Двигун Rutherford — інноваційний рідинний ракетний двигун, розроблений компанією Rocket Lab для ракети-носія Electron. Це перший у світі орбітальний двигун, повністю виготовлений за допомогою 3D-друку, який використовує електричні турбонасоси для подачі палива. Rutherford став основою для створення першого багаторазового малогабаритного орбітального ракетоносія.
Історія та розробка
Розробка двигуна почалася у 2013 році, а перший тестовий запуск відбувся вже у грудні того ж року. Після понад 200 гарячих випробувань Rutherford був сертифікований для польотів у березні 2016 року. Він уперше використовувався на ракеті Electron під час тестового запуску в травні 2017 року. З того часу став основним двигуном для першої та другої ступенів ракети Electron.
У травні 2022 року Rocket Lab успішно відновила і повторно використала двигун Rutherford, що стало ключовим кроком до створення багаторазового орбітального ракетоносія.
Технічні характеристики
- Тип палива: Рідкий кисень (LOX) та RP-1 (керосин)
- Цикл роботи: Електричний цикл з турбонасосами, що приводяться безщітковими постійними двигунами та живляться літій-полімерними акумуляторами
- Кількість двигунів: 9 на першій ступені, 1 вакуумний варіант на другій ступені ракети Electron
- Тяга при запуску: 24 кН (5 500 фунтів сили) на рівні моря
- Імпульс специфічної тяги (Isp):
• На рівні моря — 311 секунд
• У вакуумі — 343 секунди - Маса двигуна: близько 35 кг
- Розміри: довжина — 1,3 м, діаметр — 0,3 м
- Система охолодження: Регенеративне охолодження з використанням палива
- Кількість 3D-друкованих компонентів: понад 75% основних частин, включаючи камеру згоряння, інжектори, насоси та клапани
Інновації та виробництво
Rutherford став першим орбітальним ракетним двигуном, повністю виготовленим за допомогою 3D-друку. Це спростило виробництво, скоротило час виготовлення та знизило витрати. Використання електричних турбонасосів замість традиційних газогенераторів зменшило складність конструкції й підвищило ефективність.
Виробництво двигунів проходить на заводі Rocket Lab у Хантінгтон-Біч, Каліфорнія, США, а потім двигуни транспортуються до Нової Зеландії для випробувань та інтеграції в ракету Electron.
Повторне використання та досягнення
У травні 2022 року Rocket Lab вперше успішно повернула двигун Rutherford після запуску ракети Electron, спіймала його за допомогою вертольота та відновила для повторного використання. У серпні 2023 року цей відновлений двигун успішно пройшов другий запуск під час місії «We Love the Nightlife». Це підтвердило можливість багаторазового використання двигуна та наблизило Rocket Lab до створення доступного та ефективного ракетоносія для малих супутників.
Двигун Rutherford є прикладом інновацій у ракетній техніці. Поєднання 3D-друку та електричних турбонасосів зробило його легшим, дешевшим та більш ефективним. Успішне багаторазове використання цього двигуна відкриває нові горизонти для розвитку недорогих і надійних орбітальних ракет для запуску малих супутників.