| RS-68 | |
|---|---|
| Motor RS-68 při testování na stánku NASA při jeho vývoji. | |
| Typ | LRE |
| Pohonné hmoty | vodík |
| Oxidátor | kyslík |
| spalovací komory | jeden |
| Země | USA |
| Používání | |
| Provozní doba | 2002 - v provozu |
| aplikace |
Delta-4 (první stupeň CBC, těžká varianta bočních jednotek CBC) Ares-5 Constellation (RS-68B) |
| Rozvoj | RS-68A, RS-68B |
| Výroba | |
| Konstruktér | Rocketdyne , USA |
| Vyrobeno | od roku 1998 |
| Hmotnostní a rozměrové charakteristiky |
|
| Hmotnost | 6747 kg |
| Výška | 5207 mm |
| Průměr | 2438 mm |
| Provozní vlastnosti | |
| tah |
Podtlak: 3314 kN moře: 2891 kN |
| Specifický impuls |
Vakuum: 409 s Lv. moře: 359 st |
| Pracovní doba | 249-259 s |
| Tlak ve spalovací komoře | 9,7 MPa (96,0 at ) |
| Stupeň expanze | 21.5 |
| poměr tahu a hmotnosti | 44.4 |
| Mediální soubory na Wikimedia Commons | |
RS-68 ( Rocket System 68, RS-68 , Rocket System 68) je raketový motor na kapalná paliva (LRE ) od Rocketdyne , USA . Od roku 2009 se jednalo o nejvýkonnější jednokomorový motor, který jako složky paliva využívá kapalný vodík ( lH 2 ) a kyslík ( lO 2 ). [1] Vývoj motoru začal v 90. letech s cílem získat levnější, snáze vyrobitelný , vysoce tahový motor pro první stupeň nosné rakety Delta-4 . Za provozu RS-68 produkuje tah 300,7 tuny síly (2949 kN ) na hladině moře, jeho modifikace RS-68A má tah 317,5 tf (3114 kN), což bylo prokázáno při zkouškách na stolici. [2] Varianta motoru RS-68B, která má být použita jako hlavní motor v programu NASA Constellation , by měla mít o 80 % méně dílů ve srovnání s motory hlavního raketoplánu SSME ( RS-25 ) a asi dvakrát tolik. tah na hladinu moře.
Motor RS-68 byl vyvinut v laboratoři Rocketdine 's "Propulsion and Power" , která se nachází v Los Angeles v Kalifornii pro první stupeň postradatelné nosné rakety Delta-4 . Kapalný vodík a kyslík jsou přiváděny do spalovací komory pod tlakem 104,5 atm (10,25 MPa úroveň tahu 102 %), hmotnostní poměr míchání paliva a okysličovadla je 1:6.
Hlavním cílem vývojového programu RS-68 bylo vytvořit jednoduchý motor, který by byl nákladově efektivní při jednorázovém použití na nosné raketě. Aby bylo tohoto cíle dosaženo, má motor o 80 % méně dílů ve srovnání s znovupoužitelným motorem SSME ( RS-25 ). Jednoduchost a levnost motoru měla za následek horší výkon ve srovnání s RS-25: poměr tahu k hmotnosti RS-68 je mnohem nižší a specifický impuls je o 10 % nižší. Výhodou jsou nižší náklady na stavbu nového motoru: výroba nového RS-68 pro program nosných raket Delta-4 společnosti Boeing vyžaduje 14 milionů USD oproti 50 milionům USD na nový RS-25. Zatímco vysoké náklady na RS-25 měly být rozloženy v průběhu opakovaného použití, masivnější a levnější motor RS-68 s o 50 % větším tahem je pro jednorázové použití ekonomicky oprávněnější.
Motor je na rozdíl od SSME a RD-0120 motor s otevřeným cyklem bez dodatečného spalování generátorového plynu se dvěma nezávislými turbínami . Spalovací komora používá konstrukci stěny kanálu (jako například RD-171 ) pro snížení nákladů. Tato konstrukce, poprvé použitá v SSSR , obsahuje vnitřní a vnější plášť palivových potrubí svařených přes separátory, které tvoří chladicí kanály. Toto uspořádání spalovací komory má za následek těžší konstrukci, ale je mnohem levnější než trubková a stěnová konstrukce (návrhy tohoto druhu využívají stovky trubek ohnutých do tvaru spalovací komory a svařených dohromady) používané u jiných amerických motorů. Spodní část trysky má koeficient roztažnosti 21,5 a je vyrobena z ablativního materiálu. Výstelka vnitřní části trysky je navržena tak, aby během provozu motoru vyhořela, což má za úkol odvádět teplo a způsobit jasné žhnutí proudu plynu na výstupu z trysky, což se u jiných LRE nevyskytuje fungující na vodík a kyslík. Obecně má tato konstrukce velkou hmotnost ve srovnání s uspořádáním trubic a stěnových trysek používaných jinými motory, ale je jednodušší a levnější na výrobu.
Zatímco původní návrh byl vyvinut v Rocketdine Lab v Canoga Park v Kalifornii , na stejném místě, kde byl vyvinut SSME, první prototypy motorů byly sestaveny v Santa Susana Field Laboratory, kde byly vyvinuty a testovány pomocné motory Saturn . Lunární mise Apollo . První stolní testy RS-68 byly provedeny v Edwards Air Force Laboratory , později v NASA Stennis Space Center . . První úspěšný test na základně Edwards byl dokončen 11. září 1998 a první úspěšné použití motoru a úspěšný start nosné rakety byly dokončeny 20. listopadu 2002.
Motor RS-68 je součástí Common Booster Core (CBC ) používaného k vytvoření pěti variant rodiny nosných raket Delta-4 . Nejtěžší varianta použitá pro rok 2009 zahrnuje tři URB spojené dohromady. V jedné nosné raketě je možné použít sedm takových bloků.
18. května 2006 NASA oznámila, že pět motorů RS-68 mělo být použito místo SSME na plánované nosné raketě Ares-5 programu Constellation . NASA si vybrala RS-68 kvůli jeho nižší ceně asi 20 milionů dolarů po vylepšeních NASA. Úpravy RS-68 na Ares-5 zahrnují odlišnou ablační trysku, která poskytuje delší životnost motoru, rychlejší startování motoru, konstrukční změny snižující ztráty vodíku během startu a snižují spotřebu helia během předstartování a letu. Zvýšení tahu a specifického impulsu má být provedeno v rámci samostatného programu modernizace nosné rakety Delta-4 . [3] Od roku 2009 se uvádí, že Ares-5 používá šest RS-68 na centrální jednotce. Verze tohoto motoru pro nosnou raketu Ares-5 se bude jmenovat RS-68B. [4] Další projekt, DIRECT , také používá RS-68.
Dne 4. dubna 2008 uzavřelo americké letectvo dodatečnou smlouvu se společností Boeing Launch Services v Kalifornii na 20 milionů USD. Změna smlouvy opravňuje Boeing k provedení demonstračních testů na přestavěném RS-68 označeném „10009“. V rámci iniciativy Assured Access to Space (AAS) dala vláda právo provádět práce na vývoji zařízení, které sníží nebo odstraní existující rizika a zvýší spolehlivost motoru RS-68. [5]
25. září 2008 modifikovaný RS-68A úspěšně prošel prvními palebnými zkouškami. RS-68A je vylepšená verze RS-68 se změnami, které by měly zajistit zvýšený specifický impuls a tah nad 317,5 tf (3114 kN) na hladině moře. Certifikace motoru je naplánována na rok 2010, s možným prvním použitím v roce 2011. [2]