브리스톨 시들리 감마

Bristol Siddeley Gamma
감마 201
원산지영국
제조자브리스톨 시들리
어플1단계 부스터
전임자암스트롱 시들리 스텐트
후계자감마 301
액체 연료 엔진
추진제과산화수소/등유
혼합비8:1(표준)
배열
챔버4, 서로 반대되는 쌍으로 짐볼링을 한.
성능
스러스트, 해수면16,400파운드힘(73kN)[1][2]
감마 301
Black Knight tail.jpg
엔진이 표시된 블랙 나이트 테일
어플1단계 부스터
전임자감마 201
후계자감마 8
액체 연료 엔진
추진제과산화수소/등유
혼합비8:1(표준)
배열
챔버4, 서로 반대되는 쌍으로 짐볼링을 한.
성능
스러스트, 해수면17,000–21,600[3] lbf(76–96 kN)-21,000 lbf(93 kN)[4]
비임펄스250초(2.5km/s)
굽기 시간120초
감마 2
Gamma 2 rocket engine on Black Arrow 2nd stage.jpg
감마 2 로켓 엔진, 두 번째 단계에 사용됨
어플2단계
전임자감마 301
후계자라치(로켓 엔진)
액체 연료 엔진
추진제과산화수소/등유
배열
챔버2, 확장된
성능
스러스트, 진공680kN(150,000lbf) 0.68톤[5]
스러스트, 해수면14,523 lbf(64.60 kN)[6]
굽기 시간110~120초
감마 8
Gamma 8 rocket engine on Black Arrow 1st stage.jpg
블랙 애로우 1단 감마 8 로켓 엔진
어플1단계 부스터
전임자감마 301
액체 연료 엔진
추진제과산화수소/등유
배열
챔버8, 2인 1조로 짐볼을 한
성능
스러스트, 해수면52,785 lbf(234.80 kN)[7]
굽기 시간125초

암스트롱 시들리, 나중에 브리스톨 시들리 감마는 블랙 나이트와 블랙 애로우 발사체를 포함한 영국 로켓에 사용된 로켓 엔진 계열입니다.그들은 등유 연료와 과산화수소를 태웠습니다.그들의 구조는 단일 또는 최대 8개의 클러스터에서 사용되는 공통 연소실 설계를 기반으로 했습니다.

그것들은 나중에 1959년에 브리스톨 시들리가 되었고 1966년에 [8]롤스로이스가 된 코번트리의 암스트롱 시들리에 의해 개발되었습니다.

엔진 정적 테스트는 와이트 섬의 니들스(.mw-parser-output .geo-default,.mw-parser-output .geo-dec{display:inline}.mw-parser-output .geo-nondefault,.mw-parser-outparser-output .geo-in-display:n-display.mwmwmwmw-disparser) 근처의 하이 다운 로켓 테스트 사이트에서 수행되었다.경도, .mw-parser-output. latitude{흰색 공간:nowrap}50°39'38.90°N 1°34'38.25°W / 50.6608056°N 1.5772917°W / 50.6608056; -1.5772917.[9][9][10](컴브리아의 스페이드아담은 감마 이후 블루 스트릭까지 테스트에 사용되지 않았습니다.)

등유/과산화물 엔진의 장점

등유 / 과산화수소 엔진의 사용은 로켓 개발에서 특히 영국의 특성이었으며,[11] 미국의 LR-40과 같은 비교 가능한 엔진은 거의 없었습니다.

과산화수소를 이용한 등유의 연소는 다음의 공식에 의해 주어집니다.

CH2 + 3HO22 → CO2 + 4HO2

여기서2 CH는 등유의 대략적인 공식입니다(등유 로켓 연료에 대한 설명은 RP-1 참조).이는 등유 및 액체 산소(LOX)의 연소와 비교됩니다.

CH2 + 1.5O2 → CO2 + HO2

등유/과산화물의 배기 가스가 주로 물임을 나타냅니다.따라서 배기 가스가 매우 깨끗하고(저온 LO2/2LH에 이어 두 번째) 독특한 [12]불꽃이 발생합니다.물의 낮은 분자 질량은 또한 로켓 추력 [13]성능을 높이는 데 도움이 됩니다.

Gamma와 함께 사용된 산화제는 85%의 HTP22(High Test Poveroxide), HO였습니다. Gamma는 먼저 [14]과산화물을 분해하기 위해 은 도금된 니켈-가우즈 촉매를 사용했습니다.더22 높은 농도의 HO의 경우 백금과 같은 다른 촉매가 필요했을 것입니다.매우 뜨겁게 분해된22 HO는 등유와 함께 과점(자발적으로 연소)되기 때문에 점화원이 필요하지 않았습니다.등유에 비해 사용되는 HO 질량의22 비율(8:1)이 높고 열 특성이 우수하기 때문에 HO는22 연소 전에 엔진 노즐을 재생 냉각하는 데도 사용될 수 있습니다.펌프 터빈에 전력을 공급하는 데 사용되는 모든 연소 전 챔버는 HO를 분해하여22 에너지를 공급하기만 하면 됩니다.따라서 일반적인 엔지니어링 문제 없이 폐쇄 사이클 작동의 효율적인 이점을 얻을 수 있습니다.

이러한 모든 특성으로 인해 등유/과산화수소 엔진은 다른 액체 추진제 화학 물질보다 간단하고 신뢰할 수 있습니다.감마는 로켓 엔진에 대해 매우 신뢰할 수 있는 서비스 기록을 가지고 있었습니다.128개의 감마 엔진이 포함된 22개의 블랙 나이트와 4개의 블랙 애로우 발사기 중에서, 엔진 [13]고장은 없었습니다.

스탕터

감마는 암스트롱 시들리가 블루 스틸 스탠딩 [15]미사일을 위해 생산한 2기통 스텐터 로켓 엔진의 작은 순항실로 시작되었습니다.

감마 201

브리스톨-시들리는 1955년부터 1957년까지 블랙 나이트 테스트 [16]차량을 위해 이 독립형 4실 엔진을 개발했습니다.감마 201은 처음 12번의 블랙 나이트 발사(총 14번)에 사용되었고, 감마 301은 이후의 대부분의 [17]비행에 사용되었습니다.

초기 블랙 나이트 차량은 제안된 블루 스트릭 전략 탄도 미사일의 프로토타입 재진입 헤드를 테스트하기 위해 설계된 1단 로켓이었습니다.1958년 호주 우메라에서 블랙 나이트의 테스트가 시작되었지만, 블루 스트릭 프로젝트는 1960년에 취소되었습니다.로켓은 1965년까지 계속 시험되었고, 계획된 2단계 우주 발사체의 일부로서, 1962년 8월에 더 강력한 감마 [18][19][20][21][22][23][24][25][26][27][28]301로 대체될 때까지 첫 번째 단계로 감마 201을 사용했습니다.

감마 301

이것은 기본적으로 감마 201과 같았지만 향상된 [29]추력을 위해 자동 혼합비 제어가 있었습니다.1957년 4월 16일부터 5월 31일까지 하이 다운에서 감마 301 엔진의 초기 시험 발사가 9번 있었고, 모두 성공적이었습니다.블랙 나이트는 감마 301을 사용하여 BK16과 BK18을 발사합니다.이 두 가지는 재진입 속도를 높이기 위해 두 번째 단계에서 고체 연료 쿠쿠가 아래를 향해 장착된 프로젝트 대즐 고속 재진입 차량 시험의 시작이었습니다.총 [17]8번의 Gamma 301 발사가 이루어졌습니다.

감마 2 / 이중 감마

블랙 애로우 위성 발사체의 두 번째 단계에 사용되는 감마의 두 개의 챔버 버전입니다.해수면에서 작동할 필요가 없는 유일한 감마로서, 노즐은 더 나은 [19][30]팽창을 허용하기 위해 확장되었습니다.

감마 8

이것은 블랙 애로우 위성 발사체의 첫 단계에 사용된 감마의 8개 챔버 개발이었습니다.감마 추력 챔버는 방사형으로 쌍으로 장착되었으며, 각 쌍은 1축 접선 짐벌에 장착되었습니다.집단적인 움직임이 롤 컨트롤과 차동 움직임 [30]피치를 제공했습니다.

갤러리

  • 브리스톨 시들리 감마 로켓 엔진
  • A rocket engine section with a re-entry vehicle beside it.

    블랙 나이트 재진입 차량 뒤에 있는 감마 201 엔진

  • A rocket engine on display

    감마 2 로켓 엔진, 블랙 애로우 2단에 사용

  • Battered remains of a rocket

    1971년 10월 우메라 로켓 발사대에서 성공적으로 발사된 블랙 애로우 R3 로켓의 1단계 잔해.

레퍼런스

위키미디어 커먼즈에는 브리스톨 시들리 감마와 관련된 미디어가 있습니다.
  1. ^ "Gamma 201". Astronautix.com. Archived from the original on 13 November 2016. Retrieved 13 November 2016.
  2. ^ 1964년 12월 감마 엔진 로켓 부서
  3. ^ 1964년 감마 엔진 브리스톨 시들리 로켓 dep.
  4. ^ "Gamma 301". Astronautix.com. Retrieved 13 November 2016.
  5. ^ 런던 과학 박물관 블랙 애로우 전시회
  6. ^ "Gamma 2". Astronautix.com. Archived from the original on 13 November 2016. Retrieved 13 November 2016.
  7. ^ "Gamma 8". Astronautix.com. Archived from the original on 13 November 2016. Retrieved 13 November 2016.
  8. ^ "Rolls-Royce Heritage: Coventry". Archived from the original on 18 May 2008.
  9. ^ "The High Down Testing Site". www.spaceuk.org. Archived from the original on 16 April 2004.
  10. ^ "Black Knight Testing at The Needles". Archived from the original on 27 March 2008.
  11. ^ Hydrogen Peroxide – Optimal For Turbomachinery and Power Applications (PDF). 43rd IAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit. Cincinnati, OH: American Institute of Aeronautics and Astronautics, Inc. July 2007. Retrieved 4 December 2022.
  12. ^ "Black Arrow". Nicholas Hill.R3/프로스페로 발사가 감마의 눈에 보이지 않게 투명한 배기 플럼에서 해제되는 모습을 보여주는 "부상" 사진.
  13. ^ a b Pietrobon, Steven S. (May–June 1999). "High Density Liquid Rocket Boosters for the Space Shuttle" (PDF). Journal of the British Interplanetary Society. 52: 163–168. Bibcode:1999JBIS...52..163P.
  14. ^ D. Andrews & H. Sunley (July 1990). "The Gamma rocket engines for Black Knight". Journal of the British Interplanetary Society. 43: 301–310.
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  16. ^ C.N. Hill (2001). A Vertical Empire: The History of the UK Rocket and Space Programme, 1950–1971. Imperial College Press. ISBN 978-1-86094-268-6.
  17. ^ a b "Black Knight Flight Data". www.spaceuk.org. Archived from the original on 16 April 2003.
  18. ^ "Gamma 201 rocket engine, c. 1957". Science Museum. Archived from the original on 18 March 2010. Retrieved 9 April 2008.
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  20. ^ Harlow, John (1993). Alpha, Beta and RTV-1, The Development of Early British Liquid Propellant Rocket Engines. Congress of the International Astronautical Federation (IAA). Graz, Austria.
  21. ^ Harlow, John (November 1999). Hydrogen Peroxide Engines – Early Work on Thermal Ignition at Westcott. International Hydrogen Peroxide Propulsion Conference, Purdue University. pp. 211–219.
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  23. ^ Andres & Sunley (1990), 페이지 283–290.
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  27. ^ Harlow, J. (July 1990), "Black Knight Upper Stages", Journal of the British Interplanetary Society, 43 (7): 311–316
  28. ^ Robinson, H. G. R. (July 1990), "Suggested Developments of Black Knight", Journal of the British Interplanetary Society, 43 (7): 317–318
  29. ^ H.W.B. Gordon B.A. & L.W. Parkin MSc (February 1964). A Summary of "Black Knight" Flight Data from 1958 to 1962. UK gov. Original may be found in the Public Record Office, Kew (part of AVIA 6 17362), the on-web link is to a precis by Nicholas Hill. Archived from the original on 25 September 2005. Retrieved 10 April 2008.
  30. ^ a b Douglas Millard (2001). Black Arrow rocket: A History of a Satellite Launch Vehicle and its Engines. London: Science Museum. ISBN 978-1-900747-41-7.