RS-68
| RS-68 (РС-68) | |
|---|---|
 Двигатель RS-68 в ходе испытаний на стенде НАСА в период его разработки. | |
| Тип: | ЖРД |
| Топливо: | водород |
| Окислитель: | кислород |
| Камер сгорания: | 1 |
| Страна: | США |
| Использование: | |
| Время эксплуатации: | 2002 год — используется |
| Применение: | Дельта-4 (первая ступень CBC, боковые блоки CBC варианта Хеви) Арес-5 Созвездие (RS-68B) |
| Развитие: | RS-68A, RS-68B |
| Производство: | |
| Конструктор: | Рокетдайн, США |
| Производилось: | с 1998 года |
| Массогабаритные характеристики | |
| Масса: | 6747 кг |
| Высота: | 5207 мм |
| Диаметр: | 2438 мм |
| Рабочие характеристики | |
| Тяга: | Вакуум: 3314 кН Ур. моря: 2891 кН |
| Удельный импульс: | Вакуум: 409 c Ур. моря: 359 c |
| Время работы: | 249—259 c |
| Давление в камере сгорания: | 9,7 MPa (96,0 ат) |
| Степень расширения: | 21,5 |
| Тяговооружённость: | 44,4 |
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 (LH2) и кислород (LOX).[1] 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.[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.
Содержание
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 объясняет необычно яркий 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, 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 Стенниса. 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.[3] 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.[4] 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.[5]
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.[2]
Напишите отзыв о статье "RS-68"
Примечания
- ↑ [news.prnewswire.com/DisplayReleaseContent.aspx?ACCT=104&STORY=/www/story/01-19-2009/0004956758 ATK Propulsion and Composite Technologies помогло запустить спутник Национального разведывательного офиса] (англ.)(недоступная ссылка — история). Alliant Techsystems (19 января 2009). Проверено ???.
- ↑ 1 2 [www.prnewswire.com/cgi-bin/stories.pl?ACCT=104&STORY=/www/story/09-25-2008/0004892842&EDATE= United Launch Alliance: первое огневое испытание RS-68A прошло успешно] (англ.). 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» Проверено 30 сентября 2008. [www.webcitation.org/66VmiMW5G Архивировано из первоисточника 29 марта 2012].
- ↑ [www.nasa.gov/home/hqnews/2006/may/HQ_06226_RS-68_ENGINE.html Отчёт НАСА о прогрессе исследовательских систем] (англ.). NASA (???). Проверено 30 мая 2006. [www.webcitation.org/66Vmj3FML Архивировано из первоисточника 29 марта 2012].
- ↑ [www.nasa.gov/mission_pages/constellation/ares/aresV/index.html Обзор: транспортная грузовая система Арес-5] (англ.). NASA (???). Проверено 30 сентября 2008. [www.webcitation.org/66Vmk8o1a Архивировано из первоисточника 29 марта 2012].
- ↑ [www.militaryindustrialcomplex.com/contract_detail.asp?contract_id=4280 Boeing Launch Services заключило контракт с ВВС от 04.04.2008, заверенный военно-промышленным комплексом] (англ.). MilitaryIndustrialComplex (???). — «Boeing Launch Services, Huntington Beach, Calif., получило измененный контракт на 20 млн долл. Это изменение контракта дает право Боингу выполнять демонстрационные испытания на переделанном двигателе RS-68, имеющем маркировку 10009» Проверено 30 сентября 2008. [www.webcitation.org/66VmkdT3E Архивировано из первоисточника 29 марта 2012].
Ссылки
- [www.pw.utc.com/vgn-ext-templating/v/index.jsp?vgnextoid=74750eae0846a210VgnVCM1000004f62529fRCRD Rocketdyne’s RS-68 page] (недоступная ссылка с 23-08-2013 (3898 дней))
- [www.astronautix.com/engines/rs68.htm RS-68 at Astronautix]
- [www.pwrengineering.com/dataresources/PropulsionForThe21stCentury-RS-68.doc RS-68 2002 AIAA paper]
- [www.spaceflightnow.com/news/n0809/25rs68a/ First RS-68A hot-fire engine test a success]
Отрывок, характеризующий RS-68
– А я вам вот что скажу, – с спокойною властию в голосе перебил его князь Андрей. – Вы хотите оскорбить меня, и я готов согласиться с вами, что это очень легко сделать, ежели вы не будете иметь достаточного уважения к самому себе; но согласитесь, что и время и место весьма дурно для этого выбраны. На днях всем нам придется быть на большой, более серьезной дуэли, а кроме того, Друбецкой, который говорит, что он ваш старый приятель, нисколько не виноват в том, что моя физиономия имела несчастие вам не понравиться. Впрочем, – сказал он, вставая, – вы знаете мою фамилию и знаете, где найти меня; но не забудьте, – прибавил он, – что я не считаю нисколько ни себя, ни вас оскорбленным, и мой совет, как человека старше вас, оставить это дело без последствий. Так в пятницу, после смотра, я жду вас, Друбецкой; до свидания, – заключил князь Андрей и вышел, поклонившись обоим.Ростов вспомнил то, что ему надо было ответить, только тогда, когда он уже вышел. И еще более был он сердит за то, что забыл сказать это. Ростов сейчас же велел подать свою лошадь и, сухо простившись с Борисом, поехал к себе. Ехать ли ему завтра в главную квартиру и вызвать этого ломающегося адъютанта или, в самом деле, оставить это дело так? был вопрос, который мучил его всю дорогу. То он с злобой думал о том, с каким бы удовольствием он увидал испуг этого маленького, слабого и гордого человечка под его пистолетом, то он с удивлением чувствовал, что из всех людей, которых он знал, никого бы он столько не желал иметь своим другом, как этого ненавидимого им адъютантика.
На другой день свидания Бориса с Ростовым был смотр австрийских и русских войск, как свежих, пришедших из России, так и тех, которые вернулись из похода с Кутузовым. Оба императора, русский с наследником цесаревичем и австрийский с эрцгерцогом, делали этот смотр союзной 80 титысячной армии.
С раннего утра начали двигаться щегольски вычищенные и убранные войска, выстраиваясь на поле перед крепостью. То двигались тысячи ног и штыков с развевавшимися знаменами и по команде офицеров останавливались, заворачивались и строились в интервалах, обходя другие такие же массы пехоты в других мундирах; то мерным топотом и бряцанием звучала нарядная кавалерия в синих, красных, зеленых шитых мундирах с расшитыми музыкантами впереди, на вороных, рыжих, серых лошадях; то, растягиваясь с своим медным звуком подрагивающих на лафетах, вычищенных, блестящих пушек и с своим запахом пальников, ползла между пехотой и кавалерией артиллерия и расставлялась на назначенных местах. Не только генералы в полной парадной форме, с перетянутыми донельзя толстыми и тонкими талиями и красневшими, подпертыми воротниками, шеями, в шарфах и всех орденах; не только припомаженные, расфранченные офицеры, но каждый солдат, – с свежим, вымытым и выбритым лицом и до последней возможности блеска вычищенной аммуницией, каждая лошадь, выхоленная так, что, как атлас, светилась на ней шерсть и волосок к волоску лежала примоченная гривка, – все чувствовали, что совершается что то нешуточное, значительное и торжественное. Каждый генерал и солдат чувствовали свое ничтожество, сознавая себя песчинкой в этом море людей, и вместе чувствовали свое могущество, сознавая себя частью этого огромного целого.
С раннего утра начались напряженные хлопоты и усилия, и в 10 часов всё пришло в требуемый порядок. На огромном поле стали ряды. Армия вся была вытянута в три линии. Спереди кавалерия, сзади артиллерия, еще сзади пехота.
Между каждым рядом войск была как бы улица. Резко отделялись одна от другой три части этой армии: боевая Кутузовская (в которой на правом фланге в передней линии стояли павлоградцы), пришедшие из России армейские и гвардейские полки и австрийское войско. Но все стояли под одну линию, под одним начальством и в одинаковом порядке.
Как ветер по листьям пронесся взволнованный шопот: «едут! едут!» Послышались испуганные голоса, и по всем войскам пробежала волна суеты последних приготовлений.
Впереди от Ольмюца показалась подвигавшаяся группа. И в это же время, хотя день был безветренный, легкая струя ветра пробежала по армии и чуть заколебала флюгера пик и распущенные знамена, затрепавшиеся о свои древки. Казалось, сама армия этим легким движением выражала свою радость при приближении государей. Послышался один голос: «Смирно!» Потом, как петухи на заре, повторились голоса в разных концах. И всё затихло.
В мертвой тишине слышался топот только лошадей. То была свита императоров. Государи подъехали к флангу и раздались звуки трубачей первого кавалерийского полка, игравшие генерал марш. Казалось, не трубачи это играли, а сама армия, радуясь приближению государя, естественно издавала эти звуки. Из за этих звуков отчетливо послышался один молодой, ласковый голос императора Александра. Он сказал приветствие, и первый полк гаркнул: Урра! так оглушительно, продолжительно, радостно, что сами люди ужаснулись численности и силе той громады, которую они составляли.
Ростов, стоя в первых рядах Кутузовской армии, к которой к первой подъехал государь, испытывал то же чувство, какое испытывал каждый человек этой армии, – чувство самозабвения, гордого сознания могущества и страстного влечения к тому, кто был причиной этого торжества.
Он чувствовал, что от одного слова этого человека зависело то, чтобы вся громада эта (и он, связанный с ней, – ничтожная песчинка) пошла бы в огонь и в воду, на преступление, на смерть или на величайшее геройство, и потому то он не мог не трепетать и не замирать при виде этого приближающегося слова.
– Урра! Урра! Урра! – гремело со всех сторон, и один полк за другим принимал государя звуками генерал марша; потом Урра!… генерал марш и опять Урра! и Урра!! которые, всё усиливаясь и прибывая, сливались в оглушительный гул.
Пока не подъезжал еще государь, каждый полк в своей безмолвности и неподвижности казался безжизненным телом; только сравнивался с ним государь, полк оживлялся и гремел, присоединяясь к реву всей той линии, которую уже проехал государь. При страшном, оглушительном звуке этих голосов, посреди масс войска, неподвижных, как бы окаменевших в своих четвероугольниках, небрежно, но симметрично и, главное, свободно двигались сотни всадников свиты и впереди их два человека – императоры. На них то безраздельно было сосредоточено сдержанно страстное внимание всей этой массы людей.
Красивый, молодой император Александр, в конно гвардейском мундире, в треугольной шляпе, надетой с поля, своим приятным лицом и звучным, негромким голосом привлекал всю силу внимания.
Ростов стоял недалеко от трубачей и издалека своими зоркими глазами узнал государя и следил за его приближением. Когда государь приблизился на расстояние 20 ти шагов и Николай ясно, до всех подробностей, рассмотрел прекрасное, молодое и счастливое лицо императора, он испытал чувство нежности и восторга, подобного которому он еще не испытывал. Всё – всякая черта, всякое движение – казалось ему прелестно в государе.
Остановившись против Павлоградского полка, государь сказал что то по французски австрийскому императору и улыбнулся.
Увидав эту улыбку, Ростов сам невольно начал улыбаться и почувствовал еще сильнейший прилив любви к своему государю. Ему хотелось выказать чем нибудь свою любовь к государю. Он знал, что это невозможно, и ему хотелось плакать.
Государь вызвал полкового командира и сказал ему несколько слов.
«Боже мой! что бы со мной было, ежели бы ко мне обратился государь! – думал Ростов: – я бы умер от счастия».
Государь обратился и к офицерам:
– Всех, господа (каждое слово слышалось Ростову, как звук с неба), благодарю от всей души.
Как бы счастлив был Ростов, ежели бы мог теперь умереть за своего царя!
– Вы заслужили георгиевские знамена и будете их достойны.
«Только умереть, умереть за него!» думал Ростов.
Государь еще сказал что то, чего не расслышал Ростов, и солдаты, надсаживая свои груди, закричали: Урра! Ростов закричал тоже, пригнувшись к седлу, что было его сил, желая повредить себе этим криком, только чтобы выразить вполне свой восторг к государю.
Государь постоял несколько секунд против гусар, как будто он был в нерешимости.
«Как мог быть в нерешимости государь?» подумал Ростов, а потом даже и эта нерешительность показалась Ростову величественной и обворожительной, как и всё, что делал государь.
Нерешительность государя продолжалась одно мгновение. Нога государя, с узким, острым носком сапога, как носили в то время, дотронулась до паха энглизированной гнедой кобылы, на которой он ехал; рука государя в белой перчатке подобрала поводья, он тронулся, сопутствуемый беспорядочно заколыхавшимся морем адъютантов. Дальше и дальше отъезжал он, останавливаясь у других полков, и, наконец, только белый плюмаж его виднелся Ростову из за свиты, окружавшей императоров.
В числе господ свиты Ростов заметил и Болконского, лениво и распущенно сидящего на лошади. Ростову вспомнилась его вчерашняя ссора с ним и представился вопрос, следует – или не следует вызывать его. «Разумеется, не следует, – подумал теперь Ростов… – И стоит ли думать и говорить про это в такую минуту, как теперь? В минуту такого чувства любви, восторга и самоотвержения, что значат все наши ссоры и обиды!? Я всех люблю, всем прощаю теперь», думал Ростов.
