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 開発段階においてNASA のステニス宇宙センターで高温燃焼試験を受けている RS-68 エンジン。 | |
| 原産国 | アメリカ合衆国 |
|---|---|
| 初飛行 | 2002年11月20日 |
| 最終便 | 2024年4月9日 |
| デザイナー | ロケットダイン |
| メーカー |
|
| 応用 | 第一段エンジン |
| 関連LV | デルタ IV · デルタ IV ヘビー |
| 状態 | 引退 |
| 液体燃料エンジン | |
| 推進剤 | LOX / LH 2 |
| サイクル | ガス発生器 |
| 構成 | |
| ノズル比 | 21.5:1 |
| パフォーマンス | |
| 推力、海面 | RS-68 : 2,950 kN (660,000 lb f ) RS-68A : 3,137 kN (705,000 lb f ) [1] |
| 推力重量比 | RS-68 :45.3:1 RS-68A :47.4:1 |
| チャンバー圧力 | 1,488 psi (10.26 MPa) |
| 比推力、真空 | RS-68 : 410秒 (4.0 km/s) RS-68A : 411.9秒 (4.039 km/s) [2] |
| 寸法 | |
| 長さ | 5.20メートル（17.1フィート） |
| 直径 | 2.43 m (8 フィート 0 インチ) |
| 乾燥質量 | RS-68 : 6,600 kg (14,560 ポンド) RS-68A : 6,740 kg (14,870 ポンド) [1] |
RS -68（ロケットシステム68）は、ガス発生サイクルで液体水素（LH2 ）と液体酸素（LOX）を推進剤として使用する液体燃料ロケットエンジンでした。これは、これまでに飛行した最大の水素燃料ロケットエンジンでした。[3]
米国のロケットダイン社（後にプラット・アンド・ホイットニー・ロケットダイン社、エアロジェット・ロケットダイン社）によって設計・製造された。デルタIV打ち上げシステム用の、よりシンプルで低コストの大型ロケットエンジンを生産することを目標に、1990年代に開発が開始された。このエンジンには、オリジナルのRS-68と改良版のRS-68Aの2つのバージョンが生産された。3番目のバージョンであるRS-68Bは、 2010年にロケットとコンステレーション計画がキャンセルされるまで、アメリカ航空宇宙局（NASA）のアレスVロケット用に計画されていた。
設計と開発
RS-68プログラムの主な目標の1つは、1回の打ち上げに使用しても費用対効果の高いシンプルなエンジンを製造することでした。これを実現するために、RS-68は複数回打ち上げ可能なRS-25スペースシャトルメインエンジン（SSME）よりも部品数が80％少なくなっています。[4]このシンプルさの悪影響は、SSMEと比較して推力対重量比が大幅に低下し、比推力が10％低下したことです。このシンプルさの利点は、RS-68の製造コストが削減されたことです。[4]
RS-68は、SSMEが製造されたカリフォルニア州ロサンゼルスのカノガパークにあるロケットダイン・プロパルジョン・アンド・パワー社で開発された。デルタIV発展型使い捨て打ち上げロケット（EELV）に動力を供給するように設計された。最初の開発エンジンは、近くのサンタスザーナ野外研究所で組み立てられた。そこでは、月へのアポロ計画のためにサターンVのロケットダインF-1エンジンが開発され、テストされた。RS-68の最初のテストは、カリフォルニア州エドワーズ空軍基地の空軍研究所（AFRL）で行われ、後にNASAのステニス宇宙センターで行われた。[5] [6] RS-68は、2001年12月にデルタIVロケットでの使用が認定された。[7]
RS-68はデルタIV共通ブースターコアの一部であった。最大の打ち上げロケットであるデルタIVヘビーでは、3つのCBCが一緒に搭載されていた。[8]
このエンジンは真空状態で758,000ポンド力（3,370 kN ）、海面で663,000ポンド力（2,950 kN）を発生した。エンジンの質量は14,560ポンド（6,600 kg）であった。この推力でエンジンの推力重量比は51.2、比推力は真空状態で410秒（4.0 km/s）、海面で365秒（3.58 km/s）であった。[9] RS-68は油圧式ジンバルで、推力58%から102%の間でスロットル操作が可能であった。[10]
RS-68AはRS-68の改良型で、比推力と推力（海面で70万ポンド力（3,100 kN）以上）が向上している。[11] 2012年6月29日にケープカナベラル空軍基地から行われた最初の打ち上げでは、デルタIVヘビーロケットに搭載された3基のRS-68Aエンジンが使用された。[12]
RS-68は、2024年4月のデルタIVヘビーの最後の飛行をもって退役しました。
提案された用途
2006年、NASAは計画中のアレスVでSSMEの代わりに5基のRS-68エンジンを使用する意向を発表した。NASAがRS-68を選んだのは、NASAのアップグレード費用を含めて1基あたり約2000万ドルと、コストが低いためである。アップグレードには、より長い燃焼に対応するために異なるアブレーションノズル、より短い始動シーケンス、点火時の自由水素を制限するためのハードウェアの変更、カウントダウンと飛行中に使用されるヘリウムの量の削減が含まれていた。推力と比推力の増加は、デルタIVロケットの別のアップグレードプログラムで行われる予定だった。[13]その後、アレスVは6基のRS-68エンジンを使用するように変更され、RS-68Bと命名された。[14]アレスVは、 2010年のコンステレーション計画のキャンセルの一環として廃止された。[15] NASAの現在の後継大型ロケットであるスペース・ローンチ・システムでは、代わりに4基のRS-25エンジンを使用している。[16]
人間評価
2008年には、RS-68が有人搭乗認証を取得するには200以上の変更が必要であると報告されました。[17] NASAは、これらの変更にはヘルスモニタリング、打ち上げ時の燃料が豊富な環境の除去、サブシステムの堅牢性の向上などが含まれていると述べています。[18] [19]
バリエーション
- RS-68はオリジナルバージョンです。海面で663,000ポンド力（2,950 kN ）の推力を生み出します。 [20]
- RS-68Aは改良型で、海面で705,000 lbf（3,140 kN）、真空中で800,000 lbf（3,560 kN）の推力を発揮する。[21]真空中での比推力は411.9秒（4.039 km/s）である。[22]認証は2011年4月に完了した。[23]
- RS-68Bは、NASAのコンステレーション計画のアレスVロケットで使用するために提案されたアップグレードでした。[14]アレスVは、直径10メートル（33フィート）のコアステージに6基のRS-68Bエンジンと2つの5.5セグメント固体ロケットブースターを使用する予定でした。後に、RS-68のアブレーションノズルは、このマルチエンジン環境に適しておらず、エンジン効率の低下と機体の底部の極端な加熱を引き起こすことが判明しました。[24]
参照
参考文献
- ^ ab "DELTA IV". United Launch Alliance. 2014年7月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年7月13日閲覧。
- ^ 「Delta IV ユーザーズガイド」(PDF)。United Launch Alliance。2013年6月。2014年7月10日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。 2014年7月13日閲覧。
- ^ 「ATK PropulsionとComposite Technologiesが国家偵察局の衛星打ち上げを支援」（プレスリリース）。Alliant Techsystems。2009年1月19日。2014年2月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ ab 「AIAA 2002-4324、21世紀の推進力 - RS-68」Wayback Machineで2009年3月19日にアーカイブ。AIAA、2002年7月8日～10日。
- ^ 「ボーイング社、RS-68ロケットエンジンをテスト（4月24日）」。国防航空宇宙。2001年4月23日。 2023年6月26日閲覧。
- ^ 「ボーイング デルタ IV CBC/RS-68 エンジン、テスト プログラムを無事完了」（プレス リリース）。ボーイング。2001 年 5 月 9 日。2023年6 月 26 日閲覧。
- ^ 「Rocketdyne RS-68エンジン、ボーイングデルタIVに認定」（プレスリリース）。ボーイング。2001年12月19日。2012年10月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ 「アトラスVおよびデルタIV技術概要」（PDF）。
- ^ 「ユナイテッド・ローンチ・アライアンス デルタIVヘビー」。
- ^ ボーイング社のRS-68開発に関する白書 2007年4月15日アーカイブ、Wayback Machineより
- ^ 「ユナイテッド・ローンチ・アライアンス初のRS-68Aホットファイアエンジンテストが成功」（プレスリリース）。ユナイテッド・ローンチ・アライアンス。2008年9月25日。 2023年4月10日閲覧。
現在、RS-68エンジンは海面で66万ポンド以上の推力を発揮でき、アップグレードされたRS-68Aではこれが70万ポンド以上に増加します。RS-68AはRS-68の比推力、つまり燃料効率も向上しています。
- ^ 「ユナイテッド・ローンチ・アライアンス、デルタIVヘビーロケットのアップグレード版を9日間で打ち上げ、国家偵察局向け2番目のペイロードを成功させる」（プレスリリース）。ユナイテッド・ローンチ・アライアンス。2012年6月29日。2016年8月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ 「NASAの探査システム進捗報告書」（プレスリリース）。アメリカ航空宇宙局。2006年5月18日。2012年4月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2006年5月30日閲覧。
- ^ ab 「Overview: Ares V Cargo Launch Vehicle」。アメリカ航空宇宙局。2008年9月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年9月30日閲覧。
- ^ エイモス、ジョナサン（2010年10月11日）。「オバマ大統領、NASAと新たな未来を築く契約を締結」BBCニュース。 2019年6月7日閲覧。
- ^ 「スペース・ローンチ・システム・ファクトシート」（PDF） 。アメリカ航空宇宙局。 2019年5月13日時点のオリジナル（PDF）よりアーカイブ。 2019年6月7日閲覧。
- ^ 「ユナイテッド・ローンチ・アライアンス、初のRS-68Aホットファイアエンジンテストに成功」NASAspaceflight.com 2008年9月27日。2018年3月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ 「よくある質問、質問3」。アメリカ航空宇宙局ESMD。2010年1月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ Bearden, David A.; Skratt, John P.; Hart, Matthew J. (2009年6月1日). 「Human Rated Delta IV Heavy Study Constellation Impacts」(PDF)。アメリカ航空宇宙局。p. 8。2017年2月28日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。
- ^ 「RS-68 推進システム」(PDF) 。プラット・アンド・ホイットニー・ロケットダイン。2005年10月。 2018年7月14日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2019年4月7日閲覧。
- ^ 「P&W、2回目のRS-68A認証のホットファイアテストに成功」。asdnews.com。2011年7月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年4月25日閲覧。
- ^ 「Delta IV ユーザーズガイド」(PDF)。United Launch Alliance。2013年6月。2014年7月10日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。 2014年7月13日閲覧。
- ^ 「RS-68A | L3Harris® Fast. Forward」www.l3harris.com 。 2024年2月6日閲覧。
- ^ 「引退を拒否したエンジン - RS-25がSLSテストに備える」nasaspaceflight.com 2013年6月。2017年8月30日時点のオリジナルよりアーカイブ。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、RS-68 (ロケットエンジン)に関連するメディアがあります。
- エアロジェット ロケットダインの RS-68 ページ
- Astronautix.com の RS-68 ページ
- Wood, BK (2002). 21 世紀の推進力 - RS-68. 第 38 回液体推進合同会議。インディアナ州インディアナポリス: AIAA。2009 年 3 月 19 日のオリジナル(doc)からアーカイブ。