El LE-7 y su modelo de actualización posterior, el LE-7A, son motores de cohetes líquidos LH 2 / LOX de ciclo de combustión por etapas producidos en Japón para la serie H-II de vehículos de lanzamiento. El trabajo de diseño y producción se realizó en su totalidad en Japón, el primer motor de cohete líquido importante ( principal/primera etapa ) con esa afirmación, en un esfuerzo colaborativo de la Agencia Nacional de Desarrollo Espacial (NASDA), el Laboratorio de Ingeniería Aeroespacial (NAL), Mitsubishi Heavy Industries e Ishikawajima-Harima . Desde entonces, NASDA y NAL se han integrado en JAXA . Sin embargo, una gran parte del trabajo se contrató a Mitsubishi, con Ishikawajima-Harima proporcionando turbomáquinas , y el motor a menudo se conoce como Mitsubishi LE-7 (A) .
El LE-7 original era un motor descartable , de tamaño mediano, de alta eficiencia y con suficiente empuje para su uso en el H-II.
La turbobomba de combustible tenía un problema al utilizar el inductor diseñado originalmente (una bomba axial similar a una hélice que se utiliza para aumentar la presión de entrada del propulsor por delante de las turbobombas principales para evitar la cavitación ), por lo que el inductor mismo comenzaba a cavitar y causaba un desequilibrio que resultaba en una vibración excesiva . Un análisis exhaustivo posterior al vuelo del fallido octavo lanzamiento del H-II, incluida una recuperación de los restos en alta mar, determinó que la fatiga debido a esta vibración fue la causa de la falla prematura del motor.
El LE-7A es un modelo mejorado del motor cohete LE-7. El diseño básico no ha cambiado con respecto al modelo original. Se ha hecho un esfuerzo de ingeniería adicional para reducir los costos, mejorar la confiabilidad y el rendimiento del 7A. La renovación se realizó para acoplarlo al vehículo de lanzamiento H-IIA , también mejorado , con el objetivo común de lograr un sistema de lanzamiento más confiable, más potente, más flexible y más rentable.
Se hizo especial hincapié en reducir la cantidad de soldadura necesaria permitiendo más componentes mecanizados o fundidos , y en simplificar la mayor cantidad posible de las soldaduras restantes. Esto dio como resultado una importante modificación del trazado de las tuberías (que hace que la apariencia exterior de los dos modelos sea considerablemente diferente). Para combatir las complicaciones del inductor de combustible descritas anteriormente, se rediseñó el inductor de combustible para el 7A. El inductor de oxidante también se rediseñó, pero esto se debió principalmente a un rendimiento deficiente a bajas presiones de entrada en lugar de problemas de confiabilidad. La propia turbobomba de combustible también fue objeto de varias mejoras de durabilidad. Además, el conjunto de la cámara de combustión/inyector sufrió una serie de pequeños cambios, como la disminución del número de elementos del inyector, para reducir la complejidad del mecanizado (y, por lo tanto, el costo) y mejorar la confiabilidad. Si bien estos cambios en general dieron como resultado una caída en el impulso específico máximo a 440 segundos (4,3 km/s) (básicamente haciendo que el motor sea menos eficiente en el consumo de combustible), la compensación por un menor costo y una mayor confiabilidad se consideró aceptable.
Para el nuevo modelo de motor, se diseñó una extensión de boquilla que se podía añadir a la base de la nueva boquilla “corta” estándar cuando se requería un rendimiento adicional. Pero cuando se instaló la extensión de boquilla en el motor, el 7A se encontró con un nuevo problema con cargas laterales sin precedentes y un calentamiento irregular en la boquilla lo suficientemente fuerte como para dañar los actuadores de cardán y los tubos de enfriamiento regenerativo durante el arranque. Un meticuloso trabajo de dinámica de fluidos computacional (CFD) pudo replicar y rastrear suficientemente la carga transitoria peligrosa y se diseñó una nueva boquilla “larga” de una pieza con enfriamiento regenerativo completo (a diferencia de la boquilla corta original con una extensión separada refrigerada por película) para mitigar el problema. Antes de que esta nueva boquilla estuviera lista, se lanzaron algunos H-IIA utilizando solo la boquilla corta. El 7A ya no utiliza una extensión de boquilla separada en ninguna configuración. [1]
Los nuevos vehículos de lanzamiento H-IIB utilizan dos motores LE-7A en su primera etapa. [2]
