Merlin (ракетний двигун)

У Вікіпедії є статті про інші значення цього терміна: Мерлін (значення).

Merlin (укр. Мерлін) — рідинний ракетний двигун створений компанією SpaceX, США. Призначений для використання на ракетах сімейства Falcon.

Merlin
Країна походження	США
Перший політ	2006
Проєктувальник	США, SpaceX
Виробник	США, SpaceX
Призначення	1, 2 ступені
Пов'язані РН	Falcon 1 Falcon 1e Falcon 9 Falcon Heavy
Статус	використовується
Рідинний двигун
Паливо	Рідкий кисень / Гас
Цикл	відкритий
Продуктивність
Тяга у вакуумі	1C: 480 кН; 1D+: 914 кН; 1D+ Vacuum: 934 кН
Тяга на рівні моря	1С: 420 кН; 1D+: 845 кН
Відношення тяга-до-маси	1С: 96; 1D+: 180,1
Тиск камери	1C: 6,77 МПа (67 атм.); 1D+: 9,7 МПа
Питомий імпульс у вакуумі	1C: 304 c; 1D+: 311 с, (3,05 км/с); 1D+ Vacuum: 348 с
Питомий імпульс на рівні_моря	1С: 275 c (2609 м/c); 1D+: 282 с, 2,77км/с
Тривалість роботи	1D+ Vacuum: 397 c
Розміри
Діаметр	1 250 мм
Суха маса	1С: 640 кг; 1D+: 470 кг
Використовується	1D+, 1D+ Vacuum

Ракета-носій Falcon 9 використовує цей двигун на першому та другому ступенях, а Falcon 1 та Falcon 1e використовували один «Мерлін» на першому ступені. У найпотужнішій на поточний момент ракеті Falcon Heavy встановлено 28 двигунів Мерлін на усіх ступенях. Даний двигун є двигуном відкритого циклу. Як пальне використовує гас, окисником є рідкий кисень. Двигуни, як і весь (перший ступінь) ракети Falcon 9 Block 5, використовуються кілька разів.

був використаний вперше в програмі «Аполлон» НАСА на двигуні посадкового ступеня місячного модуля, який був одним з найбільш критичних сегментів цієї програми. Аналогічний використовується в камері згоряння «Мерліна». Компоненти палива подаються крізь розташований на одній осі турбонасос з подвійною крильчаткою. Насос також подає гас під високим тиском для гідравлічної системи керування, який потім скидається в канал низького тиску. Це виключає необхідність окремої гідравлічної системи для керування вектором тяги і гарантує її функціонування протягом усього часу роботи двигуна.

Варіанти двигуна

Станом на 2009 рік виготовлялись три версії рідинного ракетного двигуна «Мерлін». Двигун для ракети-носія «Фалькон 1» використовує для керування по крену переміщуваний вихлопний патрубок турбонанасосного агрегату. рідинний ракетний двигун «Мерлін» у варіанті для «Фалькон 9» практично ідентичний конструктивно за винятком фіксованої системи вихлопу. «Мерлін» також використовується у другому ступені ракети-носія. У цьому випадку двигун має сопло з великим коефіцієнтом розширення, яке оптимізоване для роботи у вакуумі, і має діапазон дроселювання в діапазоні 60-100%.

Merlin 1A

Початкова версія двигуна «Мерлін 1A» використовувала дешеву камеру та сопло з абляційним охолодженням. Вуглецеве волокно композиційного матеріалу з внутрішньої поверхні поступово згорає під впливом гарячого газу під час роботи двигуна, відводячи тепло разом з втраченим матеріалом. Цей тип двигуна використовувався двічі: вперше 24 березня 2006, коли у двигуні стався витік палива, що призвело до аварії незабаром після початку польоту, другий раз 24 березня 2007 року, коли він відпрацював успішно. В обох випадках двигун використовувався на «Фалькон 1».

Merlin 1B

Рідинний ракетний двигун «Мерлін 1В» — вдосконалена версія, що розроблялася SpaceX для ракети-носія «Фалькон 1». Тяга мала бути збільшеною до 39 тс порівняно з 35 тс у «Мерліна 1А». Потужність основної турбіни мала бути збільшена з 1 490 кВт до 1 860 кВт. «Мерлін 1В» планувалося використовувати у важкій ракеті-носії «Фалькон 9», яка мала би дев'ять таких двигунів у першому ступені. На підставі невдалого досвіду використання двигуна попередньої моделі, було вирішено не розвивати далі цю версію, а зосередити роботу на регенеративно-охолоджуваному рідинному ракетному двигуні «Мерлін 1С». Розробка припинена.

Merlin 1C

Рідинний ракетний двигун «Мерлін 1C» використовує регенеративно охолоджуване сопло й камеру згоряння, пройшов наземні випробування тривалістю 170 с (час роботи в польоті) в листопаді 2007 року.

У разі використання в ракеті-носії «Фалькон 1», «Мерлін 1C» мав тягу на рівні моря 35,4 тс та у вакуумі 40,8 тс, питомий імпульс у вакуумі становить 302,5 с. Споживання компонентів палива цим двигуном становить 136 кг/с. Один двигун «Мерлін 1C» випробувався 27 хв, що вдесятеро перевищує час роботи двигуна під час польоту ракети-носія «Фалькон 1».

Рідинний ракетний двигун «Мерлін 1C» був вперше використаний для невдалого третього польоту ракети-носія «Фалькон 1». При обговоренні невдачі глава SpaceX Елон Маск зазначив, що «політ першого ступеня з встановленим новим „Мерлін 1C“, який буде використовуватися на РН „Фалькон 9“, пройшов ідеально.» Двигун використовувався в четвертому вдалому польоті «Фалькон 1» 28 вересня 2008 року.

Мерлін Вакуум

10 березня 2009 SpaceX інформувала в прес-релізі про успішне випробування рідинного ракетного двигуна «Мерлін Вакуум». Двигун базується на «Мерлін 1C», але має великий ступінь розширення сопла для оптимізації роботи у вакуумі, яке охолоджується перевипроміненням тепла. Тяга двигуна в вакуумі становить 42 тс та питомий імпульс 342 с.

Див. також

• SpaceX
• Ракета-носій «Фалькон 1»
• Ракета-носій «Фалькон 9»
• Falcon 9 Block 5
• РРД відкритого циклу

Примітки

1. . spacex.com. Архів оригіналу за 9 грудня 2015. Процитовано 6 вересня 2017.
2. (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 15 березня 2012. Процитовано 18 вересня 2012.
3. Aaron Dinardi; Peter Capozzoli; Gwynne Shotwell (1 жовтня 2008). Low-cost Launch Opportunities Provided by the Falcon Family of Launch Vehicles (pdf). Архів (PDF) оригіналу за 30 березня 2012. Процитовано 18 вересня 2012.
4. . Space.com. 19 липня 2006. Архів оригіналу за 4 червня 2010. Процитовано 18 вересня 2012.
5. . Space.com. 19, January 2007. Архів оригіналу за 27 липня 2013. Процитовано 18 вересня 2012.
6. SpaceX Completes Development of Rocket Engine for Falcon 1 and 9. Wired Science. 12 листопада 2007. Архів оригіналу за 30 березня 2012. Процитовано 28 лютого 2008.
7. . Nasa Spaceflight. 5 серпня 2006. Архів оригіналу за 25 вересня 2006. Процитовано 28 лютого 2008.
8. SpaceX Completes Development of Merlin Regeneratively Cooled Rocket Engine. Business Wire. Архів оригіналу за 30 березня 2012. Процитовано 18 вересня 2012.
9. SPACEX COMPLETES DEVELOPMENT OF MERLIN REGENERATIVELY COOLED ROCKET ENGINE. SpaceX. Архів оригіналу за 30 березня 2012. Процитовано 12 березня 2009.
10. SpaceX Completes Qualification Testing of Merlin Regeneratively Cooled Engine for Falcon 1 Rocket. SpaceX. 25 лютого 2008. Архів оригіналу за 30 березня 2012. Процитовано 18 вересня 2012.
11. Bergin, Chris; Davis, Matt. . Архів оригіналу за 11 серпня 2008. Процитовано 18 вересня 2012.
12. Ray, Justin (28 вересня 2008). Mission Status Center (English) . Spaceflight Now. Архів оригіналу за 30 березня 2012. Процитовано 28 вересня 2008.
13. SpaceX Falcon 9 upper stage engine successfully completes full mission duration firing (English) . SpaceX. 10 березня 1009. Архів оригіналу за 30 березня 2012. Процитовано 12 березня 2009.

• Race for Next Space Prize Ignites [ 21 лютого 2007 у Wayback Machine.]: Wired article describing successful test firing

Посилання

• Space Exploration Technologies Corporation [ 7 березня 2011 у Wayback Machine.]