El Armstrong Siddeley , más tarde Bristol Siddeley Gamma, fue una familia de motores de cohetes utilizados en la cohetería británica, incluidos los vehículos de lanzamiento Black Knight y Black Arrow . Quemaban combustible de queroseno y peróxido de hidrógeno . Su construcción se basaba en un diseño de cámara de combustión común, utilizado individualmente o en grupos de hasta ocho.
Fueron desarrollados por Armstrong Siddeley en Coventry , que más tarde se convirtió en Bristol Siddeley en 1959, y finalmente Rolls-Royce en 1966. [9]
Las pruebas estáticas del motor se llevaron a cabo en High Down Rocket Test Site , cerca de The Needles en la Isla de Wight ( 50°39′38.90″N 1°34′38.25″O / 50.6608056, -1.5772917 ). [10] [11] ( Spadeadam en Cumbria no se usó para pruebas hasta Blue Streak , después de Gamma).
El uso de motores de queroseno/peróxido de hidrógeno ha sido una característica particularmente británica en el desarrollo de cohetes, existiendo pocos motores comparables (como el LR-40 y el AR2 ) de los EE. UU. [12].
La combustión del queroseno con peróxido de hidrógeno se da por la fórmula
donde CH 2 es la fórmula aproximada del queroseno (consulte RP-1 para obtener una discusión sobre los combustibles de queroseno para cohetes). Esto se compara con la combustión de queroseno y oxígeno líquido (LOX)
que muestra que el escape del queroseno/peróxido es predominantemente agua. Esto da como resultado un escape muy limpio (superado solamente por el LO 2 /LH 2 criogénico ) y una llama clara distintiva. [13] La baja masa molecular del agua también ayuda a aumentar el rendimiento del empuje del cohete. [14]
El oxidante utilizado con Gamma fue peróxido de alta pureza (HTP) al 85 % , H2O2 . Gamma utilizó un catalizador plateado sobre una malla de níquel para descomponer primero el peróxido. [ 15] Para concentraciones más altas de H2O2 se habría requerido otro catalizador, como el platino. No se requirió ninguna fuente de ignición ya que el H2O2 descompuesto muy caliente es hipergólico ( se quemará espontáneamente) con queroseno. Debido a la alta relación (8:1) de la masa de H2O2 utilizada en comparación con el queroseno , y también sus características térmicas superiores, el H2O2 también se puede utilizar para enfriar regenerativamente la boquilla del motor antes de la combustión. En los motores de ciclo cerrado , la cámara de precombustión utilizada para alimentar cualquier turbina de bomba solo necesita descomponer H2O2 para proporcionar energía . Esto proporciona las ventajas de eficiencia de la operación de ciclo cerrado, sin sus problemas de ingeniería importantes habituales. Sin embargo , Gamma, al ser un motor de ciclo generador de gas , no aprovechó esto.
Todas estas características hacen que los motores de queroseno/peróxido de hidrógeno sean más sencillos y fiables de construir que otros combustibles líquidos. Gamma tenía un historial de servicio notablemente fiable para un motor de cohete. De los 22 lanzadores Black Knight y los 4 Black Arrow, que utilizaban 128 motores Gamma, no hubo fallos de motor. [14]
El Gamma fue adaptado [16] como la cámara de crucero más pequeña del motor de cohete de dos cámaras Stentor producido por Armstrong Siddeley para el misil de largo alcance Blue Steel . [17]
Bristol-Siddeley desarrolló este motor autónomo de cuatro cámaras entre 1955 y 1957 para los vehículos de prueba Black Knight . [18] El Gamma 201 se utilizó para los primeros doce lanzamientos del Black Knight (14 en total), el Gamma 301 para la mayoría de los vuelos posteriores. [19]
Los primeros vehículos Black Knight eran cohetes de una sola etapa diseñados para probar prototipos de cabezales de reentrada para el misil balístico estratégico Blue Streak propuesto . Las pruebas del Black Knight comenzaron en Woomera , Australia en 1958, pero el proyecto Blue Streak se canceló en 1960. Los cohetes continuaron siendo probados hasta 1965, como parte de un lanzador espacial de dos etapas planificado, utilizando el Gamma 201 para la primera etapa hasta agosto de 1962, cuando fue reemplazado por el más poderoso Gamma 301. [ 20] [21] [22 ] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30]
Este era básicamente el mismo que el Gamma 201, pero tenía un control automático de la relación de mezcla para mejorar el empuje. [31] Hubo nueve pruebas iniciales de encendido del motor Gamma 301 en High Down desde el 16 de abril al 31 de mayo de 1957, todas las cuales fueron en gran medida exitosas. Los lanzamientos BK16 y BK18 de Black Knight utilizaron el Gamma 301. Estos dos fueron el comienzo de las pruebas del vehículo de reentrada de alta velocidad del Proyecto Dazzle, donde se montó un Cuckoo de combustible sólido apuntando hacia abajo en la segunda etapa, para aumentar las velocidades de reentrada. Se realizaron ocho lanzamientos del Gamma 301 en total. [19]
Una versión de dos cámaras del Gamma, utilizada para la segunda etapa del vehículo de lanzamiento de satélites Black Arrow . Como era el único Gamma que no necesitaba operar a nivel del mar, se extendieron las toberas para permitir una mejor expansión. [21] [32]
Se trataba de un desarrollo de 8 cámaras de Gamma, utilizado para la primera etapa del vehículo de lanzamiento de satélites Black Arrow . Las cámaras de empuje de Gamma se montaron en pares radialmente, cada par en un cardán tangencial de un eje. El movimiento colectivo proporcionaba control de balanceo y movimiento diferencial de cabeceo. [32]
