液氧涡轮泵的试制研究

一.绪言日本为了发射大型人造卫星,正以宇宙开发事业团为中心实行推力10吨级氢氧发动机开发计划。航空宇宙技术研究所和宇宙开发事业团共同研制液氧/液氢涡轮泵。这种涡轮泵采用独立的双轴燃气串联涡轮结构。现在以航空宇宙技术研究所为主正在研制液氧涡轮泵。以宇     

沟槽结构液氢冷却式火箭燃烧器的研究

日本航空宇宙技术研究所的液氧/液氢火箭发动机研究工作,包括涡轮泵装置和燃烧器(译注:此系试验用火箭发动机的燃烧室和试验管路系统的总称)在内,都是和宇宙开发事业团共同搞的。液氢冷却式燃烧器的研究,其目的在于为获得宇宙开发事业团所进行的推力10吨级发动机的研制所需基础资料和冷却设计数据,并通过缩尺模型的研究,积累了综合性     

H-Ⅱ火箭推迟一年发射

日本宇宙开发事业团1989年7月12日宣布,H-Ⅱ运载火箭发射时间向后推迟一年。在H-Ⅱ火箭开发研制过程中,组成该火箭主要系统的第一级发动机(LE-7)的液氧涡轮泵在进行试验时据说是涡轮叶片发生了破裂。其原因推测可能是涡轮叶片由于液力振动和共振产生疲劳引起的。由于它的改进,已经改变涡轮叶片形状的改     

液氧涡轮泵轴密封的密封性能和耐久性

10吨级液氧液氢火箭发动机LE-5正由日本宇宙开发事业团负责研制。用于LE-5的涡轮泵的研究和生产以日本航空宇宙技术研究所为主、宇宙开发事业团协助进行。液氧涡轮旋转轴密封的研制与液氧涡轮泵的研制密切相关,本报告介绍了液氧涡轮泵的旋转轴密封的密封性能和耐久性。液氧涡轮泵的轴密封是由一个液氧密封(端面接触金属膜盒机械密封),一个驱动涡轮的热燃气密封(扇形流体动力周向密封)和氦气吹除密封(双道扇形流体动力周向密封)。其工作参数如下;机械密封的转速为16500转/分,密封液体的压力和温度为15大气压和90K,驱动涡轮的热燃气密封的燃气压力和温度为3大气压和700K,氦气吹除密封的压力和温度相应为3大气压和常温。液氧涡轮泵的轴密封系统在液氧涡轮泵和液氧液氢涡轮泵系统的试验表现良好。试验长达2000秒后的磨损量在允许范围内。密封的耐久性试验在密封试验台进行,其中热燃气密封的结构改变为双道。耐久性试验的工况除了起动和停车外与液氧涡轮泵试验相同。经过长达7000秒的试验,密封性能令人满意。机械端面密封的石墨密封环的磨损量小于10微米,扇形周向密封浮动环的磨损量小于15微米。根据这些试验结果可以确信旋转轴密封的密封性能,耐久性和可靠性完全满足液氧涡轮泵的使用要求。     

日本7吨推力氢氧发动机用涡轮泵的试验

一、概况日本在研制氢氧发动机方面,已建立了由航空宇宙技术研究所、宇宙开发事业团和东京大学宇宙航空研究所三家协作的联合体制,并开始走上了三家在计划、研制和研究成果互相通报的轨道。东京大学宇宙航空研究所以这次推进会议为中心,发表了自己的研究成果。这里,我们不妨再回顾一下正在研制中的液氢液氧涡轮泵的研制方针和开发经过。     

液氧/液氢推进系统的研制

日本液氧/液氢推进系统(打算用于未来日本运载火箭H-1的第二级)的研制计划,目前正由日本有关火箭技术的三家有代表性的机构,即:宇宙开发事业团,航空宇宙技术研究所和东京大学宇宙航空研究所合作执行。宇宙航空研究所从1975年便开始按照自己的计划进行液氧/液氢推进系统研制性的研究工作,到1980年,七吨级推力的发动机各主要组合件的研制性试验已接近完成。该发动机的推力室为管束式结构,其额定设计性能为:真空推力7000公斤,真空比推力433秒。燃气发生器为侧向出口逆流型式,它由球形燃烧室,12个同轴式喷嘴的喷注器和一个起动活门组成。涡轮泵的结构设计是非常特殊的,它在过去的火箭发动机上从来未曾研制过。液氧泵和液氢泵分别安装在各自的终端,而涡轮装在涡轮泵装置的中央,两台泵各自装在互不相连的两根轴上,因为两个涡轮转子之间没有导向叶片(静子),所以两个转子彼此按相反的方向旋转。固体推进剂燃气发生器用作涡轮的起动器。1980年6月,发动机系统与这些组合件一起组装并进行了试验。宇宙航空研究所在管束式推力室研制的同时,还正在研制沟槽式推力室,此种推力室准备用于未来的高性能发动机,沟槽式推力室的制造采用了扩散焊接工艺。本文介绍了由宇宙航空研究所进行的液氧/液氢推进系统方面的研制现状。     

液氢涡轮泵用密封件的试制研究

一、绪言目前,日本正在进行研制用于发射大型人造卫星的10吨推力氢氧火箭发动机。航空宇宙技术研究所与宇宙开发事业团共同研究此发动机的涡轮泵。这里介绍的是此研究的一部分,即关于液氢涡轮泵所使用的液氢密封件。     

液体火箭用液氧泵和液氢泵

使用液氧和液氢做推进剂能提高液体火箭的性能,因此,日本也期望早日研制液氧液氢火箭。现在,以宇宙开发事业团为主正在研制10顿级液氧液氢火箭发动机。如图1所示,液体火箭发动机的重要组件涡轮泵,是由把贮箱内的推进剂压送到燃烧室中去的泵和驱动泵的燃气涡轮所组成。近年来,由于航天飞机主发动机(SSME)都采用     

日本连续进行LE-7发动机试验

最近,日本宇宙开发事业团连续进行了几次LE-7液氢-液氧发动机试验。3月27日在对LE-7发动机进行全程350s试验时,因在液氢涡轮泵附近发现气体泄漏,进行到132s时提前关机。尽管这次试验出现了故障,宇宙开发事业团     

用于H-1运载火箭的LE-5氢氧火箭发动机

LE-5是日本研制的第一台低温发动机。它是为H-1的第二级设计的。H-1三级运载火箭能把550公斤的有效载荷送入地球同步轨道。 LE-5发动机为燃气发生器循环系统和中等燃烧室压力的发动机,其真空额定推力为10吨。推进剂是液氧和液氢,推进剂的混合比能通过两个旁通活门分成三档控制。发动机的再起动能力是由一种独特的方法行使的,在这种起动方法中,用以驱动涡轮泵转动的氢气,是从燃烧室放出的。宇宙开发事业团和航空宇宙技术研究所合作完成了LE-5原型发动机的研制,并在1981年3月至7月成功地进行了点火试验。宇宙航空研究所已经研制了它自己的原型发动机,作为宇宙开发事业团/航空宇宙技术研究所的后备计划,宇宙航空研究所的发动机试验也获得成功。本文介绍了LE-5发动机及其主要组件的设计和研制现状,叙述了宇宙航空研究所的发动机系统和试验结果。     

接受H-2故障教训 增加H-2A试验次数

日本宇宙开发事业团最近决定接受H-2火箭连续两次发射失败的教训,进一步增加对H-2A火箭主发动机LE-7A的试验。该发动机在2000年7月5日的一次试验中,因液氢泵的一个活门没有关闭,使液氢泄漏,试验失败。另外,H-2A火箭首次发射也将只运载一个模拟有效载荷,首飞时间也从2001年2月推迟到2001年夏季。 　　由于第1级主发动机LE-7提前关机,H-2火箭于1999年11月15日发射失败,这是该火箭继1998年2月21日发射失败后连续第2次发射失败。这使日本的航天发射业受到了重大打击。在前不久召开的第51届国际宇航联大会上,日本有关方面负责人称,这次发射失败是宇宙开发事业团在运载火箭研制中最为沉痛的教训。宇宙开发事业团官员责怪他们自己未对LE-7发动机进行足够的鉴定试验。他们认为LE-7的故障是由燃料涡轮泵内产生的复杂载荷造成的,而这种载荷是诱导轮的旋转气蚀引起的。在飞行前的发动机试验过程中,日本的工程技术人员已经意识到可能会发生气蚀(形成推进剂涡流)现象,但由于发动机振动和泵的性能和强度都被证明相当好,所以就忽略了这一点。 　　发射失败后,工程技术人员分析了在飞行到238.5 s时发动机关机以及关机前107 s时的遥测数据,但他们未能判断出什么地方出了毛病。后来他们从太平洋底部把LE-7发动机打捞上来,发现燃料涡轮泵严重损坏,而发动机的其他零部件几乎没有损坏。 　　日本宇宙开发事业团已经决定在H-2A首次试验飞行后,于2002年2月再补充进行一次试验飞行。宇宙开发事业团希望能在第2次成功飞行试验的两年之后,发射带有液体助推火箭的大型H-2A飞行试验火箭。 (雨田　供稿)     

液氢液氧火箭发动机的研究——日本宇宙科学研究所7吨发动机的试制

本文介绍日本宇宙科学研究所研制的7吨真空推力的氢氧发动机推进系统的特点。该发动机于1971年开始预研,自1975年进入全尺寸的研制。发动机部件(燃烧室、涡轮泵、燃气发生器、涡轮转子)的各种研究性试验已由宇宙科学研究所能代试验中心做过了。 1981年9月至12月进行了包括推力室、涡轮泵、燃气发生器以及推进剂箱在内的单元综合试验,试验结果良好。本报告简要论述7顿氢氧发动机的主要性能及其特点。     

日本运载火箭商用化计划

日本正在发展先进空间技术,以求在下个十年内大力促进运载火箭商业化。1986年8月31日,H-1火箭首次发射成功标志着日本国产液氢/液氧推进技术有了好前景。H-Ⅱ第一、二级也采用了氢氧发动机。日本宇宙开发事业团计划改进H-Ⅰ第二级 LE-5发动机。用氢气驱动涡轮泵,预计推力达26500磅。     

LE-7发动机试车再次爆炸 H-2火箭的发射再度延期

日本正在研制的H-2火箭的第一级发动机LE-7于6月18日在种子岛航天中心进行热试车时再次爆炸。7月8日日本宇宙开发事业团宣布,由于这次试车失败,H-2火箭的首次发射将延期一年。 6月18目的试验是为了验证300序列发动机的第4台,即304号样机的新液氢涡轮泵的性能。这台发动机已经经过长程试验的考验,但这     

LE-7发动机系统预备试验开始

日本宇宙开发事业团于1987年10月29日宣布,H-Ⅱ火箭第一级发动机(LE-7)系统的预备试验在三菱重工业公司田代试验场进行,大致内容如下。 1.LE-7火箭发动机日本宇宙开发事业团,利用H-Ⅰ第二级火箭发动机(LE-5)研制过程中取得的成果为基础,进行开发H-Ⅱ火箭第一级发动机(LH-7)。 LE-7发动机是一种真空推力为120吨级的大型火箭发动机,为了获得高性能,采用了高燃烧压力和二级燃烧循环等新技术。     

简讯

简讯Ｈ２Ａ发动机问题不少Ｈ２发射日期可能推迟由于日本宇宙开发事业团正在研制的Ｈ２Ａ发动机连续出现问题，明年的Ｈ２发射计划很可能要推迟，而且宇宙开发事业团的Ｈ２Ａ新一代火箭将被迫修改设计。日本宇宙开发事业团正在研制两种低温发动机，即拟于２０００年发射的...     

1990年日本发射BS-3时将使用国产远地点发动机

日本宇宙开发事业团计划于1990年发射广播卫星3号(BS-3)时将首次采用国产远地点发动机。这台远地点发动机的性能可与在固体火箭开发中居世界领先地位的美国远地点发动机相媲美。日本在稳步推进火箭和卫星国产化方面取得了进展,而远地点发动机的实际应用则必须利用重要科技领域内的几乎全部成果。BS-3卫星是以高质量电视广播为目的而进行研制的下一代广播卫星。必须竭力提     

简讯

简讯日本开始全面研制改进型Ｈ┐２火箭日本宇宙开发事业团已经开始全面研制三种改进型Ｈ－２运载火箭，目的在于提高运载能力，降低火箭成本。宇宙开发事业团和火箭的主承包商三菱重工业公司希望把Ｈ－２的制造和发射成本从现在的１．３亿美元降低到７９００万美元，最大...     

1987年日本的航天预算

最近草拟出的日本政府1987年航天顶算的总额为13.4亿美元。这些经费将用于宇宙开发事业团、宇宙航空研宄所和航空宇宙技术研究所进行各种空问活动。经费分配是宇宙开发事业团:12.37亿美元;宇宙航空研究所:0.929亿美元;航空宇宙技术研究所:0.101亿美元。宇宙开发事业团将用1.974     

宇宙开发事业团将发射数据中继卫星

日本宇宙开发事业团已决定准备于1994年用 H-Ⅱ火箭发射一颗实验型数据中继和跟踪卫星(EDRTS)。2000公斤的卫星将与美国宇航局的TDRS和欧洲空间局的DRS航天飞行器形成全球的数据中中继卫星网络。宇宙开发事业团为该计划投资约500亿日元(约3.3亿美元)。如果实验型卫