El LR87 fue un motor cohete de propulsante líquido estadounidense utilizado en las primeras etapas de los misiles balísticos intercontinentales Titán y sus vehículos de lanzamiento . [1] Compuesto por dos motores con cámaras de combustión separadas y maquinaria de turbobomba , [2] se considera una sola unidad y nunca fue volado como un motor de una sola cámara de combustión ni diseñado para esto. El LR87 voló por primera vez en 1959. [1]
El LR87 fue desarrollado a finales de la década de 1950 por Aerojet . [3] : 82,319 Fue el primer motor de cohete de producción capaz (en sus diversos modelos) de quemar las tres combinaciones de propulsante líquido para cohetes más comunes: oxígeno líquido / RP-1 , tetróxido de nitrógeno (NTO)/ Aerozine 50 (una mezcla 50:50 en masa de hidracina y UDMH ) y oxígeno líquido/ hidrógeno líquido . [4] El motor funcionaba en un ciclo abierto de generador de gas y utilizaba una cámara de combustión refrigerada regenerativamente. Para cada conjunto de cámara de empuje, una única turbina de alta velocidad impulsaba las bombas centrífugas de combustible y oxidante de menor velocidad a través de engranajes, una configuración diseñada para una alta eficiencia de turbobomba. Esto redujo el uso de combustible en el generador de gas y mejoró el impulso específico. [3] : 380-385 El LR87 sirvió como plantilla para el LR-91 , que se utilizó en la segunda etapa del misil Titán. [5]
El LR87 era un motor de empuje fijo, que no podía ser regulado o reiniciado en vuelo. El LR87 entregaba aproximadamente 1.900 kilonewtons (430.000 libras) de empuje en su configuración hipergólica . [1] Los primeros motores LR87 utilizados en el Titan I quemaban RP-1 y oxígeno líquido. [6] [1] Debido a que el oxígeno líquido es criogénico , no podía almacenarse en el misil durante largos períodos de tiempo y tenía que cargarse antes de que el misil pudiera lanzarse. Para el Titan II , el motor fue modificado para usar Aerozine 50 y tetróxido de nitrógeno, que son hipergólicos y almacenables a temperatura ambiente. Esto permitió que los misiles Titan II se mantuvieran completamente cargados de combustible y listos para lanzarse en poco tiempo. [1]
Para los Titan III y IV , que eran vehículos de lanzamiento espacial más grandes y con mayor capacidad, el LR87 se modificó aún más. La relación de empuje y área de la tobera se incrementó progresivamente, lo que requirió turbobombas, tuberías y otras piezas más pesadas. [3] : 384
Utilizado en el Titan I , el LR87-3 quemaba oxígeno líquido y RP-1. [4] Tras el retiro del programa de misiles Titan, estos motores no se utilizaron más. [ cita requerida ] El LR87-3 también funcionaba con NTO/Aerozine 50 y se probó en tierra con LOX/H2 (con una nueva bomba de combustible), lo que lo convirtió en uno de los pocos motores que funcionaron con tres combinaciones de propulsantes diferentes. [3] : 383
En lugar de oxígeno líquido y RP-1, el Titan II utilizó tetróxido de nitrógeno y Aerozine 50. Este cambio se realizó para facilitar el almacenamiento a pedido de la Fuerza Aérea de los EE. UU. [3] : 381 El motor era generalmente más ligero y simple que su predecesor, en parte debido al uso de propulsores hipergólicos , que no necesitan un sistema de encendido independiente. Los motores también tenían controles más simples, cartuchos de propulsor sólido para iniciar las turbobombas, inyectores simplificados y presurización autógena , reemplazando los pesados tanques de gas helio frío. En cambio, el tanque de combustible se presurizó con escape de generador de gas rico en combustible, y el tanque oxidante con NTO se evaporó en un intercambiador de calor utilizando escape de turbina. [3] : 383
A partir de 1984, los misiles Titan II fueron desmantelados y pasaron a estar disponibles como vehículos de lanzamiento. Sus motores fueron modificados para este uso. [3] : 383
El LR87-5 fue adaptado a las necesidades del programa Gemini . El LR87-7 tenía redundancias añadidas y características de seguridad para la certificación de calificación humana . [3] : 381 El rendimiento era similar a la versión anterior, solo se reducía la presión de la cámara y el empuje de la boquilla para cumplir con los requisitos de calificación humana. Esta versión solo se utilizó en el Titan II GLV .
Utilizado en el Titan IIIA , IIIB y IIIC . [7]
Se utilizó en los Titan 24B, 34B, IIIBS, IIID, 34D , 34D7 y IIIE . El LR-87-11A se utilizó en el Titan IV A/B. [ cita requerida ]
Modificado para quemar oxígeno líquido e hidrógeno líquido. El desarrollo coincidió con otras variantes de finales de la década de 1950. Comparado con el -3, tuvo una serie de cambios asociados con el uso de hidrógeno líquido más ligero y frío. [3] : 383 Los inyectores de combustible se modificaron en gran medida y la bomba RP-1 se reemplazó con una bomba de hidrógeno de una sola etapa diseñada específicamente. Desarrollado entre 1958 y 1961, se realizaron un total de 52 pruebas estáticas sin problemas graves. Aerojet participó en el proceso de selección de un nuevo motor para la segunda etapa del Saturn IB y Saturn V. Aunque el LR87 LH2 fue el mejor en 10 de los 11 criterios, la NASA seleccionó el J-2 de Rocketdyne . Las lecciones aprendidas se utilizaron durante el desarrollo del Aerojet M-1 . [8] Solo se construyó con 1 cámara. [ cita requerida ]
El LR87 también fue probado con un combustible de tetróxido de dinitrógeno/alumizina gelificado. [9] [10] Aunque las pruebas anteriores con el LR87 se interrumpieron debido a inestabilidades de combustión y restricciones de financiación, el desarrollo de combustible gelificado y oxidantes continuó produciendo combustibles para los motores que se utilizan actualmente en el espacio. [11]
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