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- The expander cycle is a power cycle of a bipropellant rocket engine. In this cycle, the fuel is used to cool the engine's combustion chamber, picking up heat and changing phase. The now heated and gaseous fuel then powers the turbine that drives the engine's fuel and oxidizer pumps before being injected into the combustion chamber and burned. Because of the necessary phase change, the expander cycle is thrust limited by the square–cube law. When a bell-shaped nozzle is scaled, the nozzle surface area with which to heat the fuel increases as the square of the radius, but the volume of fuel to be heated increases as the cube of the radius. Thus beyond approximately 300 kN (70,000 lbf) of thrust, there is no longer enough nozzle area to heat enough fuel to drive the turbines and hence the fuel pumps. Higher thrust levels can be achieved using a bypass expander cycle where a portion of the fuel bypasses the turbine and or thrust chamber cooling passages and goes directly to the main chamber injector. Non-toroidal aerospike engines are not subject to the limitations from the square-cube law because the engine's linear shape does not scale isometrically: the fuel flow and nozzle area scale linearly with the engine's width. All expander cycle engines need to use a cryogenic fuel such as liquid hydrogen, liquid methane, or liquid propane that easily reaches its boiling point. Some expander cycle engines may use a gas generator of some kind to start the turbine and run the engine until the heat input from the thrust chamber and nozzle skirt increases as the chamber pressure builds up. Some examples of an expander cycle engine are the Aerojet Rocketdyne RL10 and the Vinci engine for the future Ariane 6. (en)
- Le cycle à expandeur est une configuration de moteur-fusée à ergols liquides dans laquelle la turbine de la turbopompe est alimentée par la détente de l'ergol cryotechnique qui circule dans les parois de la chambre de combustion et de la tuyère pour la refroidir et passe de l'état liquide à l'état gazeux. Ce dispositif remplace le générateur de gaz séparé de la chambre de combustion utilisé pour alimenter la turbine dans un cycle générateur de gaz. Le cycle à expandeur peut être fermé ou ouvert. Dans le premier cas, les gaz ayant alimenté la turbine de la turbopompe sont réinjectés dans le chambre de combustion. Dans le second cas, ils sont soit éjectés, soit injectés dans la partie basse de la tuyère afin de la refroidir. (fr)
- El ciclo expansor es un ciclo de potencia de los motores cohete bipropelente destinado a mejorar la eficiencia del suministro de combustible. (es)
- 팽창식 사이클(Expander cycle), 익스팬더 사이클은 로켓엔진 동작 사이클 중 하나다. (ko)
- Il ciclo ad espansione (o ciclo expander) è un ciclo termodinamico utilizzato nei motori a razzo a bipropellente liquido. Generalmente, in questo tipo di ciclo, il combustibile viene fatto circolare in tubazioni o intercapedini ricavate nell'ugello di scarico in modo da assorbire calore per rigenerazione fino a permetterne il cambiamento di fase da liquido a gassoso. Una volta raggiunto lo stato gassoso, il combustibile è immesso nella turbina della turbopompa di alimentazione del motore dove, espandendosi e raffreddandosi, cede l'energia necessaria per muovere le pompe del combustibile stesso e dell'ossidante. Il combustibile raggiunge quindi la camera di combustione dove reagisce con l'ossidante. Rispetto ad un ciclo a generatore di gas, il ciclo ad espansione permette di costruire motori più semplici ed affidabili al costo di una minore pressione in camera di combustione dal momento che il combustibile è immesso in camera di combustione a valle dell'espansione nella turbina. La quantità di calore estraibile dall'ugello è poi limitata dalla geometria degli stessi per la legge del cubo quadrato. All'aumentare delle dimensioni di ugello convergente-divergente aumenta la spinta. La superficie dell'ugello (attraverso cui è possibile scambiare calore) aumenta con il quadrato del raggio mentre il volume del combustibile da riscaldare aumenta secondo il cubo del raggio. Per questo motivo c'è un limite teorico di spinta oltre il quale non c'è abbastanza superficie disponibile per riscaldare a sufficienza il combustibile per alimentare la turbopompa. Rimane comunque possibile aumentare la superficie dello scambiatore al costo di un maggior peso e minore efficienza allungando (ad esempio come nel Vinci) la camera di combustione. I motori aerospike non sono soggetti a questa limitazione per la loro forma lineare che non è soggetta alla legge del cubo quadrato. All'aumentare delle dimensioni del motore, infatti, aumentano linearmente sia il volume del combustibile da riscaldare sia la disponibilità termica. Tutti i cicli ad espansione impiegano combustibili criogenici come idrogeno, metano o propano che raggiungono facilmente il loro punto di ebollizione. Alcuni motori a ciclo ad espansione possono essere dotati di un per avviare e mantenere in moto la turbina finché l'esterno della camera di combustione e dell'ugello non i siano riscaldati a sufficienza. (it)
- エキスパンダーサイクル（英: expander cycle）とは二液推進系ロケットエンジンの動作サイクルの1つである。燃料蒸気を作用気体としてターボポンプを駆動し、液体燃料と酸化剤を燃焼室に送りロケットの推進を実現する、蒸気機関と内燃機関の複合サイクルエンジンである。 (ja)
- O Ciclo expansor é um ciclo de produção de força num motor de foguete de combustível líquido. Nesse processo, o combustível é usado para resfriar a câmara de combustão, absorvendo o calor e mudando de fase. O combustível aquecido, agora gasoso, aciona a turbina que por sua vez aciona as bombas de combustível e oxidante, antes de ser injetado na câmara de combustão e queimado. (pt)
- «Цикл с фазовым переходом» (ЦФП, англ. Expander cycle) — безгенераторная схема работы жидкостного ракетного двигателя (ЖРД), которая предназначена для увеличения эффективности топливного цикла. При схеме ЦФП топливо нагревается до его сжигания, обычно используя ту часть теряемого тепла главной камеры сгорания, которое идет на обогрев стенок камеры, и претерпевает фазовый переход. Полученная за счет превращения топлива в газ разность давления используется для подачи топливных компонентов, сохранения давления в камере сгорания и создания тяги. (ru)
- 膨胀循环（Expander cycle）是发动机的一种动力循环，能提高燃料供给的效率。 在膨胀循环中，燃料燃烧前通常被主燃烧室的余热加热。当液态燃料通过在燃烧室壁裏的冷却通道时，相變成气态。气态燃料产生的气压差推动涡轮泵转动。从而使推进剂高速进入推力室燃烧产生推力。 钟罩形的发动机由于没有足够的喷嘴面积来加热燃料来驱动涡轮机，因此单纯的膨胀循环发动机的推力最多300KN。更高的推力级可以靠燃料分流来达到，一部分燃料被分流到涡轮机和推力室的冷却通道，最后一起注入主燃烧室。瓦形发动机由于废气紧贴室壁，因此传热效率更高，可以产生更大的推力。两种类型的发动机都必须使用，例如液氢、甲烷、丙烷等，这些燃料可以轻易达到沸点。 有些膨胀循环发动机使用来启动涡轮机，直到燃烧室和喷管加热的燃料产生的压力能独自启动涡轮机。 (zh)
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- El ciclo expansor es un ciclo de potencia de los motores cohete bipropelente destinado a mejorar la eficiencia del suministro de combustible. (es)
- 팽창식 사이클(Expander cycle), 익스팬더 사이클은 로켓엔진 동작 사이클 중 하나다. (ko)
- エキスパンダーサイクル（英: expander cycle）とは二液推進系ロケットエンジンの動作サイクルの1つである。燃料蒸気を作用気体としてターボポンプを駆動し、液体燃料と酸化剤を燃焼室に送りロケットの推進を実現する、蒸気機関と内燃機関の複合サイクルエンジンである。 (ja)
- O Ciclo expansor é um ciclo de produção de força num motor de foguete de combustível líquido. Nesse processo, o combustível é usado para resfriar a câmara de combustão, absorvendo o calor e mudando de fase. O combustível aquecido, agora gasoso, aciona a turbina que por sua vez aciona as bombas de combustível e oxidante, antes de ser injetado na câmara de combustão e queimado. (pt)
- «Цикл с фазовым переходом» (ЦФП, англ. Expander cycle) — безгенераторная схема работы жидкостного ракетного двигателя (ЖРД), которая предназначена для увеличения эффективности топливного цикла. При схеме ЦФП топливо нагревается до его сжигания, обычно используя ту часть теряемого тепла главной камеры сгорания, которое идет на обогрев стенок камеры, и претерпевает фазовый переход. Полученная за счет превращения топлива в газ разность давления используется для подачи топливных компонентов, сохранения давления в камере сгорания и создания тяги. (ru)
- 膨胀循环（Expander cycle）是发动机的一种动力循环，能提高燃料供给的效率。 在膨胀循环中，燃料燃烧前通常被主燃烧室的余热加热。当液态燃料通过在燃烧室壁裏的冷却通道时，相變成气态。气态燃料产生的气压差推动涡轮泵转动。从而使推进剂高速进入推力室燃烧产生推力。 钟罩形的发动机由于没有足够的喷嘴面积来加热燃料来驱动涡轮机，因此单纯的膨胀循环发动机的推力最多300KN。更高的推力级可以靠燃料分流来达到，一部分燃料被分流到涡轮机和推力室的冷却通道，最后一起注入主燃烧室。瓦形发动机由于废气紧贴室壁，因此传热效率更高，可以产生更大的推力。两种类型的发动机都必须使用，例如液氢、甲烷、丙烷等，这些燃料可以轻易达到沸点。 有些膨胀循环发动机使用来启动涡轮机，直到燃烧室和喷管加热的燃料产生的压力能独自启动涡轮机。 (zh)
- The expander cycle is a power cycle of a bipropellant rocket engine. In this cycle, the fuel is used to cool the engine's combustion chamber, picking up heat and changing phase. The now heated and gaseous fuel then powers the turbine that drives the engine's fuel and oxidizer pumps before being injected into the combustion chamber and burned. Some expander cycle engines may use a gas generator of some kind to start the turbine and run the engine until the heat input from the thrust chamber and nozzle skirt increases as the chamber pressure builds up. (en)
- Le cycle à expandeur est une configuration de moteur-fusée à ergols liquides dans laquelle la turbine de la turbopompe est alimentée par la détente de l'ergol cryotechnique qui circule dans les parois de la chambre de combustion et de la tuyère pour la refroidir et passe de l'état liquide à l'état gazeux. Ce dispositif remplace le générateur de gaz séparé de la chambre de combustion utilisé pour alimenter la turbine dans un cycle générateur de gaz. (fr)
- Il ciclo ad espansione (o ciclo expander) è un ciclo termodinamico utilizzato nei motori a razzo a bipropellente liquido. Generalmente, in questo tipo di ciclo, il combustibile viene fatto circolare in tubazioni o intercapedini ricavate nell'ugello di scarico in modo da assorbire calore per rigenerazione fino a permetterne il cambiamento di fase da liquido a gassoso. Una volta raggiunto lo stato gassoso, il combustibile è immesso nella turbina della turbopompa di alimentazione del motore dove, espandendosi e raffreddandosi, cede l'energia necessaria per muovere le pompe del combustibile stesso e dell'ossidante. Il combustibile raggiunge quindi la camera di combustione dove reagisce con l'ossidante. (it)
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- Ciclo expansor (cohete) (es)
- Expander cycle (en)
- Ciclo a espansione (it)
- Cycle à expandeur (fr)
- エキスパンダーサイクル (ja)
- 팽창식 사이클 (ko)
- Ciclo expansor (pt)
- ЖРД с циклом фазового перехода (ru)
- 膨胀循环 (zh)
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