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| 原産国 | アメリカ合衆国 |
|---|---|
| デザイナー | プラット・アンド・ホイットニー |
| 応用 | 上段エンジン |
| 状態 | 開発中止 |
| 液体燃料エンジン | |
| 推進剤 | LOX / LH 2 |
| 混合比 | 4.5から6.2 |
| サイクル | エキスパンダーサイクル |
| パフォーマンス | |
| 推力、海面 | 266.9 kN (60,000 lbf) |
| 推力重量比 | 51 |
| チャンバー圧力 | 83 バール (8.3 MPa; 1,200 psi) |
| 比推力、真空 | 465秒（4.56 km/s） |
| 再起動 | 45 |
| 寸法 | |
| 長さ | 2.23 メートル（7.3 フィート） |
| 直径 | 2.29 メートル（7.5 フィート） |
| 乾燥質量 | 1,100 ポンド |
| 参考文献 | |
| 参考文献 | [1] |
RL60は、米国のプラット・アンド・ホイットニー社が設計した液体燃料 極低温ロケットエンジンで、極低温液体水素と液体酸素の推進剤を燃焼する。このエンジンはエキスパンダーサイクルで作動し、主燃焼プロセスから吸収した廃熱でターボポンプを稼働させる。この高効率の廃熱ベースの燃焼サイクルと高性能液体水素燃料を組み合わせることで、エンジンは真空中で最大465秒という非常に高い比推力を達成できる。このエンジンはエアロジェット・ロケットダインRL10のより高性能な後継機として計画され、RL10の設置範囲を維持しながら性能と効率を向上させた。[1]
RL60は、高推力のRL10B-2に大幅な改良を加える予定だった。エンジン再始動回数が最大45回（RL10B-2の15回から増加）、エンジン寿命が550秒延長（+15.7%）、推力が2倍になるなどだ。[1] RL10B-2と同様に、RL60は放射冷却式の伸縮ノズルを組み込む予定だった。[2] RL60は、2000年代初頭の使い捨て打ち上げ要件と有人ミッションの進化するニーズを満たすように設計された。[3]
説明
RL60 は、液体水素と液体酸素を燃焼するエキスパンダー サイクルの液体燃料極低温ロケット エンジンです。エンジンのサイクルは RL10 と実質的に同じですが、いくつかの重要な変更点があります。
- LOX ターボポンプはギア駆動システムではなく、独立したタービンとタービンバイパスバルブによって駆動される[2]
- 低い推進剤入口圧力に対応し、主ポンプの回転速度を上げるために、LH2およびLOXブーストポンプを追加しました。 [2]
RL10 からのその他の主な変更点は次のとおりです。
- わずかに再設計された点火システム（デュアルダイレクトスパークイグナイター; DDSI）[2]
- 高熱負荷銅管状燃焼室、より高いタービン出力とエキスパンダーサイクルエンジンで最高の燃焼室圧力を実現[2]
- チャンバー圧力が2倍になり、推力も2倍になる（10%の成長マージン）[2]
- エンジン寿命がわずかに長くなる
- エンジンの再始動回数が3倍になります。
RL60 は米国で設計、統合、テストされていますが、エンジンの複数のコンポーネントは国際的なパートナーから調達されています。
歴史
RL60 は、1999 年に開始され、計画された 220 kN (50,000 lbf) 推力クラスのエンジンである RL50 プログラムにつながった、最初の商用極低温先進上段エンジン (cCAUSE) プログラムに端を発しています。RL50 プログラムはその後、計画されていた RL50 と、欧州の 180 kN 推力拡張サイクル LH 2 /LOX 上段エンジンであるArianeGroup の Vinciエンジンの両方の要件と機能を網羅した極低温エンジンの開発へと発展しました。RL50 エンジンは、米国と欧州の両方の使い捨て打ち上げロケットの上段エンジンとして機能し、欧州のAriane 5と将来の米国のAtlasおよびDeltaロケットで共有される共通エンジンを通じて、効果的なコスト管理と規模の経済性を実現することが意図されていました。[2] [4] RL10のカーボンカーボン複合ノズルの供給元であるスネクマとプラット・アンド・ホイットニーの計画的な協力により、RL50エンジンはSPW2000（スネクマ-P&W、2000は年を示す）と命名された。[4] [2]
しかし、RL50プログラムはESAに全面的に受け入れられなかった。[5] SPW2000プログラムはESAに拒否され、2000年6月22日に中止された。 [5]プラット・アンド・ホイットニーは、60,000 lbfの設計推力レベルを示すためにそう名付けられた独自のRL60プログラムの下でプロジェクトを再開した。RL60デモンストレータープログラムは2000年末に開始され、2003年初頭に本格的な開発に入る予定だった。[2]
2003年、プラット・アンド・ホイットニー・スペース・プロパルジョン社は、RL60エンジンの作業の90%を完了していた。[3] RL60は米国で製造・試験されることになっており、主要部品は4つの国際的な業界戦略サプライヤーから提供された。スウェーデンのボルボ・エアロ社（再生冷却ノズル）、日本の石川島播磨重工業（IHI）社（LH 2ターボポンプ）、ベルギーのテックスペース・エアロ社（LH 2入口およびLOX制御弁）、ロシアの化学自動設計局（CADB）（LOXターボポンプ）。プラット・アンド・ホイットニー社は、エンジンのシステムエンジニアリングと統合を行うだけでなく、インジェクターアセンブリと点火システム、制御システムと付随するバルブと配管、および主燃焼室で構成されるエンジンの推力室アセンブリ（TCA）も製造する予定だった。[1] 2003年9月、エンジンの最初の燃焼室が試験のために納品された。このテストの結果、未知の（分類された）異常が発生しました。異常の根本原因が特定され、2回目のテストが計画されましたが、将来の市場機会とタイミングが不確実であったため、異常からの回復を試みる活動は遅れました。[6]
エンジンの開発テストは、2005年初頭に最初の実物大エンジンのテストを完了し、2006年にエンジンの認定と認証を受ける予定でした。RL60の生産と顧客への飛行エンジンの納入は、2006年半ばに開始される予定でした。[2]
参照
- RL60の前身であるRL10
- ヴィンチ、 SPW2000プログラムが置き換えることを意図した欧州のエキスパンダーサイクルLOX/LH 2エンジン
- RD-0146 、プラット・アンド・ホイットニーと共同開発したロシアのエキスパンダーサイクルLOX/LH 2エンジン
- MARC-60 （MB-60）、 2000年代初頭に米国のボーイングと日本の三菱重工業の共同開発で設計された同じ推力クラスのLOX/LH 2エキスパンダーサイクルエンジン[7]
- YF-75D、中国のエキスパンダーサイクルLOX/LH 2エンジン
参考文献
- ^ abcd Bullock, J.; Popp, M. (2003 年 7 月 20 日). 「RL60 デモ エンジンの 設計、製造、テスト」. AIAA/ASME/SAE/ASEE 共同推進会議および展示会. 39. doi :10.2514/6.2003-4489. ISBN 978-1-62410-098-7. 2022年8月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ abcdefghijklm Bullock, JR; Popp, M. (2002 年 5 月)。「Pratt & Whitney RL60 エンジンのプログラム状況」。AAAF 21世紀宇宙輸送国際シンポジウム。6。AAAF -2002-S.10.2。
- ^ ab 「Pratt & Whitney's RL60 Moves Closer to Completion」（プレスリリース）。Pratt & Whitney。2003年4月22日。2012年3月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2012年6月1日閲覧。
- ^ ab “Spaceflight Now | Breaking News | Pratt が新型上段ロケットエンジンを開発へ”. spaceflightnow.com . 2021年3月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。2021年3月29日閲覧。
- ^ ab “SPW-2000”. astronautix.com . 2016年12月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。2021年3月29日閲覧。
- ^ サンティアゴ、ホルヘ; ブロック、ジェームズ (2004-07-11)。「RL60 - 上段エンジンの進化における次のステップ」。第 40 回 AIAA/ASME/SAE/ASEE 共同推進会議および展示会。共同推進会議。フロリダ州フォートローダーデール: アメリカ航空宇宙学会。doi :10.2514/6.2004-3529。ISBN 978-1-62410-037-6。
- ^ “MB-60”. www.astronautix.com . 2016年8月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年3月29日閲覧。
外部リンク
- P&W ファクトシート
- P&W写真
- RL-60 エンジンの Astronautix ウェブページ