РС-68
Большой водородно-кислородный ракетный двигатель, используемый в ракете Delta IV.

РС-68
Двигатель RS-68 проходит огневые испытания в Космическом центре имени Стенниса НАСА на этапе разработки.
Страна происхожденияСоединенные Штаты
Первый полет20 ноября 2002 г. ( 2002-11-20 )
Последний полет9 апреля 2024 г. ( 2024-04-09 )
ДизайнерРокетдайн
Производитель
ПриложениеДвигатель первой ступени
Связанный ЛВДельта IV  · Дельта IV Тяжелая
СтатусУшедший на пенсию
Двигатель на жидком топливе
ПропеллентЖидкий кислород / LH 2
ЦиклГазогенератор
Конфигурация
Соотношение сопел21.5:1
Производительность
Тяга, уровень моряRS-68 : 2950 кН (660000 фунт -сила )
RS-68A : 3137 кН (705000 фунт- сила ) [1]
ТяговооруженностьRS-68 : 45.3:1
RS-68A : 47.4:1
Давление в камере1488 фунтов на кв. дюйм (10,26 МПа)
Удельный импульс , вакуумRS-68 : 410 с (4,0 км/с)
RS-68A : 411,9 с (4,039 км/с) [2]
Размеры
Длина5,20 м (17,1 фута)
Диаметр2,43 м (8 футов 0 дюймов)
Сухая массаRS-68 : 6600 кг (14 560 фунтов)
RS-68A : 6740 кг (14 870 фунтов) [1]

RS -68 (Rocket System-68) был жидкотопливным ракетным двигателем, который использовал жидкий водород (LH2 ) и жидкий кислород (LOX) в качестве пропеллентов в газогенераторном цикле . Это был самый большой водородный ракетный двигатель, когда-либо летавший. [3]

Разработан и произведен в США компанией Rocketdyne (позже Pratt & Whitney Rocketdyne и Aerojet Rocketdyne ). Разработка началась в 1990-х годах с целью создания более простого, менее дорогостоящего двигателя большой грузоподъемности для системы запуска Delta IV . Было выпущено две версии двигателя: оригинальная RS-68 и улучшенная RS-68A. Третья версия, RS-68B, была запланирована для ракеты Ares V Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) до отмены ракеты и программы Constellation в 2010 году.

Проектирование и разработка

Одной из главных целей программы RS-68 было создание простого двигателя, который был бы экономически эффективным при использовании для одного запуска. Чтобы достичь этого, RS-68 имеет на 80% меньше деталей, чем многозапускной RS-25 Space Shuttle Main Engine (SSME). [4] Негативными последствиями этой простоты стали значительно более низкое отношение тяги к весу и на 10% меньший удельный импульс по сравнению с SSME. Преимуществом этой простоты является снижение стоимости строительства RS-68. [4]

RS-68 был разработан в Rocketdyne Propulsion and Power, расположенной в Канога-Парке, Лос-Анджелес , Калифорния, где был изготовлен SSME. Он был разработан для питания ракеты-носителя Delta IV Evolved Expendable Launch Vehicle (EELV). Первоначальные двигатели для разработки были собраны в близлежащей полевой лаборатории Санта-Сусана , где были разработаны и испытаны двигатели Rocketdyne F-1 для Saturn V для миссий Apollo на Луну. Первоначальные испытания RS-68 проводились в Исследовательской лаборатории ВВС (AFRL), на авиабазе Эдвардс , Калифорния, а затем в Космическом центре имени Стенниса NASA . [5] [6] RS-68 был сертифицирован в декабре 2001 года для использования на ракетах Delta IV. [7]

RS-68 был частью каждого общего ускорителя Delta IV . Самая большая из ракет-носителей, Delta IV Heavy , использовала три CBC, смонтированных вместе. [8]

Двигатель вырабатывал 758 000 фунтов силы (3370  кН ) в вакууме и 663 000 фунтов силы (2950 кН) на уровне моря. Масса двигателя составляла 14 560 фунтов (6600 кг). При такой тяге двигатель имел тяговооруженность 51,2 и удельный импульс 410 секунд (4,0 км/с) в вакууме и 365 секунд (3,58 км/с) на уровне моря. [9] RS-68 был гидравлически подвешен и мог регулировать тягу от 58% до 102%. [10]

RS-68A — это обновлённая версия RS-68 с увеличенным удельным импульсом и тягой (более 700 000 фунтов силы (3100 кН) на уровне моря). [11] Первый запуск 29 июня 2012 года с авиабазы ​​ВВС на мысе Канаверал использовал три двигателя RS-68A, установленные на ракете Delta IV Heavy . [12]

RS-68 был выведен из эксплуатации после последнего полета Delta IV Heavy в апреле 2024 года.

Предлагаемые варианты использования

В 2006 году NASA объявило о намерении использовать пять двигателей RS-68 вместо SSME на запланированном Ares V. NASA выбрало RS-68 из-за его более низкой стоимости, около 20 миллионов долларов за двигатель, включая стоимость модернизаций NASA. Модернизации включали другое абляционное сопло для обеспечения более длительного горения, более короткую последовательность запуска, изменения в оборудовании для ограничения свободного водорода при зажигании и сокращение количества гелия, используемого во время обратного отсчета и полета. Увеличение тяги и удельного импульса должно было произойти в рамках отдельной программы модернизации для ракеты Delta IV. [13] Позже Ares V был изменен на использование шести двигателей RS-68, обозначенных как RS-68B. [14] Ares V был исключен в рамках отмены программы Constellation в 2010 году. [15] Текущий преемник NASA для перевозки тяжелых грузов, Space Launch System , использует вместо этого четыре двигателя RS-25 . [16]

Человеческий рейтинг

В 2008 году сообщалось, что RS-68 требовалось внести более 200 изменений для получения сертификата соответствия требованиям человека . [17] НАСА заявило, что эти изменения включают в себя мониторинг состояния, удаление богатой топливом среды при старте и повышение надежности его подсистем. [18] [19]

Варианты

  • RS-68 — это оригинальная версия. Он производит тягу в 663 000 фунтов силы (2 950  кН ) на уровне моря. [20]
  • RS-68A — улучшенная версия. Он производит тягу 705 000 фунтов силы (3 140 кН) на уровне моря и тягу 800 000 фунтов силы (3 560 кН) в вакууме. [21] Его удельный импульс в вакууме составляет 411,9 секунды (4,039 км/с). [22] Сертификация была завершена в апреле 2011 года. [23]
  • RS-68B был предложенной модернизацией для использования в ракете-носителе Ares V для программы NASA Constellation. [14] Ares V должен был использовать шесть двигателей RS-68B на основной ступени диаметром 10 метров (33 фута), а также два 5,5-сегментных твердотопливных ракетных ускорителя. Позже было установлено, что абляционное сопло RS-68 плохо подходило для этой многодвигательной среды, что приводило к снижению эффективности двигателя и сильному нагреву в основании ракеты. [24]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab "DELTA IV". United Launch Alliance. Архивировано из оригинала 20 июля 2014 года . Получено 13 июля 2014 года .
  2. ^ "Delta IV User's Guide" (PDF) . United Launch Alliance. Июнь 2013 г. Архивировано (PDF) из оригинала 10 июля 2014 г. Получено 13 июля 2014 г.
  3. ^ "ATK Propulsion and Composite Technologies Help Launch National Reconnaissance Office Satellite" (пресс-релиз). Alliant Techsystems . 19 января 2009 г. Архивировано из оригинала 22 февраля 2014 г.
  4. ^ ab "AIAA 2002-4324, Движение для 21-го века — RS-68" Архивировано 19 марта 2009 г. на Wayback Machine . AIAA, 8–10 июля 2002 г.
  5. ^ "Boeing испытывает ракетный двигатель RS-68 (24 апреля)". Defense Aerospace . 23 апреля 2001 г. Получено 26 июня 2023 г.
  6. ^ "Boeing Delta IV CBC/RS-68 Engine Successfully Completes Test Program" (пресс-релиз). Boeing. 9 мая 2001 г. Получено 26 июня 2023 г.
  7. ^ "Двигатель Rocketdyne RS-68 сертифицирован для Boeing Delta IV" (пресс-релиз). Boeing. 19 декабря 2001 г. Архивировано из оригинала 10 октября 2012 г.
  8. ^ «Техническое резюме Atlas V и Delta IV» (PDF) .
  9. ^ "United Launch Alliance Delta IV Heavy".
  10. ^ Белая книга Boeing по разработке RS-68 Архивировано 15 апреля 2007 г. на Wayback Machine
  11. ^ "United Launch Alliance First RS-68A Hot-Fire Engine Test a Success" (пресс-релиз). United Launch Alliance. 25 сентября 2008 г. Получено 10 апреля 2023 г. В настоящее время двигатель RS-68 может выдавать более 660 000 фунтов тяги на уровне моря, а модернизированный RS-68A увеличит ее до более чем 700 000 фунтов. RS-68A также улучшает удельный импульс или топливную эффективность RS-68.
  12. ^ "United Launch Alliance Upgraded Delta IV Heavy rocket successful Launches Second Payload in Nine Days for the National Reconnaissance Office" (пресс-релиз). United Launch Alliance. 29 июня 2012 г. Архивировано из оригинала 20 августа 2016 г.
  13. ^ "NASA's Exploration Systems Progress Report" (пресс-релиз). Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. 18 мая 2006 г. Архивировано из оригинала 5 апреля 2012 г. Получено 30 мая 2006 г.
  14. ^ ab "Обзор: грузовой носитель Ares V". Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. Архивировано из оригинала 26 сентября 2008 года . Получено 30 сентября 2008 года .
  15. ↑ Амос, Джонатан (11 октября 2010 г.). «Обама подписывает НАСА на новое будущее». BBC news . Получено 7 июня 2019 г.
  16. ^ "Space Launch System Factsheet" (PDF) . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. Архивировано из оригинала (PDF) 13 мая 2019 года . Получено 7 июня 2019 года .
  17. ^ "Первые испытания двигателя RS-68A Hot-Fire от United Launch Alliance прошли успешно". NASAspaceflight.com . 27 сентября 2008 г. Архивировано из оригинала 28 марта 2018 г.
  18. ^ "Часто задаваемые вопросы, вопрос 3". Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства ESMD. Архивировано из оригинала 12 января 2010 года.
  19. ^ Бирден, Дэвид А.; Скратт, Джон П.; Харт, Мэтью Дж. (1 июня 2009 г.). "Human Rated Delta IV Heavy Study Constellation Impacts" (PDF) . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. стр. 8. Архивировано (PDF) из оригинала 28 февраля 2017 г.
  20. ^ "RS-68 Propulsion System" (PDF) . Pratt & Whitney Rocketdyne. Октябрь 2005 г. Архивировано из оригинала (PDF) 14 июля 2018 г. Получено 7 апреля 2019 г.
  21. ^ "P&W успешно завершила огневые испытания на 2-м RS-68A Certi". asdnews.com . Архивировано из оригинала 25 июля 2011 г. . Получено 25 апреля 2018 г. .
  22. ^ "Delta IV User's Guide" (PDF) . United Launch Alliance. Июнь 2013 г. Архивировано (PDF) из оригинала 10 июля 2014 г. Получено 13 июля 2014 г.
  23. ^ "RS-68A | L3Harris® Fast. Forward". www.l3harris.com . Получено 6 февраля 2024 г. .
  24. ^ «Двигатели, которые отказались уйти в отставку – RS-25 готовятся к испытаниям SLS». nasaspaceflight.com . Июнь 2013 г. Архивировано из оригинала 30 августа 2017 г.
На Викискладе есть медиафайлы по теме РС-68 (ракетный двигатель) .
  • Страница RS-68 компании Aerojet Rocketdyne
  • Страница RS-68 на Astronautix.com
  • Wood, BK (2002). Движение в 21 веке — RS-68. 38-я совместная конференция по жидкостному движению. Индианаполис, Индиана: AIAA. Архивировано из оригинала (doc) 19 марта 2009 г.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=RS-68&oldid=1246712091#Variants"