Loading article…
 2基のSRMUブースターを搭載したタイタンIV-B | |
| 原産国 | .png/500px-Flag_of_the_United_States_(23px).png){kind=small} アメリカ合衆国 |
|---|---|
| デザイナー | ヘラクレス |
| メーカー | アライアント テックシステムズ |
| 応用 | 固体ロケットブースター |
| 前任者 | UA1207 |
| 状態 | 引退 |
| 固体燃料モーター | |
| 推進剤 | HTPB |
| ケーシング | 複合 |
| 構成 | |
| ノズル比 | 15.7 |
| パフォーマンス | |
| 推力 | 平均6.41MN（1,440,502lbf） |
| チャンバー圧力 | 859.5 psi (5,926 kPa) |
| 比推力、真空 | 285.6秒（2.801km/秒） |
| 比推力、海面 | 251.4秒（2.465km/秒） |
| 燃焼時間 | 135.7秒 |
| 推力偏向 | 6度 |
| 寸法 | |
| 長さ | 34.26 m (1349 インチ) |
| 直径 | 3.2m（126インチ） |
| 空の塊 | 80,611 ポンド (36,565 kg) |
固体 ロケットモーターアップグレード（SRMU）は、タイタンIV Bロケットのブースターとして使用された固体ロケットモーターでした。ハーキュリーズ（後のATK ）によって開発され、以前タイタンIVで使用されていたUA1207ブースターの高性能で低コストのアップグレードとなることを目的としていました。炭素繊維強化ポリマーで巻かれ、ヒドロキシル末端ポリブタジエン結合過塩素酸アンモニウム複合推進剤を燃焼するこのアップグレードは、スペースシャトルSRB用のフィラメント巻きケースを開発したハーキュリーズの経験に基づいて構築された野心的なアップグレードでした。当初は1990年に飛行する予定でしたが、開発の長期化と需要不足により、初飛行は1997年になりました。SRMUはすべての飛行で成功を収めました。
デザイン
SRMUは3セグメントの固体ロケットモーターです。各セグメントには、グラファイト繊維複合材で巻かれたケーシングと、 EPDMゴムとケブラーの断熱システムがあります。[1]ケーシングには、主に過塩素酸アンモニウムとアルミニウムで構成され、HTPBバインダーで結合された燃料粒が充填されています。 [2]打ち上げ時のブースターの重量は約776,000ポンド（352,000 kg）です。[3] SRMUは、最大6度移動できる 油圧駆動の推力偏向ノズルを使用して車両制御に参加します。 [4]油圧システムには、流体ループを3,150 psi（21.7 MPa）に保つ冗長ポンプが備わっています。[5]これらの特性は、7つのセグメントで製造され、ステアリングに液体燃料噴射を使用していた前身のUA1207と比較して、より優れた性能と高い信頼性を実現するために選択されました。[6]段分離モーターは前方に3つ、後方に3つ、合計6つあり、ブースターの燃焼終了後に空のケースをロケットのコアから押し離す。[6]
SRMU の電気機器と計器は、ブースターの前方のノーズコーン内に設置されている。[4]スペースシャトルのRSRMと同様に、電気システムの動作電圧は 28V DCであった。[7]電気起爆装置は、ブースターの点火と段階的始動、および飛行中のブースターを破壊するように設計された成形炸薬爆薬で構成される飛行停止システム用の火工品を作動させるために使用される。[7]ブースターは、モーターの基部近くの強化された後方スカートによって機体コアに取り付けられており、2 つの構造間で推力負荷を伝達する。[6]このスカートには、推力偏向制御 (TVC) システムのアセンブリも含まれている。[2]ノズル自体は鋼鉄製で、モーターセグメントに使用されているものと同様のエポキシ複合材で包まれている。[3]追加の構造要素には、セグメント接合部の鋼バンドが含まれる。各セグメントは個別に製造され、打ち上げ現場で統合される。[3]
固体ロケットエンジンの一般的な特徴として、推力は燃焼の過程で変化する。SRMU の燃料形状は、 40 秒以内に最大推力を生成し、120 秒後には急速に推力が低下するように設計されている。[3] 2 つの SRMU がタイタン IV-B の離陸時の推力のすべてを供給し、「ステージ 0」として機能する。コアのLR87-AJ-11 は、ブースター分離の 15 秒前、T+131 秒に点火する。[6]
発達
1986年のスペースシャトル チャレンジャー号の事故では、固体ロケットモーターのセグメントを接合するシールが破損し、機体が破壊され、乗員7人全員が死亡したため、米空軍はタイタン運搬ロケットに使用されていたユナイテッド テクノロジーズ製のUA120ブースターに懸念を抱いていた。 [5] 1965年に初飛行したUA120は、多くのセグメントで構成され、推力を偏向させるためにノズルの流れに四酸化二窒素を噴霧する強力な推力偏向システムを備えていた。そのため、1987年に空軍とタイタンの製造元であるマーティン マリエッタは、タイタンで使用する新しいブースターの提案依頼書を発行した。[5]新しいモーターについては、固定価格契約がハーキュリーズ社に授与された。[8]
開発中には多くの遅延が発生した。マーティン・マリエッタは1988年から1990年の間にSRMUの設計要件の大部分を変更したため、進捗が遅れた。[9] SRMUはヘラクレスがこれまでに製造した中で最大のモーターであり、HTPBバインダーを使用した最初のモーターでもあった。[10] [11]開発の初期段階で、不適切な燃料鋳造のためにテストセグメントが失われた。[12] 1990年、モーターの最初の積み重ねの前に、ブースターを組み立てていたクレーンがセグメントを落とし、テストエリアから転がり出て爆発した。作業員1名が死亡し、9名が負傷した。[13]この事故により、SRMUブースターを搭載したタイタンIVの最初の打ち上げも遅れた。当初、新しいブースターは1991年に打ち上げられる予定だった。[14] 1年後、SRMUの最初のテスト発射で、モーターが点火時に爆発した。[15]モーターは徹底的に再設計されなければならなかった。その間に、SRMUが間に合わないため、マーティン・マリエッタはUA120のモーターを追加発注した。同時に、ハーキュリーズのコストは受注した契約額を大幅に上回った。[16] 1993年、米国議会は、ハーキュリーズがSRMUの作業を完了できるように、空軍に追加で3億5000万ドルを提供するよう指示した。[17] 1994年末までに、ブースターはついに飛行資格を得た。[18]
1994年までに、マーティン・マリエッタ社によるUA1207ブースターの追加注文と打ち上げ需要の減少により、完成したタイタンIVロケットが余剰になっていることが明らかになった。[16] その結果、SRMUは1997年まで必要とされなかった。合計17機のブースターが発注され、[16]最後の1機は2005年の最後のタイタン飛行で使用された。[19]
2000年にSRMUのカーボンフェノールコーティングノズルが再設計された。新しいノズルは、新しい環境規制に準拠していなかった以前のものよりもクリーンな新しい材料を使用していた。[20]
ギャラリー
-
米空軍博物館でSRMUが展示される -
アメリカ空軍博物館の統合SRMU -
作業員がSRMUを所定の位置に押し込む -
SRMU ノーズコーンとセグメント -
アメリカ空軍博物館の展示台に展示されている SRMU -
SRMU の展示 -
2 SRMUロフト カッシーニ-ホイヘンス探査機を搭載したタイタンIV-B -
軍事任務における SRMU の点火 ( NROL-19 )
参照
- 軌道ロケットエンジンの比較
- カストル（ロケット段） - カストル600相当
- グラファイトエポキシモーター- 同様の技術を使用した現代のヘラクレス開発
参考文献
- ^ Chang, I-Shih; Patel, NR; Yang, S. (1995). 「Titan IV モーターの故障と再設計の分析」. Journal of Spacecraft and Rockets . 32 (4): 612–618. Bibcode :1995JSpRo..32..612C. doi :10.2514/3.26661. ISSN 0022-4650.
- ^ ab Wilson, W.; Anderson, J.; Meyden, M. (1992-07-06)、「Titan IV SRMU PQM-1 の概要」、第 28 回 Joint Propulsion Conference and Exhibit、Joint Propulsion Conferences、アメリカ航空宇宙学会、doi :10.2514/6.1992-3819、2022年 5 月 10 日取得
- ^ abcd 「ATK製品カタログ」(PDF) 。ATK。2018年7月30日時点のオリジナル(PDF)よりアーカイブ。2014年7月24日閲覧。
- ^ ab Foote, Jeffrey; Foote, Jeffrey (1997-07-06)、「Alliant Techsystems Inc の Titan IV 固体ロケットモーターアップグレードプログラム」、第 33 回 Joint Propulsion Conference and Exhibit、Joint Propulsion Conferences、アメリカ航空宇宙学会、doi :10.2514/6.1997-2991、2022年 5 月 11 日取得
- ^ abc Quick-Reaction Report on the Management of the Titan IV Solid Rocket Motor Upgrade Subcontract (Report). 1992-09-02. 2022年5月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ abcd Rudman, Thomas; De, Duane; Earl, Steve (1998-07-13)、「Titan IVB、SRMU、Centaur 推進システム」、第 34 回 AIAA/ASME/SAE/ASEE 合同推進会議および展示会、合同推進会議、アメリカ航空宇宙学会、doi :10.2514/6.1998-3194、2022年 5 月 10 日取得
- ^ ab Saemisch, Michael; Jackson, Donald; Saemisch, Michael; Jackson, Donald (1997-07-06)、「Titan IV SRMU 兵器プログラムから学んだ教訓」、第 33 回 Joint Propulsion Conference and Exhibit、Joint Propulsion Conferences、アメリカ航空宇宙学会、doi :10.2514/6.1997-2957、2022年 5 月 10 日取得
- ^ Ap (1987-10-21). 「COMPANY NEWS; HERCULES WINS MARIETTA CONTRACT」.ニューヨーク・タイムズ. ISSN 0362-4331 . 2022年5月11日閲覧。
- ^ 「同社はデータを非公開とヘラクレスが発表」デゼレトニュース1992年2月8日2022年5月11日閲覧。
- ^ 「HERCULES FUELS INITIAL TITAN IV SEGMENT」デゼレトニュース。1989年12月7日。 2022年5月11日閲覧。
- ^ 「HERCULES: 急成長中の会社が75周年を祝う」Deseret News 1988年10月16日2022年5月11日閲覧。
- ^ 「ハーキュリーズ、タイタンIV固体ロケットモーターの接着不良を調査、当局は「異常」がセットバックの原因にはならないと述べる」デゼレトニュース。1990年1月21日。 2022年5月10日閲覧。
- ^ Chandler, John (1991-05-29). 「Titan 4モーター爆発の原因は設計上の欠陥」ロサンゼルス・タイムズ。 2022年5月10日閲覧。
- ^ 「タイタンの自動車事故がヘラクレスにさらなる打撃を与える」デゼレトニュース。1990年9月14日。 2023年5月3日閲覧。
- ^ 「HERCULES、ロケットの爆発ではTITAN IVプロジェクトは中止されないと発表」デゼレトニュース。1991年4月10日。 2022年5月11日閲覧。
- ^ abc 「Titan IV 要件」。国防総省監察総監室。1994 年 4 月 21 日。2022年 5 月 11 日閲覧。
- ^ Murtha, John P. (1992-10-06). 「HR5504 - 第102回議会（1991-1992）：1993年国防総省歳出法」www.congress.gov . 2022年5月11日閲覧。
- ^ チェンバレン、ロジャー、「ペーパーセッション II-C - タイタン IV 大型ロケット宇宙打ち上げシステムの進化」(1994)。宇宙会議®議事録。3. https://commons.erau.edu/space-congress-proceedings/proceedings-1994-31st/april-27-1994/3
- ^ 「Spaceflight Now | Titan打ち上げレポート | さようなら、タイタン」www.spaceflightnow.com . 2022年5月11日閲覧。
- ^ 「Spaceflight Now | 速報 | Titan 4固体ロケットモーターのテスト発射が成功」。spaceflightnow.com 。 2022年5月11日閲覧。