Как первая ступень SLS будет снабжаться двигателями? Изготовление копии РС-25 или ее замена?

SLS - очень самоуверенная тема среди блоггеров. Я ищу, какое вещество может стоять за следующим общим утверждением (без конкретного источника). Правда ли это, и если да, то каков официальный план по этому поводу:

«SLS будет повторно использовать главные двигатели космических челноков (SSME), но в настоящее время они не производятся, и на хранении находится только 16 из них. Поскольку каждый запуск SLS потребляет 4 из них, срок службы SLS составляет всего 16/4 = 4. запускается вообще».

  • Рационально ли инвестировать в возобновление производства двигателя, который в основном был разработан в 1970-х годах?

  • Насколько дорого и сколько времени потребуется на разработку совершенно нового индивидуального двигателя для первой ступени SLS?

  • Существуют ли готовые альтернативы движку SSME и не поставит ли их реализация под угрозу общую архитектуру SLS, которая предположительно оптимизирована для SSME?

Ответ Рассела Борогова правильный (он предоставил отрывок из соответствующей страницы Википедии). Я бы добавил, что первоначальная разработка РС-25 (SSME) была в 1970-х годах, но в более поздние версии в 1990-е были внесены улучшения. Кроме того, существует очень мало двигателей LH2/LOX такого размера, SSME является проверенной и надежной конструкцией, а одноразовый вариант(ы), запланированный(е) для SLS, когда 16 существующих двигателей исчезнут, будет проще и дешевле в производстве, чем многоразовые на шаттле.

Ответы (2)

Некоторые изменения, по-видимому, рассматриваются для будущего производства SLS RS-25:

Со страницы SSME в Википедии о плане SLS:

Когда оставшиеся RS-25D будут израсходованы, их следует заменить более дешевой одноразовой версией, которая в настоящее время обозначается как RS-25E («E» для одноразового использования). Этот двигатель может быть основан на одном или обоих из двух вариантов одноразового использования, которые были изучены в 2005 году: RS-25E (называемый «Минимально измененный одноразовый SSME») и еще более упрощенный RS-25F (называемый «Бюджетное производство одноразовых SSME»), оба из которых находились на рассмотрении в 2011 году.

Двигатели с размером и производительностью SSME очень сложно разработать.

SSME имеет один из самых высоких ISP, когда-либо достигнутых в серийном движке. (Не какая-то сумасшедшая демо-версия Fluorine). Это совсем не простой или даже «старый» двигатель. Его повторное производство, вероятно, выиграет от современных технологий, таких как люди, изучающие начальный ремонт двигателей F-1.

Было подсчитано (у меня нет источника, только то, что обычно цитируется), чтобы разработать большой двигатель, потребуется 6-10 лет.

Тяга SSME не так велика по сравнению с F-1 (660 кт/с SSME против 1,5-1,8 Мл/с), но намного выше, чем у Merlin 1D (165 кл/с).

Ближайшим сопоставимым двигателем (LOX / LH2) является двигатель RS-68, используемый в ракете-носителе Delta 4, но он был отклонен, поскольку тепловая нагрузка под первой ступенью, окруженной SRB, была непереносимой для RS-68. (Принимая во внимание, что SSME всегда проектировался так, чтобы быть «рядом» с SRB во время запуска. Я говорю «рядом», поскольку, конечно, на «Шаттле» они были смещены, находясь в задней части орбитального аппарата, а не прямо между ними, как они были бы на SLS)

Рационально ли возобновлять производство SSME? Может быть. Это хорошо изученный, зрелый двигатель, который может извлечь выгоду из современных производственных технологий. Это очень продвинутый двигатель с отличными характеристиками. В комментариях было указано, что некоторые из новейших двигателей из оставшегося набора из 16 двигателей были произведены еще в 2008 году.

У меня есть этот график того , какой SSME использовался на каком полете STS.

История использования SSME в миссиях STS

Насколько дорогой будет новый двигатель? Очень. Это потребует производительности, аналогичной SSME, иначе размер баков или количество двигателей вызовут каскадные изменения во всем стеке SLS, что, вероятно, убьет его.

SSME был довольно дорогим, и было бы так же сложно разработать что-то похожее на него.

Есть готовые замены? Не важно. РС-68 самый близкий и уже отвергнутый. Примут ли российский двигатель? Не уверен, что на полке есть российский двигатель LOX/LH2 подходящего размера. Русские отлично справились с БОЛЬШИМИ керосиновыми двигателями. (РД-170, РД-180, РД-193) Но механика LH2 в больших масштабах обычно вызывала у них проблемы.

Главный двигатель Ariane 5 Vulcain может быть интересной идеей, поскольку в настоящее время он работает под главной ступенью A5 с SRB по обе стороны от него, но я предполагаю, что размеры неверны.

Сказав все это, кажется, что больше причин считать SLS менее хорошим вариантом.

Я так понимаю, вы заключаете, что возобновление производства SSME кажется лучшим вариантом, учитывая, конечно, что SLS ждет долгое будущее. Я полагаю, что он был изготовлен всего несколько лет назад, так что инструменты и компетентность все еще могут быть рядом и готовы к возобновлению работы.
@LocalFluff Я пришел к выводу, что SLS не является оптимальным решением. Однако перезапуск SSME кажется вероятным путем, если SLS действительно произойдет. Должна быть возможность упростить SSME, чтобы использовать его только один раз для снижения затрат. Но мне трудно поверить, что нынешнее НАСА может это сделать.
Вы могли бы добавить, что SSME постоянно модернизировался с момента его появления, а Block II был введен в эксплуатацию в 2001 году, поэтому будет немного преувеличением описать его как «двигатель, который в основном был разработан в 1970-х годах».
Похоже, что последний SSME, 2061, был построен в 2008-2009 годах. 2062, одна из запасных частей, которая так и не пошла в продажу, была построена в 2009 году.
Самый старый «действующий» SSME 2044 года был построен незадолго до его первого полета на STS-89 в январе 1998 года.
У вас есть ссылка на проблему с тепловой нагрузкой, которая стала причиной отказа от RS-68? На странице движка в Википедии об этом не упоминается, но говорится, что потребуется около 200 изменений, чтобы соответствовать требованиям НАСА к человеческому рейтингу. Я бы подумал, что вы могли бы поставить какой-то тепловой экран между ускорителями и ядром, чтобы решить проблему перегрева.
@RussellBorogove Возможно, вы недооцениваете мощность этих полностью функциональных SRB. Тяга 2,8 миллиона фунтов каждый. Только половина каждой из них излучает к основанию. Количество энергии, которую они излучают, не совсем соответствует уровню ядерной бомбы, но находится в пределах пары порядков. :) Что должно напугать любого, кто предложит это экранировать. (у меня нет источника, я помню, что читал его).
Если половина тяги SRB направлена ​​к основанию ядра, сегодня вы не отправитесь в космос. ;)
Я нашел эту статью: nasaspaceflight.com/2013/06/… , в которой упоминается проблема перегрева в Ares V и упоминается, что RS-25 имеет регенеративное охлаждение, а RS-68 — абляционное, так что, да, это сделало бы большую проблему. разница в теплоемкости. Похоже, они думали о том, чтобы расположить РС-68 по странной схеме, чтобы они были как можно дальше от SRB!
@RussellBorogove 2,8 миллиона фунтов тяги проходят справа от вас, а 2,8 миллиона фунтов тяги проходят слева. Будет жарко! Очень горячо! :)
Как первая ступень SLS будет снабжаться двигателями? Изготовление копии РС-25 или ее замена?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v