RS-68

RS-68
開発段階中に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 （2002年11月20日）
最終便2024年4月9日 ( 2024-04-09 )
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メートル（8フィート0インチ）
乾燥質量RS-68 : 6,600 kg (14,560 lb) RS-68A : 6,740 kg (14,870 lb) [ 1 ]

RS -68（ロケットシステム68）は、液体水素（LH2 ）と液体酸素（LOX）をガスジェネレータサイクルで推進剤として使用した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 ]

アメリカ合衆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。開発は1990年代に開始され、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な大型ロケットエンジンの開発を目指した。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つのバージョンが製造されている。3つ目のバージョンであるRS-68Bは、アメリカ航空宇宙局（NASA）のアレスVロケット向けに計画されていたが、2010年に ロケットとコンステレーション計画が中止された。

設計と開発

RS-68プログラムの主な目標の一つは、1回の打ち上げで費用対効果の高いシンプルなエンジンを開発することでした。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スペースシャトル主エンジン（SSME）と比較して部品点数が80%削減されています。[ 4 ]この簡素化による悪影響として、SSMEと比較して推力重量比が大幅に低下し、比推力も10%低下しました。この簡素化による利点は、RS-68の製造コストの削減です。[ 4 ]

RS-68は、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・プロパルション・アンド・パワー社で開発され、 SSMEもそこで製造された。デルタIV発展型使い捨て打ち上げロケット（EELV）の動力源として設計された。初期の開発エンジンは、近隣のサンタスザナ野外研究所で組み立てられた。そこでは、アポロ月面ミッション用のサターンVのロケットダインF-1エンジンが開発・試験された。RS-68の初期試験は、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、その後NASAのステニス宇宙センターで実施された。[ 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した。最大の打ち上げロケットであるデルタIVヘビーでは、3基のCBCが同時に搭載されていました。[ 8 ]

このエンジンは真空状態で758,000ポンド（3,370  kN）、海面で663,000ポンド（2,950 kN）の推力を発揮した。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は油圧式ジンバルを備え、推力58%から102%の間でスロットル制御が可能であった。[ 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ではなく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2千万ドルと、コストが低いためである。アップグレードには、より長い燃焼を可能にする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、カウントダウンおよび飛行中に使用されるヘリウム量の削減が含まれていた。推力および比推力の増加は、デルタIVロケット用の別のアップグレードプログラムで行われることになっていた。[ 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の現在の後継大型打ち上げ機であるスペース・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ために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ると述べています。[ 18 ] [ 19 ]

変種

  • RS-68はオリジナルバージョンであり、海面で663,000ポンド力（2,950  kN ）の推力を発揮します。 [ 20 ]
  • RS-68Aは改良型で、海面で705,000 lbf（3,140 kN）、真空状態で800,000 lbf（3,560 kN）の推力を発揮します。[ 21 ]真空状態での比推力は411.9秒（4.039 km/s）です。[ 22 ]認証は2011年4月に完了しました。[ 23 ]
  • RS-68Bは、NASAのコンステレーション計画におけるアレスVロケットのアップグレードとして提案されたエンジンである。[ 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基の5.5セグメント固体ロケットブースターを搭載する予定であった。しかし、後にRS-68のアブレーションノズルは、この多発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基部の過熱を引き起こすことが判明した。[ 24 ]

参照

参考文献

  1. ^ a b「DELTA IV」 . ユナイテッド・ローンチ・アライアンス. 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。
  2. ^ 「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。
  3. ^ 「ATK Propulsionと複合技術、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。
  4. ^ a b「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8～10日。
  5. ^ 「ボーイング社、RS-68ロケットエンジンをテスト（4月24日）」。Defense Aerospace誌、2001年4月23日。 2023年6月26日閲覧。
  6. ^ 「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。
  7. ^ 「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。
  8. ^ 「アトラスVおよびデルタIV技術概要」（PDF）。
  9. ^ 「ユナイテッド・ローンチ・アライアンス デルタIVヘビー」。
  10. ^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
  11. ^ 「ユナイテッド・ローンチ・アライアンス、RS-68Aホットファイアエンジンの初試験に成功」（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エンジンは海面推力66万ポンド以上を発生可能で、改良型RS-68Aはこれを70万ポンド以上に増強します。RS-68AはRS-68の比推力、つまり燃料効率も向上させます。
  12. ^ 「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裏に打ち上げる」（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。
  13. ^ 「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（NASA）。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。
  14. ^ a b「アレスV貨物打ち上げ機の概要」アメリカ航空宇宙局（NASA）. 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。
  15. ^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。
  16. ^ 「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）からアーカイブ。 2019年6月7日閲覧。
  17. ^ 「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・エンジン試験に成功」 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。
  18. ^ 「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。
  19. ^ベアデン、デイビッド・A.、スクラッット、ジョン・P.、ハート、マシュー・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) 。
  20. ^ 「RS-68推進システム」(PDF) . Pratt & Whitney Rocketdyne. 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。
  21. ^ 「P&W、2回目のRS-68A認証試験に成功」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。
  22. ^ 「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。
  23. ^ 「RS-68A | L3Harris® Fast. Forward」 www.l3harris.com . 2024年2月6日閲覧。
  24. ^ 「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。
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