Vulcain: differenze tra le versioni

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{{F|motori aeronautici|febbraio 2017|}}

[[Immagine:Moteur-Vulcain.jpg|thumbnail|350Px|Motore Vulcain al Museo delle Scienze e delle Tecniche della Villette a Parigi]]

[[File:Moteur-Vulcain.jpg|thumb|upright=1|Motore Vulcain alla [[Cité des sciences et de l'industrie]] di Parigi]]

[[ImmagineFile:SNECMA Vulcain II.jpg|thumbnail|Motore Vulcain II]]

'''Vulcain''' è un [[motore a razzo|motore]] [[criogenia|criogenico]] propulsore dello Stadio principalePrincipale Criotecnico (Étage Principal Cryotechnique) (EPC) del [[Vettore (astronautica)|lanciatore spaziale]] [[Ariane 5]]. Anche se viene acceso al suolo, al momento del decollo, per ragioni tecniche, concorre alla spinta iniziale solo per il 108% , fornendo invece il massimo della spinta durante la seconda fase del volo, dopo il distacco dei due [[boosters]] laterali o Stadi d’Accelerazioned'Accelerazione a Polvere (Étages d’Accélérationsd'Accélérations à Poudre) (EAP o P230) a [[propellente solido]], che assicurano il 90% della spinta al decollo.

Esistono diverse versioni di questo motore:

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==Sviluppo==

Lo sviluppo di Vulcain è iniziato nel [[1988]] in seguito al varo del programma [[Ariane 5]] da parte dei ministri europei durante la Conferenza dell'[[La HayeL'Aia|conferenza di La HayeAia]].

Lo sviluppo del motore Vulcain è stato assicurato da una cooperazione europea. Il [[CNES]] ha assicurato la direzione tecnica e finanziaria del programma e ha affidato la direzione dei lavori a [[Snecma|Snecma Moteurs]]. L’insiemeL'insieme del programma è stato finanziato dall'[[Agenzia spaziale europea]].

Dopo le prove dei componenti, le prove motori sono iniziate nell’aprilenell'aprile [[1990]].

Al momento del primo volo, il [[4 giugno]] [[1996]], il motore Vulcain aveva subito 285 prove, per un totale di 85  000 secondi di funzionamento.

Conformemente ai principi dell'[[Agenzia spaziale europea|ESA]], numerose industrie sono coinvolte nel programma :

* [[Snecma]] Moteurs ([[Francia]]) ha sviluppato la turbopompa a idrogeno, il generatore di gas e le saracinesche d'alimentazione ;

* [[EADS Astrium]] ([[Germania]]) ha sviluppato la [[camera di combustione]] con subappalto a Volvo Aero Corp. ([[Svezia]]) per il divergente e a MAN Technologie (Germania) per il cardano e la protezione termica ;

* [[Avio (azienda)|Avio]] ([[Italia]]) ha sviluppato la turbopompa a ossigeno ;

* Volvo Aero Corp. ([[Svezia]]) le turbine dell’idrogenodell'idrogeno e dell’ossigeno dell'ossigeno;

* [[Techspace Aero]] ([[Belgio]]) le valvole della camera d’iniezioned'iniezione, le valvole di spurgo e la valvola dei gas caldi ;

* [[Microtecnica]] ([[Italia]]) leha elettrovalvolesviluppato il sistema di elettrovalvole e valvole anti-ritorno ;

* [[SPE]] ([[OlandaPaesi Bassi]]) gli apparati d'accensione e avviamento ;

* [[AVICA]] ([[Gran Bretagna]]) le linee d'alimentazione e [[DEVTEC]] ([[Irlanda]]) i supporti.

==Tecnologia==

Il funzionamento di Vulcain è fondato sul ciclo a flusso derivato, nel quale le [[turbopompa|turbopompe]] che alimentano la camera sono mosse dalla combustione, in un generatore di gas, degli [[ergol]]s prelevati (3%) sul circuito principale. Il motore completo misura 3 metri, con un diametro all’uscitaall'uscita dell’ugellodell'ugello di 1,76  m.

La spinta di 1 140 [[Newton (unità di misura)|kN]] (114 tonnellate) è ottenuta attraverso l’eiezionel'eiezione a grande velocità del flusso di gas (250  kg/s) prodotto dalla combustione degli ergols nella camera di combustione. L'[[ossigeno]] liquido e l'[[idrogeno]] liquido sono introdotti nella camera attraverso un inettoreiniettore frontale che consiste in 516 elementi coassiali. In considerazione dell’elevatadell'elevata temperatura di combustione, la camera è raffreddata dalla circolazione dell'idrogeno in 360 canali longitudinali scavati nella parete.

Il divergente assicura l'accelerazione dei gas in [[regime supersonico]] fino a 4  000  m/s. E’È costituito da 456 tubi avvolti a elica e raffreddati a circolazione d'[[idrogeno]], secondo il processo del « dump cooling ».

L'alimentazione del motore a ergols ad alta pressione è assicurata da due turbopompe indipendenti:

* la turbopompa a idrogeno gira a 33  000 [[Giri al minuto|giri/min]] e sviluppa una potenza di 12  MW. E’È costituita da una pompa a due centrifughe associate a un induttore assiale e da una turbina supersonica a due stadi ;

* la turbopompa a ossigeno gira a 13  000 giri/min, sviluppa una potenza di 3,7  MW e funziona al disotto della prima velocità critica.

L'energia necessaria al funzionamento delle due turbine è fornita dai gas di combustione prodotti in un generatore di gas unico. Un forte eccesso d'idrogeno ha l’effettol'effetto di limitare la temperatura dei gas, pur rendendoli riduttoririducenti, in modo da proteggere le pale della turbina.

L’avviamentoL'avviamento del motore si fa al suolo affinchèaffinché il suo funzionamento possa essere controllato prima dell’accensione degli stadi e il suo funzionamento possa esserere controllato prima dell’accensionedell'accensione degli stadi a combustibile solido del lanciatore e del decollo. E’È assicurato da un sistema d’accensioned'accensione a combustibile solido che mette in movimento le turbopompe, accendini pirotecnici iniziano la combustione nella camera e nel generatore di gas.

La durata di vita massima del motore è di 6000 secondi e 20 avviamenti.

L'impulso specifico raggiunge nel vuoto 431,2 s.

Vulcain 2 è un miglioramento di Vulcain, che porta la spinta a 1350  kN, e l'impulso specifico a 434,2 s. E’È alto 3,60  m, con un diametro, all’uscitaall'uscita dell’ugellodell'ugello, di 2,15  m. La turbopompa a idrogeno sviluppa 14  MW.

== Specifiche tecniche ==

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! align=center| Version

! align=center| Vulcain 1 (Vulcain 1B)

! align=center| Vulcain 2<ref name="snecma-pdf">{{fr}}[http://www.snecma.com/IMG/pdf/VULCAIN2_Francais.pdf CaractéristiquesCaratteristiche techniquestecniche sursul lesito sitedel du constructeurcostruttore Snecma] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20081126013728/http://www.snecma.com/IMG/pdf/VULCAIN2_Francais.pdf |data=26 novembre 2008 }}.</ref>

|- align=center

| align=left| Altezza

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|- align=center

| align=left| Massa

| 1686 &nbsp;kg

| 2100 &nbsp;kg

|- align=center

| align=left| [[Ergol|Propergols]]

| [[Ossigeno]] liquido (LOX) e [[Idrogeno]] liquido (LH2) in rapporto 5,9:1

| [[Ossigeno]] liquido (LOX) e [[Idrogeno]] liquido (LH2) in rapporto 6,1:1

|-

|- align=center

| align=left| Velocità di rotazione delle turbopompe<ref name="volvo1">{{en}}[http://www.volvo.com/NR/rdonlyres/29F19ACA-3742-4905-A651-9837535F0676/0/LOXTurbine2005.pdf Specifiche della turbopompa LOX del fabbricante Volvo] (anglais){{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20070930024245/http://www.volvo.com/NR/rdonlyres/29F19ACA-3742-4905-A651-9837535F0676/0/LOXTurbine2005.pdf |data=30 settembre 2007 }}.</ref><ref name="volvo2">{{en}}[http://www.volvo.com/NR/rdonlyres/185084F6-EA3F-46C4-B45E-EAD988D76467/0/LH2Turbine2005.pdf Specifiche della turbopompa LHE del fabbricante Volvo] (anglais){{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20070930024202/http://www.volvo.com/NR/rdonlyres/185084F6-EA3F-46C4-B45E-EAD988D76467/0/LH2Turbine2005.pdf |data=30 settembre 2007 }}.</ref>

| 11&thinsp;000 – 14&thinsp;800 rpmgiri/min (LOX) resp. 28&thinsp;500 – 36&thinsp;000 rpmgiri/min (LH2)

| 11&thinsp;300 – 13&thinsp;700 rpmgiri/min (LOX) resp. 31&thinsp;800 – 39&thinsp;800 rpmgiri/min (LH2)

|-

|- align=center

| align=left| Potenza della turbopompa

| 2,0 – 4,8 [[Watt|MW]] (LOX) resp. 7,4 – 15,5 [[Watt|MW]] (LH2)

| 3,7 – 6,6 [[Watt|MW]] (LOX) resp. 9,9 &nbsp;– 20,4 [[Watt|MW]] (LH2)

|-

|- align=center

| align=left| Pressione nella camera di combustione

| 100 [[bar (unità di misura)|bar]] (110 bar)

| 115 [[bar (unità di misura)|bar]]

|-

|- align=center

| align=left| Spinta nel vuoto

| 1120 [[Newton (unità di misura)|kN]] (1140 &nbsp;kN)

| 1340 [[Newton (unità di misura)|kN]]

|-

|- align=center

| align=left| Spinta al suolo

| 815 [[Newton (unità di misura)|kN]]

| 960 [[Newton (unità di misura)|kN]]

|-

|- align=center

| align=left| Impulso specifico nel vuoto ([[Sistema internazionale di unità di misura|SI]])

| 4228 &nbsp;m/s

| 4228 &nbsp;m/s

|}

== Note e referenze ==

<references/>

== Altri progetti ==

{{Portale|Astronautica}}

{{interprogetto}}

{{Portale|astronautica|aviazione}}

[[Categoria:Motori a razzo|Vulcain]]

[[deCategoria:Motori a razzo|Vulcain]]

[[en:Vulcain (rocket engine)]]

[[fr:Moteur Vulcain]]

[[fi:Vulcain (rakettimoottori)]]

[[ja:ヴァルカンエンジン]]

[[nl:Vulcainmotor]]

[[pl:Vulcain 2]]

[[ru:Vulcain (ракетный двигатель)]]

[[zh:火神发动机]]