Merlin
Merlin to silnik cyklu generatora gazowego spalający naftę rakietową (RP-1) z ciekłym tlenem. Napędza rodzinę Falcon — najczęściej latającą rakietę na świecie. Charakteryzuje się wyjątkowym stosunkiem ciąg/masa i niezawodnością potwierdzoną w setkach lotów. To obecnie najczęściej produkowany i latający silnik rakietowy na świecie.
Historia rozwoju
Prace nad silnikiem Merlin rozpoczęły się w 2002 roku, niemal równocześnie z powstaniem SpaceX. Nazwa nawiązuje do gwiazdy Merlin (κ Orionis) w gwiazdozbiorze Oriona — zgodnie z tradycją SpaceX nazywania silników od gwiazd i planet.
Pierwsza wersja — Merlin 1A — miała ablacyjnie chłodzoną komorę spalania i generowała ok. 340 kN ciągu. Zadebiutowała na inauguracyjnym locie Falcon 1 24 marca 2006 roku, który zakończył się niepowodzeniem po 25 sekundach z powodu pożaru przewodu paliwowego. Kolejne iteracje — Merlin 1B (nigdy nie latał) i Merlin 1C — wprowadziły chłodzenie regeneracyjne, co radykalnie zwiększyło trwałość i ciąg.
Przełomem była wersja Merlin 1D z 2013 roku, która podwoiła ciąg w stosunku do 1C (z 420 do 845 kN) przy jednoczesnym zmniejszeniu masy silnika. Ta wersja stała się fundamentem programu Falcon 9 Full Thrust i umożliwiła realizację lądowań pierwszego stopnia.
Kluczowe innowacje
Wtryskiwacz pintle — Merlin jest jednym z nielicznych współczesnych silników wykorzystujących wtryskiwacz typu pintle, inspirowany silnikiem LEM modułu księżycowego Apollo. Ta konstrukcja umożliwia głębokie dławienie (do 40% ciągu) niezbędne do lądowania boosterów.
Architektura oktaweb — dziewięć silników Merlin 1D na pierwszym stopniu Falcon 9 jest zamontowanych w strukturze oktaweb, zapewniającej optymalny rozkład obciążeń. Konfiguracja ta daje redundancję — misja może być kontynuowana nawet po awarii jednego lub dwóch silników.
Zapalniki TEA-TEB — trietyloglin/trietylbor zapewniają natychmiastowy, niezawodny zapłon wielokrotny. Charakterystyczna zielona poświata przy starcie to efekt spalania tych substancji.
Skalowalność produkcji — SpaceX zoptymalizował produkcję Merlinów do poziomu nieosiągalnego przez żadnego innego producenta silników rakietowych. Firma produkuje ponad 500 silników rocznie w swojej fabryce w Hawthorne, Kalifornia. Więcej informacji o procesie produkcji w sekcji Produkcja i testowanie.
Konfiguracja silników Merlin
| Pojazd | Pierwszy stopień | Drugi stopień | Razem |
|---|---|---|---|
| Falcon 9 | 9× Merlin 1D | 1× MVac | 10 |
| Falcon Heavy | 27× Merlin 1D | 1× MVac | 28 |
Rekord niezawodności
Merlin to silnik o jednym z najlepszych rekordów niezawodności w historii kosmonautyki. Od czasu przejścia na wersję 1D w 2013 roku, tysiące silników Merlin wykonały loty orbitalne z ponad 99% skutecznością. Każdy lot Falcon 9 uruchamia co najmniej 10 silników Merlin (9 na pierwszym stopniu + 1 MVac na drugim), a Falcon Heavy aż 28.
Wiele egzemplarzy Merlin 1D przetrwało ponad 10 lotów na tym samym boosterze, udowadniając trwałość konstrukcji daleko wykraczającą poza pierwotne założenia projektowe.
Warianty
Rodzina Merlin obejmuje dwa aktywne warianty:
- Merlin 1D — wersja do lotu na poziomie morza, 845 kN ciągu
- Merlin 1D Vacuum (MVac) — wersja próżniowa z powiększoną dyszą, 981 kN ciągu
Porównanie parametrów Merlina z innymi silnikami SpaceX: Porównanie silników.
Powiązane strony
- Falcon 9 — główny pojazd napędzany silnikami Merlin
- Falcon Heavy — trójrdzeniowa rakieta z 27 silnikami Merlin
- Silniki Falcon 9 — szczegóły integracji silników z pojazdem
- Boostery Falcon 9 — wielokrotnie używane stopnie z silnikami Merlin
- Wielokrotne użycie — jak Merlin umożliwia lądowania
- Raptor — następca koncepcyjny, silnik nowej generacji do Starshipa
- Produkcja i testowanie — proces produkcji silników SpaceX