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RS-68
RS-68
Ein RS-68 wird in einem Prüfstand statisch getestet (NASAs Stennis Space Center).
HerkunftslandVereinigte Staaten
Datum2002[1]
DesignerPratt & Whitney Rocketdyne
HerstellerAerojet Rocketdyne
AnwendungErste Stufe (Booster)
VorgängerRS-25
NachfolgerAR-1
Flüssigkraftstoffmotor
OxidationsmittelFlüssiger Sauerstoff
TreibstoffFlüssiger Wasserstoff (H2)
Mischverhältnis6 : 1[2]
PrinzipOffener Verbrennungszyklus
PumpentypTurbopumpe
Aufbau
Anzahl Brennkammern1
Düsenflächenverhältnis22 : 1[2]
Performance
Schub (zn)2.949 kN (300 tf)[2]
Schub (vac)3.416 kN (348 tf)[2]
Schub: Gewicht (zn)45,6 : 1
Schub: Gewicht (vac)52,8 : 1
Brennkammerdruck10.259 kPa (103 bar)[2]
(SI) spezifischer Impuls (zn)359 s[2]
(SI) spezifischer Impuls (vac)409 s[2]
Brenndauer350 s[3]
Maße
Länge5,20 m[2]
Durchmesser2,44 m²[2]
Trockengewicht6.597 kg[1]

Das RS-68 ist ein Raketenantrieb, angetrieben durch kryogenflüssiger Sauerstoff und flüssiger Wasserstoff, entwickelt und hergestellt von Pratt & Whitney Rocketdyne (seit 2013 Aerojet Rocketdyne) zum by United Launch Alliance gebaut EELVDelta IV eine Rakete antreiben.[1] Das Design des RS-68 wurde bewusst einfach gehalten, viel einfacher als vergleichbare kryogene Raketentriebwerke.[2] Der RS-68A ist das leistungsstärkste mit Flüssigsauerstoff und Flüssigwasserstoff angetriebene Raketentriebwerk im Jahr 2012.[4] Es war das erste große kryogene Flüssigtreibstoff-Raketentriebwerk, das in Vereinigte Staaten seit der RS-25 (SSME) Hauptmaschine der of Space Shuttle.

Technologie

Bei der Entwicklung des RS-68 lag das Hauptaugenmerk darauf, die Kosten niedrig zu halten und nicht die Maximierung der Motoreffizienz oder Motorleistung. Für Rocketdyne war es das erste Mal, dass auf diese Weise ein großes Raketentriebwerk entwickelt wurde.[3] Das RS-25 Der Raketenantrieb des Space Shuttles war um ein Vielfaches komplexer, was die Herstellung und den Betrieb teurer machte. Um die Kosten so gering wie möglich zu halten, durften die Ingenieure „nicht“ auf zu exotische Materialien oder Bearbeitungsverfahren zurückgreifen und mussten bei Bedarf mit ausgeklügelten Lösungen aufwarten.[3]

Der RS-68 verwendet zwei Turbopumpen, die jeweils von sich selbst angetrieben werden Gasturbine mit Strom versorgt werden. Charakteristisch für die RS-68 sind die einteiligen Gasturbinenrotoren, ein sogenannter blisk. Die Gasturbinen arbeiten mit a offener Verbrennungskreislauf, werden die heißen Abgase der beiden Gasturbinen „gedumpt“ und nicht mehr zum Antrieb verwendet. Dies im Gegensatz zu den kraftstoffreichen geschlossener Verbrennungskreislauf wie im . verwendet RS-25 Raketenantrieb. Ein offener Verbrennungskreislauf ist weniger effizient, hat aber den großen Vorteil der relativen Einfachheit, da keine exotischen Rohrleitungen und Dichtungen zum Transport der heißen Abgase konstruiert werden müssen. Der Motor hat Strahlrudersteuerung die die Düse in zwei Ebenen bewegen kann. Die Kontrolle darüber übernehmen rollen der angetriebenen Rakete wird mit den Abgasen der Brenngasturbine gesteuert.[3] Dadurch gehen die Abgase der Brenngasturbine nicht vollständig verloren.

Das Motorgewicht ist aufgrund der technischen Zugeständnisse, um die Kosten niedrig zu halten, höher als bei vergleichbaren Raketenmotoren. Der RS-68 wiegt etwa doppelt so viel wie der RS-25. Trotz des deutlich höheren Schub des RS-68 ist der Schub-Gewichts-Verhältnis niedriger als beim RS-25.

Geschichte

Die Entwicklung des RS-68 wurde 1997 begonnen.[3] Dies beinhaltete Studien für die von Rocketdyne in den frühen 1990er Jahren entwickelte, abgebrochene Space Transportation Main Engine. Ziel war es, den Motor in kürzester Zeit zu entwickeln, zu testen und zertifizieren zu lassen. Es war auch das erste Motorrad mit Rocketdyne-Teilen 3D-Computersimulation testen konnten, bevor sie überhaupt hergestellt und tatsächlich getestet wurden.[3] Durch die Wahl technisch "einfacher" Lösungen und der Arbeitsweise war es möglich, den Motor in 5 Jahren zu entwickeln. Bereits am 20. November 2002 wurde der erste Delta IV, angetrieben von einem RS-68-Raketenmotor, der erfolgreich gestartet wurde.[5]

Der RS-68 war auch der Motor, den die NASA für die Ares V. Die Entwicklung dieser riesigen Rakete, die sechs RS-68 als Hauptantrieb verwenden sollte, kam jedoch nie über das Reißbrett hinaus. Im Jahr 2010 wurde der Ares V gemeinsam mit der Aufstellungsprogramm abgesagt. Für die später entwickelten Weltraumstartsystem Auch die RS-68 als Hauptmaschine wurde in der ersten Konstruktionsphase berücksichtigt. Letztendlich fiel die Wahl auf den RS-25.

Der RS-68 wird noch weiterentwickelt. Der Nachfolger RS-68A hat einen höheren Schub auf Meereshöhe von 3.203 kN.[4] Die erste Markteinführung einer Delta IV mit RS-68A-Triebwerken fand am 29. Juni 2012 statt.[5] Ab Mitte 2019 ist der RS-68 unseres Wissens (2018) nur noch auf dem Delta IV Heavy im Einsatz. Andere Delta IV-Konfigurationen werden dann von ULA aufgrund nicht wettbewerbsfähiger Kosten vom Markt genommen. Wenn ULAs Vulkan Mitte der 2020er Jahre fertiggestellt, wird auch der Delta IV Heavy von der Bildfläche verschwinden. Der letzte Start von Delta IV Heavy ist für 2023 geplant.

Wissenswertes

  • Beim Starten der RS-68 einer Delta IV entsteht ein riesiger Flammenblitz, der der orange/braunen Rakete beim Start ein geschwärztes Aussehen verleiht.
  • Die Farbe des Strahls des Strahlruders der RS-68 ist orange, während die der RS-25, die denselben Treibstoff verwendet, eine durchscheinende blaue Flamme ist. Diese orange Farbe entsteht, weil die Düse des RS-68 keine Zwangskühlung hat, sondern a ablative Schutzschicht enthält, die langsam brennen. Die Emission dieser Verbrennung verleiht dem Jet die orange Farbe.

Externe Links

Siehe die Kategorie Rocketdyne-Motoren von Wikimedia Commons für Mediendateien zu diesem Thema.