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Motor de cohete J-2

Enero 26, 2022

El J-2, desarrollado por Rocketdyne, fue el mayor motor propulsado por hidrógeno líquido de Estados Unidos antes de los motores SSME del transbordador espacial (Space Shuttle main engines), y ha sido resucitado para el respaldo del regreso a la Luna de la NASA.

J-2

Especificaciones del motor de cohete J-2. (en inglés)
País de origen Estados Unidos
Fabricante Rocketdyne
Cohete de combustible líquido
Propergol LH2 / LOX
Rendimiento
Empuje (vacío) 232.250 lbf (1.033,100 kN)
Empuje (nivel del mar) 109.302 lbf (486,200 kN)
Empuje (por peso) 73,18
Impulso (vacío) 421 s
Impulso (nivel del mar) 200 s
[editar datos en Wikidata]
Segunda etapa del Saturno V, con cinco motores J-2.

El J-2 fue un importante componente del cohete Saturno V. Se usaron Cinco motores J-2 en la fase S-II, la segunda etapa de dicho cohete, un motor más en la tercera fase S-IVB, y la segunda etapa del Saturno IB. Además, existió la posibilidad de usar varios motores J-2 en las etapas superiores del hipotético cohete Nova.

Una característica única de este motor (en su tiempo) era su habilidad de reiniciarse después de apagarse. El motor J-2 en el S-IVB tenía la intención de encenderse dos veces. La primera ignición, de aproximadamente dos minutos, colocaba la nave Apolo en órbita terrestre, y luego se apagaba. Después de que la tripulación comprobara que la nave estaba operando correctamente, el J-2 se reiniciaba para la inyección translunar. Estos 6.5 minutos de encendido aceleraban la nave Apolo a velocidad de escape, y con rumbo a la Luna.

J-2S

Se inició en 1964 un programa experimental para mejorar el rendimiento del J-2, llamada J-2X (no se debe confundir con la variante actual, del mismo nombre). El cambio principal al diseño original del J-2 fue cambiar de sistema de regulación de gas, que suministraba el gas caliente desde una válvula en la cámara de combustión en lugar de un quemador por separado. Además de reducir la cantidad de partes del motor, también redujo la dificultad del proceso de ignición y la temporización adecuada de varios quemadores.

Los cambios adicionales incluyeron un sistema de acelerador, permitiendo mayor flexibilidad en las misiones, lo cual también requería un sistema de mezcla variable para combinar apropiadamente el combustible con oxígeno para diversas presiones de operación. También incluyó un nuevo modo de ralentí, que producía un empuje menor y podría ser utilizado para hacer cambios de rumbo en órbita o para acomodar (también en órbita) los tanques de combustible antes de la aceleración.

Durante el programa experimental, Rocketdyne también produjo una serie de seis modelos de prueba, los J2S. Estos fueron ensayados muchas veces entre 1965 y 1972, para un total de 30.858 segundos de combustión. En 1972, se confirmó que no habría pedidos futuros para cohetes Saturno, lo cual acabó con el programa. la NASA consideró utilizar el J2S en un número de misiones distintas, y durante algún tiempo se había pensado instalar un conjunto de cinco de ellos para impulsar el Transbordador Espacial, una configuración que puede ser vista en los primeros planos de la nave.

J-2T

J-2X

 
Imagen conceptual del motor J-2X.

Una nueva variante de este motor, llamada el J-2X, está siendo diseñada para dar soporte al futuro Proyecto Constelación y su nave Orión basada en el proyecto Apolo, que reemplazará al transbordador espacial a partir de su retiro en 2011. Originalmente el plan era usar dos motores J-2X, así como la central eléctrica, solo para la Earth Departure Stage (EDS). Un motor J-2X generará 1,3MN para la EDS.[1]​

Con el gasto de convertir el SSME de un motor de ignición en tierra a uno en el aire, incluyendo el gasto de construir y encender nuevos SSMEs para cada misión, la NASA también decidió adoptar el motor J-2X para la segunda etapa del Ares I. Esta decisión, hecha el 18 de febrero de 2006 permitiría a la NASA poder lanzar el cohete Ares I dentro de los 3 años después de la retirado del transbordador en 2011 y permitiría el lanzamiento de la nave Orión en 2014. Además, el uso del J-2X en ambos cohetes posibilitará a la NASA simplificar la construcción de apoyo a la Orión. La NASA comenzó la construcción de una nueva postura de pruebas para pruebas de altitud de los motores J-2X en el Stennis Space Center (SSC) el 23 de agosto de 2007.[2]​ Entre diciembre de 2007 y mayo de 2008, se dirigieron en el SSC nueve pruebas de componentes heredados del motor J-2 en preparación para el diseño del motor J-2X.[3]​

El nuevo J-2X será diseñado para ser más eficiente y más simple de construir que su antecesor, y a un costo menor que los motores SSME del transbordador espacial.

El 16 de julio de 2007, la NASA oficialmente concedió a Pratt and Whitney de Rocketdyne, Inc. el contrato de $1200 millones de dólares "para el diseño y desarrollo, para las pruebas y la evaluación del motor de cohete J-2X que impulsará las etapas superiores de los vehículos de lanzamiento Ares I y Ares V".[4]​ El 8 de septiembre de 2008 Rocketdyne anunció que la prueba de un gas generator como los que se usarán para los motores J-2X tuvo éxito.[5]​ La primera prueba de encendido de un J-2X está programada que tenga lugar en 2010 en el Centro espacial John C. Stennis.[6]​

Primeras pruebas del J2-X

 
Prueba del motor. NASA/SSC

El 28 de septiembre de 2011, la NASA realizó una prueba de 40 segundos del motor de la próxima generación seleccionada como parte de la arquitectura de sistema de lanzamiento espacial que una vez más, llevará a los seres humanos al espacio profundo. Fue una prueba al 99% de la capacidad total de energía del motor para así obtener una mejor comprensión de los sistemas de arranque y parada y poder evaluar las modificaciones realizadas como resultados de las pruebas de fuego anteriores.[7]​

La prueba fue realizada en el John C. Stennis Space Center en el sur de Missippi apenas dos semanas después que la agencia anunciara sus planes para el nuevo SLS para ser accionado por el núcleo de etapas RS-25 D / E y las etapas superiores de J2-X. El hidrógeno y el oxígeno líquido para el J-2X está siendo desarrollado para la NASA en el Centro Marshall para Vuelos Espaciales, en Huntsville, Alabama, por la Pratt & Whitney Rocketdyne.

Especificaciones

J-2

Empuje (altitud): 200.000 lbf (890 kN)
Burn time: 500 s
Impulso específico: 418 s (4099 m/s)
Peso del motor - en seco: 3.480 lb (1.579 kg)
Peso del motor - en uso: 3.609 lb (1.637 kg)
Exit to Throat Area ratio: 27,5 to 1
Combustibles: LOX & LH2
Mixture ratio: 5,50
Contratista: NAA/Rocketdyne
Aplicación: Saturn IB y Saturn V / S-IVB etapa superior - 1-motor
Aplicación: Saturn V / S-II 2.ª etapa - 5 motores

J-2S

Empuje en el vacío: 265.000 lbf (1179 kN)
Impulso específico en el vacío: 436 s (4276 m/s)
Peso del motor básico - en seco: 3.235 lb (1.467 kg)
Peso del motor con accesorios - en seco: 3.800 lb (1.724 kg)
Combustibles: LOX & LH2
Mixture ratio: 5,50
Contratista: Rockwell International/Rocketdyne

J-2X


Empuje en el vacío: 294.000 lbf
Impulso específico en el vacío: 448 s
Peso del motor básico - en seco: 5.450 lb
Combustibles: LOX & LH2
Contratista: Rocketdyne
Aplicación: SLS block 1 etapa superior - 1 motor

Referencias

  • Bilstein, Robert E. (2003). Stages to Saturn: a technological history of the Apollo/Saturn launch vehicles. Gainesville: University of Florida Press. ISBN 0-8130-2691-1. 

Notas

  1. «Press release preview». Archivado desde el original el 1 de abril de 2012. Consultado el 28 de enero de 2008. 
  2. «NASA's Stennis Space Center Marks New Chapter in Space Exploration». NASA. 
  3. «NASA Successfully Completes First Series of Ares Engine Tests». NASA. 2008-05-08. 
  4. «NASA Awards Upper Stage Engine Contract for Ares Rockets». NASA. 2007-07-16. Consultado el 17 de julio de 2007. 
  5. . Pratt & Whitney Rocketdyne. 8 de septiembre de 2008. Archivado desde el original el 9 de agosto de 2009. Consultado el 8 de noviembre de 2009. 
  6. . Pratt & Whitney Rocketdyne. 19 de noviembre de 2008. Archivado desde el original el 11 de agosto de 2009. Consultado el 8 de noviembre de 2009. 
  7. Page Editor: Brooke Boen, NASA Tests Deep Space J-2X Rocket Engine at Stennis. NASA http://www.nasa.gov/mission_pages/j2x/40_second_test.html. Consultado el 29 de septiembre de 2011.  Falta el |título= (ayuda)

Enlaces externos

  • Encyclopedia Astronautica link about the J-2 (en inglés)
  • (en inglés)
  •   Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Motor de cohete J-2.
  •   Datos: Q967676
  •   Multimedia: J-2 (rocket engine)

Enero 26, 2022
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El J 2 desarrollado por Rocketdyne fue el mayor motor propulsado por hidrogeno liquido de Estados Unidos antes de los motores SSME del transbordador espacial Space Shuttle main engines y ha sido resucitado para el respaldo del regreso a la Luna de la NASA J 2Especificaciones del motor de cohete J 2 en ingles Pais de origenEstados UnidosFabricanteRocketdyneCohete de combustible liquidoPropergolLH2 LOXRendimientoEmpuje vacio 232 250 lbf 1 033 100 kN Empuje nivel del mar 109 302 lbf 486 200 kN Empuje por peso 73 18Impulso vacio 421 sImpulso nivel del mar 200 s editar datos en Wikidata Segunda etapa del Saturno V con cinco motores J 2 El J 2 fue un importante componente del cohete Saturno V Se usaron Cinco motores J 2 en la fase S II la segunda etapa de dicho cohete un motor mas en la tercera fase S IVB y la segunda etapa del Saturno IB Ademas existio la posibilidad de usar varios motores J 2 en las etapas superiores del hipotetico cohete Nova Una caracteristica unica de este motor en su tiempo era su habilidad de reiniciarse despues de apagarse El motor J 2 en el S IVB tenia la intencion de encenderse dos veces La primera ignicion de aproximadamente dos minutos colocaba la nave Apolo en orbita terrestre y luego se apagaba Despues de que la tripulacion comprobara que la nave estaba operando correctamente el J 2 se reiniciaba para la inyeccion translunar Estos 6 5 minutos de encendido aceleraban la nave Apolo a velocidad de escape y con rumbo a la Luna Indice 1 J 2S 2 J 2T 3 J 2X 3 1 Primeras pruebas del J2 X 4 Especificaciones 4 1 J 2 4 2 J 2S 4 3 J 2X 5 Referencias 6 Notas 7 Enlaces externosJ 2S EditarSe inicio en 1964 un programa experimental para mejorar el rendimiento del J 2 llamada J 2X no se debe confundir con la variante actual del mismo nombre El cambio principal al diseno original del J 2 fue cambiar de sistema de regulacion de gas que suministraba el gas caliente desde una valvula en la camara de combustion en lugar de un quemador por separado Ademas de reducir la cantidad de partes del motor tambien redujo la dificultad del proceso de ignicion y la temporizacion adecuada de varios quemadores Los cambios adicionales incluyeron un sistema de acelerador permitiendo mayor flexibilidad en las misiones lo cual tambien requeria un sistema de mezcla variable para combinar apropiadamente el combustible con oxigeno para diversas presiones de operacion Tambien incluyo un nuevo modo de ralenti que producia un empuje menor y podria ser utilizado para hacer cambios de rumbo en orbita o para acomodar tambien en orbita los tanques de combustible antes de la aceleracion Durante el programa experimental Rocketdyne tambien produjo una serie de seis modelos de prueba los J2S Estos fueron ensayados muchas veces entre 1965 y 1972 para un total de 30 858 segundos de combustion En 1972 se confirmo que no habria pedidos futuros para cohetes Saturno lo cual acabo con el programa la NASA considero utilizar el J2S en un numero de misiones distintas y durante algun tiempo se habia pensado instalar un conjunto de cinco de ellos para impulsar el Transbordador Espacial una configuracion que puede ser vista en los primeros planos de la nave J 2T EditarJ 2X Editar Imagen conceptual del motor J 2X Una nueva variante de este motor llamada el J 2X esta siendo disenada para dar soporte al futuro Proyecto Constelacion y su nave Orion basada en el proyecto Apolo que reemplazara al transbordador espacial a partir de su retiro en 2011 Originalmente el plan era usar dos motores J 2X asi como la central electrica solo para la Earth Departure Stage EDS Un motor J 2X generara 1 3MN para la EDS 1 Con el gasto de convertir el SSME de un motor de ignicion en tierra a uno en el aire incluyendo el gasto de construir y encender nuevos SSMEs para cada mision la NASA tambien decidio adoptar el motor J 2X para la segunda etapa del Ares I Esta decision hecha el 18 de febrero de 2006 permitiria a la NASA poder lanzar el cohete Ares I dentro de los 3 anos despues de la retirado del transbordador en 2011 y permitiria el lanzamiento de la nave Orion en 2014 Ademas el uso del J 2X en ambos cohetes posibilitara a la NASA simplificar la construccion de apoyo a la Orion La NASA comenzo la construccion de una nueva postura de pruebas para pruebas de altitud de los motores J 2X en el Stennis Space Center SSC el 23 de agosto de 2007 2 Entre diciembre de 2007 y mayo de 2008 se dirigieron en el SSC nueve pruebas de componentes heredados del motor J 2 en preparacion para el diseno del motor J 2X 3 El nuevo J 2X sera disenado para ser mas eficiente y mas simple de construir que su antecesor y a un costo menor que los motores SSME del transbordador espacial El 16 de julio de 2007 la NASA oficialmente concedio a Pratt and Whitney de Rocketdyne Inc el contrato de 1200 millones de dolares para el diseno y desarrollo para las pruebas y la evaluacion del motor de cohete J 2X que impulsara las etapas superiores de los vehiculos de lanzamiento Ares I y Ares V 4 El 8 de septiembre de 2008 Rocketdyne anuncio que la prueba de un gas generator como los que se usaran para los motores J 2X tuvo exito 5 La primera prueba de encendido de un J 2X esta programada que tenga lugar en 2010 en el Centro espacial John C Stennis 6 Primeras pruebas del J2 X Editar Prueba del motor NASA SSC El 28 de septiembre de 2011 la NASA realizo una prueba de 40 segundos del motor de la proxima generacion seleccionada como parte de la arquitectura de sistema de lanzamiento espacial que una vez mas llevara a los seres humanos al espacio profundo Fue una prueba al 99 de la capacidad total de energia del motor para asi obtener una mejor comprension de los sistemas de arranque y parada y poder evaluar las modificaciones realizadas como resultados de las pruebas de fuego anteriores 7 La prueba fue realizada en el John C Stennis Space Center en el sur de Missippi apenas dos semanas despues que la agencia anunciara sus planes para el nuevo SLS para ser accionado por el nucleo de etapas RS 25 D E y las etapas superiores de J2 X El hidrogeno y el oxigeno liquido para el J 2X esta siendo desarrollado para la NASA en el Centro Marshall para Vuelos Espaciales en Huntsville Alabama por la Pratt amp Whitney Rocketdyne Especificaciones EditarJ 2 Editar Empuje altitud 200 000 lbf 890 kN Burn time 500 s Impulso especifico 418 s 4099 m s Peso del motor en seco 3 480 lb 1 579 kg Peso del motor en uso 3 609 lb 1 637 kg Exit to Throat Area ratio 27 5 to 1 Combustibles LOX amp LH2 Mixture ratio 5 50 Contratista NAA Rocketdyne Aplicacion Saturn IB y Saturn V S IVB etapa superior 1 motor Aplicacion Saturn V S II 2 ª etapa 5 motores J 2S Editar Empuje en el vacio 265 000 lbf 1179 kN Impulso especifico en el vacio 436 s 4276 m s Peso del motor basico en seco 3 235 lb 1 467 kg Peso del motor con accesorios en seco 3 800 lb 1 724 kg Combustibles LOX amp LH2 Mixture ratio 5 50 Contratista Rockwell International Rocketdyne J 2X Editar 1 Empuje en el vacio 294 000 lbf Impulso especifico en el vacio 448 s Peso del motor basico en seco 5 450 lb Combustibles LOX amp LH2 Contratista Rocketdyne Aplicacion SLS block 1 etapa superior 1 motorReferencias EditarBilstein Robert E 2003 Stages to Saturn a technological history of the Apollo Saturn launch vehicles Gainesville University of Florida Press ISBN 0 8130 2691 1 Notas Editar Press release preview Archivado desde el original el 1 de abril de 2012 Consultado el 28 de enero de 2008 NASA s Stennis Space Center Marks New Chapter in Space Exploration NASA NASA Successfully Completes First Series of Ares Engine Tests NASA 2008 05 08 NASA Awards Upper Stage Engine Contract for Ares Rockets NASA 2007 07 16 Consultado el 17 de julio de 2007 Pratt amp Whitney Rocketdyne Completes Successful Test of J 2X Gas Generator Pratt amp Whitney Rocketdyne 8 de septiembre de 2008 Archivado desde el original el 9 de agosto de 2009 Consultado el 8 de noviembre de 2009 Pratt amp Whitney Rocketdyne Successfully Completes Critical Design Review on J 2X Rocket Engine Pratt amp Whitney Rocketdyne 19 de noviembre de 2008 Archivado desde el original el 11 de agosto de 2009 Consultado el 8 de noviembre de 2009 Page Editor Brooke Boen NASA Tests Deep Space J 2X Rocket Engine at Stennis NASA http www nasa gov mission pages j2x 40 second test html Consultado el 29 de septiembre de 2011 Falta el titulo ayuda Enlaces externos EditarEncyclopedia Astronautica link about the J 2 en ingles Encyclopedia Astronautica link about the J 2S en ingles Wikimedia Commons alberga una categoria multimedia sobre Motor de cohete J 2 Datos Q967676 Multimedia J 2 rocket engine Obtenido de https es wikipedia org w index php title Motor de cohete J 2 amp oldid 134907711, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

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