RS-68 - RS-68

RS-68
Испытание ракетного двигателя РС-68.jpg
Двигатель RS-68 проходит огневые испытания в НАСА Космический центр Стеннис во время фазы развития.
Страна происхожденияСоединенные Штаты
ПроизводительRocketdyne
Пратт и Уитни Рокетдайн
Aerojet Rocketdyne
ЗаявлениеДвигатель первой ступени для ракеты Delta IV
Положение делАктивный
Жидкостный двигатель
ПропеллентЖидкий кислород / жидкий водород
Конфигурация
Соотношение форсунок21.5
Спектакль
Тяга (SL)RS-68: 660 000 фунтов-силы (2950 кН)
RS-68A: 705000 фунтов-силы (3137 кН)[1]
Отношение тяги к массеРС-68: 45,3
РС-68А: 47,4
Давление в камере1488 фунтов на квадратный дюйм (10,26 МПа)
язр (Vac.)RS-68: 410 с (4,0 км / с)
RS-68A: 412 с (4,04 км / с)[2]
Размеры
Длина17,1 футов (5,20 м)
Диаметр8 футов 0 дюймов (2,43 м)
Сухой весRS-68: 14,560 фунтов (6600 кг)
RS-68A: 14 870 фунтов (6740 кг)[1]
Используется в
Дельта IV

В Aerojet Rocketdyne RS-68 (Rocket System 68) - это ракета на жидком топливе двигатель, который использует жидкий водород (LH2) и жидкий кислород (LOX) в качестве пороха в энергетический цикл газогенератора. Это самый большой из когда-либо летающих ракетных двигателей на водородном топливе.[3]

Его разработка началась в 1990-х годах с целью создания более простого и менее дорогостоящего двигателя большой грузоподъемности для Дельта IV система запуска. Было выпущено две версии двигателя: оригинальный RS-68 и улучшенный RS-68A. Третья версия, RS-68B, планировалась для Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) Арес V ракета до отмены программы.

Дизайн и развитие

Одной из основных целей программы RS-68 было создание простого двигателя, который был бы рентабельным при использовании для одного запуска. Для этого в RS-68 на 80% меньше деталей, чем в многозарядном. Главный двигатель космического челнока (SSME).[4] Неблагоприятные последствия такой простоты заключались в значительно более низком удельном весе и на 10% меньшем удельном импульсе по сравнению с SSME. Преимущество этой простоты - снижение стоимости конструкции RS-68.[4]

РС-68 был разработан в Rocketdyne Силовая установка и мощность, расположенные в Канога Парк, Лос-Анджелес, Калифорния, где был произведен SSME. Он был разработан для питания Дельта IV Усовершенствованная расходуемая ракета-носитель (EELV). Двигатели начальной разработки были собраны на ближайшем Полевая лаборатория Санта-Сусаны где Сатурн V с Рокетдайн Ф-1 двигатели были разработаны и испытаны для полетов Аполлона на Луну. Первоначальные испытания РС-68 проходили в Исследовательская лаборатория ВВС (AFRL), База ВВС Эдвардс, Калифорния, а затем в НАСА Космический центр Стеннис.[нужна цитата ] РС-68 был сертифицирован в декабре 2001 года для использования на ракетах Delta IV.[5]

RS-68 является частью каждого Дельта IV Общее ядро ​​бустера. Самая большая из ракет-носителей Дельта IV Тяжелый, использует три CBC, смонтированные вместе.[6]

Максимум 102% толкать, двигатель производит 758000 фунт-сила (3,370 кН ) в вакууме и 663000 фунтов силы (2950 кН) на уровне моря. Масса двигателя составляет 14 560 фунтов (6600 кг). При такой тяге двигатель имеет удельную тягу 51,2 и удельный импульс 410 секунд (4,0 км / с) в вакууме и 365 секунд (3,58 км / с) на уровне моря.[7] RS-68 - это подвешенный гидравлически и способен дросселировать от 58% до 102% тяги.[8]

RS-68A - это обновленная версия RS-68 с увеличенными удельным импульсом и тягой (до более чем 700 000 фунтов силы (3100 кН) на уровне моря).[9] Первый пуск 29 июня 2012 г. с Мыс Канаверал База ВВС использовали три двигателя РС-68А, установленных в Дельта IV Тяжелый ракета.[10]

Предлагаемое использование

В 2006 году НАСА объявило о намерении использовать пять двигателей РС-68 вместо SSME на запланированном. Арес V. НАСА выбрало RS-68 из-за его более низкой стоимости, около 20 миллионов долларов за двигатель, включая стоимость модернизации НАСА. Обновления включали в себя другое абляционное сопло для более длительного горения, более короткую последовательность запуска, изменения оборудования для ограничения свободного водорода при зажигании и уменьшение количества гелия, используемого во время обратного отсчета и полета. Увеличение тяги и удельного импульса будет происходить в рамках отдельной программы модернизации ракеты Delta IV.[11] Позже Ares V был заменен на шесть двигателей RS-68, получивших обозначение RS-68B.[12] Ares V был сброшен в рамках отмены Программа Созвездие в 2010.[13] Нынешний преемник НАСА тяжелый подъемник, Система космического запуска, будет использовать четыре RS-25 двигатели вместо этого.[14]

Человеческий рейтинг

В 2008 году сообщалось, что RS-68 требуется более 200 изменений, чтобы получить человеческий рейтинг.[15] НАСА заявило, что эти изменения включают мониторинг состояния, удаление богатой топливом среды при взлете и повышение надежности его подсистем.[16][17]

Варианты

  • RS-68 - оригинальная версия. Производит 663000 фунт-сила (2,950 кН ) тяга на уровне моря.[18]
  • RS-68A - это улучшенная версия. Он производит тягу 705 000 фунтов силы (3140 кН) на уровне моря и тягу 800 000 фунтов силы (3,560 кН) в вакууме.[19] Его удельный импульс в вакууме составляет 414 секунд (4,06 км / с). Сертификационные испытания завершены в ноябре 2010 года.[нужна цитата ]
  • RS-68B был предложенной модернизацией для использования в ракете-носителе Ares V для программы НАСА Constellation.[12] Ares V должен был использовать шесть двигателей RS-68B на основной ступени диаметром 10 метров (33 фута) вместе с двумя твердотопливными ракетными ускорителями на 5,5 сегментов. Позже было установлено, что абляционная насадка RS-68 плохо подходила для этой многомоторной среды, что приводило к снижению эффективности двигателя и сильному нагреву в основании автомобиля.[20]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б "ДЕЛЬТА IV". United Launch Alliance. В архиве из оригинала 20 июля 2014 г.. Получено 13 июля, 2014.
  2. ^ «Руководство пользователя Delta IV» (PDF). United Launch Alliance. Июнь 2013. В архиве (PDF) из оригинала 10 июля 2014 г.. Получено 13 июля, 2014.
  3. ^ "Двигательная установка АТК и композитные технологии помогают запустить спутник национальной разведки" (Пресс-релиз). Alliant Techsystems. 19 января 2009 г. В архиве с оригинала от 22 февраля 2014 г.
  4. ^ а б "AIAA 2002-4324, Двигательная установка для 21 века - RS-68" В архиве 19 марта 2009 г. Wayback Machine. AIAA, 8–10 июля 2002 г.
  5. ^ "Двигатель Rocketdyne RS-68 сертифицирован для Boeing Delta IV" (Пресс-релиз). Боинг. 19 декабря 2001 г. Архивировано с оригинал 10 октября 2012 г.
  6. ^ «Техническое резюме Atlas V и Delta IV» (PDF).
  7. ^ "United Launch Alliance Delta IV Heavy".
  8. ^ Официальный документ Boeing о разработке RS-68 В архиве 15 апреля 2007 г. Wayback Machine
  9. ^ «Первые испытания двигателя RS-68A с горячим зажиганием двигателя United Launch Alliance прошли успешно» (Пресс-релиз). United Launch Alliance. 25 сентября 2008 г.. Получено 30 сентября, 2008. В настоящее время двигатель RS-68 может обеспечить тягу на уровне моря более 660 000 фунтов, а модернизированный RS-68A увеличит ее до более 700 000 фунтов. RS-68A также улучшает удельный импульс или топливную экономичность RS-68.[постоянная мертвая ссылка ]
  10. ^ «Модернизированная тяжелая ракета Delta IV United Launch Alliance успешно запускает вторую полезную нагрузку за девять дней для Национального разведывательного управления» (Пресс-релиз). United Launch Alliance. 29 июня 2012 г. В архиве с оригинала от 20 августа 2016 г.
  11. ^ «Отчет НАСА о ходе работы над исследовательскими системами» (Пресс-релиз). Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. 18 мая 2006 г. В архиве из оригинала 28 марта 2012 г.. Получено 30 мая, 2006.
  12. ^ а б "Обзор: грузовая ракета-носитель Ares V". Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. Архивировано из оригинал 26 сентября 2008 г.. Получено 30 сентября, 2008.
  13. ^ Амос, Джонатан (11 октября 2010 г.). «Обама подписывает НАСА на новое будущее». Новости BBC. Получено 7 июн 2019.
  14. ^ "Информационный бюллетень по системе космического запуска" (PDF). Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. Получено 7 июн 2019.
  15. ^ «Первые испытания двигателя RS-68A с горячим зажиганием двигателя United Launch Alliance прошли успешно». NASAspaceflight.com. 27 сентября 2008 г. В архиве с оригинала 28 марта 2018 г.
  16. ^ «Часто задаваемые вопросы, вопрос 3». Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства ESMD. В архиве с оригинала от 12 января 2010 г.
  17. ^ Бирден, Дэвид А .; Скратт, Джон П .; Харт, Мэтью Дж. (1 июня 2009 г.). «Воздействие на созвездие, оцененное людьми при интенсивном исследовании Delta IV» (PDF). Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. п. 8. В архиве (PDF) с оригинала 28 февраля 2017 года.
  18. ^ «Двигательная установка РС-68» (PDF). Пратт и Уитни Рокетдайн. Октябрь 2005 г. Архивировано с оригинал (PDF) на 2018-07-14. Получено 2019-04-07.
  19. ^ «P&W успешно завершила испытание горячим пламенем на 2-м RS-68A Certi». asdnews.com. В архиве из оригинала 25 июля 2011 г.. Получено 25 апреля, 2018.
  20. ^ «Двигатели, которые отказались списаться - РС-25 готовятся к испытаниям SLS». nasaspaceflight.com. Июнь 2013. В архиве с оригинала 30 августа 2017 года.

внешняя ссылка