RS-68 (rakettimoottori)

RS-68 (Rocket System 68) on Rocketdynen kehittämä nestevetyä ja nestehappea käyttävä rakettimoottori ja suurin lajissaan.[1] Se tuottaa 2,9 MN työntövoimaa merenpinnan tason olosuhteissa ja 3,3 MN tyhjiössä. Moottori kehitettiin Delta IV-johdannaisessa käytettäväksi.

Kehitysvaiheen RS-68 -moottoria testataan NASAn Stennis Space Centerissä.

Kehitys ja tekniset ominaisuudet

Moottorin suunnittelu tehtiin Canoga Parkissa. Kehitysmalli tehtiin Santa Susana Field Laboratoryssa, missä aikoinaan kehitettiin ja testattiin Apollo-ohjelman Saturn V-kantoraketin moottorit. RS-68-moottorin testausta tehtiin myös Edwards Air Force Base-lentotukikohdan laboratoriossa ja NASAn John C. Stennis Space Center-avaruuskeskuksessa. Ensimmäinen onnistunut testipoltto tehtiin Air Force Research Laboratoryssä 1998-09-1111. syyskuuta 1998 ja Stennisissä 1999-09-2222. syyskuuta 1999. Ensimmäinen onnistunut koelaukaisu tehtiin 2002-11-2020. marraskuuta 2002.

Moottoria kehitettiin käytettäväksi Yhdysvaltain ilmavoimien 1990-luvun lopussa kehittämän Delta IV-kantoraketin mahdollisissa uusissa versioissa.

Moottori tuottaa 2,9 miljoonan Newtonin työntövoimaa merenpinnan tason ilmanpaineessa ja 3,3 miljoonaa Newtonia tyhjiössä. Moottorin ominaisimpulssi on 410 sekuntia (4 000 m/s) tyhjiössä ja 365 sekuntia merenpinnan ilmanpaineessa. Moottorin rakenteen massa on 6 600 kg. Se kykynee toimimaan tehoalueella 57–102 % maksimityöntövoimasta.

Konstruktion yksinkertaisuus ja kustannustehokkuus olivat ensisijaisia tavoitteita moottoria suunniteltaessa. Siinä on 80 prosenttia vähemmän osia kuin Space Shuttle main enginessä (SSME) ja 10 prosenttia pienempi ominaisimpulssi. Työntövoima-paino -suhde on myös huomattavasti pienempi. Rakentamiskustannukset ovat huomattavasti pienemmät kuin SSME:ssä. Yksi Delta IV -ohjelman RS-68 maksaa noin 14 miljoonaa dollaria kun taas yksi SSME noin 50 miljoonaa.

Moottori on rakenteeltaan kierrättävä kaasugeneraattori (engl. gas-generator cycle) -moottori, jossa on kaksi itsenäistä turbopumppua. Polttokammio on tehty kanava-konstruktiolla, jossa sisä- ja ulkopinnat juotetaan kiinni niiden välissä oleviin erottimiin, jotka muodostavat jäähdytyskanavia. Tämä tapa on massiivisempi, mutta se on paljon yksinkertaisempi ja halvempi kuin tavallisempi tapa, jossa palokammio ympäröidään sadoilla ympäri kierretyillä, toisiinsa kiinni juotetuilla, putkilla.

Suutin on tehty ablatiivisesta materiaalista ja sen laajennusuhde on 21,5. Suuttimen vuorauksen on tarkoitus palaa pois, samalla kun moottori toimii, ja vähentää näin lämpökuormaa. Myös tämä tapa on massiivisempi kuin tavallisempi putkitettu suutin mutta se on myös helpompi ja halvempi rakentaa.

Tuleva käyttö

2006-05-1818. toukokuuta 2006 NASA ilmoitti, että Ares V-raketissa käytetään viittä RS-68 -moottoria yhden SSME-moottorin sijaan. NASA valitsi RS-6S-moottorit niiden pienempien kehitys- ja valmistuskustannusten vuoksi. Kustannusero oli NASAn mukaan noin 20 miljoonaa dollaria moottoria kohti.

Ares V-rakettia varten tehtäviä konstruktiomuutoksia ovat

  • kestävämpi ablatiivinen lämpöeriste suuttimen kurkkuun moottorin pitemmän paloajan aikaansaamiseksi
  • lyhyempi sytytysaika
  • laitteiston muuttaminen, jotta vapaan vedyn määrä vähenee moottorin sytytysvaiheessa
  • muutokset heliumin käytön vähentämiseksi lähtölaskennan ja lennon aikana

[2].

Ares V-raketti kuitenkin peruttiin, ja Delta IV aiotaan n. 2020-luvulla korvata uudella Vulcan-kantoraketilla, joka ei käytä RS-68-moottoreita.

Lähteet
  1. Tilanne 2008.
  2. NASA's Exploration Systems Progress Report 18.5.2006. NASA. Viitattu 20.3.2008.

    Aiheesta muualla
    This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.