Rs 25 двигатель: Реактивный двигатель RS-25, предназначенный для системы запуска следующего поколения SLS, успешно проходит первый тест |

Содержание

Запуск SLS отменили из-за проблем с двигателем RS-25

Yablor.ru — рейтинг блогов рунета, автоматически упорядоченных по количеству посетителей, ссылок и комментариев.

Фототоп — альтернативное представление топа постов, ранжированных по количеству изображений. Видеотоп содержит все видеоролики, найденные в актуальных на данных момент записях блогеров. Топ недели и топ месяца представляют собой рейтинг наиболее популярных постов блогосферы за указанный период.

В разделе рейтинг находится статистика по всем блогерам и сообществам, попадавшим в основной топ. Рейтинг блогеров считается исходя из количества постов, вышедших в топ, времени нахождения поста в топе и занимаемой им позиции.

kiri2ll — 29.08.2022

NASA отменила намеченную на 29 августа попытку запуска сверхтяжелой
ракеты SLS. Это произошло из-за проблем с одним из двигателей
первой ступени носителя. Следующая попытка запуска SLS состоится не
раньше 2 сентября.

Изначально, подготовка к запуску SLS проходила в штатном режиме.
Инженеры NASA приступили к заправке ракеты компонентами топлива. В
какой-то момент была зафиксирована утечка водорода, однако
специалистам удалось справиться с этой проблемой и заправка ракеты
была продолжена.

Однако вскоре возникла другая проблема. Перед запуском в
установленные на первой ступени двигатели RS-25 подается немного
топлива. Это необходимо для того, чтобы довести их до нужной
температуры. Однако система стравливания водорода на одном из
силовых агрегатов SLS не сработала и двигатель не был охлажден.
Попытка устранить неисправность не дала никакого результата. Из-за
этого руководителю полета пришлось отменить запуск.

В ближайшее время из SLS будет слито все топливо, после чего
специалисты приступят к изучению проблемного силового агрегата.
Ближайшие пусковые окна для запуска SLS будут открыты 2 и 5
сентября. Если ракету не удастся запустить в указанные дни,
следующие стартовые окна для полета к Луне будут открыты в период с
20 сентября по 4 октября и с 17 октября по 31 октября.

Сохранено

Источник

Оставить комментарий

VK.COM
FACEBOOK.COM
Анонимно

В чем заключается миссия Джеффа Безоса, состоящая в уходе от российских двигателей? (SankeiBiz, Япония)

Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на

https://inosmi.ru/20210725/250187905.html

SankeiBiz: миссия Безоса — уход от российских двигателей?

Знаете ли вы, что сейчас американские военные спутники запускают ракеты с российскими двигателями? На американские ракеты «Атлас-5» устанавливали российский… | 25.07.2021, ИноСМИ

2021-07-25T17:51

2022-01-18T16:12

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn1.inosmi.ru/images/sharing/article/250187905. jpg?2501943381642511550

ИноСМИ

[email protected]

+7 495 645 66 01

ФГУП МИА «Россия сегодня»

2021

ИноСМИ

[email protected]

+7 495 645 66 01

ФГУП МИА «Россия сегодня»

Новости

ru-RU

https://inosmi.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

ИноСМИ

[email protected]

+7 495 645 66 01

ФГУП МИА «Россия сегодня»

ИноСМИ

[email protected]

+7 495 645 66 01

ФГУП МИА «Россия сегодня»

ИноСМИ

[email protected]

+7 495 645 66 01

ФГУП МИА «Россия сегодня»

наука, такой близкий космос, джефф безос

Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ

Читать inosmi.ru в

Знаете ли вы, что сейчас американские военные спутники запускают ракеты с российскими двигателями? На американские ракеты «Атлас-5» устанавливали российский двигатель РД-180, из-за чего в США возникали различные проблемы. Ключ к их решению находится в руках Джеффа Безоса, уверен автор.

Ёсио Судзуки (Yoshio Suzuki)

Для Джеффа Безоса успех туристического космического корабля New Shepard — это всего лишь промежуточный этап…

В этой статье я хочу рассказать об иронии российско-американских отношений в области космических технологий и американских ракетных разработках. Конечно же, с этой историей глубоко связан Илон Маск.

«Дельта-4» и «Атлас-5»

Нездоровой ситуации вокруг американских космических разработок положила начало программа развития одноразовых ракет-носителей EELV (Evolved Expendable Launch Vehicle), предложенная ВВС США в 1994 году.

В соответствии с этим проектом США должны были разрабатывать новые ракеты для запуска военных спутников. Тендер тогда выиграли компании Boeing и Lockheed Martin.

Boeing разработала «Дельта-4», на которую устанавливался новый двигатель RS-68 компании Rocketdyne. Это — производитель двигателей, обладающий длинной историей: он создал двигатели F-1 и F-2 для крупнейшей в мире ракеты, отправившей в космос космический корабль «Аполлон», а также основной двигатель «Спейс шаттла» RS-25.

В свою очередь, Lockheed Martin построила «Атлас-5», а в качестве двигателя для нее был выбран российский РД-180. В то время Россия и США находились в дружеских отношениях в области космических разработок, а ВВС США уже давно обсуждали установку российских двигателей на свои ракеты, поэтому эту идею приняли без особых проблем.

Таким образом, Lockheed Martin получила недорогой двигатель, который отличался лучшими в мире характеристиками и надежностью, благодаря чему ей удалось существенно сократить время и деньги на создание новой силовой установки. На тот момент Россия испытывала финансовые затруднения в результате распада СССР, и это стало одной из причин продажи двигателя по низкой цене.

Первый запуск обоих аппаратов состоялся в 2002 году. Так началась их эксплуатация. В 2006 году Lockheed Martin и Boeing создали совместное предприятие ULA (United Launch Alliance). «Атлас-5» и «Дельта-4» стали позиционировать в качестве основных американских ракет, находящихся в ведении этой компании. В основном она занималась запуском правительственных спутников.

Когда началась реальная эксплуатация аппаратов, намного активнее использовался «Атлас-5» — его запускали почти в два раза чаще, чем «Дельта-4». Дело в том, что это было дешевле.

Причина дешевизны заключалась в конструкции.

В двигателе RS-68, установленном на «Дельта-4», в качестве окислителя используется жидкий кислород, а в качестве топлива — жидкий водород. Этот тип двигателя характеризуется хорошей экономией топлива (удельный импульс), однако и топливо, и окислитель должны храниться при очень низких температурах. В результате на запуск уходит время.

В свою очередь, в российском РД-180, устанавливаемом на «Атлас-5», в качестве окислителя используется также жидкий кислород, однако в качестве топлива — РП-1, являющийся разновидностью керосина. Хотя такой тип двигателя уступает жидкому водороду с точки зрения экономичности, он обладает такими преимуществами, как простота обращения с самим топливом, высокая плотность топлива, позволяющая разместить его в компактном корпусе, а также небольшое время и усилия для запуска. Эти особенности повысили преимущество «Атлас-5».

Возникновение украинской проблемы и приостановка использования РД-180

Тем не менее в 2014 году возник конфликт вокруг Украины, что привело к резкому изменению российско-американских отношений и ситуации с космическими технологиями внутри США.

Президент Барак Обама ввел против России экономические санкции, и российско-американские отношения резко ухудшились. В результате Россия пригрозила, что запретит США использовать РД-180.

В связи с этим американский Конгресс принял решение отказаться от применения российского двигателя для запуска военных спутников и дальнейшего его импорта. Другими словами, США лишились одной из основных ракет для запуска военных спутников, а компания ULA — возможности получать заказы на эту ракету.

В последствии ограничения сняли, но ситуация могла повториться.

Поэтому компании ULA пришлось в срочном порядке разрабатывать новый двигатель. Одновременно Конгресс принял закон об обязанности ВВС США конструировать новые силовые установки.

ULA занималась разработкой самих ракет и их эксплуатацией, и у не не было отдела разработки двигателей. Поэтому она заказала двигатель у сторонней компании.

В результате тендер достался Blue Origin Джеффа Безоса и Aerojet Rocketdyne, которые приступили к созданию настоящего американского ракетного двигателя.

Aerojet Rocketdyne — это корпорация, появившаяся в результате слияния упомянутой выше Rocketdyne, сконструировавшей двигатель RS-68 для «Дельта-4», и Aerojet, которая хорошо известна своими разработками для военно-космической отрасли.

Илон Маск подал в суд на ВВС США

Когда разразился украинский кризис, произошло еще одно очень важное событие. Благодаря международному конфликту компания SpaceX впервые получила заказ на запуск американского военного спутника.

Когда в 2005 году Boeing и Lockheed Martin объявили о создании ULA, компания SpaceX (основанная в 2002 году), возглавляемая Илоном Маском, подала на них в суд в связи с нарушением антимонопольного законодательства в сфере услуг запуска военных спутников.

Это произошло за пять лет до первого запуска основной ракеты SpaceX Falcon 9. В то время у Маска уже была идея работать на оборонную промышленность. Тем не менее министерство обороны США подчеркнуло, что в формировании ULA нет никаких проблем, и в 2006 году начало размещать там заказы.

В 2010 году SpaceX успешно запустила первую Falcon 9. Тогда эта ракета еще не обладала системой самостоятельного возврата — она ничем не отличалась от обычных ракет, которые летают только в одну сторону.

В феврале 2014 года разразился украинский конфликт, и SpaceX в очередной раз подала иск против ВВС. Она заявила, что долгосрочный контракт с ULA на запуск военных спутников препятствует рыночной конкуренции, и потребовала приобщить ее к проекту.

На этом фоне в ноябре 2015 года произошло редкое событие. На заявку ВВС, касающуюся запуска GPS-спутника, откликнулась только SpaceX. На то время у компании ULA, которой Конгресс запретил применять российские двигатели РД-180, других силовых установок не было.

У ULA была ракета «Дельта-4», но она не могла конкурировать с дешевой Falcon 9. А в декабре того же года возвратная модель Falcon 9 была успешна запущена и возвращена на базу.

Справившись со всеми трудностями, в 2016 году SpaceX вышла на рынок запуска американских военных спутников, который был монополизирован ULA.

BE-4 Blue Origin против AR-1 Rocketdyne

SpaceX развивалась стремительными темпами, и одновременно в США проводились разработки двигателя на замену российскому РД-180.

Aerojet Rocketdyne конструировала двигатель под маркировкой AR-1. В нем в качестве окислителя используется жидкий кислород, а в качестве топлива — керосин.

В РД-180, устанавливаемый на «Атлас-5», применялся один из видов керосина РП-1, и в AR-1 также предполагалось использовать такой же топливный компонент. Смысл был в том, чтобы просто заменить двигатель «Атлас-5», серьезно не модифицируя конструкцию самой ракеты.

Между тем Blue Origin в настоящее время разрабатывает двигатель BE-4. Окислителем для этого двигателя является обычный жидкий кислород, но в качестве топлива используется метан. Метан дешев, экономичен, умещается в небольшом баке, поэтому конструкцию ракеты можно упростить. Кроме того, благодаря использованию 3D-принтера стало проще изготавливать сложные внутренние конструкции двигателя, и в то же время позволило снизить производственные затраты.

Эта гонка разработок началась в 2014 году. И поскольку в 2015 году SpaceX ворвалась в оборонную промышленность со своей дешевой ракетой, ULA также оказалась перед необходимостью не только создания нового двигателя, но и разработки новой ракеты, запуск которой не требовал бы больших расходов.

В результате в качестве преемника «Атлас-5» возник проект «Вулкан». На эту ракету было решено устанавливать чисто американский двигатель.

Что касается «Вулкана», то его первую ступень нельзя использовать повторно, поскольку она не может возвращаться, как Falcon 9 компании SpaceX, однако расходы удалось уменьшит за счет возврата при помощи парашюта двух двигателей первой ступени, которые в воздухе должен подбирать вертолет.

И в сентябре 2018 года ULA выбрала ВЕ-4 компании Blue Origin в качестве силовой установки для «Вулкана». То есть метановый двигатель Безоса победил хорошо зарекомендовавший себя двигатель на твердом керосиновом топливе.

New Shepard и ВЕ-4 — это шаг к New Glenn

Перед космическим путешествием Джефф Безос объявил об уходе с поста генерального директора компании Amazon. Тем не менее ему пока всего 57 лет. Главой Blue Origin Безос назначил Боба Смита (Bob Smith), но он по-прежнему владеет обоими бизнесами.

И сейчас Blue Origin выполняет миссию по запуску американских военных спутников ракетами с отечественными двигателями, разрабатывая ВЕ-4. Ракету «Вулкан» с двумя такими двигателями планируется запустить в 2022 году.

Кроме того, Безос не только будет поставлять ВЕ-4 компании ULA, но и хочет установить его на новую сверхкрупную ракету New Glenn, которую разрабатывает Blue Origin. Новая ракета с семью ВЕ-4 может быть в двухступенчатом или трехступенчатом исполнении. В случае трех ступеней ее длина составит без малого 95 метров.

Длина новой большой ракеты Starship, которую конструирует SpaceX, достигнет 120 метров. «Сатурн-5», принимавшей участие в проекте «Аполлон», — 110,6 метра. Space Launch System, которая должна быть запущена в ноябре этого года, — 98 метров.

То есть New Glenn Безоса станет четвертой по длине ракетой в мире. Как и Falcon 9, ее первая ступень сможет возвращаться на Землю, приземляясь вертикально.

Первая ступень New Glenn будет оснащаться ВЕ-4, а вторая — ВЕ-3. Эта силовая установка была установлена на космическом корабле New Shepard, на котором Безос совершил космическое путешествие. Другими словами, можно сказать, что New Shepard — это испытательный модуль New Glenn.

Последнюю планировалось запустить в начале 2021 года, но старт постоянно откладывался — то на февраль, а затем на четвертый квартал 2022 года. Стартовая площадка LC-36 на мысе Канаверал во Флориде уже давно сдана в долгосрочную аренду Blue Origin.

Ёсио Судзуки:

После работы редактором в издательстве стал писателем и независимым журналистом. Работает над учебниками и книгами по космосу, науке и технологиям, самолетам Второй мировой войны и макроэкономике.

Является автором книг «Полная история развития космических проектов», «Научно-технические проекты будущего» и «Учебник по акциям и мировой экономике после пандемии нового коронавируса».

Инженеры NASA успешно протестировали двигатель будущей «ракеты к Марсу»

Тема дня

org/BreadcrumbList»>
Главная
Технологии

14 августа, 2015, 05:50

Распечатать

RS-25 может функционировать как при очень низких (до -250 градусов по Цельсию), так и при высоких температурах (3300 градусов).

Вам также будет интересно
>
Удар DART об астероид был сильнее, чем ожидалось – ученые
01. 10 19:03
Компания Firefly Aerospace успешно запустила в космос ракету Alpha
► Видео
01.10 17:55
Tesla показала прототип робота-гуманоида Optimus
► Видео
01.10 17:04
Магнитные бури в октябре: ученые рассказали об опасных днях
01. 10 14:11
NASA и SpaceX хотят продлить жизнь телескопа «Хаббл»
01.10 12:37
Ученые нашли способ сделать жизнь человека лучше и дольше
01.10 11:05
Крошечные роботы смогли очистить легкие мышей от пневмонии
29.09 19:30
Ученые воссоздали облик женщины, которая жила 31 тысячу лет назад
29. 09 18:16
«Двойной удар»: в начале октября Землю накроет магнитная буря
29.09 14:10
Свидетельства падения астероида, погубившего динозавров, нашли на Луне
29.09 13:32
Вирус герпеса оказался способен вылечить редкие формы рака
29. 09 12:07
«Озера» на Марсе могут оказаться не тем, чем считалось – ученые
28.09 19:33

Последние новости

Еще одна страна расширяет санкции против России в ответ на попытку аннексии
02:30
Путину не нужен второй СССР, он стремится к расширению РФ — Портников
01:37
Многие британские консерваторы опасаются поражения на следующих выборах – CNN
01:32
Виктория Спартц в Конгрессе проголосовала против выделения дополнительных $12,3 млрд для Украины
01:18
Футболист сборной Украины забил яркий гол в чемпионате Бельгии
01:17

Все новости

Добро пожаловать!
Регистрация
Восстановление пароля
Авторизуйтесь, чтобы иметь возможность комментировать материалы
Зарегистрируйтесь, чтобы иметь возможность комментировать материалы
Введите адрес электронной почты, на который была произведена регистрация и на него будет выслан пароль

Забыли пароль?
Войти

Пароль может содержать большие и маленькие буквы латинского алфавита, а также цифры
Введенный e-mail содержит ошибки

Зарегистрироваться

Имя и фамилия должны состоять из букв латинского алфавита или кирилицы
Введенный e-mail содержит ошибки
Данный e-mail уже существует
У поля Имя и фамилия нет ошибок
У поля E-mail нет ошибок

Напомнить пароль

Введенный e-mail содержит ошибки

Нет учетной записи? Зарегистрируйтесь!
Уже зарегистрированы? Войдите!
Нет учетной записи? Зарегистрируйтесь!

Весь путь на орбиту: Спустя 35 лет…

Два месяца назад ракетный двигатель, который однажды доставит экипаж астронавтов на Луну, прошел испытательный пуск в космическом центре NASA Stennis в Миссисипи.

Двигатель был РС-25 номер 2059, бывший главный двигатель космического шаттла, последний раз использовавшийся в 2001 году во время последнего полета Endeavour. Вскоре после этого Endeavour стал заветным экспонатом музея Калифорнийского научного центра в Лос-Анджелесе. Но его двигатели — вместе с двигателями «Дискавери» и «Атлантиды» — были заменены копиями и тихо спрятаны.

Эти оставшиеся силовые установки — всего 16 — стали ненужными для системы космического запуска, новой тяжелой ракеты НАСА. Основная ступень SLS приводится в движение четырьмя двигателями RS-25, а двигатель 2059 планируется использовать во втором полете ракеты, полете с экипажем на Луну ожидается между 2021 и 2023 годами.

Но, в отличие от шаттла, SLS не будет повторно использовать свои двигатели. — они будут уничтожены вместе с основной ступенью, когда она упадет обратно в атмосферу. Это означает, что производителю двигателей Aerojet Rocketdyne в конечном итоге придется создавать новые двигатели. НАСА уже выделило компании 1,6 миллиарда долларов на подготовку производственной линии.

Эти два несовместимых варианта использования РС-25 часто вызывают большое недоумение у кабинетных ученых-ракетчиков. Вот подборка комментариев к некоторым недавним статьям об испытаниях двигателей SLS:

«Настоящим ракетным двигателем Ferrari 21 века является двигатель Raptor Space X. НАСА должно инвестировать в будущее с этим двигателем, а не в прошлое с устаревшим RS-25…» — Комментатор Spaceflight Now
«…Отличный шаг к превращению основного двигателя многоразового космического корабля в одноразовую версию!» — Комментатор Планетарного общества
«НАСА собирается строить эти RS-25 «главные двигатели космического челнока», а затем ВЫБРАСЫВАТЬ ИХ после всего лишь одного запуска! Это предосудительно.» — Комментатор TechCrunch
«… копия Saturn V в стиле 1960-х без возможности повторного использования». —Комментатор Universe Today

Крепкая толпа.

Распутывать подобные критические замечания сложно — трудно оценивать RS-25, не заглядывая в SLS, и когда вы это делаете, вы в конце концов начинаете ввязываться в политику. Кроличья нора уходит довольно глубоко.

Но давайте все же нырнем. Или, по крайней мере, зайти достаточно далеко, чтобы решить, является ли RS-25 по-прежнему хорошим ракетным двигателем и подходит ли он для SLS. Я провел небольшое исследование и поговорил с учеными-ракетчиками из NASA, Aerojet и одной независимой компании. Ответы, которые я получил, были как простыми, так и сложными.

Художественная концепция запуска системы космического запуска Изображение: NASA / MSFC

Ракета куда угодно

В идеальном мире при выборе ракетного двигателя все зависит от характеристик. Вы можете создать гигантскую электронную таблицу, сравнивающую тяговооруженность, удельные импульсы (показатели эффективности) и возможности полезной нагрузки.

Я пытался. Но некоторые из этих цифр трудно определить с полной уверенностью. Показательный пример: SpaceX только что опубликовала новые возможности полезной нагрузки для своей ракеты Falcon 9.

В действительности вы должны учитывать логистические соображения, такие как доступность двигателя и послужной список его производителя. Очевидно, важна стоимость, и не только цена за двигатель — есть затраты на разработку, эксплуатационные расходы и деньги, необходимые для запуска наземных систем, которые заправляют и запускают различные транспортные средства.

Что еще более важно, есть соображения безопасности: Надежен ли двигатель? Можем ли мы доверять ему перевозить дорогостоящие полезные грузы? Или, в некоторых случаях, люди?

В конце концов, вы можете лучше всего оценить двигатель, задав простой вопрос: подходит ли этот двигатель для вашей ракеты и что вы хотите от этой ракеты?

Гленн Кейс — инженер-двигатель, работающий в Generation Orbit, компании из Атланты, которая строит ракеты воздушного базирования и надеется вскоре запустить их. Воздушные пусковые установки доставляют ракету в определенное место и сбрасывают ее. Затем ракета летит к суборбитальным или даже орбитальным пунктам назначения.

До GO Кейс работал над ракетными двигателями как в НАСА, так и в Blue Origin, поэтому он познакомился с большим количеством как старых, так и передовых технологий двигателей.

«Выбор двигателя действительно зависит от миссии», — сказал мне Кейс. «Какова ваша миссия? Вы должны определить это прежде всего».

Если вы критик SLS, то здесь вы говорите: «У SLS нет миссий». Официально в манифесте ракеты указано всего два полета корабля «Орион» на лунную орбиту.

Но в то время как некоторые люди высмеивают SLS как ракету в никуда, другой взгляд на это состоит в том, что это ракета в любом месте. Он может выводить на орбиту ошеломляюще большие полезные нагрузки — до 130 тонн, что делает его самой мощной ракетой-носителем со времен «Сатурн-5». И точно так же, как «Сатурн-5», он будет перевозить людей.

Это означает, что двумя наиболее важными факторами для двигателя SLS являются производительность и надежность.

Испытания RS-25 в Центре космических полетов им. Маршалла. Модифицированный главный двигатель космического корабля «Шаттл» RS-25 проходит испытания в Центре космических полетов НАСА им. Маршалла в 1919 г.93, на технологическом испытательном стенде центра, бывшем испытательном стенде Saturn V. За прошедшие годы испытательные запуски RS-25 проводились в Маршалле, Стеннисе и на стартовой площадке Космического центра Кеннеди. Изображение: NASA/MSFC

Производительность и надежность

RS-25, безусловно, надежен. Он запускал космические челноки 135 раз за три десятилетия службы. Двигатель успешно летал все, кроме одного раза. В 1985 году из-за неисправности датчика RS-25 на Challenger преждевременно отключился. «Челленджер» все-таки добрался до космоса и выполнил свою миссию. С учетом этого одного отказа РС-25 имеет рейтинг надежности 9.9,7 процента.

Что насчет производительности? НАСА назвало RS-25 «Феррари среди ракетных двигателей». Это правда?

Стив Уоффорд руководит программой жидкостных двигателей для SLS в Центре космических полетов имени Маршалла НАСА в Хантсвилле, штат Алабама. «RS-25 — это лучший ракетный двигатель в мире — на милю», — сказал он во время недавнего телефонного интервью. «С точки зрения эффективности, производительности и продемонстрированной надежности RS-25 является абсолютным чудом инженерной мысли, с которым не может сравниться ни одна жидкостная двигательная установка в своем классе тяги. Никто даже близко не стоит».

RS-25 был одним из первых в мире многоступенчатых двигателей внутреннего сгорания, что позволило ему на несколько лет опередить свое время. Проще говоря, двигатель ступенчатого внутреннего сгорания использует весь выхлоп турбины, улавливая его и возвращая обратно в двигатель. Это конструкция замкнутого цикла. Альтернативой является открытый цикл, газогенератор или конструкция отвода, которая в конечном итоге сбрасывает часть выхлопных газов за борт.

«Замкнутый цикл обычно более эффективен», — сказал Гленн Кейс. «Вы не выбрасываете газ турбинного привода за борт».

Но эта дополнительная производительность связана с более высоким давлением в двигателе и большей сложностью, проблема, которая иногда приводила к катастрофе во время первых испытаний двигателей шаттлов в Космическом центре Стенниса. РС-25 не столько доработали, сколько приручили.

Одним из немногих других жидкостных двигателей первой ступени замкнутого цикла, летающих сегодня, является РД-180, спорная силовая установка российского производства, используемая для питания Atlas V. Delta IV и SpaceX Falcon 9.

«Если вы проектируете транспортное средство, которое является недорогим, одноразовым и коммерчески жизнеспособным, вы можете использовать двигатель с немного меньшими характеристиками», — сказал Кейс. Это помогает объяснить, почему SpaceX, ориентированная на многократное использование, высокую скорость запуска и модернизированное недорогое оборудование, изначально выбрала открытый цикл для Merlin, двигателя, на котором работает Falcon 9.

Falcon 9 использует девять двигателей Merlin для производить 1,5 миллиона фунтов тяги на старте. С другой стороны, всего четыре RS-25 производят 1,7 миллиона фунтов тяги, и это не считая двух твердотопливных ракетных ускорителей, которые будут прикреплены к бортам системы космического запуска.

Все жидкостные двигатели создают большую тягу по мере того, как ракета поднимается в сторону космического вакуума. Но когда первая ступень Falcon 9 падает через пару минут после начала полета, остается только один Мерлин, чтобы привести в действие вторую ступень, производя 210 000 фунтов тяги. Для SLS четыре основных ступени RS-25 работают дальше, создавая более 2 миллионов фунтов тяги над атмосферой Земли.

Это делает RS-25 достойным прозвища НАСА «Феррари». Но Феррари дорогие, а для недорогой ракеты средней грузоподъемности Falcon 9одинаково впечатляет. «SpaceX проделала большую работу, объединив высокопроизводительный двигатель с циклом газогенератора», — сказал Кейс. «Они выжимают из этого много производительности, и это здорово».

Этот контент размещается третьей стороной (youtube.com), которая использует маркетинговые файлы cookie. Пожалуйста, примите маркетинговые файлы cookie, чтобы посмотреть это видео.

RS-25 — Ferrari среди ракетных двигателей Видео: NASA/MSFC

Старая технология?

РС-25 разработан в 1970-х годов, но NASA и Aerojet быстро указывают, что сегодняшний RS-25 вряд ли является тем же двигателем, который был разработан четыре десятилетия назад. «Когда люди говорят, что это старый двигатель, на самом деле это не так», — сказал Джим Полсен, вице-президент по выполнению программ для передовых космических программ и программ запуска в Aerojet Rocketdyne. «Эти [улучшения] заключаются не только в изменении цвета двигателя или изменении линии — во время полета были проведены довольно значительные обновления».

С момента разработки двигатель прошел пять капитальных ремонтов. Одним из наиболее очевидных улучшений были уровни тяги. К концу программы шаттла двигатель работал на 104,5% от первоначальной выходной мощности. Для SLS это число увеличивается до 109.процент. Это нагружает двигатель и ставит под угрозу возможность повторного использования (что больше не имеет значения), но все еще находится в пределах допусков по безопасности. Следующая версия Aerojet RS-25 будет стремиться к 111 процентам.

«РС-25 не столько доработали, сколько приручили.»

Полсен сказал, что модернизация, сделанная во время программы шаттла, включает новую турбомашину, новую главную камеру сгорания и новую головку двигателя. Контроллер двигателя — мозг RS-25 — претерпел изменения и продолжает развиваться для SLS. Одной из самых передовых функций двигателя является система мониторинга, которая отслеживает вибрации и температуру на всех этапах полета и использует эти данные для оценки нормальной работы двигателя.

Это позволяет глушить двигатель при первых признаках неисправности и, наоборот, отсеивать ложные срабатывания, чего не может сделать более универсальная система мониторинга.

«Я думаю, что это один из немногих летающих ракетных двигателей с усовершенствованным управлением здоровьем», — сказал Полсен. «Вы не хотите глушить совершенно исправный двигатель. Это плохой день».

Возможность повторного использования

В то время как НАСА работает над запуском SLS для своего круиза по вымогательству в 2018 году, усилия агентства в области ракетостроения часто затмеваются SpaceX и Blue Origin. Обе компании осуществили посадку первой ступени ракеты-носителя, добившись ошеломляющих успехов на пути к святому Граалю дешевой многоразовой ракетной техники.

SLS нельзя использовать повторно. РС-25 был, конечно, многоразовым двигателем — фактически первым в мире. После выхода на орбиту шаттл сбросил внешний топливный бак, а основные двигатели остались прикрепленными к орбитальному аппарату и вернулись на Землю. Все, кроме двух, из 16 оставшихся двигателей РС-25 уже побывали в космосе. Это делает перспективу бесцеремонно отказаться от них трудно проглотить.

Но на SLS практически невозможно восстановить двигатели. Основная ступень выводит аппарат на орбиту. Это означает, что он не может вернуться на мыс Канаверал или приземлиться на баржу в океане — по крайней мере, без возможности входа в атмосферу. Я спросил НАСА, где будет возвращаться ступень, и мне сказали, что она будет меняться в зависимости от профиля каждой миссии. В исследовательской миссии 1 в 2018 году танк пролетит полмира, прежде чем разобьется над Тихим океаном.

«Это что-то вроде маршевого двигателя», — сказал Стив Уоффорд из RS-25. «У вас есть ускорители большой тяги, которые горят около двух минут, а затем отключаются, и водородные двигатели с длительным сроком службы, которые доставят вас с земли на орбиту».

Даже если НАСА реконструирует корабль, чтобы сделать возможность восстановления, сомнительно, что экономическое обоснование будет иметь смысл. SLS может стоить от полумиллиарда до миллиарда долларов за полет или даже больше — оценки все еще неточны. В сочетании с низкой скоростью полета экономия средств, полученная за счет повторного использования, вероятно, не будет достаточно высокой, чтобы беспокоиться.

Во время программы шаттлов экономия на повторном использовании оказалась очень амбициозной из-за более низкой скорости полета, чем заявлено. Один бывший высокопоставленный чиновник НАСА сказал мне, что в агентстве ходит старая шутка о том, что вы можете измерить свой срок пребывания в должности самой низкой стоимостью полета на космическом челноке, которую вы помните.

SLS будет летать даже меньше, чем шаттл. После первых двух испытательных полетов ракеты НАСА надеется увеличить частоту запусков до одного раза в год. Для сравнения, в 2015 году «Союз» запускался около полутора десятков раз, «Атлас-5» — девять раз, а «Фалькон-9». был близко позади в семь, включая неудачный запуск, из-за которого машина была заземлена на несколько месяцев. Доводы в пользу повторного использования более очевидны, когда есть высокая скорость полета, которая помогает организации преодолеть логистические затраты, связанные с запуском ракеты, такие как производственные мощности и наземные системы.

Сенатор Стеннис празднует успешное испытание двигателя в Миссисипи Сенатор Джон С. Стеннис танцует джигу после успешного испытания двигателя космического челнока RS-25 в 1978 году. Изображение: НАСА / Космический центр Стенниса

Перспективы метана

И SpaceX, и Blue Origin разрабатывают новые двигатели, использующие жидкий метан в качестве топлива. С другой стороны, RS-25 использует жидкий водород, в то время как многие другие двигатели первой ступени используют RP-1, смесь очищенного керосина. Все эти виды топлива должны быть объединены с жидким кислородом для сжигания, подобно тому, как автомобильному двигателю требуется бензин и воздух.

Какая разница?

Водород — первый элемент в периодической таблице, то есть самый легкий. Он высвобождает больше всего энергии при сгорании и сгорает чисто, что в случае с космическим челноком сделало его пригодным для повторного использования.

Atlas V RD-180 использует RP-1. Как и Falcon 9 Merlin от SpaceX. РП-1 менее эффективен и тяжелее, но, с другой стороны, он плотнее, поэтому ваш топливный бак может быть меньше. А на уровне моря он на самом деле производит большую тягу. Кроме того, он дешевле и проще в обращении, поскольку его не нужно переохлаждать, как жидкий водород.

Так что же лучше? «Все зависит от того, что вам нужно от сцены», — сказал Стив Уоффорд. «Жидкий водород был лучшим топливом для ступени SLS и того, что нам было нужно, в сочетании с твердыми телами. Для одной ступени на орбиту водород — лучший вариант».

Если, с другой стороны, ваша ракета использует несколько ступеней во время подъема на орбиту, RP-1 может быть лучшим выбором для основной ступени. Atlas V и Falcon 9 хорошо сочетаются с этим подходом — могучий Saturn V использовал RP-1 при старте.

КПД ракетного двигателя — по существу, насколько сильно он изменяет скорость на количество израсходованного топлива — измеряется в секундах удельного импульса, эта метрика известна как Isp. РД-180, работающий на РП-1, имеет Isp на уровне моря 311 секунд. РС-25, сжигающий водород, более эффективен — 366 секунд.

Промежуточный вариант – жидкий метан. Гленн Кейс сказал мне, что теоретически метан дает примерно на десять секунд больше Isp, чем RP-1. «Конструкторы двигателей убьют ради нескольких дополнительных секунд Isp», — сказал он.

Метан не обязательно должен быть таким же холодным, как водород, что облегчает работу с ним. Он также горит чище, чем RP-1, что делает его привлекательным для многоразовых двигателей. SpaceX использует метан для своего нового двигателя Raptor, а Blue Origin выбрала его для своего будущего BE-4. Оба этих двигателя также будут использовать конструкции с замкнутым циклом, что обеспечит им повышенную производительность.

Стоимость

В зависимости от того, кого вы спросите, НАСА заплатило около 60 миллионов долларов каждый за текущий парк двигателей RS-25. По совпадению, это примерно та же цена, которую SpaceX рекламирует за весь полет Falcon 9.

SLS и Falcon 9 — две совершенно разные ракеты-носители, связанные отдельными программными и техническими ограничениями. Но невозможно обойти вопиющую правду о том, что SLS невероятно дорог.

Aerojet заявляет, что планирует снизить стоимость RS-25 на 33 процента. Экономия будет получена за счет модернизации производственных линий для повышения эффективности, а также достижений в области материаловедения. Стив Уоффорд сказал, что теперь инженеры могут ковать и отливать большие детали двигателя более точно, вместо того чтобы отливать грубые формы и тратить тысячи часов на то, чтобы довести их до окончательной формы. «Мы используем 40-летний производственный опыт, полученный при создании этого двигателя», — сказал он.

Еще одним способом экономии средств является использование аддитивного производства или 3D-печати.

«Мой офис действительно лидирует в НАСА — и во многих отношениях во всей отрасли — в технологии аддитивного производства применительно к ракетным двигателям», — сказал Стив Уоффорд.

Так реально ли снижение затрат на 33%? «Я определенно думаю, что это было бы выполнимо», — сказал Гленн Кейс, отметив при этом, что каждое изменение в производстве — это потенциальный компромисс с точки зрения продемонстрированной надежности полета, поскольку новые компоненты должны быть такими же надежными, как и те, которые они заменяют. «В ракетном бизнесе мы медленно меняемся, — сказал он.

Первое в истории публичное вечернее испытание двигателя RS-25 Зрители наблюдают за первым в истории публичным вечерним испытанием двигателя RS-25 в 2001 году в Космическом центре Стеннис НАСА в Миссисипи. Изображение: НАСА / Космический центр Стенниса

Политика

Есть еще один фактор выбора двигателя, который, возможно, имеет такой же вес, как и все остальные вместе взятые: политика.

Закон о разрешении НАСА от 2010 года юридически требует, чтобы SLS был построен с использованием технологий, полученных от космических челноков, и использовал рабочую силу программы шаттлов, где это практически возможно. История, стоящая за законом, сложна, но он был принят Сенатом единогласно, получил одобрение Палаты представителей с перевесом 304 голоса против 118 и был подписан президентом Обамой.

Такое сочетание требований значительно сузило поле выбора двигателя. Когда в 2011 году была создана SLS, единственным реальным выбором надежного высокопроизводительного двигателя первой ступени американского производства был RS-68 компании Aerojet, который используется в Delta IV.

В какой-то момент RS-68 рассматривался для Ares V, тяжелого предшественника SLS, который был частью ныне несуществующей программы Constellation. Но двигатель никогда не возил космонавтов. NASA и Aerojet должны были бы найти способы сделать его более безопасным и надежным, увеличив затраты.

НАСА тоже могло бы начать с нуля, но это было бы еще более затратно и затратно по времени. Кроме того, в Законе об авторизации нужно было оспаривать весь аспект рабочей силы шаттла, и закон гласил, что SLS должен быть введен в эксплуатацию к концу 2016 года — крайний срок, который НАСА уже пропустит. Оставался только один вариант: РС-25.

Чемпион в супертяжелом весе

Неудивительно, что и Уоффорд, и Полсен считают, что НАСА поступило правильно, выбрав RS-25 для SLS. «У них их было 16, и они летели на шаттле», — сказал Полсен. «Они прошли через серьезные разработки, поэтому очень хорошо разобрались в движке. Так что вы должны сбалансировать эти инвестиции с разработкой совершенно нового движка».

Гленн Кейс согласился. Хотя он предпочитал не поддерживать какую-либо конкретную конфигурацию ракеты, он сказал, что трудно возражать против РС-25. «Это такой высокопроизводительный двигатель с относительно высокой тягой и высокой надежностью», — сказал Кейс. «Я не могу не согласиться с решением использовать это, тем более что у них есть запасы двигателей, а скорость полета относительно низкая».

За пять лет, прошедших с момента анонса SLS, НАСА вот-вот доверит жизни астронавтов двум новым ракетным системам: Falcon 9., который будет нести новый Crew Dragon от SpaceX, и Atlas V, который запустит Boeing CST-100 Starliner. На данный момент эти космические корабли останутся привязанными к низкой околоземной орбите, переправляя экипажи туда и обратно на Международную космическую станцию.

Но SpaceX недавно объявила, что Crew Dragon не останется там надолго. Компания находится на пороге дебюта Falcon Heavy, по сути, трех ракет Falcon 9, соединенных болтами, способных вывести на низкую околоземную орбиту колоссальные 54 метрических тонны. Это затмит возможности всех существующих ракет-носителей, кроме SLS.

Уже в 2018 году — в том же году, когда дебютирует SLS — SpaceX заявляет, что планирует начать отправку Dragons на Марс с помощью Falcon Heavy. Подробности еще не разглашаются, и сроки космической фирмы часто сдвигаются. Но, учитывая продолжающийся ряд впечатляющих успехов SpaceX, трудно не воспринимать это обещание всерьез.

Вышеупомянутый Закон о разрешении НАСА 2010 года создал SLS и почти закрепил RS-25 в качестве предпочтительного двигателя транспортного средства. Закон был компромиссом между президентской администрацией, которая хотела радикально изменить курс НАСА, и Конгрессом, который не желал сильно отклоняться от обычного бизнеса. Космическая политика не играет большой роли на президентских выборах. Но вскоре новая администрация получит возможность изменить направление НАСА.

Ракетостроение, когда ему дают зеленый свет, в значительной степени невосприимчиво к политике. Еще два RS-25 будут находиться на испытательном стенде в Стеннисе в этом году, а в следующем году вся основная ступень системы космического запуска заработает для испытаний в заливе Миссисипи. На данный момент RS-25 остается действующим чемпионом в мире ракетных двигателей в супертяжелом весе, и он надеется сохранить этот титул в обозримом будущем.

Планетарный фонд

Ваша поддержка помогает нам исследовать миры, находить жизнь и защищать Землю. Дай сегодня!

Пожертвовать

Подробнее: Полеты человека в космос, Ракеты-носители, Орион, Космические капсулы, Система космических запусков, Космические темы

Джейсон Дэвис

ЧАС
М
С

В новостях

Значок шевронаОн указывает на расширяемый раздел или меню, а иногда и на предыдущие/следующие параметры навигации.ДОМАШНЯЯ СТРАНИЦА

Наука

Значок «Сохранить статью» Значок «Закладка» Значок «Поделиться» Изогнутая стрелка, указывающая вправо.

Скачать приложение

Аэроджет Рокетдайн

Прямо сейчас НАСА строит гигантскую ракету для доставки астронавтов на Марс под названием Space Launch System или SLS.

Когда эта ракета будет завершена, она сможет запускать в космос до 2,16 миллиона фунтов. Такой вес требует мощного двигателя — если быть точным, их четыре.

НАСА будет использовать четыре двигателя RS-25 — вместе с двумя ракетными ускорителями — для доставки SLS с земли в космос и на пути к Марсу. В совокупности двигатели и ускорители сделают SLS самой мощной ракетой из когда-либо построенных, а это то, что вам нужно, когда вы пытаетесь отправиться дальше, чем когда-либо осмеливался любой человек.

Эти двигатели приводили в действие космические шаттлы, и теперь их модифицированная версия откроет нам новое поколение космических исследований.

Узнайте больше об этих впечатляющих достижениях инженерной мысли в графике ниже:

Почему НАСА присматривается к Марсу:

НАСА

Зачем использовать те же двигатели, что и у космических шаттлов?

НАСА

НАСА имеет два разных полигона для испытаний RS-25:

НАСА

Вы не увидите выбросов парниковых газов из этого ракетного двигателя:

НАСА

Чтобы запустить в космос ракету массой 2 миллиона фунтов, нужна большая тяга:

НАСА

Как двигатель РС-25 будет питать SLS от Земли до Марса:

НАСА

Читать далее

LoadingЧто-то загружается.

Функции
Пространство

ССМЕ

ССМЕ

Главная — Поиск — Обзор — Алфавитный указатель: 0- 1- 2- 3- 4- 5- 6- 7- 8- 9
A- B- C- D- E- F- G- H- I- J- K- L- M- N- O- P- Q- R- S- T- U- V- W- X- Y- Z
ССМЕ

SSME
Кредит: Boeing / Rocketdyne

Ракетный двигатель Rocketdyne LOx/Lh3. В производстве. Главные двигатели космического корабля «Шаттл»; единственный когда-либо летавший многоразовый криогенный ракетный двигатель высокого давления замкнутого цикла. . Три установлены на базе американского космического корабля «Шаттл». Первый полет 1981.

АКА : РС-24; РС-25. Статус : В производстве. Дата : 1972. Номер : 351. Тяга : 2 278,00 кН (512 114 фунтов силы). Масса без топлива : 3177 кг (7004 фунта). Удельный импульс : 453 с. Удельный импульс уровня моря : 363 с. Время горения : 480 с. Высота : 4,24 м (13,92 фута). Диаметр : 1,63 м (5,36 фута).

Главные двигатели космического корабля «Шаттл» были единственным многоразовым криогенным ракетным двигателем замкнутого цикла высокого давления, когда-либо летавшим. Три из этих двигателей были установлены в основании американского космического корабля «Шаттл» и питались жидким водородом и жидким кислородом из внешнего бака космического корабля «Шаттл» во время подъема на орбиту. Внешний бак был освобожден, когда была достигнута желаемая орбита, и шаттл вернул двигатели на Землю для повторного использования. Первоначальные расчетные точки для двигателей составляли десять межремонтных полетов и удельный импульс вакуума 455 секунд. Ни одна из целей не была достигнута — вакуумный импульс составлял 453 секунды, а двигатели приходилось вытягивать, осматривать и ремонтировать после каждого полета. В конце концов, шаттл оказался очень дорогим методом восстановления многоразовых двигателей, которые, возможно, стоили дороже, чем одноразовые.

Топливо и окислитель перекачивались из внешнего бака окислителем высокого давления и топливными турбонасосами (ТНВД и ТНВД), установленными на каждом агрегате двигателя. Для предотвращения кавитации поток перед входом в эти насосы форсировался турбонасосами окислителя и топлива низкого давления (LPOT и LPFT). Поток топлива отключался во время работы для различных целей, включая наддув внешних топливных баков и баков окислителя и работу LPOT и LPFT. Жидкий водород прокачивался через камеру сгорания и сопло двигателя для их охлаждения перед выбросом в камеру сгорания.

Теперь газообразный водород и жидкий кислород поступали в камеру у инжектора, который смешивал топливо. Воспламенитель с двойным резервированием использовался во время последовательности запуска двигателя для инициирования сгорания.

SSME можно было регулировать в диапазоне от 67% до того, что НАСА назвало «109%» от его номинальной тяги. При пусках обычно использовалось максимум 104% (2170 кН), при этом 109% (2280 кН) зарезервированы для аварийных ситуаций.

После решения НАСА вывести флот шаттлов из эксплуатации в 2010 году была предпринята попытка сохранить производство SSME в качестве двигателя второй ступени ракеты-носителя Ares I и двигателя разгонной ступени Ares V. Однако неэкономичность дальнейшего использования SSME стало очевидным, и НАСА наконец остановилось на одноразовом двигателе J-2X для Ares I и RS-68 для Ares V.

SSME, естественно, рассматривался из-за множества модификаций и модернизаций шаттла, предложенных в течение сорока лет его разработки и срока службы. В конце концов, это оказалось технологическим мостом слишком далеко — заданный вес, надежность, долговечность и многоразовость просто не могли быть выполнены в одном двигателе с использованием существующих или предполагаемых технологий и материалов.

Тяга (sl): 1 817 400 кН (408 568 фунтов силы). Тяга (сл): 185 330 кгс. Двигатель: 3177 кг (7004 фунта). Давление в камере: 204,08 бар. Соотношение площадей: 77,5. Соотношение тяги к массе: 73,1197829645898. Соотношение окислителя и топлива: 6. Коэффициент тяги вакуума: 1,

733043191. Коэффициент тяги над уровнем моря: 1,52735733043191.

Подтемы

Демонстрационный бустер SSME 9Ракетный двигатель 0251 Rocketdyne LOx/Lh3. Подача под давлением.

STME Ракетный двигатель Rocketdyne LOx/Lh3. Отменен в 1984 году. Главный двигатель космического транспорта. Rocketdyne объединилась с Aerojet и Pratt & Whitney над STME, который должен был стать двигателем следующего поколения больших ракет-носителей.

SSME Plus Условный ракетный двигатель LOx/Lh3. Исследования ВТОХЛ, 1978.

Исследование SSME Условный ракетный двигатель LOx/Lh3. Исследование 1967 г.

Страна : США.
Космический корабль : Марсианская экспедиция НАСА, 1971 год.
Ракеты-носители : Космический шаттл,
Сатурн Шаттл,
Шаттл ЛРБ,
Шаттл АСРМ.
Пропелленты : Lox/Lh3.
Этапы : Старлифтер,
Шаттл Орбитальный,
Арес Стадия 1,
Магнум Ядро,
Грузовой РН Этап 1,
КЛВ Этап 2.
Агентство : Рокетдайн.
Библиография : 225.

Вернуться к началу страницы

Главная — Поиск — Обзор — Алфавитный указатель: 0- 1- 2- 3- 4- 5- 6- 7- 8- 9
A- B- C- D- E- F- G- H- I- J- K- L- M- N- O- P- Q- R- S- T- U- V- W- X- Y- Z

NASA заключает контракт с Aerojet Rocketdyne на возобновление производства двигателей RS-25 для SLS Mars Rocket

НАСА сделало еще один большой шаг на пути к возвращению наших астронавтов в глубокий космос и, в конечном счете, на Марс, приняв долгожданное решение официально возобновить производство почтенного двигателя RS-25, который будет питать первую ступень гигантского космического корабля агентства. Ракета большой грузоподъемности Launch System (SLS), в настоящее время находится в разработке.

Компания Aerojet Rocketdyne получила контракт с НАСА на повторное открытие производственных линий для силовой установки RS-25, а также на разработку и производство сертифицированного двигателя для использования в ракете НАСА SLS. Контракт действует с ноября 2015 г. по 30 сентября 2024 г.

SLS — самая мощная ракета, которую когда-либо видел мир. Она доставит астронавтов в капсуле «Орион» для полетов на Луну примерно к 2021 году, к астероиду примерно в 2025 году, а затем в «Путешествии на Марс» в 2030-х годах. – главная цель НАСА и всего агентства. Первый испытательный беспилотный полет SLS намечен на конец 2018 года.

Основная ступень (первая ступень) SLS первоначально будет оснащена четырьмя существующими двигателями RS-25, переработанными и модернизированными с эпохи шаттлов, и парой пяти- сегмент твердотопливных ракетных ускорителей, которые будут генерировать суммарную стартовую тягу в 8,4 миллиона фунтов, что сделает ее самой мощной ракетой в мире.

Недавно заключенный контракт на двигатель RS-25 с компанией Aerojet Rocketdyne из Сакраменто, штат Калифорния, оценивается в 1,16 миллиарда долларов и направлен на «модернизацию исторического двигателя космического шаттла, чтобы сделать его более доступным и пригодным для SLS», — объявило НАСА 23 ноября. НАСА также может закупить до шести новых летных двигателей для последующих запусков.

«SLS — это американская система подъема тяжелых грузов нового поколения», — заявила Джули Ван Клеек, вице-президент Advanced Space & Launch Programs в Aerojet Rocketdyne.

«Это ракета, которая позволит людям покинуть низкую околоземную орбиту и отправиться вглубь Солнечной системы, в конечном итоге доставив людей на Марс».

Срок изготовления и сертификации первого нового двигателя RS-25 составляет приблизительно 5 или 6 лет, сказал Ван Клик в интервью Universe Today. Поэтому НАСА необходимо было заключить контракт с Aerojet Rocketdyne сейчас, чтобы он был готов, когда это потребуется.

Система космического запуска НАСА (SLS) стартует со стартовой площадки 39B в Космическом центре Кеннеди. На этом художественном рендеринге показан вид старта 70-тонного (77-тонного) пилотируемого корабля Block 1. Авторы и права: НАСА/MSFC

RS-25 на самом деле представляет собой модернизированную версию главных двигателей бывших космических челноков (SSME), изначально построенных Aerojet Rocketdyne.

Многоразовые двигатели использовались со 100% успехом во время трехдесятилетней программы НАСА «Спейс шаттл» для вывода на низкую околоземную орбиту уже выведенных из эксплуатации шаттлов.

Space Shuttle были оснащены тремя главными двигателями Space Shuttle (SSME), которые теперь переработаны и модернизированы как двигатели RS-25 для SLS. Atlantis переезжает из производственного цеха орбитального аппарата (OPF-1, справа) в здание сборки транспортных средств (VAB, слева) в KSC для миссии STS-135. Кредит: Кен Кремер

Те же самые двигатели в настоящее время модифицируются для использования SLS в миссиях в дальний космос, начиная с 2018 года.

Но НАСА имеет в наличии только 16 двигателей RS-25, что достаточно максимум для первых четырех SLS только запускает. Хотя они неоднократно использовались повторно в эпоху шаттлов, они будут выбрасываться после каждого запуска SLS.

Во время 535-секундных испытаний 13 августа 2015 г. операторы провели серию испытаний ракетного двигателя RS-25 системы космического запуска (SLS) на разных уровнях мощности для сбора данных о характеристиках двигателя на испытательном стенде A-1 в НАСА. Космический центр Стеннис недалеко от залива Сент-Луис, штат Миссисипи. Предоставлено: НАСА

А поскольку двигатели нельзя восстановить и использовать повторно, как в эпоху шаттлов, новый комплект РС-25 придется производить с нуля.

Таким образом, процесс производства двигателей может быть и будет модернизирован и значительно рационализирован — с использованием меньшего количества деталей и сварных швов — для снижения затрат и повышения производительности.

«Двигатели RS-25, разработанные в рамках этого нового контракта, будут расходуемыми со значительным улучшением доступности по сравнению с предыдущими версиями», — добавил Джим Полсен, вице-президент по выполнению программ, расширенным космическим программам и программам запуска в Aerojet Rocketdyne. «Это связано с внедрением новых технологий, таких как внедрение упрощенных конструкций; технология трехмерной печати, называемая аддитивным производством; и оптимизированное производство на современном, ультрасовременном производственном предприятии».

«Новые двигатели будут иметь упрощенную, но очень надежную конструкцию, позволяющую сократить время и стоимость производства. Например, ожидается, что двигатель в целом упростит ключевые компоненты за счет значительного сокращения количества деталей и количества сварных швов. В то же время двигатель проходит сертификацию на более высокий уровень рабочей тяги», — говорится в сообщении Aerojet Rocketdyne.

Существующий парк из 16 самолетов RS-25 модернизируется для использования в SLS, а также проходит изнурительную серию полных огневых огневых испытаний, чтобы сертифицировать их для полета, как я сообщал ранее здесь, в Universe Today.

Среди обновлений RS-25 — новый контроллер двигателя, специально предназначенный для SLS. Контроллер двигателя функционирует как «мозг» двигателя, который проверяет состояние двигателя, поддерживает связь между автомобилем и двигателем и передает команды туда и обратно.

Испытательный запуск RS-25 на испытательном стенде A-1 в Космическом центре НАСА имени Стенниса недалеко от залива Сент-Луис, штат Миссисипи, 13 августа 2015 г. Фото: НАСА

Каждый из двигателей RS-25 генерирует около 500 000 фунтов тяги. Они питаются криогенным жидким водородом и жидким кислородом. Для SLS они будут работать на частоте 109.% мощности по сравнению с обычным использованием 104,5% в эпоху шаттлов. Они измеряют 14 футов в высоту и 8 футов в диаметре.

Они должны выдерживать и выдерживать экстремальные температуры в диапазоне от -423 градусов по Фаренгейту до более чем 6000 градусов по Фаренгейту. -тонная (77-тонная) версия со стартовой тягой 8,4 млн фунтов. Он разгонит беспилотный Orion во время примерно трехнедельного испытательного полета за пределы Луны и обратно.

НАСА планирует постепенно модернизировать SLS для достижения беспрецедентной грузоподъемности в 130 метрических тонн (143 тонны), что позволит выполнять более дальние миссии еще дальше в нашу Солнечную систему.

Первый испытательный полет SLS с беспилотным «Орионом» называется «Исследовательская миссия-1» (EM-1) и будет запущен со стартового комплекса 39-B в Космическом центре Кеннеди.

Первая миссия Orion, получившая название Exploration Flight Test-1 (EFT), была успешно запущена в безупречный полет 5 декабря 2014 года на вершине тяжелой ракеты United Launch Alliance Delta IV Space Launch Complex 37 (SLC-37) на мысе Канаверал ВВС. Станция во Флориде.

Следите за новостями Кена о науке о Земле и планетах, а также о полетах человека в космос.

Кен Кремер

………….

Узнайте больше о SLS, Orion, SpaceX, Orbital ATK Cygnus, ISS, ракете ULA Atlas, Boeing, Space Taxis, марсоходах, Antares, миссиях НАСА и многом другом на предстоящих информационно-просветительских мероприятиях Кена:

1-3 декабря: «Orbital Запуск ATK Atlas/Cygnus на МКС, ULA, SpaceX, SLS, Orion, коммерческий экипаж, Curiosity исследует Марс, Плутон и многое другое», Kennedy Space Center Quality Inn, Титусвилл, Флорида, вечера

8 декабря: «Путь человечества обратно в космос и на Марс с Orion, Starliner и Dragon». Ассоциация астрономов-любителей Принстона, AAAP, Принстонский университет, Айви-Лейн, кафедра астрофизики, Принстон, Нью-Джерси; 7:30 ВЕЧЕРА.

Нравится:

Нравится Загрузка…

выхлоп — Светящаяся синяя ударная волна от двигателя РС-25 кажется прямоугольной?

Спросил
6 лет, 3 месяца назад

Изменено
10 месяцев назад

Просмотрено
2к раз

$\begingroup$

Вот фото пробного пуска основного двигателя РС-25 космического корабля «Шаттл» 1981 года отсюда:

Вершина синего светящегося участка (статическая ударная волна?) имеет угол.

Вот снимок экрана из видеоролика YouTube, посвященного испытанию двигателя SLS RS-25 от 17 июля 2015 г.: Это не научный анализ — мне он просто кажется прямоугольным.

Поскольку расширение и сопло (предположительно) круглые в поперечном сечении, я не ожидал, что профиль будет иметь такой угол.

Мне кажется, или на этой границе поперечное сечение имеет значительно некруглую форму, и если есть, то почему?

примечание: Вопрос Что (фактически) является причиной синего свечения ракетных двигателей Lh3/LOX? также касается резкого свечения на границе ударной волны, как и вопрос, почему пламя выхлопных газов криогенных ступенчатых двигателей кажется отделенным от сопла?

1981:

2015:

двигатели
выхлоп 51510
0
9
$\endgroup$
9
$\begingroup$
Ударный конус никоим образом не является прямоугольным при испытании двигателя, как и не в полете.
Наконец-то я наткнулся на другой ракурс того же испытательного стенда (слегка выше плоскости среза сопла, глядя вниз, а не ниже и смотря поперек шлейфа, как было сделано большинство доступных снимков).
Понятно, что основание ударного конуса на самом деле круглое. Ваши «углы» — это неровности диска Маха, если смотреть сбоку.
Источник — неподвижный кадр из инженерного видео (отсюда плохое качество) — источник см. ниже.
Редактировать:
Я нашел версию этого инженерного видео в Интернете. К сожалению, тот, кто опубликовал это, наклеил водяной знак прямо на диск Маха. вздох . Но круговой диск виден в это время:
6:06 (кратко, SSME взрывается через несколько секунд)
24:13 (кажется, это тот скриншот, который я сделал выше, через несколько секунд снова SSME взрывается)
Я счастлив, что это видео, безусловно, одно из самых дорогих из когда-либо снятых, есть в сети, даже с водяными знаками.
$\endgroup$
3
$\begingroup$
Это следует рассматривать как дополнительный ответ.
Прямоугольная форма выглядит довольно убедительно, но помните, что мы можем четко видеть только заднюю часть пламени.
Существуют и другие механизмы, с помощью которых может формироваться «прямоугольная форма» посредством круговых гармоник и т.п. Если смотреть только под прямым углом, внешний вид прямоугольного угла может быть воспроизведен .
Представьте себе корону идеального маховского алмаза, которая выглядит как плоский круг, если смотреть сбоку:
Добавьте небольшое вертикальное синусоидальное колебание, период которого в два раза больше длины окружности:
Добавьте меньшее синусоидальное колебание, период которого равен четырем длинам окружности:
На данный момент вы получаете форму, которая не слишком отличается от того, что вы видели выше. В частности, обратите внимание на длинный конец «прямоугольника». Линия не идеально прямая и имеет небольшой излом.
Если мы наложим его на одно из исходных изображений:
Мы видим, что хотя они и не полностью совпадают с , они все же довольно хорошо совпадают. (И нет, прежде чем вы спросите, я не собираюсь тратить огромное количество времени, пытаясь добиться идеального соответствия .)
Вот как выглядит кольцо под другим углом:
Если вы внимательно посмотрите на непрямоугольные на вид маховские ромбы на картинках выше, их эллипсы кажутся немного не в плоскости по сравнению с эллипсом сопла двигателя.
Возможно, вам придется спросить эксперта по моделированию горения ракеты, почему возникают эти небольшие нестабильности.
$\endgroup$
3
$\begingroup$
tl;dr/update: Угол, из-за которого ударная волна выглядит как прямоугольная вершина, реальна и воспроизводима! Но новый ответ @OrganicMarble теперь решает проблему.
Вместе со снимками 1981 и 2015 годов здесь видео еще одного теста 2017 года.
Так вот это как GIF, а потом как видео. GIF составляет 30 кадров в секунду примерно с 00:55 до 01:02 (кадры с 1640 по 1860). Я все еще вижу «шишку», и с этого ракурса она примерно в четверти пути от левого края ударной волны, почти на одной линии с левой вертикальной стойкой перил.
Видео НАСА от 22 февраля 2017 г. Радужный вид испытаний двигателя НАСА RS-25, показанный в 00:50 непосредственно перед видом изнутри:
Однако ударная волна выглядит «круговой». в поперечном сечении во время полета. Вот несколько фотографий, сделанных снизу во время запуска из Википедии.
вверху: STS-79 (NASA) отсюда — НАЖМИТЕ, чтобы УВЕЛИЧИТЬ
вверху: STS-51f, Spacelab, (NASA) отсюда — НАЖМИТЕ, чтобы УВЕЛИЧИТЬ
6
$\endgroup$

$\begingroup$
я нашел четкое видео ударного алмаза
примерно 1:25
<noscript><img loading='lazy' src='/800/600/http/pbs.twimg.com/media/FHtOHJHWYAQcL-U.jpg?name=small' /></noscript> youtube.com/embed/cn4MVoIEJvU?start=0″>
он выглядит прямоугольным только потому, что они продолжают обрезать изображение
это хорошее видео ударной формовки алмазов
$\endgroup$
Твой ответ

Зарегистрируйтесь или войдите в систему
Зарегистрируйтесь с помощью Google
Зарегистрироваться через Facebook
Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но никогда не отображается
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но не отображается
Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie
.
Редукционная ракета РС-25 — Аэрокосмическое производство и проектирование
Опытный двигатель Aerojet Rocketdyne RS-25 проходит испытания на испытательном стенде A-1 в Космическом центре Стеннис в Миссисипи.
Фото предоставлено НАСА
Вам поручили обработать единственную в своем роде заготовку стоимостью в миллионы долларов. На разработку ушли месяцы тщательного планирования, от его правильной работы зависят человеческие жизни, и всего одна ошибка может отбросить космическую программу Соединенных Штатов на годы назад. Вы скрещиваете пальцы, нажимаете зеленую кнопку и надеетесь.
Для Джорджа Эрнандеса, программиста ЧПУ в Aerojet Rocketdyne, и других членов его команды ничто не оставлено на волю случая. Когда ставки так высоки, ошибки просто недопустимы.
Чтобы обеспечить успех, производитель из Сакраменто, штат Калифорния, объединился с компанией Sandvik Coromant Co. из Фэр-Лон, штат Нью-Джерси, для создания режущих инструментов и помощи в разработке процессов обработки главной камеры сгорания (MCC) ракетного двигателя RS-25. .
Воскрешение старого друга
Если вы видели запуск космического корабля «Шаттл», вы видели версию двигателя Aerojet Rocketdyne RS-25 в действии. Двигатель на жидком топливе может развивать тягу более 400 000 фунтов (181 000 кг) при температуре до 6 000 ° F (3 300 ° C) и был рабочей лошадкой программы шаттлов НАСА на протяжении всей ее 30-летней истории.
После последнего полета Атлантиды в июле 2011 года казалось, что RS-25 вот-вот уйдет на пенсию, но несколько месяцев спустя правительство США поручило НАСА разработать систему космического запуска (SLS) с целью отправки людей обратно на Землю. Луна и, наконец, Марс.
Эрнандес не работал над этими ранними версиями RS-25, но он и целая команда производственных специалистов Aerojet Rocketdyne работают над проектом SLS. Астронавт Бутч Уилмор даже вручил ведущему инженеру Стиву Фонтейну Серебряный Снупи, значок на лацкан из стерлингового серебра, который летал во время миссии космического корабля «Шаттл» и является одной из самых желанных наград НАСА, символизирующей намерения и дух осведомленности о космических полетах.
Дерек Смит был неотъемлемой частью команды. Старший специалист по технологическому процессу и CAM-программист группы индивидуальных решений — аэрокосмическая компания Sandvik Coromant, он работал с Эрнандесом и другими в цехе почти пять месяцев, пока они доводили проект до конца, помогая с выбором инструмента, разработкой процесса и программирование и моделирование станка, используемого для окончательной обработки MCC.
Опытный двигатель RS-25 компании Aerojet Rocketdyne с ревом оживает на испытательном стенде A-1 в Космическом центре Стеннис НАСА в Миссисипи.
Фото предоставлено Aerojet Rocketdyne
Сложный старт
Это была не просто обработка сложной и дорогой детали. Новые требования к двигателю означали новое оборудование, программное обеспечение и инструменты. Первым из них стал 5-осевой универсальный обрабатывающий центр DMU 80 FD duoBLOCK от DMG MORI, приобретенный для ЦУПа. Хотя инженеры Aerojet Rocketdyne знакомы с 5-осевой обработкой, управление DMU и уникальная конструкция стали еще одним препятствием в и без того сложном проекте.
Программное обеспечение для машинного программирования было еще одним препятствием. Компания Aerojet Rocketdyne недавно стала клиентом компании CNC Software Inc., Толланд, Коннектикут, и ей пришлось наращивать мощность своей новой системы программирования Mastercam NC при разработке нового постпроцессора для DMU. Команде также пришлось разработать 3D-модель DMU для использования с ее программной системой Vericut — утилитой для моделирования, проверки и оптимизации траектории от компании CGTech Inc. из Ирвина, Калифорния,
. материал – запатентованный жаропрочный суперсплав с высоким содержанием никеля и хрома. Это как хорошо известный, труднообрабатываемый сплав Inconel 718, «только намного хуже».
Поскольку на тот момент этот материал был малоизвестен, Aerojet Rocketdyne предоставила Смиту образцы, которые он отвез на предприятие Sandvik Coromant в Нью-Джерси для пробного резания с использованием различных марок твердого сплава и геометрий пластин.
«Так я знал, чего ожидать, прежде чем писать программы», — объясняет Смит. Он также экспериментировал с зажимом инструмента, потому что «одной из самых больших проблем, с которыми мы столкнулись, была чрезвычайная длина инструментов, необходимых для проникновения внутрь ЦУПа. Именно здесь мы использовали инструментальную систему Sandvik Coromant Capto не столько из-за ее быстросменных возможностей, сколько из-за ее жесткости. То же самое можно сказать и о бесшумных инструментах, которые мы использовали везде, где это было возможно, чтобы устранить вибрацию и увеличить срок службы инструмента».
Дерек Смит из Sandvik Coromant стоит вместе с ведущим инженером Aerojet Rocketdyne Стивом Фонтейном перед
одним из многих ракетных двигателей компании.
Фото предоставлено Aerojet Rocketdyne
Налаживание отношений
Многочисленные препятствия, возникшие в связи с MCC, были типичными для Aerojet Rocketdyne, компании, которая на протяжении всей своей истории бралась за сложные проекты. С момента своего основания в начале 1940-х годов компания была в авангарде двигательных технологий — если она отправится в космос, велика вероятность, что она попала туда благодаря Aerojet Rocketdyne.
Что наиболее примечательно в этом текущем проекте, так это не история Aerojet Rocketdyne; ни технология обработки, которую он использует для производства ракетных двигателей. Это командная работа, которая вошла в создание MCC.
Эрнандес говорит: «Нам пришлось делать все с нуля — листы инструментов и наладки, постпроцессор, модели для Vericut и новый тип станка, который мы никогда раньше не использовали. Вдобавок ко всему, у нас были очень сжатые сроки. Мы полагались на Sandvik Coromant вместе с другими нашими деловыми партнерами, CGTech и CNC Software, чтобы все было сделано вовремя и без ошибок».
Джим Кортни, технический торговый представитель Sandvik Coromant, сотрудничал с Aerojet Rocketdyne в течение последних 15 лет и участвовал в аналогичном успешном проекте с ними в 2012 году.
«Мы помогли им значительно сократить время цикла на компонент, который они готовились передать на аутсорсинг — это не только позволило им оставить его внутри компании, но и позволило избежать инвестиций в несколько новых станков», — объясняет Кортни. «С тех пор они усовершенствовали процесс еще больше и привезли несколько родственных частей на дом».
Опытный двигатель RS-25 № 0525 компании Aerojet Rocketdyne готовится к установке на стенде A-1 Test
в Космическом центре Стеннис в рамках подготовки к серии испытаний для поддержки программы NASA Space Launch System
(SLS).
Фото любезно предоставлено НАСА
Готов к старту
Хотя производственные особенности остаются запатентованными, Эрнандес говорит, что все прошло без сучка и задоринки. Aerojet Rocketdyne добилась «действительно удивительной стойкости инструмента» с помощью инструментов Sandvik Coromant, несмотря на большой вылет инструмента и исключительную прочность загадочного материала.
Функция динамического фрезерования Mastercam помогла увеличить срок службы инструмента при одновременном сокращении времени цикла, а моделирование траектории инструмента Vericut от CGTech дало всем уверенность, необходимую для нажатия зеленой кнопки на станочном цикле, который создавался месяцами.
Эрнандес и его команда сняли готовый ЦУП с DMU в марте 2018 года. После окончательных испытаний и осмотра оборудование было отправлено в Космический центр Стеннис в Миссисипи, где ЦУП был собран на модернизированном двигателе RS-25. С тех пор двигатель успешно завершил ранние полномасштабные наземные испытания, показывая лучшие результаты, чем ожидалось. Смит приписывает большую часть этого успеха Эрнандесу, добавляя: «Этот проект никогда бы не состоялся без него. Во многих случаях Джордж был здесь с раннего утра до поздней ночи, по выходным… Он старался изо всех сил, чтобы все происходило и помогало гарантировать, что мы все сделали вовремя».
Для Эрнандеса чувства взаимны. «Обслуживание, которое мы получили от Sandvik Coromant, было превосходным, — говорит он. «Они сделали все, что мы от них просили, и даже больше, в установленные сроки, и Дерек был рядом с нами, когда бы он нам ни понадобился. Он, как и все остальные в нашей команде, проделал великолепную работу».