Почему SSME были намного более хрупкими, чем двигатели J-2?

В этом ответе упоминается, что двигатели J-2, используемые на второй и третьей ступенях Сатурна V, были значительно более устойчивыми, чем «чрезвычайно сложные и чувствительные» главные двигатели космического корабля "Шаттл". Что привело к разнице между двумя двигателями? Был ли это просто характер перехода от цикла газогенератора к ступенчатому сжиганию?

Я заметил, что у нас есть тег j-2 для нескольких вопросов без описания, поэтому я отправил редактирование, чтобы добавить описание.
хорошо, редакция одобрена. теперь его больше не примут за J₂ .
Я не думаю, что «хрупкий» — это хорошее описание машины, которая выдерживала перепад температур в 6000 градусов по Фаренгейту и перепад давления в 6000 фунтов на квадратный дюйм и совершала 135 полетов по 3 раза без каких-либо механических проблем. использовал? Мне это кажется ложной предпосылкой.
@OrganicMarble Я определенно открыт для предложений по лучшей формулировке. Я думал о "хрупком", но это тоже не совсем подходит...
Может быть, «почему SSME требовали такого обслуживания»? (ОМ, вы знаете, проводились ли на SSME какие-либо испытания на выносливость, значительно выходящие за рамки миссии шаттла? Я слишком легковерен в отношении J-2?)
@OrganicMarble Да, они не потерпели катастрофического сбоя в полете. Однако после каждого полета им требовался капитальный ремонт. Конечно, сравнивать его с одноразовыми J-2 не совсем корректно. Но по сравнению с их конструктивными целями (многоразовый двигатель с низким уровнем обслуживания) SSME определенно не хватало. Цели разработки были довольно оптимистичными (вероятно, не без значительного политического давления, чтобы пообещать вещи, которые не могли быть выполнены только для того, чтобы запустить программу в первую очередь).
@Luaan Я полностью согласен с вашими пунктами.
@RussellBorogove, даже сформулировав вопрос таким образом, просто показывает, что это плохое сравнение - J-2 не требовали обслуживания после полета, потому что их выбрасывали после каждого использования.

Ответы (2)

На сложность повлияло несколько факторов. Ступенчатое сжигание определенно имело большое значение. SSME также работал при гораздо более высоком давлении в камере, чем J-2 , 3000 фунтов на квадратный дюйм против 760 фунтов на квадратный дюйм. Это, по-видимому, потребовало двух турбонасосов для каждого топлива вместо обычного - есть турбонасосы низкого и высокого давления для топлива (LPFTP, HPFTP) и турбонасосы низкого и высокого давления для окислителя (LPOTP, ХПОТП). Поскольку турбонасосы являются одним из самых больших источников головной боли в больших двигателях, удвоение их количества предсказуемо повлияло на техническое обслуживание.

Какие преимущества давало более высокое давление в патроннике, лучший Isp, большая тяга?
Чистый результат был лучше Isp. Тяга к весу составляла около 73: 1 как для J-2, так и для SSME. SSME был вдвое больше тяги и вдвое больше веса.
@DylanSp более высокое давление в камере обычно дает лучшую тепловую эффективность . В принципе, с любым двигателем внутреннего сгорания вы можете извлечь идеальное количество энергии из топлива только в том случае, если будете сжигать его при бесконечном давлении — конечно, этого никогда не происходит, но давление RS-25 в 200 бар приближает вас к этому. В результате этой дополнительной энергии выхлоп может выходить быстрее, что дает вам лучший Isp. (Для данного двигателя увеличение давления также увеличит тягу, но это больше зависит от плотности.)

Это действительно сравнение яблок с апельсинами.

  • J-2 - разгонный блок, газогенератор, двигатели одноразового использования.
  • SSME - это бустерные, ступенчатые двигатели многоразового использования.

Попытка сравнить их таким образом действительно бесплодна. Они не были предназначены для выполнения одной и той же функции.

Почему SSME были намного более хрупкими, чем двигатели J-2?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v