Почему жидкостные двигатели 22N и 440N довольно распространены?

Часто можно заметить, что жидкостные двигатели апогея имеют тягу 440 Н, а системы ориентации — 22 Н.

Есть ли причина, по которой тяги пропорциональны? Если двигатели масштабируются для снижения стоимости и времени разработки, есть ли какие-либо инженерные преимущества в том, чтобы они были пропорциональны? Или, точнее, почему двигатели 22N и 440N довольно распространены?

Некоторые цитаты:

Двигатели класса 22 N, изготовленные из рения с иридиевым покрытием, продемонстрировали удельные импульсы в установившемся режиме на 20–25 секунд выше, чем у ниобиевых камер. Ожидается, что двигатели Ir-Re Apogee класса 440 N будут обеспечивать дополнительные 10–15 секунд.

Двухкомпонентный жидкостный двигатель Apogee (LAM) с тягой 440 Н используется в космических кораблях серии INSAT-2 для подъема орбиты, а двухкомпонентные двигатели с тягой 22 Н используются для управления ориентацией и удержания станции.

Подсистема состоит из одного двигателя апогея 490 Н (110 фунтов) и двенадцати двигателей ориентации и управления орбитой 22 Н (5 фунтов), использующих жидкостные двухкомпонентные ракетные топлива.

В то время как значения 440 и 22 в единицах СИ кажутся произвольными, они превращаются в приятные и круглые 100 фунтов силы и 5 фунтов силы в какой-то древней системе единиц измерения. Скорее всего, какая-то компания начала производить подруливающие устройства с этими значениями, а другие последовали за ними, чтобы иметь некоторую совместимость.
@asdfex Это отличный ответ.

Ответы (1)

Как отмечает @asdfex, 440 Н и 22 Н — удобные круглые числа в имперских единицах: 100 фунтов-силы и 5 фунтов-силы.

Точные значения тяги для маневровых двигателей малых космических кораблей обычно не имеют решающего значения для конструкции этих кораблей; если подруливающее устройство немного больше или меньше, маневры будут занимать чуть меньше или чуть больше времени. Таким образом, часто используются стандартизированные, известные и надежные серийные подруливающие устройства с классификацией производительности с круглыми числами; точные значения тяги могут немного отличаться от цифр класса.

В ваших ссылках обычно называют двигатели 440N "апогеем" или "поднятием орбиты" - они используются для вывода спутника на его окончательную орбиту после того, как ракета-носитель выводит его на переходную орбиту, - а двигатели 22N "поддерживающие станцию" - используются для его удержания. там. Вывод на орбиту должен быть выполнен за относительно короткий промежуток времени, чтобы быть эффективным, отсюда и более крупный двигатель, но управление ориентацией и коррекция орбиты могут выполняться на досуге. Масса большинства орбитальных спутников составляет около 2-5 тонн, в этом диапазоне двигатели 440N и 22N имеют подходящие размеры для выведения и удержания на месте.

(Космический корабль «Аполлон», будучи в 10-20 раз тяжелее обычного спутника, нуждался в двигателях мощностью 440 Н для управления ориентацией!)

Двухкомпонентный двигатель Р - , вероятно, является прародителем обычных двигателей «класса 440Н». Первоначально он был разработан Марквардтом для лунного орбитального аппарата 1964 года, адаптирован как для служебного модуля Аполлона, так и для лунного модуля, и с тех пор широко используется на многих спутниках и космических кораблях; Aerojet Rocketdyne теперь владеет дизайном. На самом деле это двигатель мощностью 490 Н (110 фунтов силы); Я подозреваю, что в проекте Lunar Orbiter был указан двигатель мощностью 100 фунтов силы, а Marquardt превзошел все ожидания.

Двигатель GOES Apogee почти наверняка представляет собой Р-4Д; в документе, на который вы ссылаетесь, описывается сопло с коэффициентом расширения 164: 1, которое является одним из трех стандартных вариантов для этого устройства.

ISRO LAM выглядит, по крайней мере, внешне как копия R-4D, что имеет хороший экономический смысл, если вы собираетесь летать на них много.

R-6 был создан на основе конструкции спутника Advent военных США примерно в 1959 году; это подруливающее устройство «класса 22N» исторически было доступно в версии 33N .

Это гораздо больше ответа, чем мой трехстрочный комментарий выше :). У Rocketdyne есть хороший обзор их различных двигателей, включая промежуточную версию 110N и большую версию 4000N :
Точно так же открытие обтекателей при нагреве достигло бы четырехзначного числа 1135 Вт / м ^ 2 , возможно, потому, что в имперских единицах это 0,1 БТЕ на квадратный фут.
Ха-ха! Это оказалось действительно разочаровывающим, потому что я не ожидал исторического ответа, основанного на юнитах! Спасибо за ответ..
@uhoh Интересно. Что можно ожидать при тепловом потоке 0,1 БТЕ/кв. фут?
@karthikeyan О, я думаю, что ответ по ссылке объясняет это. Если нет, то лучший комментарий там. Здесь я сделал комментарий только для того, чтобы отметить другой пост здесь с аналогичным «разочаровывающим» результатом (на этот раз для меня), где причудливое число в единицах СИ оказывается однозначной цифрой в более старых имперских единицах.
@uhoh, не поймите меня неправильно, когда я сказал "разочаровывающий"! Я понимаю, что ответ/комментарий действительно стоящий, но он оказался неожиданным. Наверное, я употребил неправильное слово!
@karthikeyan о нет, совсем нет! Это именно то слово, которое я бы использовал. Я думаю, что это забавно, поскольку формулировка подразумевает, что некоторые ответы оказываются кульминационными и глубокими, тогда как на самом деле, я думаю, что большинство вещей просто в конечном итоге становятся забавными и интересными независимо от ответа. Здесь бегло говорят на "насмешливом языке" ;-)