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J-2X發(fā)動機渦輪泵一級噴嘴通過試驗
點擊次數(shù)：525 發(fā)布時間：2011-8-13
據(jù)美國國家航空*（NASA）2011年5月13日報道，NASA馬歇爾航天飛行中心對J-2X發(fā)動機渦輪泵*級噴嘴進行試驗，驗證其能否承受環(huán)境。J-2X發(fā)動機渦輪泵*級噴嘴順利通過了試驗，結果甚至比預期的要好。
J-2X是一款多用途上面級發(fā)動機，可在空間停車和重啟，能滿足一系列任務需求。預計今年六月份開始進行發(fā)動機的全尺寸試驗，但在此之前，工程師需要檢查發(fā)動機燃料渦輪泵*級噴嘴的壽命和耐久性。
發(fā)動機的工作環(huán)境十分惡劣，但燃料渦輪泵*級噴嘴的工作環(huán)境更加惡劣，溫度變化十分劇烈，從極低溫瞬間升至高溫環(huán)境。金屬在快速膨脹和緊縮過程中會產(chǎn)生裂紋。發(fā)動機工作期間，噴嘴首先暴露在-252.2攝氏度的低溫氫環(huán)境中，在發(fā)動機啟動之后的兩秒內(nèi)又處于537.8攝氏度的高溫燃氣環(huán)境中。
早在阿波羅時代，科學家在J-2發(fā)動機上研究過同樣問題。經(jīng)過一系列試驗之后，阿波羅計劃的工程師發(fā)現(xiàn)，渦輪泵*級噴嘴在經(jīng)過幾十次啟動和停車之后出現(xiàn)裂紋。（高溫熱水循環(huán)泵，熱油循環(huán)泵）雖然噴嘴會出現(xiàn)裂紋，但額外的試驗表明，發(fā)動機的性能和安全并沒有受到影響。
J-2X發(fā)動機的建模仿真試驗表明，J-2X發(fā)動機也會出現(xiàn)相同的問題。設計人員挑選了一種新型的鎳合金用作制造噴嘴的材料。該鎳合金韌性較好，被認為能夠更好地承受劇烈的溫度變化。
NASA馬歇爾航天飛行中心的J-2X發(fā)動機主任加里•金奇稱，在確定設計前，他們進行了大量的設計和分析工作來確定噴嘴的壽命。曾考慮過對設計進行大的改動，但改變噴嘴的幾何形狀會帶來不愿出現(xiàn)的順流效應（downstreameffect）。而且，歷史數(shù)據(jù)表明，采用改進的材料并進行小的改動，這種新的設計可以令人接受。加里還表示此次試驗的成功使他們對噴嘴的壽命具有信心，將節(jié)省大量的時間和金錢。
此次共進行了43次試驗，模擬真實發(fā)動機的啟動和關閉。每次試驗之前都進行了無損檢測，沒有發(fā)現(xiàn)任何不利狀況。J-2X發(fā)動機由普惠•洛克達因公司設計和制造。目前，已經(jīng)組裝好的10001號原型機，正在NASA斯坦尼斯航天中心進行試驗。
可參考昆山奧蘭克泵業(yè)制造有限公司