Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
RL60
Страна происхожденияСоединенные Штаты
ДизайнерПратт и Уитни
ЗаявлениеДвигатель верхней ступени
СтатусРазработка остановлена
Жидкостный двигатель
ПропеллентLOX / LH2
Соотношение смесиОт 4,5 до 6,2
ЦиклЦикл экспандера
Представление
Тяга (SL)200-250 кН (50 000-65 000 фунтов силы)
Отношение тяги к массе51
Давление в камере83 бар (8,3 МПа; 1200 фунтов на кв. Дюйм)
Я sp (Vac.)465 секунд (4,56 км / с)
Перезапускается45
Габаритные размеры
Длина2,23 м (7,3 футов)
Диаметр2,29 м (7,5 футов)
Сухой вес499 кг (1100 фунтов)

RL60 была спланированная жидкого топлива криогенной ракетный двигатель разработан в Соединенных Штатах от Pratt & Whitney , сжигание криогенный жидкий водород и жидкий кислород ракетного топлива. Двигатель работает по циклу детандера , в котором турбонасосы работают с отходящим теплом, поглощаемым от основного процесса сгорания. Этот высокоэффективный цикл сгорания на основе отработанного тепла в сочетании с высокоэффективным жидким водородным топливом позволяет двигателю достигать очень высокого удельного импульса до 465 секунд в вакууме. Планировалось, что двигатель станет более мощным преемником Aerojet Rocketdyne. RL10 , обеспечивая повышенную производительность и эффективность при сохранении габаритов установки RL10. [1]

RL60 планировалось включать в себя серьезные улучшения RL10B-2 с высокой тягой , такие как перезапуск двигателя до 45 (по сравнению с 15 для RL10B-2), увеличение срока службы двигателя на 550 секунд (+ 15,7%) и удвоение тяги. [1] Как и RL10B-2, RL60 планировалось включать выдвижное сопло с радиационным охлаждением . [2] RL60 был разработан для удовлетворения растущих потребностей запусков одноразового использования и пилотируемых миссий начала 2000-х годов. [3]

Описание [ править ]

RL60 - это жидкотопливный криогенный ракетный двигатель с детандерным циклом, работающий на жидком водороде и жидком кислороде. Цикл двигателя практически идентичен RL10 с некоторыми ключевыми изменениями:

Другие ключевые изменения по сравнению с RL10 включают:

  • немного переработанная система зажигания (Dual Direct Spark Igniter; DDSI) [2]
  • медная трубчатая камера сгорания с высокой тепловой нагрузкой , обеспечивающая гораздо более высокую мощность турбины и самое высокое достигаемое давление в камере для двигателя с детандерным циклом [2]
  • вдвое большее давление в камере с вдвое большей тягой (с запасом роста 10%) [2]
  • немного более длительный срок службы двигателя
  • в три раза больше перезапусков двигателя.

Хотя RL60 спроектирован, интегрирован и испытан в США, двигатель получает несколько компонентов от международных партнеров:

  • Турбонасос LOX предоставлен российским САДБ [2]
  • LH2 ТНА обеспечивается японской IHI [2]
  • форсунка с регенеративным охлаждением, предоставленная шведской Volvo Aero. [2]

История [ править ]

RL60 берет свое начало в оригинальной коммерческой программе Cryogenic Advanced Upper Stage Engine (cCAUSE), которая началась в 1999 году и привела к программе RL50, двигатель с планируемой тягой 220 кН (50 000 фунт-сила). Позднее программа RL50 превратилась в криогенный двигатель, который охватил требования и возможности как запланированного RL50, так и двигателя Vinci от ArianeGroup , европейского двигателя верхней ступени LH2 / LOX с расширительным циклом 180 кН. Предполагалось, что двигатель RL50 будет работать в качестве двигателя верхней ступени как для американских, так и для европейских одноразовых ракет-носителей, обеспечивая эффективное управление затратами и экономию на масштабе за счет использования общего двигателя для европейского Ariane 5 и будущих Atlas иАвтомобили Delta США. [2] [4] Планируемое сотрудничество между Snecma , поставщиком форсунок из углерод-углеродного композита RL10, и усилиями Pratt & Whitney привело к тому, что двигатель RL50 получил обозначение SPW2000 (Snecma-P & W; 2000 указывает год). [4] [2]

Однако программа RL50 не была полностью принята ЕКА из-за опасений по поводу конкуренции с европейскими производителями ракетных двигателей и проблем с заключением соглашения о распределении рабочей нагрузки между двумя компаниями и их субподрядчиками. [5] Таким образом, программа SPW2000 была отклонена ESA, что привело к отмене программы SPW2000 22 июня 2000 года. [5] Pratt & Whitney восстановили проект в рамках своей собственной программы RL60, так называемой, для определения проектного уровня тяги 60000 фунтов Программа RL60 Demonstrator была инициирована в конце 2000 г., и ее полномасштабная разработка планировалась в начале 2003 г. [2]

В 2003 году компания Pratt & Whitney Space Propulsion выполнила 90% работ по двигателю RL60. [3] RL60 должен был быть построен и испытан в США, с ключевыми компонентами, предоставленными четырьмя международными отраслевыми стратегическими поставщиками: Volvo Aero из Швеции (сопло с регенеративным охлаждением); Ishikawajima-Harima Heavy Industries (IHI) из Японии (турбонасос LH2); Techspace Aero из Бельгии (впускные клапаны LH2 и регулирующие клапаны LOX); и Конструкторское бюро химической автоматики (КБХ) России (турбонасос LOX). Помимо системного проектирования и интеграции двигателя, Pratt & Whitney изготовила бы узел камеры тяги (TCA) двигателя, состоящий из узла форсунки и системы зажигания, системы управления и сопутствующих клапанов и трубопроводов, а также основная камера сгорания. [1]В сентябре 2003 года на испытания была доставлена ​​первая камера сгорания двигателя. Это испытание привело к неизвестной (засекреченной) аномалии. Основная причина аномалии была идентифицирована, и было запланировано второе испытание, но действия по восстановлению после аномалии были замедлены из-за неопределенных будущих рыночных возможностей и сроков. [6]

Планировалось, что опытно-конструкторские испытания двигателя завершатся испытаниями первого полномасштабного двигателя в начале 2005 года, за которыми последуют аттестация и сертификация двигателя в 2006 году. Производство и поставка летных двигателей RL60 заказчикам планировалось начать в середине 2006 года. . [2]

См. Также [ править ]

  • RL10 , предшественник RL60
  • Vinci , европейский двигатель LOX / LH2 с детандерным циклом, программа SPW2000 предназначена для замены
  • РД-0146 , российский двигатель LOX / LH2 с детандерным циклом, совместная разработка компании Pratt & Whitney
  • MARC-60 (MB-60), детандерный двигатель того же класса тяги LOX / LH2, разработанный совместными усилиями американской компании Boeing и японской Mitsubishi Heavy Industries в начале 2000-х годов [7]
  • YF-75D , двигатель китайского детандерного цикла LOX / LH2

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Баллок, Дж .; Попп, М. (20 июля 2003 г.). «Разработка, изготовление и испытания демонстрационного двигателя RL60» (PDF) . Совместная конференция и выставка AIAA / ASME / SAE / ASEE по двигательным установкам . 39 . DOI : 10.2514 / 6.2003-4489 . ISBN 978-1-62410-098-7. Архивировано из оригинального (PDF) 29 февраля 2020 года.
  2. ^ Б с д е е г ч я J к л м Баллок, JR; Попп, М. (май 2002 г.). «Статус программы двигателя Pratt & Whitney RL60». Международный симпозиум AAAF по космическому транспорту XXI века . 6 . AAAF-2002-S.10.2.
  3. ^ a b «RL60 Pratt & Whitney приближается к завершению» (пресс-релиз). Пратт и Уитни. 22 апреля 2003 года Архивировано из оригинального 23 марта 2012 года . Проверено 1 июня 2012 года . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  4. ^ a b "Космический полет сейчас | Последние новости | Пратт разработает новый ракетный двигатель верхней ступени" . spaceflightnow.com . Архивировано 14 марта 2021 года . Проверено 29 марта 2021 .
  5. ^ а б "SPW-2000" . Astronautix.com . Проверено 29 марта 2021 .
  6. ^ Сантьяго, Хорхе; Баллок, Джеймс (2004-07-11). «RL60 - следующий шаг в эволюции двигателей верхнего уровня» . 40-я совместная конференция и выставка AIAA / ASME / SAE / ASEE по двигательным установкам . Форт-Лодердейл, Флорида: Американский институт аэронавтики и астронавтики. DOI : 10.2514 / 6.2004-3529 . ISBN 978-1-62410-037-6.
  7. ^ "МБ-60" . www.astronautix.com . Проверено 29 марта 2021 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Информационный бюллетень P&W
  • P&W фото
  • Веб-страница Astronautix для двигателя RL-60