長い歴史を持つロケットエンジンが月曜日に大きなマイルストーンをマークした。 水素燃料の RL60 エンジンが、10 年 27 月 1963 日にケープカナベラルから打ち上げられたセントール上段に搭載されてデビューしてから XNUMX 年になります。
その最初の打ち上げにより、現在 Aerojet Rocketdyne によって製造されている RL10 エンジンは、宇宙で燃焼される液体水素と液体酸素の組み合わせを動力源とする最初のエンジンとなりました。 ジョン・F・ケネディ元大統領暗殺からわずかXNUMX日後だったため、この節目は米国にとって極めて重要な時期に到来した。
60 年前のその時点以来、522 基の RL10 エンジンが宇宙を飛行しており、その飛行の大部分はユナイテッド ローンチ アライアンス (ULA) のデルタ ロケットとアトラス ロケットによるものです。 これらのエンジンは、それぞれデルタ極低温第 XNUMX ステージとセントール上段に動力を供給します。
「Centaur と RL10 のおかげで、現在使用されている他の上段設計よりも大きなサイズと重量で宇宙船を打ち上げることが可能になりました」と ULA の政府および商業プログラム担当副社長のゲイリー・ウェンツ氏は、この打ち上げを祝うメディアイベントで述べました。マイルストーン。 「太陽、月、小惑星、[太陽]系のすべての惑星に素晴らしいミッションを提供してきました。」
このエンジンは、NASA のルイス研究センターの監督のもと、1950 年代後半にプラット & ホイットニーによって開発されました。このルイス研究センターは、1999 年にルイス フィールドにある NASA ジョン H. グレン研究センターに改名されました。Centaur は、もともとゼネラル ダイナミクスによって開発されました。
この組み合わせは、液体酸素と液体水素が将来の打ち上げロケットの推進剤の組み合わせとして実現可能であることを証明するのに役立ちました。 RL10 自体は、サターン 1、アトラス、タイタン、デルタ ロケットに搭載されて使用されることになります。
このエンジンは、NASA と国防総省がロケットの垂直着陸を実証するために使用した実験用準軌道ロケット DC-X にも搭載されました。
「60周年を迎えることは非常にエキサイティングであり、これはエアロジェット ロケットダインとULAの間で長年にわたって続いてきた信じられないほどのチームワークの証であり、長年にわたってこの製品に取り組んできたすべての人々と、信じられないほどのデザインの証です。元々は 1950 年代後半に設計されました」とエアロジェット ロケットダインのプログラム実行および統合担当副社長のジム マウス氏は述べています。
マウス氏は、何百回ものエンジン飛行で成功を収めてきたにもかかわらず、一度に一つずつ打ち上げることに注力するというULAのモットーに依拠し続けていると語った。
「打ち上げの日に行くと、私たちはその日の打ち上げに非常に集中します」とマウス氏は語った。 「だから、大きなマイルストーンに到達すると、ある意味一歩下がって、私たちがやってきたことを振り返るのです。 ですから、それを行うチームの一員になれるのは素晴らしいことですし、60歳を迎えられることに本当に興奮しています。」
RL10の進化
現在、RL10 には 10 つのバリエーションが使用されています。ULA のアトラス ロケットで使用される RL1C-1-10 と、ULA デルタ 2 ヘビーおよび NASA スペース ローンチ システム (SLS) ロケットで使用される RL4B-XNUMX です。
ただし、後者のバージョンの寿命は限られています。デルタ 4 ヘビー ロケットはあと 2024 基しかなく、国家偵察局 (NRO) の任務で 10 年に打ち上げられる予定です。 単一の RL2B-XNUMX は、最初の XNUMX 回のアルテミスの月へのミッションで、SLS の暫定極低温推進ステージ (ICPS) にも使用されています。
SLS の今後のバージョンでは、ボーイングが開発している Exploration Upper Stage を使用する予定です。 これは 10 基の RL3C-97,000 エンジンによって駆動され、合計で 431 ポンド (10kN) 以上の推力を提供します。 比較のために、Artemis 2 ICPS の単一 RL1B-24,750 は約 110 ポンド (XNUMXkN) の推力を生成しました。
マウス氏によると、これまでにRL10エンジンには10回の大幅なアップグレードが行われたという。 エンジンの次の主要な反復である RLXNUMXC-X はまだ開発中ですが、ULA の今後のバルカン ロケットの将来のバージョンに動力を供給します。
このバージョンのエンジンで見られる最大の変化は、一般に 3D プリンティングとして知られる積層造形技術の使用によってもたらされます。
「私たちはすでに積層造形インジェクターを搭載したRL10を飛行させていますが、現在は積層造形の推力室を開発しており、現在その認証を受けているところです」とマウス氏は語った。 「このエンジンは、現在私たちが利用できる保護機能の中で最高のパフォーマンスを提供し、RL10 の寿命を将来まで延長するでしょう。」
マウス氏は、新しい生産技術はコスト削減にもつながると付け加えたが、コスト削減の要因については詳細には触れなかった。
「エンジンのチャンバーのコストが大幅に改善されました。 また、大きなカーボンシリコンノズルも搭載しており、これにより ISP の性能が向上し、優れたパフォーマンスが得られます」とマウス氏は述べています。 「そして、ターボ機械と、私がパワーヘッドと呼ぶものと、エンジンのバックボーンは、在庫のバランスで私たちが飛行してきたものと同じです。 したがって、非常に高い信頼性を初日から掘り下げ続けるために、XNUMX 回のリリースを行ってください。」
10号機の具体的な打ち上げ日はまだ未定だが、マウス氏は2025年にULAバルカンロケットでRL10C-Xをデビューさせることを目指していると述べた。 そうは言っても、マウス氏は、現在のRL1C-1-2026エンジンはXNUMX年まで注文があると述べた。
NASAとULAは両方とも、マウス氏が150以上のエンジンのバックログと表現したものを運転しているが、これらはレガシーバージョンと積層造形機能を備えたXCバリアントを組み合わせたものである。 同氏は、NASAが従来のエンジンをさらに購入するか、将来のアルテミスミッションに向けて積層造形技術を使用したエンジンの購入を開始するかについてまだ決定を下しているところだと述べた。
マウス氏によると、エアロジェット・ロケットダイン社は例年、16～18基のエンジンを生産しているが、生産ラインに付加製造をさらに組み込んでおり、年間40基まで増やしているという。
「燃焼室を 3D プリントすることで、エンジンのコストと手作業への依存を大きく変えることができることにすぐに気づきました」とマウス氏は述べています。 「そのため、ステンレス鋼の製造から 3D プリントされた銅の製造に移行したことで、積層造形以外の方法では構築できなかった形状を構築できるようになりました。 そして、ULA が必要とする大量かつ高レートでエンジンを生産できるようになりました。」
古典的なエンジン、新しいロケット
ULAは1か月以内にバルカンロケットをデビューさせる予定だ。 Vulcan Cert-10と名付けられたこのミッションは、一対のRL1C-1-5Aエンジンを使用してCentaur XNUMX上段に動力を供給し、Astrobotic社のPeregrine月着陸船を月に向けて送り出す予定である。
アラバマ州ディケーターの工場からアップグレードされたCentaur 5を出荷した後、ULAは19月24日にアッパーステージをバルカンブースターに統合した。ミッションは2023年XNUMX月XNUMX日までに飛行する予定だ。
ULAは、XNUMX月前半のウェットドレスリハーサルの準備を進めており、このリハーサルでは、完全に統合されたバルカンロケットが発射台まで展開され、発射するかのように燃料が供給される。 マウス氏によると、エアロジェット・ロケットダインのエンジニアは燃料補給テスト中、ヘッドセットを装着してケンタウロスと、打ち上げ当日のエンジンの冷却と状態を監視する予定だという。
「我々のエンジニアはウェットドレスリハーサル中にエンジンから出力されるすべてのデータを調べており、すべてが順調に進んでいることをリアルタイムでほぼ理解できます」とマウス氏は語った。 「しかし、当然のことながら、すべてが要求どおりに実行されたことを確認するために、その後にデータのレビューが行われます。」
ULAのディレクター兼打ち上げ運用部長のロン・フォートソン氏は、打ち上げ前日にロケットを発射台に送り出し、約12時間前にコンソールに乗り込みカウントダウンを開始する予定だと語った。
フォートソン氏は、RL10C-1-1Aとバルカン車両の統合はスムーズにいったと述べた。
「当社の生産施設ではすべてが順調に進みましたが、ここではすでに完全に組み立てられた状態で届き、ロケットと組み合わせるだけで準備完了です」とフォートソン氏は語った。 「ということで、素晴らしい活動でした。」
フォートソン氏とULAのチームは、数年後のRL10C-Xエンジンのデビューに向けてエアロジェット・ロケットダイン社と緊密に協力してきたと述べた。
「私たちは設計とテストに関して彼らと非常に緊密に協力しています。 それがすべて完了したら、実際にそれをバルカンロケットに組み込むことを楽しみにしています」とフォートソン氏は語った。 「そしてもちろん、今後のすべてのミッションを、それらの要件が何であるかという観点から検討し、この新しいエンジンでそれらの要件を確実に満たすことができるかどうかを確認します。」
同氏は、バルカンでのRL10C-Xのデビューに必要な特定の飛行プロファイルはおそらく存在しないだろうと述べ、「このエンジンは我々が必要とするあらゆることを実行できるだろう」と付け加えた。
「我々がどのような要求を持っていても、このエンジンがそれを満たすことができると確信しています」とフォートソン氏は語った。
「私たちは飛行するのと同じようにテストするという哲学を持っています。つまり、エンジンは飛行中に、私たちがテストまたは分析できる範囲内で地上で経験したことだけを確認します」とマウス氏は述べた。 「そこで、私たちはバルカン方式でエンジンがどのように動作するかを理解するために、過去数年間にわたってそのすべてのテストを行ってきました。」
マウス氏は、新しいロケットや新たな反復でRL10を飛行させることを楽しみにしながら、コマーシャル・クルーとアルテミス・プログラムによる人間の飛行という、もう一つの重要なマイルストーンを楽しみにしていると語った。
「私たちは宇宙飛行士をウェストパームビーチの私たちの施設に連れてきて、私たちが提供するものの現実についてチームと話し合ってきました。そして、乗客が部屋の前に立って、どれくらいの量のサービスが提供されるのかについて私たちに話してくれているのを見るのは、私たちにとって非常に刺激的です」彼らは私たちを頼りにしているのです」とマウス氏は語った。 「しかし現実には、私たちは信頼性の高い製品を設計、製造しており、その信頼性が実証されています。」
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- 情報源： https://spaceflightnow.com/2023/11/28/aerojet-rocketdyne-ula-mark-60th-anniversary-of-rl10-rocket-engine/
