期待电子的推出

在新西兰时间星期一上午9点​​(格林尼治标准时间21:00,MSK 23:00),将打开一个为期10天的发射窗口,用于首次发射电子灯发射器。 在新西兰,现在很大,火箭的发射已经推迟到至少星期二。 尽管它的负载能力很低,但Electron拥有高度集中的现代技术-复合油箱,发动机的3D打印以及驱动提供燃料组件的电动泵的根本新想法。


发射台上的电子,火箭实验室照片

火箭如何成长



彼得·贝克(Peter Beck)在电子火箭和实验火箭的背景下,照片火箭实验室

电子火箭由火箭实验室开发,该实验室由彼得·贝克(Peter Beck)于2006年创立。 从法律上讲,这是一家在新西兰设有子公司的美国私人公司。 2009年,他们发射了“ tea-1”地球物理火箭(以毛利语“太空”),并声称是第一家进入南半球太空的私人公司。 从理论上讲,火箭应该已经爬了100-120公里,第一阶段运转良好,并找到了成功分离的痕迹,但在飞行后他们找不到弹头,这一成就仍然值得商question。



在旧站点上可以找到制造Ātea-2地球物理火箭的计划,但是在2009年成功之后,该公司对DARPA产生了兴趣。 在接下来的几年中,火箭实验室与洛克希德·马丁公司,国防部高级研究计划局和美国国防部合作开发了火箭技术。 2010年,对新燃料进行了测试。 它以固体形式存储在燃料箱中,但是当压力施加到燃料箱上时,燃料变成了粘性液体,可以供应到燃烧室。 因此,它必须结合固体燃料(方便地存储一种成分)和液体(控制牵引力并重新启动发动机的能力)的优势。



2011年,对带有火箭推进器的紧凑型无人机进行了测试。 双臂伸出的士兵可能会发射一枚小火箭,一架无人驾驶飞机降落伞降落的照片应该有助于在崎rough不平的地形中进行战斗,例如在城市。



到2013年,该公司正处于十字路口。 可以继续从国防合同中赚钱,但是贝克梦想着拥有商业空间。 收集了额外的投资后,火箭实验室开始研发一种新的运载火箭。 2013年,对使用电动马达供应零部件的发动机进行了成功测试,并宣布了Electron项目。 2014年,举行了第二轮投资募集。 2015年,人们知道3D打印将广泛用于发动机生产中,并且该发动机本身被命名为Rutherford,以纪念来自新西兰的物理学家。 同样在同一年,开始在马希亚半岛(新西兰北岛霍克湾)上建造发射场

宇宙空间位置动画

动画planetary.org


岛的东部位置使将有效载荷毫无问题地带入与太阳同步或近地轨道的可能性-在南部和东部数百公里的海洋中,您可以在没有任何人同意的情况下放下工作步骤。

2016年,火箭通过了地面测试,太空港建成。 Electron运载火箭的首次飞行定于2017年进行。 在过去的4.5个月中,火箭实验室已经设法进行了下一轮投资募集,并且已经开始收到商业发射的订单。

复合电火箭




火箭电子,火箭实验室照片

Electron是一款两段式运载火箭,高度为17米,直径为1.2米。 初始质量约为12.5吨,它将能够将150公斤重的东西带入500公里高的极地轨道。 典型的太阳同步轨道通常更高,600-800 km,承载能力会更低。 同样,如果有必要,火箭可以将225千克的物体以45°的倾斜角送入180x300公里的轨道。


火箭实验室官方网站的屏幕截图


第一阶段的尾部,去掉了引擎盖,照片火箭实验室

第一阶段的高度为12.1米,干重为950公斤,载运9250公斤燃料。 一开始它有九个卢瑟福发动机(下面会详细介绍),总推力为16.5吨。 飞行踏板的最大推力应达到19.5吨,发动机在海平面的比冲将为303秒。 根据飞行计划,第一阶段必须工作2.5分钟。 在发动机附近的阶段,安装了13个电池组件,总容量超过1兆瓦。


第二阶段。 在引擎左侧台阶的边缘,可以看到方向引擎块。 照片火箭实验室

第二阶段高2.1米,干重为250公斤,载有2150公斤燃料。 它配备一台卢瑟福发动机,带有高海拔喷嘴,推力为2.2吨,比冲为333秒。 根据计划,第二阶段的引擎应该工作不到五分钟。 在舞台上安装了三个电池组,其中两个电池组在耗尽电量后会在飞行中重置,以方便舞台使用。

运载火箭的设计具有以下特征:


卢瑟福引擎,照片火箭实验室

电动机驱动 。 这是第一台使用电动机和锂聚合物电池驱动燃料泵和氧化剂泵的发动机。 在现有的发动机中,有一个涡轮泵-带涡轮的泵,通常由一个单独的小燃烧室(气体发生器)驱动,在该小燃烧室中,与主发动机中的燃料成分相同。 一个单独的燃烧室和一个在其排气管上运行的涡轮机是非常复杂的事情,而且价格更便宜的替代方案对私人导弹公司有吸引力。 卢瑟福泵具有两个“汽水罐大小”直流电动机,它们以40,000 rpm的速度旋转,每个电动机的功率为37 kW。 一台发动机泵送液态氧,另一台泵送煤油。 现代锂离子电池的比能量密度已经达到了这样的水平,即在拒绝使用气体发生器,涡轮机和燃料进行操作时节省的公斤可与电池的重量相比。

根据Peter Beck的说法,他们设法将泵的效率从燃气发生器的50%提高到了95%,但这显然是一项市场举措,因为只有发动机部件才具有效率。 同时,整个引擎是高效的。 对于特定的脉冲,火箭实验室会有些混乱,因为尚不清楚第一级发动机的特定脉冲的303秒是否指示为海平面或真空。 此数据更有可能用于UI较高的真空状态,但是即使在这种情况下,卢瑟福(真空状态下为303秒(?)/带有高海拔喷嘴的333秒)也占据了不错的位置,几乎不逊于SpaceX的Merlin 1D(真空状态下为311秒/ 348(带高海拔喷嘴)和苏/俄峰的氧气-煤油发动机制造商RD-180(在真空中为338秒)和RD-0124(在高海拔喷嘴中为359秒)。



3D打印 。 如火箭实验室所述,卢瑟福引擎是第一个将所有主要组件都打印在3D打印机上的引擎。 激光和电子烧结打印机使用钛和铬镍铁合金(镍铬耐热合金)。 结果,一台引擎在24小时内被打印。


5月16日测试加油,火箭实验室摄

复合材料 。 这两个步骤的罐都是复合的。 考虑到其中一个储罐在压力下可容纳非常冷的液氧,而低温往往会使材料变脆,因此这是一个相当大的成就。 复合材料战车比金属战车更轻,更便宜,现在其他火箭科学家都在努力转向这种战车。


有效载荷适配器和一半整流罩,照片火箭实验室

交货顺畅 。 火箭实验室在准备发射卫星的过程领域提供了一项有趣的创新。 通常,卫星会被带到初创公司的车间,安装在有效载荷适配器上,并盖上前围板。 Rocket Lab向客户的车间提供了一个有效载荷适配器块和整流罩,以便可以在方便的条件下将卫星安装在适配器上。 然后,将封闭的或装有空调的模块运输到Rocket Lab安装和测试中心,然后安装在火箭上。

结论


火箭实验室的目标是一次发射的费用为500万美元。 虽然发射“成人”火箭的成本约为6,000万美元(SpaceX为2018年为6,200万美元),但Rocket Lab的提案将对那些拥有小型卫星,目标轨道为近地或极地低轨道的人具有潜在的好处。没有时间等待中程运载火箭上的同行旅客。

首次发布是令人兴奋的事件。 尽管进行了所有准备,但并不能保证成功的百分百。 但是,火箭实验室展示了一种非常认真的火箭启动方法,进行了许多测试,包括完全组装的阶段( 第一阶段, 第二阶段),并且它们的未来似乎充满希望。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN404025/


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