RL-10

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
RL10
Motorul de rachetă RL-10.jpg
Diagrama primei versiuni a motorului
tara de origine Statele Unite ale Americii
Primul zbor 1962 (RL10A-1)
Designer Pratt & Whitney Rocketdyne / MSFC
Constructor principal Aerojet Rocketdyne
Cerere motor cu energie ridicată pentru trepte superioare
stare în producție (RL10A-4-2, RL10B-2, RL10C-1)
Motor propulsor lichid
Propulsor oxigen lichid / ideogen lichid
Raportul compus 5,5 - 5,88: 1
Ciclu ciclu de expansiune
Configurare
Cameră 1
Raport de descărcare de gestiune 84: 1 - 280: 1
Performanţă
Împingere (goală) 67 kN - 101,8 kN
Raza de reglare VERIFICĂRI : 5-10%
TWR 30: 1 - 61: 1
Presiunea camerei 3275 kPa - 4412 kPa
Eu sp (gol) 373 s - 470 s
Timpul de aprindere 127 s - 2000 s
Dimensiuni
Lungime 1,07 m - 4,14 m
Diametru 1,02 m - 2,13 m
Greutate goală 131 kg - 317 kg
Folosit in
Centaur
DCSS
Saturn I
Sistem de lansare spațială

RL10 este un motor de rachetă cu combustibil lichid utilizat pe Centaur , S-IV și DCSS . [1] Construit în Statele Unite de Aerojet Rocketdyne (inițial Pratt & Whitney Rocketdyne ), acest motor arde combustibili criogeni ( hidrogen lichid și oxigen ), produce 64,7 până la 110 kN de împingere în vid , în funcție de versiunea luată în considerare [2] . RL10 a fost primul motor de rachetă cu hidrogen lichid care a fost construit în Statele Unite, a cărui dezvoltare a fost urmată de Marshall Space Flight Center și Pratt & Whitney, începând cu anii 1950 și efectuând primul său zbor în 1961. [3] Mai multe versiuni ale motorului au zburat, inclusiv 2, RL10A-4-2 și RL10B-2, sunt încă în uz pe Atlas V și Delta IV.

Motorul produce un impuls specific în vid de la 374 la 470 s (3,66-4,61 km / s) și are o masă cuprinsă între 131 și 317 kg. [4] 6 motoare RL10A-3 au fost utilizate în a doua etapă S-IV a lui Saturn I [5] , iar unul sau două RL10 au fost utilizate în etapa superioară Centaur a Atlasului [6] și Titan [7] , în timp ce un RL10B-2 este utilizat în stadiul superior al Delta IV [8] .

Istorie

RL10 a fost testat pentru prima dată pe uscat în 1959 , la Centrul de cercetare și dezvoltare Pratt & Whitney Florida din West Palm Beach , Florida [9] . A făcut primul zbor în 1962, într-un test suborbital nereușit; [10] primul zbor de succes a avut loc pe 27 noiembrie 1963 . [11] [12] Pentru acea lansare, 2 RL10A-3 au alimentat treapta superioară Centaur a unui vehicul de lansare Atlas . [13] Lansarea a fost utilizată pentru a efectua un test al instrumentației și integrității structurale a vehiculului. RL10 a fost conceput pentru USAF ca un motor cu propulsie variabilă pentru a transporta Lunex Lander pe Lună ; această caracteristică va veni 20 de ani mai târziu pe DC-X . [14]

Etapa DCSS a unui Delta IV Heavy

Îmbunătățiri

RL10 a fost actualizat de-a lungul anilor. Un model actual, RL10B-2, alimentează a doua etapă a Delta IV . A fost modificat semnificativ de la RL10 original pentru a îmbunătăți performanța. Unele dintre îmbunătățiri includ o duză extensibilă și cardanele electromecanice pentru a reduce greutatea și a crește fiabilitatea. Impulsul specific actual este de 464 secunde (4,55 km / s ). [15]

Un defect în sudarea unei camere de ardere a unui RL10B-2 a fost identificat ca fiind cauza eșecului lansării unui Delta III care, la 4 mai 1999 , transporta satelitul de telecomunicații Orion-3. [16]

Aplicații ale RL10

Patru motoare RL10A-5 modificate, toate capabile să-și varieze tracțiunea, au fost utilizate în McDonnell Douglas DC-X . [17]

Propunerea DIRECT v3.0 pentru înlocuirea familiei de vehicule de lansare Ares cu o etapă centrală comună a recomandat RL10 pentru a doua etapă a vehiculelor lor J-246 și J-247. [18] Până la 7 motoare ar fi utilizate pe etapa superioară propusă de Jupiter , care servește ca echivalent al etapei de plecare a Pământului . [19]

Demonstratorul de împingere parțială CECE

Utilizări potențiale ale RL10

Motor criogenic extensibil comun

Motorul criogenic extensibil comun (CECE) este un banc de testare pentru dezvoltarea motoarelor RL10 capabile să-și varieze corect tracțiunea. [20] NASA a semnat un acord cu Pratt & Whitney Rocketdyne pentru a dezvolta demonstratorul CECE [21] . În 2007, operabilitatea sa (cu puțină „tuse”) a fost demonstrată într-un raport de 11-1. [22] În 2009 , NASA a raportat că motorul și-a variat cu succes propulsia de la 8% la 104%, un record pentru un motor de acest tip. Tusea a fost eliminată de injector și sistemul de combustibil al propulsorului a controlat presiunea , temperatura și fluiditatea acestuia. [23]

Etapa avansată comună evoluată

Începând din 2009, o versiune avansată a RL10 fusese propusă pentru a alimenta Advanced Common Evolved Stage (ACES), o extensie de lungă durată a Centaurului și DCSS [24] . ACES este conceput în mod explicit pentru a sprijini misiunile geosincrone , cislunare și interplanetare și pentru a furniza depozite LEO sau L2 de propulsor care ar putea fi utilizate ca stații spațiale pentru alimentarea altor rachete în călătoria lor dincolo de orbita terestră joasă sau misiuni interplanetare [25] . Misiunile suplimentare ar putea include energie ridicată pentru curățarea resturilor spațiale. [26]

Studiu de propulsie NextGen

NASA colaborează cu USAF pentru a studia propulsia superioară a generației următoare, formalizând interesele comune ale mai multor agenții pentru a crea un nou motor care să înlocuiască Aerojet Rocketdyne RL10.

„Cunoaștem lista de prețuri pe un RL10. Dacă ați analizat costul pe o durată lungă de viață, o mare parte din costul pe unitate EELV este atribuibil sistemelor de propulsie, iar un RL10 este un motor cu adevărat vechi și este o mulțime de muncă asociat cu construcția sa ", spune Dale Thomas, director asociat pentru probleme tehnice la NASA MSFC. "Ce vrea să înțeleagă acest studiu este cât de riscant poate fi construirea unui înlocuitor pentru RL10?"

USAF speră să înlocuiască motoarele RL10 utilizate pe treapta superioară a modelelor Atlas V și Delta IV, cunoscute sub numele de vehicule de lansare non-reutilizabile evoluate ( EELV ), care sunt principalul mod de lansare prin satelit pentru Statele Unite . În timp ce NASA folosește frecvent EELV pentru a lansa sarcini utile științifice mari, administrarea acestui canal se bazează în mare parte pe alte canale. [27]

Etapa superioară de explorare

În aprilie 2016 , NASA a anunțat că a ales să utilizeze un design RL10 cu 4 motoare pentru etapa superioară de explorare folosită în misiunea echipată cu echipaj EM-2 pe sistemul de lansare spațială . [28]

Specificații

Versiune stare Primul zbor Masa uscată Împingere Impuls specific în vid Lungime Diametru Raportul forță-greutate Raport oxidant / combustibil Raportul de expansiune Presiunea camerei Timpul de aprindere
RL10A-1 Retras 1962 131 kg 67 kN (15.000 lbf) 425 s 1,73 m 1,53 m 52: 1 40: 1 430 s
RL10A-3 Retras 1963 131 kg 65,6 kN (14,700 lb f ) 444 s 2,49 m 1,53 m 51: 1 5: 1 57: 1 32,75 bari (3.275 kPa) 470 s
RL10A-4 Retras 1992 168 kg 92,5 kN (20,800 lb f ) 449 s 2,29 m 1,17 m 56: 1 5.5: 1 84: 1 392 s
RL10A-4-1 Retras 2000 167 kg 99,1 kN (22,300 lb f ) 451 s 1,53 m 61: 1 84: 1 740 s
RL10A-4-2 In productie 2002 167 kg 99,1 kN (22,300 lb f ) 451 s 1,17 m 61: 1 84: 1 740 s
RL10A-5 Retras 1993 143 kg 64,7 kN (14,500 lb f ) 373 s 1,07 m 1,02 m 46: 1 6: 1 4: 1 127 s
RL10B-2 In productie 1998 277 kg 110 kN (25.000 lb f ) 462 s 4,14 m 2,13 m 40: 1 5.88: 1 280: 1 44,12 bari (4,412 kPa) 700 s
RL10B-X Șters 317 kg 93,4 kN (21.000 lb f ) 470 s 1,53 m 30: 1 250: 1 408 s
NAUT Demonstrator 160 kg 67 kN (15.000 lbf), accelerație la 5-10% 445 s 1,53 m
RL10C-1 In productie 2014 190 kg 101,8 kN (22,890 lbf) 449,7 s 2,22 m 1,44 m 57: 1 5.5: 1 130: 1 2000 s
Un motor RL10 afișat

Motoare expuse

  • New England Air Museum, Windsor Locks, Connecticut; [29]
  • Muzeul de Știință și Industrie, Chicago, Illinois; [30]
  • US Space & Rocket Center, Huntsville, Alabama; [30]
  • Universitatea de Sud, Baton Rouge, Louisiana; [31]
  • US Space Walk of Fame, Titusville, Florida; [32]
  • Departamentul de inginerie aerospațială, Davis Hall la Universitatea Auburn .

Notă

  1. ^ RL-10 , la www.astronautix.com . Adus la 15 aprilie 2017 .
  2. ^ Motor RL10 | Aerojet Rocketdyne , la www.rocket.com . Adus la 15 aprilie 2017 (arhivat din original la 30 aprilie 2017) .
  3. ^ RL-10A-1 , pe www.astronautix.com . Adus la 15 aprilie 2017 .
  4. ^ Aerojet Rocketdyne RL10 Propulsion System ( PDF ), pe rocket.com . Adus la 15 aprilie 2017 (arhivat din original la 5 iulie 2016) .
  5. ^ Saturn C-1 , la www.astronautix.com . Adus la 15 aprilie 2017 .
  6. ^ Atlas , la www.astronautix.com . Adus la 15 aprilie 2017 .
  7. ^ Titan , la www.astronautix.com . Adus la 15 aprilie 2017 .
  8. ^ Delta IV , pe www.astronautix.com . Adus la 15 aprilie 2017 .
  9. ^ Connors, p. 319
  10. ^ Centaur , la space.skyrocket.de . Adus pe 14 aprilie 2017 .
  11. ^ Sutton, George (2005). Istoria motoarelor cu rachete cu combustibil lichid . Institutul American de Aeronautică și Astronautică. ISBN 1-56347-649-5 .
  12. ^ "Renumitul Rocket Engine sărbătorește 40 de ani de zbor". Pratt & Whitney. 24 noiembrie 2003. , pe pratt-whitney.com (arhivat din original la 14 iunie 2011) .
  13. ^ NASA - NSSDCA - Spacecraft - Detalii , la nssdc.gsfc.nasa.gov . Adus pe 14 aprilie 2017 .
  14. ^ "Enciclopedia astronautică - pagina proiectului Lunex". Mark Wade. , pe astronautix.com (arhivat din original la 31 august 2006) .
  15. ^ Teste combinate pentru îmbunătățirea dezvoltării Delta IV RL10B-2 ( PDF ), pe sem.org (arhivat din original la 15 aprilie 2017) .
  16. ^ "Raportul de anchetă Delta 269 (Delta III)" (PDF). Boeing. 16 august 2000. MDC 99H0047A. Arhivat din original (PDF) la 16 iunie 2001. ( PDF ), pe boeing.com (arhivat din original la 16 iunie 2001) .
  17. ^ Programul de testare Delta Clipper Experimental (DC-X) , la www.hq.nasa.gov . Adus la 15 aprilie 2017 .
  18. ^ (EN) launchcomplexmodels.com , pe www.launchcomplexmodels.com . Adus pe 14 aprilie 2017 .
  19. ^ (EN) Refutarea DIRECTĂ asupra analizei NASA a vehiculului de lansare Jupiter | NASASpaceFlight.com , la www.nasaspaceflight.com. Adus la 15 aprilie 2017 .
  20. ^ Motor criogenic extensibil comun | Aerojet Rocketdyne , la www.rocket.com . Adus la 15 aprilie 2017 (arhivat din original la 6 mai 2017) .
  21. ^ „Motor criogenic extensibil comun (CECE)”. United Technologies Corporation. , pe pw.utc.com (arhivat din original la 4 martie 2012) .
  22. ^ "Întoarcerea la Lună". NASA. 2007-07-16 , pe science.nasa.gov (arhivat din original la 26 iulie 2007) .
  23. ^ (EN) Administrator NASA, NASA testează tehnologia motorului pentru aterizarea astronauților pe Lună , NASA, 6 iunie 2013. Accesat la 14 aprilie 2017.
  24. ^ Kutter, Bernard F.; Frank Zegler; Jon Barr; Tim Bulk; Brian Pitchford (2009). „Explorare lunară robustă folosind un pământ lunar eficient derivat din etapele superioare existente” (PDF). AIAA. ( PDF ), pe info.aiaa.org .
  25. ^ Justin Ray, ULA devine futurist - Spaceflight Now , la spaceflightnow.com . Adus la 15 aprilie 2017 .
  26. ^ Zegler, Frank; Bernard Kutter (02.09.2010). „Evoluția către o arhitectură de transport spațial bazată pe depozit” (PDF). Conferința și expoziția AIAA SPACE 2010. AIAA. Adus 25.01.2011. Conceptualizarea proiectării ACES este în desfășurare la ULA de mulți ani. Acesta valorifică caracteristicile de proiectare atât ale etapelor superioare Centaur, cât și Delta Cryogenic Second Stage (DCSS) și intenționează să completeze și, probabil, să înlocuiască aceste etape în viitor. ... ( PDF ), pe ulalaunch.com (arhivat din original la 20 octombrie 2011) .
  27. ^ (EN) NASA, forța aeriană a SUA pentru a studia motorul de rachetă comun , în Flightglobal.com, 12 aprilie 2012. Accesat la 14 aprilie 2017.
  28. ^ (EN) MSFC a propus Aerojet Rocketdyne să furnizeze motoare EUS | NASASpaceFlight.com , la www.nasaspaceflight.com. Adus pe 14 aprilie 2017 .
  29. ^ (EN) New England Air Museum , pe neam.org. Adus pe 14 aprilie 2017 .
  30. ^ a b Richard Kruse, Fotografii cu motoare rachete | Navă spațială istorică , pe historicspacecraft.com . Adus pe 14 aprilie 2017 .
  31. ^ (EN) Pratt & Whitney Rocketdyne, Inc., Pratt & Whitney Rocketdyne RL10 dona Modelul Legendary Rocket Engine către Southern University , pe www.prnewswire.com. Adus la 14 aprilie 2017 (arhivat din original la 15 aprilie 2017) .
  32. ^ American Space Museum & Space Walk of Fame , la www.facebook.com . Adus pe 14 aprilie 2017 .

Alte proiecte

linkuri externe

Astronautică Portalul astronauticii : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de astronautică
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=RL-10&oldid=122401469 ”