| RS-68 | |
|---|---|
| RS-68-moottori testauksen aikana NASAn osastolla kehitystyön aikana. | |
| Tyyppi | LRE |
| Polttoaine | vety |
| Hapettaja | happi |
| polttokammiot | yksi |
| Maa | USA |
| Käyttö | |
| Toiminta-aika | 2002 - käytössä |
| Sovellus |
Delta-4 (CBC:n ensimmäinen vaihe, raskaan muunnelman CBC-sivuyksiköt) Ares-5 Constellation (RS-68B) |
| Kehitys | RS-68A, RS-68B |
| Tuotanto | |
| Rakentaja | Rocketdyne , Yhdysvallat |
| Tuotettu | vuodesta 1998 lähtien |
| Painon ja koon ominaisuudet |
|
| Paino | 6747 kg |
| Korkeus | 5207 mm |
| Halkaisija | 2438 mm |
| Käyttöominaisuudet | |
| työntövoima |
Tyhjiö: 3314 kN meri: 2891 kN |
| Spesifinen impulssi |
Tyhjiö: 409 s Lv. meri: 359 c |
| Työtunnit | 249-259 s |
| Paine palotilassa | 9,7 MPa (96,0 at ) |
| Laajennusaste | 21.5 |
| työntövoima-painosuhde | 44.4 |
| Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa | |
RS-68 ( Rocket System 68, RS-68 , Rocket System 68) on nestemäistä polttoainetta käyttävä rakettimoottori (LRE ) , jonka valmistaja on Rocketdyne , USA . Vuodesta 2009 lähtien se oli tehokkain yksikammioinen moottori, joka käyttää nestemäistä vetyä ( lH 2 ) ja happea ( lO 2 ) polttoainekomponentteina. [1] Moottorikehitys aloitettiin 1990-luvulla tavoitteena saada halvempi, helpompi valmistaa ja suuritehoinen moottori Delta-4- kantoraketin ensimmäiseen vaiheeseen . Käytön aikana RS-68 tuottaa työntövoiman 300,7 tonnia (2949 kN ) merenpinnan tasolla, sen RS-68A-muunnelman työntövoima on 317,5 tf (3114 kN), mikä osoitettiin penkkikokeissa . [2] RS-68B-moottoriversiossa, jota on tarkoitus käyttää NASAn Constellation - ohjelman päämoottorina, pitäisi olla 80 % vähemmän osia verrattuna pääsukkulan SSME-moottoreihin ( RS-25 ) ja noin kaksi kertaa enemmän. työntövoima merenpinnasta kohti.
RS-68-moottori kehitettiin Rocketdinen "Propulsion and Power" -laboratoriossa , joka sijaitsee Los Angelesissa , Kaliforniassa , kuluvan Delta-4- kantoraketin ensimmäistä vaihetta varten . Polttokammioon syötetään nestemäistä vetyä ja happea paineella 104,5 atm (10,25 MPa työntötaso 102 %), polttoaineen ja hapettimen sekoituksen massasuhde on 1:6.
RS-68-kehitysohjelman päätavoitteena oli luoda yksinkertainen moottori, joka olisi kustannustehokas käytettynä kerran kantoraketissa. Tämän tavoitteen saavuttamiseksi moottorissa on 80 % vähemmän osia verrattuna uudelleenkäytettävään SSME ( RS-25 ) -moottoriin. Moottorin yksinkertaisuus ja edullisuus johtivat huonompaan suorituskykyyn verrattuna RS-25:een: RS-68:n työntövoima-painosuhde on paljon pienempi ja ominaisimpulssi 10 % pienempi. Etuna on alhaisemmat kustannukset uuden moottorin rakentamisesta: uuden RS-68:n valmistaminen Boeingin Delta-4-kantorakettiohjelmaan vaatii 14 miljoonaa dollaria, kun taas uuden RS-25:n 50 miljoonaa dollaria. Vaikka RS-25:n korkeat kustannukset piti jakaa uudelleenkäytettävän käytön aikana, massiivisempi ja halvempi RS-68-moottori, jossa on 50 % suurempi työntövoima, on taloudellisesti perusteltu kertakäyttöön.
Moottori, toisin kuin SSME ja RD-0120 , on avoimen kierron moottori ilman generaattorikaasun jälkipolttoa kahdella erillisellä turbiinilla . Polttokammiossa käytetään kanava-seinärakennetta (kuten esimerkiksi RD-171 ) kustannusten vähentämiseksi. Tämä rakenne, jota käytettiin ensimmäistä kertaa Neuvostoliitossa , sisältää polttoainelinjojen sisä- ja ulkokuoren, jotka on hitsattu erottimien läpi, jotka muodostavat jäähdytyskanavia. Tämä polttokammiojärjestely johtaa raskaampaan rakenteeseen, mutta on paljon halvempi kuin muissa amerikkalaisissa moottoreissa käytetty putki-seinärakenne (tällaisissa rakenteissa käytetään satoja palotilan muotoon taivutettuja ja yhteen hitsattuja putkia). Suuttimen alaosan laajenemiskerroin on 21,5 ja se on valmistettu ablatiivisesta materiaalista. Suuttimen sisäosan vuoraus on suunniteltu palamaan moottorin käytön aikana, mikä on tarkoitettu poistamaan lämpöä ja aiheuttamaan kaasusuihkun kirkasta hehkua suuttimen ulostulossa, mitä ei tapahdu muiden LRE-laitteiden tapauksessa toimivat vedyllä ja hapella. Yleensä tällä mallilla on suuri massa verrattuna muiden moottoreiden käyttämään putki-seinämäiseen suutinjärjestelyyn, mutta se on yksinkertaisempi ja halvempi valmistaa.
Alkuperäinen suunnittelu kehitettiin Rocketdine Labissa Canoga Parkissa Kaliforniassa , samassa paikassa, jossa SSME kehitettiin, kun taas ensimmäiset moottorien prototyypit koottiin Santa Susana Field Laboratoryssa, jossa Saturnin tehostinmoottorit kehitettiin ja testattiin . Apollon kuun tehtävä . Ensimmäiset RS-68:n pöytätestit suoritettiin Edwardsin ilmavoimien laboratoriossa , myöhemmin NASAn Stennis - avaruuskeskuksessa . . Ensimmäinen onnistunut penkkitesti Edwardsin tukikohdassa saatiin päätökseen 11. syyskuuta 1998, ja ensimmäinen onnistunut moottorin käyttö ja kantoraketin onnistunut laukaisu saatiin päätökseen 20. marraskuuta 2002.
RS-68-moottori on osa Common Booster Corea (CBC ), jota käytetään luomaan viisi versiota Delta-4-kantorakettien perheestä . Vuoden 2009 raskain versio sisältää kolme URB:tä yhdistettynä. Yhdessä kantoraketissa on mahdollista käyttää seitsemää tällaista lohkoa.
NASA ilmoitti 18. toukokuuta 2006, että viittä RS-68-moottoria käytetään SSME :n sijasta Constellation - ohjelman suunnitellussa Ares-5- kantoraketissa . NASA valitsi RS-68:n, koska sen kustannukset olivat noin 20 miljoonaa dollaria alhaisemmat NASAn parannusten jälkeen. Ares-5:een tehdyt RS-68-muunnokset sisältävät erilaisen ablatiivisuuttimen, joka tarjoaa pidemmän moottorin käyttöiän, nopeamman moottorin käynnistyksen, suunnittelumuutokset vetyhäviön vähentämiseksi laukaisun aikana ja heliumin käytön vähentämiseksi esilaukaisun ja lennon aikana. Työntövoiman ja ominaisimpulssin lisääminen on tarkoitus toteuttaa osana erillistä Delta-4- kantoraketin modernisointiohjelmaa . [3] Vuodesta 2009 lähtien Ares-5:n on raportoitu käyttäneen kuutta RS-68:aa keskusyksikössä. Tämän Ares-5-kantoraketin moottorin versio on nimeltään RS-68B. [4] Toinen projekti, DIRECT , käyttää myös RS-68:aa.
Yhdysvaltain ilmavoimat tekivät 4. huhtikuuta 2008 muutetun 20 miljoonan dollarin sopimuksen Boeing Launch Services , Kalifornian kanssa.Sopimusmuutos oikeuttaa Boeingin suorittamaan esittelytestejä muunnetulla RS-68:lla, jossa on merkintä "10009". Osana AAS (Assured Access to Space) -aloitetta hallitus antoi oikeuden kehittää laitteita, jotka vähentävät tai poistavat olemassa olevia riskejä ja lisäävät RS-68-moottorin luotettavuutta. [5]
25. syyskuuta 2008 muokattu RS-68A läpäisi onnistuneesti ensimmäiset laukaisutestinsä. RS-68A on parannettu versio RS-68:sta, ja siinä on muutoksia, joiden pitäisi tarjota lisääntynyt ominaisimpulssi ja työntövoima yli 317,5 tf (3114 kN) merenpinnan tasolla. Moottorin sertifiointi on suunniteltu vuodelle 2010, ja mahdollinen ensimmäinen käyttökerta vuonna 2011. [2]