J-2火箭发动机
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J-2发动机是一款液态燃料低温火箭发动机,曾被用于NASA的土星1B号运载火箭和土星5号运载火箭。J-2发动机由Rocketdyne在美国制造,以低温液氢 (LH2) 和 液氧 (LOX) 为推进剂,每台发动机在真空中能产生1,033.1 kN(232,250 lbf)推力。 发动机最初的设计可以追溯到1959年Silverstein委员会(英语:Silverstein Committee)的建议。Rocketdyne在1960年6月获得了研发J-2发动机的许可,初次飞行(AS-201(英语:AS-201))在1966年2月26日进行。J-2发动机在它的历史中进行了数次较小的改进,以提高发动机的性能。此外还有2次大型升级计划,包括采用拉伐尔喷管的J-2S和采用塞式喷管的J-2T,但两者在阿波罗计划结束后都被取消了。
J-2进行测试点火。 | |
原产国 | 美国 |
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首次试车 | 1966年2月26日 (AS-201(英语:AS-201)) |
末次试车 | 1975年7月15日 (阿波罗-联盟测试计划) |
设计者 | 马歇尔太空飞行中心/Rocketdyne |
制造者 | Rocketdyne |
用途 | 上面级发动机 |
相关产品 | 土星1B号运载火箭 (S-IVB) 土星5号运载火箭 (S-II和S-IVB) |
下一代产品 | HG-3 J-2X |
现状 | 已退役 |
液态火箭发动机 | |
推进剂 | 液态氧 / 液态氢 |
混合比 | 5.5:1 |
系统 | 燃气发生器循环 |
构造 | |
喷管面积比 | 27.5:1 |
性能 | |
推力(真空) | 1,033.1 kN(232,250 lbf) |
推力(海平面) | 486.2 kN(109,302 lbf) |
推重比 | 73.18 |
燃烧室压力 | 5,260 kPa(763 psi) |
比冲(真空) | 421秒(4.13千米每秒) |
比冲(海平面) | 200秒(2.0千米每秒) |
燃烧时间 | 500 秒 |
尺寸 | |
长度 | 3.4米(11.1英尺) |
直径 | 2.1米(6.8英尺) |
净重 | 1,788.1千克(3,942英磅) |
参考文献 | |
参考文献 | [1][2][3] |
注释 | 数据取自SA-208/SA-504版本 |
J-2发动机的真空比冲为(Isp)421秒(4.13千米每秒),海平面比冲为200秒(2.0千米每秒) ,质量约为1,788千克(3,942英磅)。土星5号运载火箭的第二级S-II使用了5台J-2发动机,土星5号运载火箭以及土星1B号运载火箭的上面级S-IVB则使用了1台J-2发动机。曾有在更大型火箭的上面级上使用多台J-2发动机的提议,例如Nova火箭。J-2发动机是美国在RS-25之前曾生产的最大的液氢燃料火箭发动机。现代版的J-2发动机,J-2X发动机,被计划用于NASA的航天飞机替代者——太空发射系统的地球出发级。
不像当时大多数的现役液体燃料火箭发动机,当J-2发动机用于土星5号运载火箭的S-IVB第三级时,能够在关机之后再次点火。第一次点火持续约2分钟,将阿波罗飞船送入了一个近地停泊轨道。在乘员确认飞船运转一切正常之后,J-2发动机重新点火进行地月入射,点火持续6.5分钟,将航天器组合体加速送上奔月轨道。