El Aerojet Rocketdyne RS-68 (Rocket System 68) es un motor de cohete de combustible líquido que utiliza hidrógeno líquido (LH2) y oxígeno líquido (LOX) como propulsores en un ciclo de energía de generador de gas . Es el motor de cohete de hidrógeno más grande jamás volado. [3]
País de origen | Estados Unidos |
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Fabricante | Rocketdyne Pratt y Whitney Rocketdyne Aerojet Rocketdyne |
Solicitud | Motor de primera etapa para el cohete Delta IV |
Estado | Activo |
Motor de combustible líquido | |
Propulsor | Oxígeno líquido / Hidrógeno líquido |
Configuración | |
Relación de boquilla | 21,5 |
Actuación | |
Empuje (SL) | RS-68: 660,000 lbf (2,950 kN) RS-68A: 705,000 lbf (3,137 kN) [1] |
Relación empuje-peso | RS-68: 45,3 RS-68A: 47,4 |
Presión de la cámara | 1488 psi (10,26 MPa) |
Yo sp (vac.) | RS-68: 410 s (4.0 km / s) RS-68A: 412 s (4.04 km / s) [2] |
Dimensiones | |
Largo | 17,1 pies (5,20 m) |
Diámetro | 2,43 m (8 pies 0 pulg) |
Peso en seco | RS-68: 14.560 libras (6.600 kg) RS-68A: 14.870 libras (6.740 kg) [1] |
Utilizado en | |
Delta IV |
Su desarrollo comenzó en la década de 1990 con el objetivo de producir un motor de carga pesada más simple y menos costoso para el sistema de lanzamiento Delta IV . Se han producido dos versiones del motor: el RS-68 original y el RS-68A mejorado. Se planeó una tercera versión, el RS-68B, para el cohete Ares V de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) antes de la cancelación del programa.
Diseño y desarrollo
Uno de los principales objetivos del programa RS-68 era producir un motor simple que fuera rentable cuando se usaba para un solo lanzamiento. Para lograr esto, el RS-68 tiene un 80% menos de piezas que el motor principal del transbordador espacial de múltiples lanzamientos (SSME). [4] Las consecuencias adversas de esta simplicidad fueron una relación empuje-peso significativamente menor y un impulso específico un 10% menor en comparación con el SSME. El beneficio de esta simplicidad es el costo de construcción reducido del RS-68. [4]
El RS-68 fue desarrollado en Rocketdyne Propulsion and Power, ubicado en Canoga Park, Los Ángeles , California, donde se fabricó el SSME. Fue diseñado para impulsar el vehículo de lanzamiento fungible evolucionado Delta IV (EELV). Los motores iniciales de desarrollo se ensamblaron en el cercano Laboratorio Campo Susana de Santa donde el Saturno V 's Rocketdyne F-1 se desarrollaron motores y se ensayaron para las misiones Apolo a la luna. Las pruebas iniciales del RS-68 se realizaron en el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea (AFRL), la Base de la Fuerza Aérea Edwards , California, y más tarde en el Centro Espacial Stennis de la NASA . [ cita requerida ] El RS-68 fue certificado en diciembre de 2001 para su uso en cohetes Delta IV. [5]
Un RS-68 es parte de cada Delta IV Common Booster Core . El más grande de los vehículos de lanzamiento, el Delta IV Heavy , utiliza tres CBC montados juntos. [6]
En su empuje máximo del 102% , el motor produce 758.000 libras de fuerza (3.370 kN ) en vacío y 663.000 libras de fuerza (2.950 kN) al nivel del mar. La masa del motor es de 14,560 libras (6,600 kg). Con este empuje, el motor tiene una relación empuje-peso de 51,2 y un impulso específico de 410 segundos (4,0 km / s) en vacío y 365 segundos (3,58 km / s) al nivel del mar. [7] El RS-68 está reforzado hidráulicamente y es capaz de estrangular entre el 58% y el 102% de empuje. [8]
El RS-68A es una versión actualizada del RS-68, con mayor impulso y empuje específicos (a más de 700,000 libras-fuerza (3,100 kN) al nivel del mar). [9] El primer lanzamiento el 29 de junio de 2012 desde la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral utilizó tres motores RS-68A montados en un cohete Delta IV Heavy . [10]
Usos propuestos
En 2006, la NASA anunció la intención de utilizar cinco motores RS-68 en lugar de SSMEs en el Ares V planeado . La NASA eligió el RS-68 debido a su menor costo, alrededor de $ 20 millones por motor, incluido el costo de las actualizaciones de la NASA. Las actualizaciones incluyeron una boquilla ablativa diferente para adaptarse a una combustión más prolongada, una secuencia de inicio más corta, cambios de hardware para limitar el hidrógeno libre en el encendido y una reducción en la cantidad de helio utilizado durante la cuenta regresiva y el vuelo. Los aumentos de empuje e impulso específico ocurrirían bajo un programa de actualización separado para el cohete Delta IV. [11] Más tarde, el Ares V se cambió para usar seis motores RS-68, designados como RS-68B. [12] Ares V se abandonó como parte de la cancelación del programa Constellation en 2010. [13] El vehículo de carga pesada sucesor actual de la NASA, el Space Launch System , utilizará cuatro motores RS-25 en su lugar. [14]
Calificación humana
En 2008, se informó que el RS-68 necesita más de 200 cambios para recibir una certificación de calificación humana . [15] La NASA ha declarado que esos cambios incluyen el control de la salud, la eliminación del entorno rico en combustible en el despegue y la mejora de la robustez de sus subsistemas. [16] [17]
Variantes
- RS-68 es la versión original. Produce un empuje de 663.000 libras fuerza (2.950 kN ) al nivel del mar. [18]
- RS-68A es una versión mejorada. Produce un empuje de 705,000 lbf (3,140 kN) al nivel del mar y 800,000 lbf (3,560 kN) de empuje en el vacío. [19] Su impulso específico en el vacío es de 414 segundos (4,06 km / s). Las pruebas de certificación se completaron en noviembre de 2010. [ cita requerida ]
- RS-68B fue una actualización propuesta para ser utilizada en el vehículo de lanzamiento Ares V para el programa Constellation de la NASA. [12] El Ares V iba a utilizar seis motores RS-68B en una etapa central de 10 metros (33 pies) de diámetro, junto con dos propulsores de cohetes sólidos de 5,5 segmentos. Más tarde se determinó que la boquilla ablativa del RS-68 no se adaptaba bien a este entorno de varios motores, lo que provocaba una reducción de la eficiencia del motor y un calentamiento extremo en la base del vehículo. [20]
Ver también
- Comparación de motores de cohetes orbitales
- M-1 (motor de cohete)
- Sistema Nacional de Lanzamiento
- Rocketdyne J-2
- RS-83
- Iniciativa de lanzamiento espacial
- TR-106
Referencias
- ^ a b "DELTA IV" . United Launch Alliance. Archivado desde el original el 20 de julio de 2014 . Consultado el 13 de julio de 2014 .
- ^ "Guía del usuario de Delta IV" (PDF) . United Launch Alliance. Junio de 2013. Archivado (PDF) desde el original el 10 de julio de 2014 . Consultado el 13 de julio de 2014 .
- ^ "Las tecnologías compuestas y de propulsión de ATK ayudan a lanzar el satélite de la Oficina Nacional de Reconocimiento" (comunicado de prensa). Alliant Techsystems . 19 de enero de 2009. Archivado desde el original el 22 de febrero de 2014.
- ^ a b "AIAA 2002-4324, Propulsion for the 21st Century — RS-68" Archivado el 19 de marzo de 2009 en Wayback Machine . AIAA, 8 al 10 de julio de 2002.
- ^ "Motor Rocketdyne RS-68 certificado para Boeing Delta IV" (Comunicado de prensa). Boeing. 19 de diciembre de 2001. Archivado desde el original el 10 de octubre de 2012.
- ^ "Resumen técnico de Atlas V y Delta IV" (PDF) .
- ^ "United Launch Alliance Delta IV Heavy" .
- ^ Informe técnico de Boeing sobre el desarrollo de RS-68 Archivado el 15 de abril de 2007 en Wayback Machine
- ^ "United Launch Alliance First RS-68A Hot-Fire Engine Test un éxito" (Comunicado de prensa). United Launch Alliance. 25 de septiembre de 2008 . Consultado el 30 de septiembre de 2008 .
Actualmente, el motor RS-68 puede entregar más de 660,000 libras de empuje a nivel del mar y el RS-68A mejorado aumentará esto a más de 700,000 libras. El RS-68A también mejora el impulso específico, o la eficiencia de combustible, del RS-68.
[ enlace muerto permanente ] - ^ "El cohete pesado Delta IV mejorado de United Launch Alliance lanza con éxito la segunda carga útil en nueve días para la Oficina Nacional de Reconocimiento" (Comunicado de prensa). United Launch Alliance. 29 de junio de 2012. Archivado desde el original el 20 de agosto de 2016.
- ^ "Informe de progreso de los sistemas de exploración de la NASA" (Comunicado de prensa). Administración Nacional de Aeronáutica y Espacio. 18 de mayo de 2006. Archivado desde el original el 28 de marzo de 2012 . Consultado el 30 de mayo de 2006 .
- ^ a b "Descripción general: vehículo de lanzamiento de carga Ares V" . Administración Nacional de Aeronáutica y Espacio. Archivado desde el original el 26 de septiembre de 2008 . Consultado el 30 de septiembre de 2008 .
- ^ Amos, Jonathan (11 de octubre de 2010). "Obama apunta a la NASA hacia un nuevo futuro" . Noticias de la BBC . Consultado el 7 de junio de 2019 .
- ^ "Ficha técnica del sistema de lanzamiento espacial" (PDF) . Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio . Consultado el 7 de junio de 2019 .
- ^ "United Launch Alliance First RS-68A Hot-Fire Engine Test un éxito" . NASAspaceflight.com . 27 de septiembre de 2008. Archivado desde el original el 28 de marzo de 2018.
- ^ "Preguntas frecuentes, pregunta 3" . Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio ESMD. Archivado desde el original el 12 de enero de 2010.
- ^ Bearden, David A .; Skratt, John P .; Hart, Matthew J. (1 de junio de 2009). "Impactos de constelación de estudio pesado de Delta IV clasificado para humanos" (PDF) . Administración Nacional de Aeronáutica y Espacio. pag. 8. Archivado (PDF) desde el original el 28 de febrero de 2017.
- ^ "Sistema de propulsión RS-68" (PDF) . Pratt y Whitney Rocketdyne. Octubre de 2005. Archivado desde el original (PDF) el 14 de julio de 2018 . Consultado el 7 de abril de 2019 .
- ^ "P&W completa con éxito la prueba de fuego caliente en el segundo certificado RS-68A" . asdnews.com . Archivado desde el original el 25 de julio de 2011 . Consultado el 25 de abril de 2018 .
- ^ "Los motores que se negaron a retirarse: los RS-25 se preparan para las pruebas de SLS" . nasaspaceflight.com . Junio de 2013. Archivado desde el original el 30 de agosto de 2017.
enlaces externos
- Página RS-68 de Aerojet Rocketdyne
- Página RS-68 en Astronautix.com
- Madera, BK (2002). Propulsión para el siglo XXI: RS-68 . 38a Conferencia Conjunta de Propulsión Líquida. Indianápolis, Indiana: AIAA. Archivado desde el original (documento) el 19 de marzo de 2009.