RS-68 (ракетный двигатель). Двигатель rs 68


definition of rs 68 РАКЕТНЫИ ДВИГАТЕЛЬ and synonyms of rs 68 РАКЕТНЫИ ДВИГАТЕЛЬ (Russian)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

RS-68 (РС-68)Тип:Топливо:Окислитель:Камер сгорания:Страна:Использование:Время эксплуатации:Применение:Развитие:Производство:Конструктор:Производилось:МассогабаритныехарактеристикиМасса:Высота:Рабочие характеристикиТяга:Удельный импульс:Время работы:Давление в камере сгорания:Степень расширения:
Двигатель RS-68 в ходе испытаний на стенде НАСА в период его разработки.
ЖРД
водород
кислород
1
США
2002 г - используется
«Дельта-4» (первая ступень CBC, боковые блоки CBC варианта Хеви)«Арес-5» Созвездие (RS-68B)
RS-68A, RS-68B
Рокетдайн, США
с 1998 года
6 600 кг
2 400 мм
Вакуум: 343,6 тсУр.моря: 300,7 тс
Вакуум: 410 cУр.моря: 365 c
249 - 259 c
10,25 MPa (104,5 ат)
21,5

«РС-68» (англ. Rocket System 68, RS-68, Ракетная система 68) - жидкостной ракетный двигатель (ЖРД) компании Рокетдайн (англ. Rocketdyne), США. По состоянию на 2009 г являлся самым мощным двигателем, который использует в качестве компонентов топлива жидкий водород (Lh3) и кислород (LOX).[1] Развитие двигателя было начато в 1990-х с целью получения более дешевого и простого в производстве двигателя для первой ступени РН Дельта-4, обладающего большой тягой. Во время работы РС-68 производит тягу 300,7 тонн-силы (тс) (2949 кН) на уровне моря, его модификация RS-68A обладает тягой 317,5 тс (3,114 кН), что было продемонстрировано на стендовых испытаниях.[2] Вариант двигателя RS-68B, который предполагается использовать в качестве основного двигателя в программе НАСА Созвездие, должен иметь на 80 % меньше частей по сравнению с основными двигателями Шаттла SSME (RS-24) и примерно в два раза большую тягу на уровне моря.

Обзор

Двигатель РС-68 был разработан в лаборатории «Propulsion and Power» компании Рокетдайн, расположенной в Лос-Анжелесе, Калифорния для первой ступени одноразовой РН Дельта-4. В камеру сгорания подается жидкий водород и кислород под давлением 104,5 ат (10,25 MPa, уровень тяги 102%), массовое соотношение смешивания топлива и окислителя 1:6.

При уровне тяги 102% двигатель производит 343,6 тс (3,37 МН) в вакууме и 300,7 тс (2,95 МН) на уровне моря. Высота двигателя 2,4 м. Масса 6600 кг дает соотношение тяги к массе 51,2; удельный импульс двигателя составляет 410 c в вакууме и 365 c на уровне моря. Управление вектором тяги осуществляется гидравлической системой, диапазон дросселирования от 57% до 102%.

Основной целью программы разработки RS-68 было создание простого двигателя, который был бы экономически выгоден при одноразовом использовании на РН. Для того, чтобы достичь этой цели, двигатель имеет на 80% меньше деталей по сравнению с двигателем многократного использования SSME (RS-24). Простота и дешевизна двигателя отразилась в худших показателях эффективности по сравнению с RS-24: соотношение тяги к массе RS-68 значительно ниже, удельный импульс меньше на 10%. Преимуществом является меньшая стоимость постройки нового двигателя: для того, чтобы сделать новый RS-68 для программы Боинга РН Дельта-4 требуется 14 млн. американских долларов, против 50 млн. на новый RS-24. В то время как высокую стоимость RS-24 предполагалось распределять в ходе многоразового использования, более массивный и дешёвый, обладающий большей на 50% тягой двигатель RS-68 является более экономически оправданным для одноразового использования.

Двигатель, в отличие от SSME и РД-0120, представляет из себя двигатель открытого цикла без дожигания генераторного газа с двумя независимыми турбинами. Камера сгорания использует канально-стенной дизайн (как, например, РД-171) для сокращения стоимости. Эта конструкция, использованная впервые в СССР, включает в себя внутреннюю и внешнюю оболочку топливопроводов, сваренных через разделители, которые формируют охлаждающие каналы. Этот метод приводит к более тяжёлой конструкции, но гораздо дешевле по сравнению с трубочно-стенным дизайном (конструкции данного типа используют сотни трубок, согнутых по форме камеры сжигания и сваренных вместе), который используется в других двигателях. Нижняя часть сопла имеет коэффициент расширения 21,5 и выполнена из абляционного материала. Облицовка внутренней части сопла предназначена для выгорания в ходе работы двигателя, что имеет своей целью отвод тепла и объясняет цвет газовой струи на выходе из сопла, полученной в результате горения водорода и кислорода. Такая конструкция также имеет большую массу по сравнению с трубочно-стенным дизайном сопел, используемым другими двигателями, но также проще и дешевле в производстве.

В то время как первоначальный дизайн был разработан в лаборатории Рокетдайн в Парке Канога (Canoga Park), Калифорния, там же где был разработан SSME, первые пробные образцы двигателей были собраны в полевой лаборатории Санта Сузана (Santa Susana), где разрабатывались и испытывались двигатели РН Сатурн V для программы Аполлон полетов на Луну. Первые стендовые испытания RS-68 производились на базе лаборатории ВВС США Эдвардс, позднее в космическом центре НАСА имени Стенниса (John C. Stennis). Первое успешное стендовое испытание на базе Эдвардс было завершено 11 сентября 1998 г, первое успешное использование двигателя и успешный запуск РН выполнены 20 ноября 2002 г.

Двигатель RS-68 является частью унифицированного разгонного блока (англ. Common Booster Core, CBC), используемого для создания пяти вариантов РН семейства Дельта-4. Самый тяжелый вариант РН, использованный на 2009 г, включает в себя три блока CBC, соединенных вместе. Потенциально возможно использование семи таких блоков в одном РН.

Будущее использование

18 мая 2006 г НАСА объявило, что пять двигателей RS-68 предполагается использовать вместо SSME на планируемой Арес-5 Созвездие. НАСА остановила свой выбор на RS-68 по причине его более низкой стоимости - около 20 миллионов долларов после произведённых НАСА усовершенствований. Модификации RS-68 для Арес-5 включают в себя другое аблятивное сопло, обеспечивающее более долгую работу двигателя, более короткую последовательность запуска, изменения в конструкции для уменьшения потерь водорода при запуске и для уменьшения использования гелия в ходе предстартового отсчёта и полёта. Увеличение тяги и удельного импульса предполагается осуществить в рамках отдельной программы модернизации РН Дельта-4.[3] По имеющейся на 2009 г информации Арес-5 будет использовать шесть RS-68 на центральном блоке. Вариант этого двигателя для РН Арес-5 НАСА будет носить название RS-68B.[4] Другой проект, DIRECT, также предполагает использование RS-68.

4 апреля 2008, ВВС США заключило изменённый контракт с Боинг Лонч Сервисес (Boeing Launch Services) Калифорния на 20 млн.USD. Изменение контракта дает право Боингу осуществлять демонстрационные испытания на переделанном RS-68, имеющим маркировку 10009. В рамках инициативы Гарантированного Доступа в Космос (англ. Assured Access to Space, AAS) правительство дало право осуществлять работы по разработке оборудования, которое сократит или исключит существующие риски и увеличит надёжность двигателя RS-68.[5]

25 сентября 2008 г модифицированный RS-68A успешно прошёл первые огневые испытания. RS-68A - усовершенствованная версия RS-68 с изменениями, которые должны обеспечить увеличенный удельный импульс и тягу выше 317,5 тс (3114 кН) на уровне моря. Сертификация двигателя запланирована в 2010 г., с возможностью первого использования в 2011 г.[2]

Смотри также

Ссылки

Внешние ссылки

dictionary.sensagent.com

définition de rs-68 (ракетный двигатель) et synonymes de rs-68 (ракетный двигатель) (russe)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

RS-68 (РС-68)Тип:Топливо:Окислитель:Камер сгорания:Страна:Использование:Время эксплуатации:Применение:Развитие:Производство:Конструктор:Производилось:МассогабаритныехарактеристикиМасса:Высота:Рабочие характеристикиТяга:Удельный импульс:Время работы:Давление в камере сгорания:Степень расширения:
Двигатель RS-68 в ходе испытаний на стенде НАСА в период его разработки.
ЖРД
водород
кислород
1
США
2002 г - используется
«Дельта-4» (первая ступень CBC, боковые блоки CBC варианта Хеви)«Арес-5» Созвездие (RS-68B)
RS-68A, RS-68B
Рокетдайн, США
с 1998 года
6 600 кг
2 400 мм
Вакуум: 343,6 тсУр.моря: 300,7 тс
Вакуум: 410 cУр.моря: 365 c
249 - 259 c
10,25 MPa (104,5 ат)
21,5

«РС-68» (англ. Rocket System 68, RS-68, Ракетная система 68) - жидкостной ракетный двигатель (ЖРД) компании Рокетдайн (англ. Rocketdyne), США. По состоянию на 2009 г являлся самым мощным двигателем, который использует в качестве компонентов топлива жидкий водород (Lh3) и кислород (LOX).[1] Развитие двигателя было начато в 1990-х с целью получения более дешевого и простого в производстве двигателя для первой ступени РН Дельта-4, обладающего большой тягой. Во время работы РС-68 производит тягу 300,7 тонн-силы (тс) (2949 кН) на уровне моря, его модификация RS-68A обладает тягой 317,5 тс (3,114 кН), что было продемонстрировано на стендовых испытаниях.[2] Вариант двигателя RS-68B, который предполагается использовать в качестве основного двигателя в программе НАСА Созвездие, должен иметь на 80 % меньше частей по сравнению с основными двигателями Шаттла SSME (RS-24) и примерно в два раза большую тягу на уровне моря.

Обзор

Двигатель РС-68 был разработан в лаборатории «Propulsion and Power» компании Рокетдайн, расположенной в Лос-Анжелесе, Калифорния для первой ступени одноразовой РН Дельта-4. В камеру сгорания подается жидкий водород и кислород под давлением 104,5 ат (10,25 MPa, уровень тяги 102%), массовое соотношение смешивания топлива и окислителя 1:6.

При уровне тяги 102% двигатель производит 343,6 тс (3,37 МН) в вакууме и 300,7 тс (2,95 МН) на уровне моря. Высота двигателя 2,4 м. Масса 6600 кг дает соотношение тяги к массе 51,2; удельный импульс двигателя составляет 410 c в вакууме и 365 c на уровне моря. Управление вектором тяги осуществляется гидравлической системой, диапазон дросселирования от 57% до 102%.

Основной целью программы разработки RS-68 было создание простого двигателя, который был бы экономически выгоден при одноразовом использовании на РН. Для того, чтобы достичь этой цели, двигатель имеет на 80% меньше деталей по сравнению с двигателем многократного использования SSME (RS-24). Простота и дешевизна двигателя отразилась в худших показателях эффективности по сравнению с RS-24: соотношение тяги к массе RS-68 значительно ниже, удельный импульс меньше на 10%. Преимуществом является меньшая стоимость постройки нового двигателя: для того, чтобы сделать новый RS-68 для программы Боинга РН Дельта-4 требуется 14 млн. американских долларов, против 50 млн. на новый RS-24. В то время как высокую стоимость RS-24 предполагалось распределять в ходе многоразового использования, более массивный и дешёвый, обладающий большей на 50% тягой двигатель RS-68 является более экономически оправданным для одноразового использования.

Двигатель, в отличие от SSME и РД-0120, представляет из себя двигатель открытого цикла без дожигания генераторного газа с двумя независимыми турбинами. Камера сгорания использует канально-стенной дизайн (как, например, РД-171) для сокращения стоимости. Эта конструкция, использованная впервые в СССР, включает в себя внутреннюю и внешнюю оболочку топливопроводов, сваренных через разделители, которые формируют охлаждающие каналы. Этот метод приводит к более тяжёлой конструкции, но гораздо дешевле по сравнению с трубочно-стенным дизайном (конструкции данного типа используют сотни трубок, согнутых по форме камеры сжигания и сваренных вместе), который используется в других двигателях. Нижняя часть сопла имеет коэффициент расширения 21,5 и выполнена из абляционного материала. Облицовка внутренней части сопла предназначена для выгорания в ходе работы двигателя, что имеет своей целью отвод тепла и объясняет цвет газовой струи на выходе из сопла, полученной в результате горения водорода и кислорода. Такая конструкция также имеет большую массу по сравнению с трубочно-стенным дизайном сопел, используемым другими двигателями, но также проще и дешевле в производстве.

В то время как первоначальный дизайн был разработан в лаборатории Рокетдайн в Парке Канога (Canoga Park), Калифорния, там же где был разработан SSME, первые пробные образцы двигателей были собраны в полевой лаборатории Санта Сузана (Santa Susana), где разрабатывались и испытывались двигатели РН Сатурн V для программы Аполлон полетов на Луну. Первые стендовые испытания RS-68 производились на базе лаборатории ВВС США Эдвардс, позднее в космическом центре НАСА имени Стенниса (John C. Stennis). Первое успешное стендовое испытание на базе Эдвардс было завершено 11 сентября 1998 г, первое успешное использование двигателя и успешный запуск РН выполнены 20 ноября 2002 г.

Двигатель RS-68 является частью унифицированного разгонного блока (англ. Common Booster Core, CBC), используемого для создания пяти вариантов РН семейства Дельта-4. Самый тяжелый вариант РН, использованный на 2009 г, включает в себя три блока CBC, соединенных вместе. Потенциально возможно использование семи таких блоков в одном РН.

Будущее использование

18 мая 2006 г НАСА объявило, что пять двигателей RS-68 предполагается использовать вместо SSME на планируемой Арес-5 Созвездие. НАСА остановила свой выбор на RS-68 по причине его более низкой стоимости - около 20 миллионов долларов после произведённых НАСА усовершенствований. Модификации RS-68 для Арес-5 включают в себя другое аблятивное сопло, обеспечивающее более долгую работу двигателя, более короткую последовательность запуска, изменения в конструкции для уменьшения потерь водорода при запуске и для уменьшения использования гелия в ходе предстартового отсчёта и полёта. Увеличение тяги и удельного импульса предполагается осуществить в рамках отдельной программы модернизации РН Дельта-4.[3] По имеющейся на 2009 г информации Арес-5 будет использовать шесть RS-68 на центральном блоке. Вариант этого двигателя для РН Арес-5 НАСА будет носить название RS-68B.[4] Другой проект, DIRECT, также предполагает использование RS-68.

4 апреля 2008, ВВС США заключило изменённый контракт с Боинг Лонч Сервисес (Boeing Launch Services) Калифорния на 20 млн.USD. Изменение контракта дает право Боингу осуществлять демонстрационные испытания на переделанном RS-68, имеющим маркировку 10009. В рамках инициативы Гарантированного Доступа в Космос (англ. Assured Access to Space, AAS) правительство дало право осуществлять работы по разработке оборудования, которое сократит или исключит существующие риски и увеличит надёжность двигателя RS-68.[5]

25 сентября 2008 г модифицированный RS-68A успешно прошёл первые огневые испытания. RS-68A - усовершенствованная версия RS-68 с изменениями, которые должны обеспечить увеличенный удельный импульс и тягу выше 317,5 тс (3114 кН) на уровне моря. Сертификация двигателя запланирована в 2010 г., с возможностью первого использования в 2011 г.[2]

Смотри также

Ссылки

Внешние ссылки

dictionnaire.sensagent.leparisien.fr

Сравнение двигателей RS-68A и РД-180: armajio_sinvore

Оригинал взят у keinkeinkein в Сравнение двигателей RS-68A и РД-180

Существует такой миф, что если РФ введет санкции против США, то американцы не смогут запускать нужные им спутники в космос. Те, кто тиражирует данный миф, не в курсе, что американцы давно разработали и выпустили на рынок двигатель RS-68A, превосходящий российский РД-180 по характеристикам. Ниже приведу сравнительную таблицу.

—RS-68AРД-180
РазработчикСШАРФ
Давление в камере10,26 МПа26,7 МПа
Степень расширения21,536,87
Схема работыЖРД открытого циклаЖРД закрытого цикла
ТопливоЖидкий водородТщательно очищенный керосин
Тяга на уровне моря3,137 МН3,83 МН
Удельный импульс в вакууме412 с (4,04 км/с)338 с (3,31 км/с)
Ракета-носительDelta IVAtlas V
Да, эти двигатели используются в разных ракетах-носителях, но клиентов не интересует, каким именно способом груз будет доставлен на орбиту. Клиентам важен лишь результат оказания им космической услуги: доставленный груз, отправленный на орбиту спутник и так далее. Единственное, чем поделка РД-180 лучше двигателя RS-68A, - это цена. Низкие цены на РД-180 обусловлены тем, что Россия подло демпингует за счет смешных зарплат сотрудникам отделов R&D. Средний американский инженер, работающий в аэрокосмической отрасли и зарабатывающий по $100 000 в год, пришли бы в ужас, узнав, что средний российский инженер из "Роскосмоса" зарабатывает в год по $4 900. Это демпинг.

Американцы - это сверкающая нация. Их двигатели превосходны. Соединенные Штаты способны пережить любые санкции со стороны РФ. Абсолютно все случаи использования американцами ракет-носителей Atlas V с РД-180 покрываются полным переходом на Delta IV и RS-68A уже сейчас.

Сделать перепост:

armajio-sinvore.livejournal.com

RS 68 • ru.knowledgr.com

Воздушно-реактивный Rocketdyne (раньше Rocketdyne и более поздняя Pratt & Whitney Rocketdyne) RS 68 (Система Ракеты 68) является ракетным двигателем жидкого топлива, который использует жидкий водород (Lh3) и жидкий кислород (ЖИДКИЙ КИСЛОРОД) как топливо в цикле власти газового генератора. Это - самый большой питаемый водородом ракетный двигатель.

Его развитие началось в 1990-х с целью производства более простого, менее - дорогостоящий, двигатель тяжелого лифта для Дельты IV систем запуска. Были произведены две версии двигателя: оригинальный RS 68 и улучшенный RS-68A. Третья версия, RS-68B, была запланирована ракету Ареса V НАСА, которая была позже отменена.

Проектирование и разработка

Ведущая цель программы RS 68 состояла в том, чтобы произвести простой двигатель, который будет рентабелен, когда используется для единственного запуска. Чтобы достигнуть этого, у RS 68 есть на 80% меньше частей, чем мультизапуск Space Shuttle Main Engine (SSME). Простота прибыла за счет более низкой эффективности толчка против SSME: отношение толчка к весу 68 RS значительно ниже, и определенный импульс на 10% ниже. Выгода RS 68 - своя уменьшенная стоимость строительства. RS 68 больше, и более силен, чем SSME, и это было разработано, чтобы быть более рентабельным двигателем для потребляемой ракеты-носителя.

Двигатель использует газовый цикл генератора с двумя независимыми turbopumps. Камера сгорания использует дизайн стены канала, чтобы уменьшить стоимость. Этот дизайн, введенный впервые в прежнем Советском Союзе, показывает внутренние и верхние оболочки, делаемые твердым к средним сепараторам, формируя охлаждающиеся каналы. Этот метод более тяжелый и намного более простой и более дешевый, чем дизайн стенки трубы (использующий сотни труб, согнутых в форму камеры сгорания и делаемых твердым вместе) используемый в других двигателях. Более низкий носик имеет отношение расширения 21,5 и выровнен с абляционным материалом. Подкладочный носик сгорает, когда двигатель бежит, рассеивая высокую температуру. Это абляционное покрытие более тяжелое, чем носики стенки трубы других двигателей, но намного легче и менее дорогое, чтобы произвести. Присутствие углерода в выхлопе от абляционной содержащей углерод внутренней подкладки носика может быть выведено желтым цветом выхлопа двигателя, в отличие от почти прозрачного пламени SSME чистого водородного горения. Камера сгорания жжет жидкий водород и жидкий кислород в в 102%-й власти с 1:6 отношение смеси двигателя.

RS 68 был развит в Толчке Rocketdyne и Власти, расположенной в Канога-Парке, Лос-Анджелесе, Калифорния, где SSME произведен. Это было разработано, чтобы привести Дельту в действие IV Evolved Expendable Launch Vehicle (EELV). Двигатели начального развития были собраны в соседней Лаборатории Области Санта Сусаны, где Saturn V F-1 двигатели был развит и проверен на миссии Аполлона на Луну. У RS 68 было тестирование начальной буквы, сделанное в научно-исследовательской лаборатории Военно-воздушных сил, Эдвардс AFB и позже в Центре космических исследований имени Стенниса НАСА. 11 сентября 1998 был закончен первый успешный тест, стреляющий в AFRL. RS 68 был удостоверен для использования на Дельте IV в декабре 2001. 20 ноября 2002 первый успешный запуск, используя новый двигатель и ракету-носитель произошел.

RS 68 - часть Common Booster Core (CBC), используемого, чтобы создать пять вариантов Дельты IV семей ракет-носителей. Самая большая из ракет-носителей включает трех Си-би-си, установленных вместе для Тяжелого.

При максимальном 102%-м толчке двигатель производит в вакууме и на уровне моря. Масса двигателя в. С этим толчком у двигателя есть отношение толчка к весу 51,2 и определенный импульс в вакууме и на уровне моря. RS 68 - gimbaled гидравлически и способен к удушению между 58%-м и 101%-м толчком.

RS-68A - обновленная версия RS 68 с изменениями, чтобы обеспечить увеличенный определенный импульс и толкать (к на уровне моря). Первый запуск использовал три двигателя RS-68A, установленные в Дельте IV Тяжелый. Этот первый запуск произошел 29 июня 2012 со Станции Военно-воздушных сил мыса Канаверал.

Предложенное использование

В 2006 НАСА объявило, что пять RS 68 двигателей будет использоваться вместо SSMEs на запланированном Аресе V (CaLV). НАСА выбрало RS 68 из-за своей более низкой цены, приблизительно $20 миллионов за двигатель после модернизаций НАСА. Модификации к RS 68 для Ареса V включали различный абляционный носик, чтобы приспособить более длинный ожог, более короткую последовательность начала, аппаратные средства изменяют на предел бесплатный водород в воспламенении и изменяются, чтобы уменьшить использование гелия во время обратного отсчета и полет. Толчок и определенные увеличения импульса произошли бы в соответствии с отдельной программой модернизации для Дельты IV. Позже Арес V был изменен, чтобы использовать шесть RS 68 двигателей, определяемый RS-68B, Арес V был отменен наряду с Созвездием Проекта; транспортное средство тяжелого лифта преемника НАСА, Система Запуска в космос, использует Основные двигатели Шаттла (SSMEs).

ПРЯМОЙ альтернативный проект запуска включал два или три RS 68 двигателей в «версию 2.0» предложения команды, но переключился на SSME для «версии 3.0».

Рейтинг человека

Это по сообщениям потребовало бы, чтобы более чем 200 изменений RS 68 соответствовали оценивающим человека стандартам. НАСА заявляет, что несколько изменений необходимы к человеческому уровню RS 68, включая медицинский контроль, удаление богатой топливом окружающей среды в старте и улучшенную надежность подсистем.

Варианты

  • RS 68 - начальная версия двигателя. Это производит толкнувший уровень моря.
  • RS-68A - улучшенная версия двигателя. Это производит толкнувший уровень моря и толчок в вакууме. Определенный импульс вакуума. Тестирование сертификации было закончено в ноябре 2010. Первый полет был на Дельте IV Тяжелых запусков NROL-15 29 июня 2012.
  • RS-68B был предложенной модернизацией, которая будет использоваться в ракете-носителе Ареса V для программы Созвездия НАСА. Арес V должен был использовать шесть двигателей RS-68B на 10-метровой основной стадии, наряду с два 5,5 ракетных ускорителей тела сегмента. Было позже определено, что абляционный носик RS 68 плохо подходил для этой окружающей среды мультидвигателя, вызывая уменьшенную эффективность двигателя и чрезвычайное нагревание в базе транспортного средства.

См. также

  • Сравнение орбитальных ракетных двигателей
  • M-1 (ракетный двигатель)
  • J-2 (ракетный двигатель)

Внешние ссылки

  • RS Рокетдайна 68 страниц
  • RS 68 страниц на Astronautix.com

ru.knowledgr.com

RS-68 — Справочная система E-WIKI

Статья на основе материалов из Википедии

РС-68 (англ. Rocket System 68, RS-68, Ракетная система 68) — жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) компании Рокетдайн (англ. Rocketdyne), США. По состоянию на 2009 г являлся самым мощным однокамерным двигателем, который использует в качестве компонентов топлива жидкий водород (Lh3) и кислород Развитие двигателя было начато в 1990-х с целью получения более дешевого и простого в производстве двигателя для первой ступени ракеты-носителя Дельта-4, обладающего большой тягой. Во время работы РС-68 производит тягу 300,7 тонн-силы (тс) (2949 кН) на уровне моря, его модификация RS-68A обладает тягой 317,5 тс (3114 кН), что было продемонстрировано на стендовых испытаниях.[1] Вариант двигателя RS-68B, который предполагается использовать в качестве основного двигателя в программе НАСА Созвездие, должен иметь на 80 % меньше частей по сравнению с основными двигателями шаттла SSME (RS-24) и примерно в два раза большую тягу на уровне моря.

Обзор

Двигатель РС-68 был разработан в лаборатории Propulsion and Power компании Рокетдайн, расположенной в Лос-Анджелесе, Калифорния для первой ступени одноразовой ракеты-носителя Дельта-4. В камеру сгорания подается жидкий водород и кислород под давлением 104,5 ат (10,25 MPa, уровень тяги 102 %), массовое соотношение смешивания топлива и окислителя 1:6.

Основной целью программы разработки RS-68 было создание простого двигателя, который был бы экономически выгоден при одноразовом использовании на ракете-носителе. Для того, чтобы достичь этой цели, двигатель имеет на 80 % меньше деталей по сравнению с двигателем многократного использования SSME (RS-24). Простота и дешевизна двигателя отразилась в худших показателях эффективности по сравнению с RS-24: соотношение тяги к массе RS-68 значительно ниже, удельный импульс меньше на 10 %. Преимуществом является меньшая стоимость постройки нового двигателя: для того, чтобы сделать новый RS-68 для программы Боинга ракеты-носителя Дельта-4, требуется 14 млн американских долларов, против 50 млн на новый RS-24. В то время как высокую стоимость RS-24 предполагалось распределять в ходе многоразового использования, более массивный и дешёвый, обладающий большей на 50 % тягой двигатель RS-68 является более экономически оправданным для одноразового использования.

Двигатель, в отличие от SSME и РД-0120, представляет собой двигатель открытого цикла без дожигания генераторного газа с двумя независимыми турбинами. Камера сгорания использует канально-стенной дизайн (как, например, РД-171) для сокращения стоимости. Эта конструкция, использованная впервые в СССР, включает в себя внутреннюю и внешнюю оболочку топливопроводов, сваренных через разделители, которые формируют охлаждающие каналы. Этот метод приводит к более тяжёлой конструкции, но гораздо дешевле по сравнению с трубочно-стенным дизайном (конструкции данного типа используют сотни трубок, согнутых по форме камеры сгорания и сваренных вместе), который используется в других американских двигателях. Нижняя часть сопла имеет коэффициент расширения 21,5 и выполнена из абляционного материала. Облицовка внутренней части сопла предназначена для выгорания в ходе работы двигателя, что имеет своей целью отвод тепла и вызывает яркое свечение газовой струи на выходе из сопла, которое не возникает в случае других ЖРД, работающих на водороде и кислороде. В целом данная конструкция имеет большую массу по сравнению с трубочно-стенным дизайном сопел, используемым другими двигателями, но проще и дешевле в производстве.

В то время как первоначальный дизайн был разработан в лаборатории Рокетдайн в Парке Канога (Canoga Park), Калифорния, там же где был разработан SSME, первые пробные образцы двигателей были собраны в полевой лаборатории Санта Сузана, где разрабатывались и испытывались двигатели ракеты-носителя Сатурн-5 для программы Аполлон полетов на Луну. Первые стендовые испытания RS-68 производились на базе лаборатории ВВС США Эдвардс, позднее в космическом центре НАСА имени . Первое успешное стендовое испытание на базе Эдвардс было завершено 11 сентября 1998 года, первое успешное использование двигателя и успешный запуск ракеты-носителя выполнены 20 ноября 2002 года.

Двигатель RS-68 является частью унифицированного разгонного блока (англ. Common Booster Core, CBC), используемого для создания пяти вариантов ракеты-носителя семейства Дельта-4. Самый тяжёлый вариант, использованный на 2009 год, включает в себя три блока CBC, соединённых вместе. Потенциально возможно использование семи таких блоков в одной ракете-носителе.

Будущее использование

18 мая 2006 года НАСА объявило, что пять двигателей RS-68 предполагается использовать вместо SSME на планируемой Арес-5 Созвездие. НАСА остановила свой выбор на RS-68 по причине его более низкой стоимости — около 20 миллионов долларов после произведённых НАСА усовершенствований. Модификации RS-68 для Арес-5 включают в себя другое аблятивное сопло, обеспечивающее более долгую работу двигателя, более короткую последовательность запуска, изменения в конструкции для уменьшения потерь водорода при запуске и для уменьшения использования гелия в ходе предстартового отсчёта и полёта. Увеличение тяги и удельного импульса предполагается осуществить в рамках отдельной программы модернизации ракеты-носителя Дельта-4.[2] Другой проект, DIRECT, также предполагает использование RS-68.

4 апреля 2008 года ВВС США заключило изменённый контракт с Боинг Лонч Сервисес (Boeing Launch Services) Калифорния на 20 млн долл. Изменение контракта дает право Боингу осуществлять демонстрационные испытания на переделанном RS-68, имеющим маркировку «10009». В рамках инициативы гарантированного доступа в космос (англ. Assured Access to Space, AAS) правительство дало право осуществлять работы по разработке оборудования, которое сократит или исключит существующие риски и увеличит надёжность двигателя RS-68.

25 сентября 2008 года модифицированный RS-68A успешно прошёл первые огневые испытания. RS-68A — усовершенствованная версия RS-68 с изменениями, которые должны обеспечить увеличенный удельный импульс и тягу выше 317,5 тс (3114 кН) на уровне моря. Сертификация двигателя запланирована в 2010 году, с возможностью первого использования в 2011 году.[1]

Примечания

  1. ↑ United Launch Alliance: первое огневое испытание RS-68A прошло успешно / PRNewswire — ??? — На данный момент RS-68 способен обеспечить тягу 300,7 тс на уровне моря и модифицированный двигатель RS-68A обеспечит более чем 317,5 тс на уровне моря. RS-68A также улучшит удельный импульс или топливную эффективность — 30 сентября 2008 — en — 2012-03-28 — yes
  2. ↑ По имеющейся на 2009 г информации Арес-5 будет использовать шесть RS-68 на центральном блоке. Вариант этого двигателя для ракеты-носителя Арес-5 НАСА будет носить название RS-68B.

Ссылки

e-wiki.org