El BE-3 ( Blue Engine 3 ) es un motor cohete LH 2 /LOX desarrollado por Blue Origin .
El motor comenzó a desarrollarse a principios de la década de 2010 y completó las pruebas de aceptación a principios de 2015. El motor se está utilizando en el cohete suborbital New Shepard, para el cual los vuelos de prueba comenzaron en 2015 y se realizó un primer vuelo con tripulación en 2021. El motor estaba bajo consideración por United Launch Alliance (ULA) para su uso en una nueva segunda etapa, la etapa evolucionada criogénica avanzada, en el vehículo de lanzamiento orbital Vulcan de ULA con su primer vuelo en la década de 2020.
Tras la adquisición de Pratt & Whitney Rocketdyne por parte de Aerojet en 2012, el presidente de Blue Origin, Rob Meyerson, vio la oportunidad de llenar un vacío en la base industrial de defensa. [1] Blue Origin ingresó públicamente al negocio de motores de cohetes líquidos al asociarse con ULA en el desarrollo del BE-4 y trabajar con otras empresas. [1] Meyerson anunció la selección de Huntsville, AL como la ubicación de la fábrica de producción de cohetes de Blue Origin en junio de 2017. [1]
El BE-3 sigue los primeros esfuerzos de desarrollo de motores de cohetes en Blue Origin en la década de 2000. El primer motor de Blue Origin fue un "motor simple de un solo propulsor" llamado Blue Engine-1 ( BE-1 ) que usaba propulsor de peróxido y generaba solo 8,9 kN (2000 lbf) de empuje , y el segundo, el Blue Engine-2. ( BE-2 ), que era un motor bipropulsor que utilizaba queroseno y peróxido y producía un empuje de 140 kN (31 000 lbf). [2]
En enero de 2013, la compañía anunció el desarrollo del Blue Engine-3 BE-3 , un nuevo motor criogénico de hidrógeno líquido / oxígeno líquido (LH 2 /LOX) . Se anunció originalmente que el motor produciría un empuje de 440 kN (100.000 lbf), y las pruebas iniciales de la cámara de empuje estaban previstas para mediados de febrero de 2013 en el Stennis de la NASA. [3] Las pruebas de la cámara de empuje se realizaron en algún momento de 2013. [4]
El BE-3 se probó con éxito a finales de 2013 en una combustión suborbital simulada de duración completa, con fases de inercia y reinicios del motor, "demostrando aceleración profunda, potencia máxima, larga duración y reinicio confiable, todo en una secuencia de prueba única". [5] La NASA ha publicado un vídeo de la prueba. [4]
En diciembre de 2013, Blue Origin actualizó las especificaciones del motor luego de las pruebas del motor realizadas en bancos de pruebas al nivel del suelo, cerca del nivel del mar. Esto demostró que el motor podía producir 490 kilonewtons (110.000 lbf) de empuje a plena potencia, y podía acelerar con éxito hasta 110 kilonewtons (25.000 lbf) para su uso en aterrizajes verticales controlados si fuera necesario para ese propósito en vehículos de lanzamiento particulares. [5] Las especificaciones finales del motor, publicadas en abril de 2015 después de la fase de prueba completa , incluían un empuje mínimo de 89 kilonewtons (20,000 lbf), una capacidad de aceleración aún más amplia en un 20 por ciento que las cifras preliminares, manteniendo al mismo tiempo la potencia máxima publicada anteriormente. especificación de empuje. [6]
En diciembre de 2013 [actualizar], el motor había "demostrado más de 160 arranques y 9100 segundos (152 min) de funcionamiento en las instalaciones de pruebas de Blue Origin cerca de Van Horn, Texas". [5] [7] Las pruebas adicionales del BE-3 se completaron en 2014, con el motor "simulando un ciclo de trabajo de misión suborbital de refuerzo a subescala ". [8] Las pruebas en banco de pruebas del motor se completaron en abril de 2015, con más de 450 encendidos del motor y un tiempo acumulado de prueba del motor de más de 500 minutos. Blue Origin declaró que realizaría el primer vuelo de prueba de su vehículo New Shepard a finales de 2015, [6] con el motor BE-3PM. [9] [10]
En el evento, Blue Origin realizó la primera prueba de vuelo del motor BE-3PM [10] [9] en el vehículo suborbital New Shepard antes de que terminara el mes, volando un perfil de impulso a 93.500 metros (307.000 pies) de altitud el 29 de abril. 2015. [11]
En abril de 2015, United Launch Alliance (ULA) estaba considerando el uso del BE-3 en una nueva segunda etapa , la Etapa Evolucionada Criogénica Avanzada (ACES), que estaba planeada para convertirse en la etapa superior principal para el vehículo de lanzamiento orbital Vulcan de ULA en el Años 2020. Se planeó que el Vulcan comenzara vuelos orbitales en 2019 con una etapa superior Centaur existente, y estaba considerando tres motores de varios fabricantes para la etapa ACES que supuestamente comenzaría a volar en 2023, y se espera que se seleccione antes de 2019. [12]
Si bien el desarrollo de una versión del motor a nivel del mar, BE-3PM, [10] se completó y totalmente calificado a principios de 2015, Blue Origin dijo entonces que tienen la intención de desarrollar una versión de vacío del motor para operar en el espacio. [13]
En enero de 2016, la Fuerza Aérea de EE. UU. proporcionó financiación parcial para el desarrollo de Orbital ATK para desarrollar una boquilla extensible para el Blue Origin BE-3U. [14] [15]
El 20 de julio de 2021, el diseño del motor se utilizó en su primer vuelo tripulado del New Shepard . [dieciséis]
El 12 de septiembre de 2022, New Shepard 3 con cápsula RSS HG Wells sufrió una falla incontenida en el motor que provocó la interrupción del lanzamiento y la pérdida del vehículo.
La variante de primera etapa del BE-3, el BE-3PM, [10] utiliza un diseño de motor alimentado por bomba , con un ciclo de derivación de combustión para tomar una pequeña cantidad de gases de combustión de la cámara de combustión principal para alimentar las turbobombas del motor . [8] [7]
Blue Origin ha desarrollado una variante de ciclo expansor abierto del BE-3, el BE-3U . Dos de estos motores se utilizarán para impulsar la segunda etapa de New Glenn . [17]
En noviembre de 2015, se proyectó que el motor tendría un empuje de vacío de 670 kilonewtons (150.000 lbf). [18] El desarrollo de la boquilla extensible para BE-3U había comenzado a principios de 2016. [14] En agosto de 2018, el desarrollo del motor BE-3U había continuado, se habían construido motores de prueba y se habían acumulado más de 700 segundos de tiempo de prueba , lo que confirma las suposiciones de rendimiento. en el diseño. [17] En febrero de 2019, Blue Origin actualizó el empuje del BE-3U utilizado en New Glenn a 710 kilonewtons (160.000 lbf). [19]
En febrero de 2020, Blue Origin abrió una fábrica en Huntsville, Alabama, para producir motores BE-3U y BE-4. [20]
Las prestaciones de la versión a nivel del mar del BE-3, el BE-3PM, [10] incluyen:
El motor BE-3 está volando. El motor que hoy impulsa el vehículo suborbital New Shepard se actualizará con una boquilla más grande para operar en el vacío del espacio orbital.
Específicamente, Orbital ATK combinará el dinero de la Fuerza Aérea con al menos $31 millones, y hasta $124 millones, de su propia cuenta para desarrollar [..., incluyendo] una boquilla extensible para el motor de etapa superior BE-3U de Blue Origin. Blue Origin utiliza el BE-3 para su cohete suborbital New Shepard. El BE-3 también es uno de los tres motores de etapa superior que United Launch Alliance está considerando para Vulcan, el cohete de próxima generación de la compañía de Denver. "Estamos orgullosos de ofrecer la solución de etapa superior de alta energía BE-3U para el vehículo de lanzamiento de próxima generación de Orbital ATK", dijo Rob Meyerson, presidente de Blue Origin, en un correo electrónico a SpaceNews. "El BE-3U es una variante de nuestro motor BE-3 que impulsa nuestro vehículo espacial New Shepard tanto para el lanzamiento como para el aterrizaje".
Recientemente completamos las pruebas de aceptación, lo que significa que aceptamos el motor para vuelo suborbital en nuestro vehículo New Shepard, [el final de un] programa de desarrollo muy, muy largo [de] 450 encendidos de prueba del motor y un tiempo de ejecución acumulativo. de más de 500 minutos. La finalización de esas pruebas prepara el escenario para que Blue Origin comience vuelos de prueba del vehículo a finales de este año en sus instalaciones en el oeste de Texas [donde] esperan una serie de pruebas de vuelo con este vehículo... volando en modo autónomo... Esperamos una serie de docenas de vuelos durante la extensión del programa de prueba [que tomó] un par de años en completarse.