Il Vettore Italiano VEGA
Total Page:16
File Type:pdf, Size:1020Kb
IlIl vettorevettore ItalianoItaliano VEGAVEGA PresentePresente ee FuturoFuturo Pier Giuliano Lasagni Ricerca ed Innovazione nel All information contained in this document is property of Avio SpA. Page 1 Settore Aerospaziale @ Copyright All rights reserved Outline Agenda - L’accesso allo spazio - I veicoli ed i sistemi propulsivi - Cos’è VEGA ? - Descizione del Lanciatore - Il mercato - L’approccio programmatico - Nuove tecnologie per il lanciatore - Nuove competenze tecniche - Nuove competenze gestionali - Stato del programma - L’evoluzione di VEGA Ricerca ed Innovazione nel All information contained in this document is property of Avio SpA. Page 2 Settore Aerospaziale @ Copyright All rights reserved L’accesso allo spazio •L’accesso allo spazio rappresenta dunque un asset strategico per i paesi industrializzati • L’utilizzo commerciale dello spazio oggi è concentrato principalmente sulla messa in orbita di satelliti artificiali •Europei Russi Americani Cinesi hanno lanciatori capaci di garantire la messa in orbita di satelliti Ricerca ed Innovazione nel All information contained in this document is property of Avio SpA. Page 3 Settore Aerospaziale @ Copyright All rights reserved I veicoli ed i sistemi propulsivi Come funziona un lanciatore: •Mettere in orbita un oggetto vuol dire aumentare progressivamente la sua velocità fino a fargli raggiungere una velocità che lo mette in rotazione stabile attorno alla terra • Un sistema di lancio (lanciatore) accelera dunque un oggetto fino a fargli raggiungere la velocità e la quota di messa in orbita Ricerca ed Innovazione nel All information contained in this document is property of Avio SpA. Page 4 Settore Aerospaziale @ Copyright All rights reserved I veicoli ed i sistemi propulsivi Europa ARIANE V ARIANESPACE VEGA USA BOEING LAUNCH SERVICE DELTA IV DELTA II USA/Russia INTERNATIONAL LAUNCH SERVICE PROTON M USA ATLAS III ATLAS V LOCKHEED MARTIN LAUNCH SYSTEM Ricerca ed Innovazione nel All information contained in this document is property of Avio SpA. Page 5 Settore Aerospaziale @ Copyright All rights reserved I veicoli ed i sistemi propulsivi … due sistemi propulsivi equipaggiano i lanciatori Casing and Igniter Internal Thermal Protection Propellant Grain Thrust Vector Control Nozzle Combustion Chamber Liquid Oxidizer (O2) Turbopump Liquid Fuel Turbo pump Nozzle Ricerca ed Innovazione nel All information contained in this document is property of Avio SpA. Page 6 Settore Aerospaziale @ Copyright All rights reserved Che cos’è VEGA ? Vega è un lanciatore a quattro stadi basato principalmente sulla propulsione a solido con un alto livello di integrazione con il lanciatore Ariane 5 Height [m] 30 I Design drivers sono: Maximum diameter [m] 3.00 •Costo di Lancio Fairing diameter [m] 2.60 •Flessibilità di Missione Mass at Lift-off [kg] 137 000 Reference mission •Affidabilità 1500 performance [kg] •P/L & customer comfort Reliability 98% Ricerca ed Innovazione nel All information contained in this document is property of Avio SpA. Page 7 Settore Aerospaziale @ Copyright All rights reserved Descrizione del lanciatore Payload Composite Z9 SRM Z23 SRM AVUM P80 SRM & IS 23 IS34 IS 01 IS 12 Ricerca ed Innovazione nel All information contained in this document is property of Avio SpA. Page 8 Settore Aerospaziale @ Copyright All rights reserved Primo stadio Length [m] 11.714 P80 SRM + IS01 e IS12 Max diameter [m] 3.005 Mass at Lift-off [kg] 97 131 Separation plane Burn time [s] 106.8 Total Impulse [KN s] 242 721 Structural Ratio 9.05 % IS 12 Retro Rocket Assy P80 SRM IS 01 Ricerca ed Innovazione nel All information contained in this document is property of Avio SpA. Page 9 Settore Aerospaziale @ Copyright All rights reserved Secondo stadio Z23 SRM Length [m] 8.451 Max diameter [m] 1.910 Mass at Lift-off [kg] 26 563 Burn time [s] 71.7 Total Impulse [KN s] 67 776 Structural Ratio 9.99 % Z23 SRM TVC Assy Base Cover Ricerca ed Innovazione nel All information contained in this document is property of Avio SpA. Page 10 Settore Aerospaziale @ Copyright All rights reserved Terzo stadio Z9 SRM + IS23. Include Length [m] 4.376 base cover, TVC assy Max diameter [m] 1.910 Separation Mass at Lift-off [kg] 11 454 Plane Burn time [s] 109.6 Wiring tunnel Total Impulse [KN s] 29 272 Structural Ratio 12.1 % IS23 Z9 SRM Ricerca ed Innovazione nel All information contained in this document is property of Avio SpA. Page 11 Settore Aerospaziale @ Copyright All rights reserved Quarto Stadio Include il Sistema propulsivo Bi- Length [m] 1.742 propellente, il TVC assy, il Roll & Max diameter [m] 1.910 Attitude Control System, la Mass at Lift-off [kg] 1044 maggior parte dell’avionica del lanciatore e sistemi di Burn time [s] 667 comunicazione. Total Impulse [KN s] 1 702 Structural Ratio 47.3 % AVUM & IS34 primary structure Avionic Module Propulsion and Roll & Attitude Control Module Ricerca ed Innovazione nel All information contained in this document is property of Avio SpA. Page 12 Settore Aerospaziale @ Copyright All rights reserved Payload Composite Include il fairing, l’adattatore Length [m] 7.842 del payload e il relativi sistemi Max diameter [m] 2.600 di separazione Mass at Lift-off [kg] 619+P/L Burn time [s] - Total Impulse - Structural Ratio - Payload Adapter 937B Payload Fairing Payload Dynamic envelope Ricerca ed Innovazione nel All information contained in this document is property of Avio SpA. Page 13 Settore Aerospaziale @ Copyright All rights reserved Z9 SRM Z23 SRM P80 SRM Note Thrust [KN] 313,6 1190,4 3039,1 [5] Burning Time [s] 111,14 72,153 106,862 [3] Mass [kg] 10938,7 25822,5 95805,1 [2] Propulsione:Propellant mass [kg] Solido10064,3 23908,9 88340,4 [1] Total Impulse [kN s] 29157,8 67567,1 242037,5 [4] MR 0,920 0,926 0,922 [2] Z9 SRM Z23 SRM P80 SRM Note [1] Including Igniter Propellant mass [2] For P80 SRM, total mass includes TVC subsystem Thrust [KN] 313,6 1190,4 3039,1 [5] [3] Burning time (action time T38, 1.5 bar) Burning Time [s] 111,14 72,153 106,862 [3] [4] Action Time Vacuum Total Impulse (up to T38) Mass [kg] 10938,7 25822,5 95805,1 [2] [5] Maximum Vacuum Thrust Propellant mass [kg] 10064,3 23908,9 88340,4 [1] Total Impulse [kN s] 29157,8 67567,1 242037,5 [4] MR 0,920 0,926 0,922 [2] [1] Including Igniter Propellant mass [2] For P80 SRM, total mass includes TVC subsystem [3] Burning time (action time T38, 1.5 bar) Igniter [4] Action Time Vacuum Total Impulse (up to T38) [5] Maximum Vacuum Thrust Propellant Finocil Thermal Protection CFRP case & skirt Nozzle Ricerca ed Innovazione nel All information contained in this document is property of Avio SpA. Page 14 Settore Aerospaziale @ Copyright All rights reserved Propulsione: Liquido Un sistema propulsivo a liquido è basato su un ben consolidato motore a bi-propellente ed un innovativo sistema di espulsione propellente Il sistema di espulsione propellente è costituio da un bladder rinforzato con un polimero al fluoro. Propellants UDMH / NTO Mixture ratio 2 Propellant Pressure (MEOP) 35.6 bar Number of Propellant Tanks 4 Pressurisation Gas Helium Number of Gas Pressurisation Tanks1 Specific Impulse 315,5 s Total Impulse 17022 kN s Burning time (max.) 667 s Nominal Thrust in vacuum 2450 N Total Propellant Mass (Max filling) 550 Kg Unusable propellant Mass 23 Kg Mass Flow Rate 0.79186 Kg/s Ricerca ed Innovazione nel All information contained in this document is property of Avio SpA. Page 15 Settore Aerospaziale @ Copyright All rights reserved Propulsione: Roll & Attitude Il sistema Roll & Attitude Control System è basato quasi integralmente sull’architettura e componeneti dell’Ariane 5. Roll Control durante le fasi di spinta Attitude Control durante le fasi di avvicinamento all’orbita e posizionamento del payload Propellants N2H4 Number of Thrusters 6 Number of Tanks 1 Pressurisation Gas GN2 Propellant Pressure (Blow Down) 26 - 8 bar Specific Impulse 230 s Total Impulse 76700 N s MIB 2,5 N s Nominal Thrust in vacuum (each thruster,220 BoL) N Total Propellant Mass (Max filling) 34 Kg Mass Flow Rate (each thruster, BoL) 0.098 Kg/s Ricerca ed Innovazione nel All information contained in this document is property of Avio SpA. Page 16 Settore Aerospaziale @ Copyright All rights reserved Thrust Vector Control Un innovativo Thrust Vector Control elettromeccanico per i quattro stadi, che condividono tecnologie e componenti (HW & SW) Controller & LiIon Batteries Power Distribution Mass Power Torque Speed Stroke Band- width (kg) (kW) (Nm) (mm/ (mm) (Hz) s) Z23 15x2 14 12 208 221 8 (EMA) 18 (IPDU) 30* (BS) Z9 15x2 2.05 7.04 93 124 3.05 (EMA) 18 (IPDU) 10* (BS) AVUM 4x2 (EMA) 0.43 0.17 49 68,8 3.05 10* (IPDU) 8* (BS) Electro Mechanical Actuator Ricerca ed Innovazione nel All information contained in this document is property of Avio SpA. Page 17 Settore Aerospaziale @ Copyright All rights reserved Avionica MFU SMU SRU OBC TVC EMA & IPDU Ricerca ed Innovazione nel All information contained in this document is property of Avio SpA. Page 18 Settore Aerospaziale @ Copyright All rights reserved Il mercato di Vega Mercato Satellitare Numero di Paylaods da lanciare 2008-2104 accessibile ad Arianespace Orbite Non GEO Payloads Europeo Istituzionale Europeo Non-Istituzionale o Non Europeo Mercato dei Lanci Trend in crescita nel breve medio periodo Ricerca ed Innovazione nel All information contained in this document is property of Avio SpA. Page 19 Settore Aerospaziale @ Copyright All rights reserved Il mercato di Vega Europa Cina India Long March Long March Long March Long March VEGA ROCKOT 2C 2D 3B 2F POSSIBILI FUTURI COMPETITORI Rockot dovrebbe non essere più disponibile dopo il 2009, Russia USA all’entrata in servizio di VEGA Long March e GSLV, classe Ariane 5, sono pericolosi competitori sul piano economico Ricerca ed Innovazione nel All information contained in this document is property of Avio SpA.