TR-201

محرك TR-201 أو TR201 هو محرك صاروخي يعمل بالوقود المضغوط عالي الاشتعال ، وكان يُستخدم لدفع المرحلة العليا من صاروخ دلتا ، المعروف باسم دلتا-بي ، من عام 1972 إلى عام 1988. يستخدم هذا المحرك الصاروخي وقود أيروزين 50 ، و N2 O٤- كمؤكسد. طُوِّر هذا المحرك في أوائل سبعينيات القرن العشرين من قِبَلشركة TRWكمشتق منمحرك هبوط المركبة القمرية (LMDE). استخدم هذا المحركحاقنًاإبريًا اخترعه جيرارد دبليو إلفيروم الابن [ ١ ] [ ٢ ] [ ٣ ] وطورته شركة TRW في أواخر خمسينيات القرن العشرين وحصل على براءة اختراع أمريكية عام ١٩٧٢. [ ٤ ] تُستخدم تقنية وتصميم هذا الحاقن أيضًا فيميرلين التابعة. [ ٥ ]

طُوِّرت غرفة الاحتراق في البداية لوحدة أبولو القمرية ، ثم اعتُمدت لاحقًا للمرحلة الثانية من مركبة الإطلاق دلتا غير القابلة للاستخدام لمرة واحدة. شارك المحرك في 10 رحلات خلال برنامج أبولو و77 رحلة خلال فترة استخدامه في دلتا بين عامي 1974 و1988. أُعيد تصميم محرك TRW TR-201 ليصبح نسخة ذات دفع ثابت من محرك LMDE للمرحلة الثانية من دلتا. يمكن ضبط قوة الدفع عند بدء التشغيل المتعدد حتى 55.6  كيلو نيوتن، ومعدل تدفق الوقود حتى 7711  كيلوغرامًا؛ كما يمكن تكييف المحرك مع فوهات ذات نسبة تمدد اختيارية. يُنسب الفضل في تطوير غرفة الاحتراق المبتكرة وتصميم الصمام إلى مهندس الفضاء في شركة TRW، جيرارد دبليو إلفيروم الابن. [ 6 ] [ 7 ]

تتكون غرفة الاحتراق من غلاف مصنوع من سبيكة التيتانيوم ومبطن بمادة مقاومة للتآكل ، بنسبة مساحة 16:1. تم تصنيع غلاف التيتانيوم من سبيكة Ti6Al4V عن طريق تشكيل جزء الغرفة وجزء مخروط الخروج من قطع مطروقة ولحامهما كوحدة واحدة عند محور عنق الفوهة. صُنعت البطانة المقاومة للتآكل من جزأين، وتم تركيبها من كلا الطرفين. صُمم امتداد الفوهة بحيث تبقى البطانة المقاومة للتآكل داخل مخروط الخروج أثناء النقل والإطلاق والدفع. أثناء تشغيل المحرك، تدفع أحمال الدفع بطانة مخروط الخروج باتجاه الغلاف. يتم تثبيت مجموعة رأس التيتانيوم، التي تحتوي على حاقن الدبوس ومكونات صمام الوقود، بواسطة 36 مسمارًا من فولاذ A-286 بقطر 6.4 مم (ربع بوصة ) . 

للحفاظ على أقصى درجات حرارة تشغيل لغلاف التيتانيوم في حدود 427 درجة مئوية (800 درجة فهرنهايت) ، صُممت البطانة المقاومة للتآكل من مادة مركبة توفر أقصى قدر من تبديد الحرارة وأقل وزن ممكن. يتكون التصميم المختار من قماش سيليكا/فينولي عالي الكثافة ومقاوم للتآكل، محاط بعازل خفيف الوزن من حصيرة سيليكا/فينولي مصنوعة من لبادات إبرية.  

يوفر حاقن الدبوس المثبت، وهو فريد من نوعه لأنظمة الدفع السائل المصممة من قبل TRW، موثوقية محسنة وطريقة أقل تكلفة لاصطدام الوقود والمؤكسد في غرفة الدفع مقارنة بحاقنات العناصر الموزعة المحورية التقليدية المستخدمة عادة في محركات الصواريخ ثنائية الوقود السائل.

تحديد

  • عدد الرحلات: 77 (بتكوين دلتا 2000)
  • الوزن الجاف: 300 رطل (140 كجم) مع تركيب وصلة فوهة من النيوبيوم ( النيوبيوم ). 
  • الطول: 51 بوصة (1300 مم) – وصلة جيمبال بطرف الفوهة (بدون امتداد الفوهة) 
  • القطر الأقصى: 34 بوصة (860 مم) (بدون وصلة الفوهة) 
  • طريقة التركيب: تركيب محور دوار فوق الحاقن
  • دورة المحرك: تغذية بالضغط (خزان 15.5 ضغط جوي)
  • الوقود: 50:50 N₂O₄ /UDMH ( أيروزين 50 ) بمعدل 8.92  كجم/ ثانية
  • المؤكسد: رباعي أكسيد ثنائي النيتروجين بمعدل 5.62  كجم/ثانية
  • نسبة المؤكسد إلى الوقود: 1.60
  • قوة الدفع في الفراغ: 42.923  كيلو نيوتن
  • الدفع النوعي، في الفراغ: 303  ثانية
  • نسبة التمدد: 16:1 بدون وصلة تمديد الفوهة؛ 43:1 مع وصلة تمديد الفوهة
  • التبريد، غرفة الدفع العلوية: غشاء
  • التبريد، حجرة الدفع السفلية: كوارتز فينولي قابل للتآكل؛
  • التبريد، تمديد الفوهة: إشعاعي
  • ضغط الحجرة: 7.1  ضغط جوي
  • الإشعال: فرط الاشتعال، يبدأ  بإشارة كهربائية 28 فولت إلى صمامات الملف اللولبي للتشغيل/الإيقاف
  • مدة الاحتراق: 500  ثانية لخمس مرات تشغيل؛ 10 مرات احتراق فردي لمدة 350 ثانية لكل مرة

استخدام دلتا

استُخدم محرك TR-201 كمرحلة ثانية في 77 عملية إطلاق لصاروخ دلتا بين عامي 1972 و1988. وقد حقق المحرك سجل موثوقية بنسبة 100% خلال فترة التشغيل هذه التي امتدت 15 عامًا. [ 8 ]

مراجع

  1. براءة اختراع أمريكية رقم 3,205,656 ، إلفيروم الابن، جيرارد دبليو، "محرك صاروخي ثنائي الوقود ذو دفع متغير"، صدرت في 25 فبراير 1963 
  2. براءة اختراع أمريكية رقم 3,699,772 ، إلفيروم الابن، جيرارد دبليو، "حاقن محوري لمحرك صاروخي يعمل بالوقود السائل"، صدرت في 8 يناير 1968 
  3. تذكر العمالقة - تطوير نظام دفع صاروخ أبولو . ناسا. الصفحات 73-86 . 
  4. دريسلر، جوردون أ.؛ باور، ج. مارتن (يوليو 2000). تاريخ محرك TRW Pintle وخصائص أدائه (ملف PDF) . المؤتمر والمعرض المشترك السادس والثلاثون للدفع التابع لـ AIAA/ASME/SAE/ASEE. ريدوندو بيتش، كاليفورنيا: شركة TRW. doi : 10.2514/6.2000-3871 . AIAA 2000-3871. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 31 مارس 2022.
  5. "TR-201" . موسوعة رواد الفضاء. مؤرشف من الأصل في 6 يوليو 2008. تم الاطلاع عليه في 4 يونيو 2012 .
  6. براءة اختراع أمريكية رقم 3,699,772 ، إلفيروم الابن، جيرارد دبليو، "حاقن محوري لمحرك صاروخي يعمل بالوقود السائل"، صدرت في 8 يناير 1968 
  7. براءة اختراع أمريكية رقم 3,205,656 ، إلفيروم الابن، جيرارد دبليو، "محرك صاروخي ثنائي الوقود ذو دفع متغير"، صدرت في 25 فبراير 1963 
  8. "دلتا بي" . موسوعة رواد الفضاء. مؤرشف من الأصل في 17 يونيو 2012. تم الاطلاع عليه في 4 يونيو 2012 .