبيكة مقاومة للحرارة من النيكل والكروم). نتيجة لذلك ، تتم طباعة محرك واحد في غضون 3 ساعة. القصدير: في اليوم -24 ليرة لبنانية.
صاروخ مركب
Electron هي مركبة إطلاق من مرحلتين بارتفاع 17 مترًا وقطر 1,2 متر.
بكتلة أولية تبلغ حوالي 12,5 طنًا ، ستكون قادرة على إطلاق 150 كجم في مدار قطبي يبلغ ارتفاعه 500 كم. عادة ما يكون المدار المتزامن مع الشمس أعلى ، 600-800 كم ، حيث تكون الحمولة أقل. أيضًا ، إذا لزم الأمر ، يمكن للصاروخ إطلاق 225 كجم في مدار 180 × 300 كم بميل 45 درجة.
المرحلة الأولى يبلغ ارتفاعها 12,1 مترًا ويبلغ وزنها الجاف 950 كيلوجرامًا وتحمل 9250 كيلوجرامًا من الوقود. لديها تسعة محركات Rutherford بقوة دفع إجمالية تبلغ 16,5 طن في البداية. يجب أن يصل الحد الأقصى للدفع للمرحلة في الرحلة إلى 19,5 طنًا ، وستكون النبضة المحددة للمحركات عند مستوى سطح البحر 303 ثانية. وفقًا لخطة الرحلة ، يجب أن تعمل المرحلة الأولى لمدة 2,5 دقيقة. على المسرح بالقرب من المحركات ، تم تركيب 13 مجموعة بطارية بسعة إجمالية تزيد عن ميغاواط.
المرحلة الثانية يبلغ ارتفاعها 2,1 متر ويبلغ وزنها الجاف 250 كيلوجراماً وتحمل 2150 كيلوجراماً من الوقود. لديها محرك Rutherford واحد مع فوهة عالية الارتفاع ، ودفع 2,2 طن ونبضة محددة 333 ثانية ، بالإضافة إلى كتلة من محركات التوجيه (على اليسار في الصورة في الساعة 20:00).
من المقرر أن يعمل محرك المرحلة الثانية لمدة تقل قليلاً عن خمس دقائق. ثلاث حزم بطارية مثبتة في الخطوة ، سيتم إسقاط اثنين منها في الرحلة كما استنفدت لتخفيف الخطوة.
نقطة أخرى جديرة بالملاحظة هي محول الانسيابية / الحمولة النافعة مع التسليم.
عادة ، يتم إحضار الأقمار الصناعية إلى متجر الشركة التي تم إطلاقها ، ويتم تركيبها على محول الحمولة الصافية ، ومغطاة برادوم.
معمل الصواريخ وهنا otchabuchil. تعرف على الكيفية اللوجيستية: يقدم الناقل الفضائي الجديد ابتكارًا مثيرًا للاهتمام في مجال عمليات إعداد القمر الصناعي للإطلاق ، وهو: تسليم وحدة واحدة من محول الحمولة الصافية ورفرف الانسيابية إلى متجر العميل حتى يتمكن من تثبيت القمر الصناعي على محول في ظروف مناسبة له.
ثم يتم نقل الوحدات المغلقة أو المكيفة إلى مجمع Rocket Lab ومنشأة الاختبار وتثبيتها على الصاروخ.
هدف Rocket Lab هو أن تكلف 4,9 مليون دولار لكل عملية إطلاق. مع تكلفة إطلاق الصواريخ "البالغة" التي تبدأ من حوالي 60 مليون دولار (62 مليون دولار من SpaceX في 2018) ، سيكون اقتراح Rocket Lab مفيدًا لأولئك الذين لديهم قمر صناعي صغير أو هدف أرضي منخفض أو مدار قطبي ، وليس هناك وقت انتظر رفاقك المسافرين على مركبة إطلاق متوسطة الرفع.
الإطلاق الأول هو حدث مثير. على الرغم من كل الاستعدادات ، لا أحد يضمن النجاح بنسبة XNUMX٪. لكن Rocket Lab أظهر نهجًا جادًا للغاية لبدء تشغيل الصواريخ ، حيث أجرى العديد من الاختبارات ، بما في ذلك المراحل المجمعة بالكامل:
مع مثل هذا النهج ، مع تكلفة الإطلاق هذه ، يبدو مستقبلهم واعدًا.
خططت الشركة مسبقًا لبدء عمليات إطلاق تجارية للأقمار الصناعية الصغيرة في وقت مبكر من عام 2017.
المزيد عن مركبة الإطلاق "إلكترون" (بالإنجليزية)
رعاة وشركاء Rocket Lab هم Kholsa Ventures و Beesemer Venture Partners و Data Collective و Promus Ventures و Lockheed Martin و Stephen Tindall's K1W1.
ميناء فضاء في شبه جزيرة ماهيا (خليج هوك ، الجزيرة الشمالية لنيوزيلندا) ، رسوم متحركة:
سيسمح الموقع في الجزء الشرقي من الجزيرة بإطلاق حمولة بسهولة في مدار أرضي منخفض أو متزامن مع الشمس - في الجنوب والشرق ، يمتد المحيط لمئات الكيلومترات ، والتي يمكنك ، دون الموافقة عليها مع أي شخص ، اترك المراحل المستهلكة.
حول روكت لاب
تأسست في عام 2006 من قبل بيتر بيك. من الناحية القانونية ، إنها شركة أمريكية خاصة. مع فرع نيوزيلندا. في عام 2009 ، أطلقوا الصاروخ الجيوفيزيائي Ātea-1 (الماوري للفضاء) وادعوا أنهم أول شركة خاصة تصل إلى الفضاء في نصف الكرة الجنوبي. نظريًا ، كان من المفترض أن يرتفع الصاروخ إلى 100-120 كيلومترًا ، وكانت المرحلة الأولى تعمل بشكل جيد ، ووجدت عليها آثار فصل ناجح ، لكن لم يتم العثور على الرأس الحربي بعد الرحلة ، ولا يزال الإنجاز موضع تساؤل.
في يمكن العثور على الموقع القديم تخطط لإنشاء صاروخ جيوفيزيائي Ātea-2 ، ولكن بعد نجاح عام 2009 ، أصبحت DARPA مهتمة بالشركة. على مدى السنوات القليلة المقبلة ، طور Rocket Lab تقنية الصواريخ بالتعاون مع Lockheed Martin و DARPA ووزارة الدفاع الأمريكية. في عام 2010 ، تم اختبار وقود جديد. في الخزان ، تم تخزينه في صورة صلبة ، ولكن عند الضغط على الخزان ، يتحول الوقود إلى سائل لزج ويمكن إدخاله في غرفة الاحتراق. وبالتالي ، كان لابد من الجمع بين مزايا الوقود الصلب (التخزين المريح لمكون واحد) والسائل (القدرة على التحكم في الدفع وإعادة تشغيل المحرك).
في عام 2011 ، تم اختبار طائرة بدون طيار صغيرة تعمل بالطاقة الصاروخية. يمكن أن يطلق صاروخ صغير من قبل جندي بأذرع ممدودة ، وصورة من مظلة تهبط طائرة بدون طيار ينبغي كان للمساعدة في القتال في ظروف التضاريس الوعرة ، على سبيل المثال ، في المدينة.
بحلول عام 2013 ، كانت الشركة عند مفترق طرق. كان من الممكن الاستمرار في الكسب من عقود الدفاع ، لكن بيك كان يحلم بالفضاء التجاري. بعد جمع استثمارات إضافية ، بدأ Rocket Lab في تطوير مركبة إطلاق جديدة. في عام 2013 ، تم اختبار محرك يعمل بمحركات كهربائية بنجاح وتم الإعلان عن مشروع Electron. في عام 2014 ، عقدت الجولة الثانية من جمع التبرعات. في عام 2015 ، أصبح معروفًا أن الطباعة ثلاثية الأبعاد ستستخدم على نطاق واسع في إنتاج المحرك ، وتم تسمية المحرك نفسه "رذرفورد" (رذرفورد) تكريما لعالم الفيزياء النيوزيلندي الأصل ، في نفس العام بدأ بناء الميناء الفضائي.
ومن هي مفاجأة كيندر الصاروخ الأمريكي الجديد (استنساخ Ilona Mask)؟
لمزيد من المعلومات: الرجل الصاروخ: من هو بيتر بيك؟ صحيح ، باللغة الإنجليزية. ولكن هناك أيضًا باللغة الروسية - هذا بالفعل واجب منزلي مستقل.
الخلاصة
لا تركلوني مرة أخرى بسبب الدعاية الأمريكية
لعشاق "الأمريكيون أغبياء جدا" وأتباع "خفض الميزانية" التالي (والأمريكي: لماذا تقلق كثيرًا؟) دعني أذكرك بالقصص الأخيرة:
وحش باستا إيلون ماسك ، أو النتيجة الطبيعية لمغامرة.
- استئجار رجل ثرثري بعيون براقة ،
- تقوم بتوظيف فريق من العلاقات العامة والمصممين وغيرهم ، سواء كانوا نشيطين أو عديمي الضمير ،
- تسجيل شركة خاصة في ولاية كاليفورنيا ، وهذه الشركة الخاصة غير ملزمة بالإفصاح عن الفروق الدقيقة في صحتها المالية (gygy).
دفاعًا عن وحش السباغيتي إيلون ماسك ، دعنا نضع كلمة واحدة. الجزء 1.
دفاعًا عن وحش السباغيتي إيلون ماسك ، دعنا نضع كلمة واحدة. الجزء 2.
كيف هي الأمور
ما زلت لا أملك الوقت لإنهاء مقال "Elon Musk’s Dimensionless Stomach" ، لا يمكنني مواكبة الاستهلاك المتزايد لعقود إطلاق Space X.
يمكننا أيضًا الكتابة عن نجاحاتنا. حسنًا ، على سبيل المثال ، "طلاب من فجر سكولكوفو صاروخا في موسكو. موضوع جيد؟
على الدولة (المؤسفة إلى حد ما ، يجب أن أقول) للصواريخ ومنطقة الفضاء في الاتحاد الروسي كتب الكثير، "شاعر غنائي" Banshee المذكور أعلاه.
حول أحدث اختراقاتنا الأخرى ، من المحتمل أن يخبرنا karsylas الأبدي في الدردشة "المشغل أو العامل".
لا ، بالطبع ، هناك نجاحات (لقد تغلبنا على الفشل تقريبًا): لقد كنت أعذب مقال "المريخ" و "التنين" الذي يحفظ "بروتون" لفترة طويلة ، على الأرجح ، بحلول الذكرى السنوية للحدث ، أتقن ذلك ، كسلتي ونوع من الفرامل:
سر الدولة في التشريع الروسي هو: المعلومات التي تحميها الدولة في مجال الجيش ، والسياسة الخارجية ، والاقتصادية ، والاستخبارات ، ومكافحة التجسس ، وأنشطة البحث العملياتي ، والتي قد يؤدي نشرها إلى الإضرار بالدولة.
يتم استخدام أحد المتغيرات من "المنقذ" في القتال المشهور عالميًا ICBM ، كما لو أنه لم يتم ضرب الأذنين بالمناسبة.
بشكل عام ، أيا كان من كان قادرًا على القراءة حتى النهاية ، فلا تقلق كثيرًا ، أنا لدينا ، ولكن من الواضح أن التغييرات الجادة قد تأخرت في صناعة الصواريخ وفي فريق "سائقي سيارات الأجرة في الفضاء" (هذه حقيقة) ، و يبدو أن الروس مرة أخرى "يسخرون لفترة طويلة". بغض النظر عن كيفية موت الحصان تمامًا.
- حسنًا ، آمن قدر الإمكان للأشخاص الذين قدموا لنا تشيرنوبيل.[2]
وأصبحت نيوزيلندا بالفعل قوة فضائية بحكم الواقع. هذه الرسوم المتحركة التي تبلغ من العمر عامين هي بالفعل حقيقة أعطيت لنا (النيوزيلنديين) في الإحساس.
المصادر الأولية والمراجع والمستندات المستخدمة والصور ومقاطع الفيديو
كما هو الحال دائمًا ، قال دانكي شون لفيليب تيريخوف:
في انتظار انطلاق الكهربائي "الكترون"..
[1]الجسر (الجسر) ، Iain Menzies Banks ؛
[2]نظرية الانفجار العظيم بواسطة هوارد جويل وولويتز.
www.twitter.com/RocketLabUSA
www.rocketlabusa.com
www.wikipedia.org
www.youtube.com و
www.spacenews.com
www.nzherald.co.nz
www.nbr.co.nz
www.pinterest.se
www.naked-science.ru
www.bbc.com
vimeo.com
معلومات