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LE-5

O motor de foguete líquido LE-5 e seus modelos derivados foram desenvolvidos no Japão para atender à necessidade de um sistema de propulsão de estágio superior para as séries HI e H-II de veículos de lançamento. É um projeto bipropelente , usando LH ₂ e LOX . O projeto primário e o trabalho de produção foram realizados pela Mitsubishi Heavy Industries . Em termos de foguetes líquidos, é um motor bastante pequeno, tanto em tamanho quanto em potência de empuxo, estando na classe de empuxo de 89 kN (20.000 lbf) e os modelos mais recentes de 130 kN (30.000 lbf). O motor é capaz de várias reinicializações, devido a um sistema de ignição por centelha , ao contrário dos dispositivos de ignição pirotécnicos ou hipergólicos de uso único comumente usados ​​em alguns motores contemporâneos. Embora classificado para até 16 partidas e mais de 40 minutos de tempo de disparo, no H-II o motor é considerado dispensável, sendo usado para um vôo e alijado. Às vezes, é iniciado apenas uma vez para uma queima de nove minutos, mas em missões para GTO, o motor é freqüentemente acionado uma segunda vez para injetar a carga útil na órbita superior após uma órbita terrestre baixa temporária ter sido estabelecida.

O LE-5 original foi construído como um motor de segundo estágio para o veículo de lançamento HI. Ele usava um ciclo gerador de gás bastante convencional .

LE-5A

O LE-5A foi uma versão fortemente redesenhada do LE-5 destinada ao uso no segundo estágio do novo veículo de lançamento H-II. A principal diferença é que o funcionamento do motor foi trocado do gerador de gás para o ciclo de sangria do expansor . O LE-5A foi o primeiro motor de ciclo de sangramento expansor a ser colocado em serviço operacional. O combustível de hidrogênio líquido criogênico para o ciclo é puxado através de tubos e passagens no bico do motor e na câmara de combustão, onde o hidrogênio se aquece incrivelmente enquanto resfria simultaneamente esses componentes. O aquecimento do combustível inicialmente frio faz com que ele fique significativamente pressurizado e é utilizado para acionar a turbina para as bombas de propulsão.

LE-5B

O LE-5B foi uma versão modificada do LE-5A. As mudanças se concentraram na redução do custo por unidade do motor, continuando a aumentar a confiabilidade. As modificações levaram à simplificação e produção mais barata, sempre que possível, ao custo de realmente reduzir o impulso específico para 447 segundos, o menor dos três modelos. No entanto, produziu o impulso mais alto dos três e foi significativamente mais barato. A principal mudança do modelo 5A foi que o sistema de sangria do expansor 5B circulou o combustível apenas em torno da câmara de combustão, em oposição à câmara e ao bocal no 5A. Alterações nas passagens de resfriamento da câmara de combustão e materiais constituintes foram feitas com ênfase especial na transferência de calor efetiva para permitir que este método fosse bem sucedido.

LE-5B-2

Depois que o vôo F5 do H-IIA em 28 de março de 2003 resultou em vibração severa (embora não prejudicial) do estágio superior durante o disparo do LE-5B, o trabalho foi iniciado em uma versão atualizada do LE-5B. O motor atualizado, denominado LE-5B-2, voou pela primeira vez em um H-IIB em 10 de setembro de 2009. As principais correções foram a adição de placas de laminarização de fluxo no coletor de expansão, um novo misturador de hidrogênio gasoso e líquido no hidrogênio linha de alimentação e uma nova placa injetora com 306 injetores coaxiais menores (contra 180 em LE-5B). Consulte o resumo do desenvolvimento LE-5B-2 (japonês) . A atualização reduziu as vibrações produzidas pelo estágio superior pela metade.

LE-5B-3

Para o novo veículo de lançamento H3 , o design veterano do LE-5B foi mais uma vez revisitado. Para atender aos requisitos do H3 e garantir um fornecimento estável de peças durante a vida útil do H3, o desempenho deveria ser melhorado e os custos reduzidos, tudo isso mantendo o risco de desenvolvimento o mais baixo possível. As peças obsoletas que estavam se tornando difíceis de adquirir, como a eletrônica do controlador do motor, deveriam ser substituídas por componentes modernos que poderiam ser adquiridos de forma confiável nos próximos anos, e o método de fabricação da câmara de combustão também deveria ser atualizado por motivos semelhantes. A bomba turbo de hidrogênio líquido e o bico da turbina deveriam ser atualizados para os tempos de duração mais longos da missão do H3, e o desempenho da bomba turbo de oxigênio líquido e do misturador de combustível deveria ser melhorado.

O primeiro exemplo do design atualizado foi testado em março de 2017. A certificação do motor para voos no foguete H3 está em andamento.

Especificações

*, pressão da cabeça do tanque apenas

Veja também

• OI
• OLÁ EU
• H-IIA
• H-IIB
• LE-7
• LE-9

Referências

• Wikipedia japonês LE-5B (em japonês)
• Página de informações da Encyclopedia Astronautica no LE-5
• Página de informações da Encyclopedia Astronautica no LE-5A
• Página de informações da Encyclopedia Astronautica no LE-5B
• Studies on Expander Bleed Cycle Engines for Launchers, AIAA Paper
• Desenvolvimento do LE-X Engine, MHI Technical Review Vol. 48 No. 4

links externos