S1.5400

S1.5400 (indeks GRAU 11D33) adalah mesin roket propelan cair Soviet dengan daya dorong 7 ton yang menggunakan campuran propelan minyak tanah / oksigen cair tingkat RG-1 yang digunakan untuk menggerakkan tahap atas peluncur Molnia Blok L. Mesin roket ini adalah mesin roket nosel tunggal yang membakar oksigen cair dan minyak tanah dalam siklus pembakaran bertahap yang kaya oksidator, menjadi mesin roket pertama di dunia yang menggunakan siklus ini.^{[1][2][3][4][5][6][7][8][9]}

Blok L dari nosel S1.5400.

Molniya launch vehicle.

Mesin ini dirancang oleh VM Melnikov, seorang alumni Isaev, dalam Biro Korolev, untuk tahap keempat Molniya, Blok-L. Itu juga merupakan mesin Soviet pertama yang dirancang untuk memulai start dan memulai kembali restart dalam vakum dan mesin pertama yang menerapkan siklus pembakaran bertahap dengan keunggulan impuls spesifik yang sangat tinggi. Lebih dari 320 contoh mesin yang dirancang oleh OKB 1 terbang antara tahun 1960 dan 2010, tanggal penarikan peluncur Molnia.

Pengembangannya berlangsung dari tahun 1958 hingga 1960. Produksi pertama dimulai pada bulan Mei 1960, dan lulus semua uji tembak. Penerbangan pertamanya gagal sebelum Block-L diaktifkan. Keberhasilan pertama adalah dalam penerbangan Venera selama tahun 1961. Antara tahun 1961 dan 1964 ia menjalani program perbaikan yang berakhir pada versi S1.5400A1 (GRAU Index 11D33M). Ini meningkatkan daya dorong dari 63,74 kilonewton (14.330 lbf) menjadi 66,69 kilonewton (14.990 lbf) dan I sp dari 338,5 s menjadi 340 s, sambil mempertahankan massa yang sama.

Mesin ini menggunakan paduan titanium di ruang pembakaran utamanya untuk mentoleransi suhu hingga 700 °C (1.292 °F). Putaran awal turbopump bersifat piroteknik. Mesin ini dipasang pada suspensi Cardan, yang memungkinkannya berputar hingga 3° dalam dua sumbu.

Historis

Mesin roket propelan cair S1.5400 (11D33) merupakan mesin pertama yang menggunakan siklus pembakaran bertahap yang memungkinkan diperolehnya impuls spesifik (efisiensi) yang tinggi. Ini dikembangkan oleh biro desain Korolev (OKB 1 sekarang RKK Energia) antara tahun 1958 dan 1960 di bawah arahan insinyur VM Melnikov. Prinsip pengoperasian telah dikembangkan selama pengujian yang dilakukan di lapangan pada tahun 1958. Pra-pembakar, menggunakan propelan dari peluncur, menghasilkan gas panas yang menggerakkan turbopump sebelum disuntikkan ke ruang bakar. Teknik canggih namun lebih kompleks ini, sebuah inovasi Soviet, memungkinkan diperolehnya impuls spesifik yang lebih tinggi (7 hingga 10%) dibandingkan teknik pembangkit gas yang digunakan hingga saat itu. Mesin S1.5400 digunakan mulai tahun 1960 di Blok L tingkat atas peluncur Molnia yang bertanggung jawab untuk menempatkan wahana antariksa program Venera dan satelit telekomunikasi 1 ke orbit. Mesin yang dikembangkan oleh OKB-1 diproduksi secara massal oleh OKB-2 milik Alexeï Isaïev 2.

Mesin S1.5400 digunakan pertama kali 10 Oktober 1960. Versi pertama mesin roket, yang digunakan antara tahun 1960 dan 1967, adalah salah satu penyebab utama tingginya tingkat kegagalan peluncur Molnia (20 kegagalan dari 40 peluncuran). Versi ini digunakan untuk menempatkan wahana antariksa Luna 4-14, Mars 1-3 dan Venera 1-8 pada lintasan antarplanet. Setelah kesalahan desain, penembakan blok bubuk booster propelan padat kecil BOZ yang bertanggung jawab untuk meluncurkan turbopump terhambat dalam konfigurasi tertentu. Asal mula anomali ini baru terdeteksi setelah beberapa tahun karena blok L terbakar di atas Samudera Atlantik di luar jangkauan antena pelacak Soviet yang bertugas mengumpulkan telemetri. Versi baru peluncur dikembangkan untuk memperbaiki anomali dengan blok L yang membawa hampir 2 ton propelan tambahan dan mesin S1.5400A dengan kinerja yang sedikit lebih baik. Versi pertama digunakan untuk terakhir kalinya 22 Oktober 1967. 280 salinan dari versi yang ditingkatkan terbang di antara 4 Oktober 1965 dan itu 30 September 2010 (13 kegagalan).

Karakteristik teknis

Mesin roket propelan cair S1.5400 digunakan untuk menggerakkan tahap atas Blok L. Mesin ini membakar campuran propelan Minyak Tanah / Oksigen Cair . Blok L digunakan saat peluncur berada di ruang hampa juga untuk meluncurkan turbopump. Insinyur Soviet menggunakan inovasi kedua: booster propelan padat kecil (BOZ) dinyalakan sebentar dengan dua tujuan. Daya dorong yang dihasilkan menekan propelan, yang tersebar di dalam tangki karena tidak adanya gravitasi, ke dasar dan menjamin tenaga awal pada mesin. Selanjutnya, gas yang dihasilkan oleh blok bubuk menggerakkan turbin kecil yang memutar turbopump. Hal ini kemudian didorong oleh gas yang dihasilkan oleh ruang pra-pembakaran. Gas yang digunakan untuk menggerakkan turbopump serta yang dipercepat olehnya diinjeksikan ke dalam ruang bakar. Tekanan yang terakhir adalah 54 bar. Orientasi mesin dapat dimodifikasi sebesar 3° yang memungkinkan untuk mengontrol sikap peluncur dalam yaw dan pitch. Kontrol gulungan didukung oleh dua motor bantu sebesar 100 newton. Setelah mesin dihidupkan, propelan BOZ dibuang. Motor S1.5400 setelah dimatikan tidak dapat dihidupkan kembali. Ini berjalan selama 285 detik pada versi penerapan kedua.

Lihat pula

• Mesin roket
• Roket propelan cair
• Oksigen cair
• Minyak tanah
• Siklus pembakaran bertahap

Referensi

1. Pillet, Nicolas. "Liste des lancements Molnia" (dalam bahasa French). Kosmonavtika.com. Diakses tanggal 2015-05-30. Pemeliharaan CS1: Bahasa yang tidak diketahui (link)
2. Pillet, Nicolas. "Liste des lancements Molnia-M" (dalam bahasa French). Kosmonavtika.com. Diakses tanggal 2015-05-30. Pemeliharaan CS1: Bahasa yang tidak diketahui (link)
3. Sutton, George Paul (November 2005). "Section 4.2 Engine Systems". History of Liquid Propellant Rocket Engines. AIAA. hlm. 66. ISBN 978-1563476495. 
4. Eckardt, Dietrich (2014). Gas Turbine Powerhouse. Oldenbourg Wissenschaftsverlag. hlm. 377. ISBN 978-3110359626. 
5. "Engines". RSC Enegiya. Diakses tanggal 2015-05-30. 
6. Sutton, George Paul (November 2005). "Section 8.11 Korolev's Design Buerau, late NPO Energiya". History of Liquid Propellant Rocket Engines. AIAA. hlm. 721–724. ISBN 978-1563476495. 
7. "S1.5400A". Encyclopedia Astronautica. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2017-11-11. Diakses tanggal 2015-05-30.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
8. Harvey, Brian (2007). Russian Planetary Exploration: History, Development, Legacy and Prospects. Springer-Praxis. hlm. 29–31. ISBN 978-0-387-46343-8. 
9. "S1.5400". Encyclopedia Astronautica. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2017-11-11. Diakses tanggal 2015-05-30.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)