LE-7火箭發動機

LE-7火箭發動機及其改進型LE-7A是日本為H2火箭系列製造的液態氫氧發動機。是第一種第一級主引擎。設計研發工作都在日本國內進行，由日本國家太空開發機構(NASDA)，航空宇宙技術研究所(NAL)，三菱重工和石川島播磨重工業公司合力完成。NASDA和NAL已經合併為JAXA。設計主要由三菱重工完成，石川島播磨提供渦輪泵。因為該發動機也稱為“三菱重工 LE-7(A)”。

LE-7的設計初衷是為H2火箭研製一個不可重用的高效中等尺寸發動機。

基本介紹

• 中文名：LE-7火箭發動機
• 改進型：LE-7A

LE-7參數

• 工作循環:分級燃燒循環
  
• 推進劑:液氫/液氧
  
• 混合比(氧化劑：燃料): 5.90
  
• 推力：
  
• 真空 = 1078 kN (242,300 lbs)
  
• 海平面 = 843.5 kN (189,600 lbs)
  

比沖 (Isp)

• 真空 = 446 秒
  
• 海平面 = 349 秒
  

乾重: 1714kg (3778 lbs)

高度: 3.4 m

節流能力: 無

推重比: 64.13

噴管面積比: 52:1

燃燒室壓: 12.7 MPa (1842 PSI)

液氫渦輪泵轉速: 42,200 rpm

液氧渦輪泵轉速: 18,100 rpm

LE-7故障

故障出在H2火箭第八次飛行，燃料渦輪泵的葉輪（增加進口壓力的軸流泵，用來防止空穴）本身就會產生空穴，導致震盪。事後分析事故火箭的殘骸表明，發動機故障的原因正是震盪引起的金屬疲勞。

LE-7A

LE-7A是LE-7的改進型，沒有改變原有的基礎設計。但7A在降低成本，增加可靠性和改善性能上有所增強。7A是隨著H-IIA火箭的誕生而設計的。

改進

7A減少了焊接部件，而更多採用鑄造部件。其成果的管道部分更堅固。燃料葉輪也被重新設計以應對可能出現的問題。氧化劑葉輪也被重新設計，更多是改進原有設計在低壓進口時的低吸入性能，而非出於穩定性考慮。燃料渦輪泵的耐久性得到加強。對燃燒室/噴注器集成也進行一系列小改動，如減少噴注器組件數量，減小加工複雜度（成本），提高可靠性。所有的改進導致比衝下降到440秒，但成本下降，可靠性增強。

新噴管設計

新版本火箭發動機另有一種附加在原有短噴管上的噴管延伸部的設計，用以提高性能。但裝上噴管延伸部後，發動機遇到新的邊緣過載問題，噴管不規則受熱。這些問題嚴重到能在啟動和停車時損傷再生冷卻管道和萬向節傳動機。設計人員運用計算流動動力學(CFD)模擬並解決了這個問題，從而設計出新的長噴管，使用整體再生冷卻。新噴管使用前，H-IIA已使用短噴管飛行了數次。

LE-7A參數

• 工作循環：分級燃燒循環
  
• 推進劑:液氫/液氧
  
• 混合比(氧化劑：燃料): 5.90
  
• 推力（真空）：
  
• 短噴管 = 1074 kN (241,000 lbs)
  
• 長噴管 = 1098 kN (247,000 lbs)
  

推力（海平面）：

• 長噴管 = 870 kN (195,600 lbs)
  

比沖（真空）：

• 短噴管 = 429 秒
  
• 長噴管 = 440 秒
  

比沖（海平面）：

• 長噴管 = 338 秒
  

乾重: 1800kg (3900 lbs)

高度:

• 短噴管 = 3.2 m
  
• 長噴管 = 3.7 m
  

節流能力: 72-100%

推重比: 65.9

噴管面積比: 51.9:1

燃燒室壓: 12.0 MPa (1740 PSI)

液氫渦輪泵轉速: 41,900 rpm

液氧渦輪泵轉速: 18,300 rpm

參見

• 液體火箭發動機
  
• LE-5火箭發動機
  
• H2運載火箭
  
• H2A運載火箭
  
• H2B運載火箭
  
• JAXA