Một động cơ tên lửa có phả hệ lâu đời đã đánh dấu một cột mốc quan trọng vào thứ Hai. Đã 60 năm kể từ khi động cơ RL10 chạy bằng nhiên liệu hydro ra mắt trên tầng trên của Centaur được phóng từ Cape Canaveral vào ngày 27 tháng 1963 năm XNUMX.
Với lần phóng đầu tiên đó, động cơ RL10, hiện do Aerojet Rocketdyne sản xuất, đã trở thành động cơ đầu tiên được cung cấp năng lượng từ sự kết hợp giữa hydro lỏng và oxy lỏng để bắn vào không gian. Cột mốc quan trọng này đến vào thời điểm then chốt đối với nước Mỹ, khi chỉ XNUMX ngày sau vụ ám sát cựu Tổng thống John F. Kennedy.
Kể từ thời điểm đó 60 năm trước, 522 động cơ RL10 đã bay vào vũ trụ, với phần lớn các chuyến bay đó là trên các tên lửa Delta và Atlas của United Launch Alliance (ULA). Những động cơ này lần lượt cung cấp năng lượng cho giai đoạn thứ hai của Delta Cryogen và giai đoạn trên của Centaur.
Gary Wentz, phó chủ tịch chính phủ và các chương trình thương mại của ULA, cho biết trong một sự kiện truyền thông kỷ niệm “Centaur và RL10 đã giúp chúng tôi có thể phóng tàu vũ trụ với kích thước và trọng lượng lớn hơn bất kỳ thiết kế tầng trên nào khác đang được sử dụng”. cột mốc quan trọng. “Nó đã thực hiện những sứ mệnh tuyệt vời tới Mặt trời, Mặt trăng của chúng ta, các tiểu hành tinh, mọi hành tinh trong hệ [mặt trời].”
Động cơ này được Pratt & Whitney phát triển vào cuối những năm 1950 thông qua sự giám sát của Trung tâm Nghiên cứu Lewis của NASA, sau đó được đổi tên thành Trung tâm Nghiên cứu John H. Glenn của NASA tại Lewis Field vào năm 1999. Centaur ban đầu được phát triển bởi General Dynamics.
Sự kết hợp này đã giúp chứng minh khả năng tồn tại của oxy lỏng và hydro lỏng như một sự kết hợp nhiên liệu đẩy cho các phương tiện phóng trong tương lai. Bản thân RL10 sẽ tiếp tục được sử dụng trên các tên lửa Saturn 1, Atlas, Titan và Delta.
Động cơ này cũng được sử dụng trên phương tiện thử nghiệm dưới quỹ đạo, DC-X, được NASA và Bộ Quốc phòng sử dụng để trình diễn việc hạ cánh tên lửa thẳng đứng.
“Thật thú vị khi được kỷ niệm 60 năm và đó là minh chứng cho tinh thần đồng đội đáng kinh ngạc đã diễn ra giữa Aerojet Rocketdyne và ULA trong suốt những năm qua, một minh chứng cho tất cả những người đã làm việc trên sản phẩm này trong suốt những năm qua và một thiết kế đáng kinh ngạc đã Jim Maus, phó chủ tịch phụ trách thực hiện và tích hợp chương trình của Aerojet Rocketdyne cho biết ban đầu được đặt ra vào cuối những năm 1950.
Maus cho biết bất chấp những thành công mà họ đã đạt được qua hàng trăm chuyến bay có động cơ, họ vẫn tiếp tục dựa vào phương châm của ULA là tập trung vào việc phóng từng chuyến một.
Maus nói: “Khi đến ngày ra mắt, chúng tôi rất tập trung vào ngày ra mắt đó. “Và vì vậy, khi bạn đạt đến một cột mốc quan trọng, bạn sẽ đứng lại và nhận ra, bạn biết đấy, hãy nhìn lại tất cả những gì chúng tôi đã làm. Vì vậy, thật tuyệt khi được trở thành một phần của nhóm thực hiện điều đó và chúng tôi thực sự vui mừng khi được 60 tuổi.”
Phát triển RL10
Hiện tại, có hai biến thể của RL10 đang được sử dụng: RL10C-1-1 trên tên lửa Atlas của ULA và RL10B-2, được sử dụng trên tên lửa ULA Delta 4 Heavy và Hệ thống phóng không gian (SLS) của NASA.
Tuy nhiên, biến thể thứ hai có tuổi thọ hạn chế vì chỉ còn một tên lửa hạng nặng Delta 4 nữa, dự kiến phóng vào năm 2024 trong một nhiệm vụ cho Văn phòng Trinh sát Quốc gia (NRO). Một chiếc RL10B-2 duy nhất cũng được sử dụng trong Giai đoạn đẩy tạm thời đông lạnh (ICPS) của SLS cho ba sứ mệnh Artemis đầu tiên lên Mặt trăng.
Các phiên bản sau của SLS sẽ sử dụng Tầng trên thám hiểm do Boeing thiết kế. Nó sẽ được trang bị bốn động cơ RL10C-3, cùng nhau sẽ cung cấp lực đẩy hơn 97,000 pound (431kN). Để so sánh, động cơ RL10B-2 duy nhất trên ICPS Artemis 1 tạo ra lực đẩy khoảng 24,750 pound (110kN).
Đến nay, Maus cho biết đã có 10 lần nâng cấp lớn cho động cơ RL10. Phiên bản động cơ lớn tiếp theo, RLXNUMXC-X, vẫn đang được phát triển, sẽ cung cấp năng lượng cho phiên bản tương lai của tên lửa Vulcan sắp ra mắt của ULA.
Thay đổi lớn nhất được thấy ở phiên bản động cơ này đến từ việc sử dụng các kỹ thuật sản xuất bồi đắp, thường được gọi là in 3D.
Maus cho biết: “Chúng tôi đã bay RL10 với một kim phun được sản xuất bằng phụ gia, nhưng hiện tại chúng tôi đang chế tạo buồng đẩy được sản xuất bằng phụ gia và chúng tôi đang tiến hành chứng nhận đó ngay bây giờ”. “Động cơ đó sẽ mang lại hiệu suất cao nhất so với những gì chúng tôi có trong hệ thống bảo vệ ngày nay và sẽ kéo dài tuổi thọ của RL10 trong tương lai.”
Maus nói thêm rằng các kỹ thuật sản xuất mới cũng sẽ giúp tiết kiệm chi phí, nhưng từ chối đi sâu vào chi tiết cụ thể về động lực giảm chi phí.
“Đó là một sự cải thiện đáng kể về chi phí đối với buồng động cơ. Chúng tôi cũng đang đặt một vòi phun silicon carbon lớn vào nó, điều đó sẽ thúc đẩy ISP mang lại cho chúng tôi hiệu suất tốt,” Maus nói. “Và sau đó, bộ máy tăng áp và cái mà tôi sẽ gọi là đầu nguồn và xương sống của động cơ giống hệt với những gì chúng tôi đã bay dựa trên sự cân bằng của kho. Vì vậy, nó sẽ tiếp tục mang lại độ tin cậy rất cao vào ngày đầu tiên, hãy ra mắt nó.”
Ngày phóng cụ thể vẫn là TBD, nhưng Maus cho biết họ đang đặt mục tiêu ra mắt RL10C-X vào năm 2025 trên tên lửa ULA Vulcan. Điều đó nói lên rằng, Maus lưu ý rằng họ có đơn đặt hàng cho động cơ RL10C-1-1 hiện tại cho đến năm 2026.
Cả NASA và ULA đều đang điều khiển thứ mà Maus mô tả là tồn đọng hơn 150 động cơ, là sự kết hợp giữa các phiên bản cũ cũng như các biến thể XC với các tính năng được sản xuất phụ gia. Ông cho biết NASA vẫn đang quyết định xem họ muốn mua thêm động cơ cũ hay bắt đầu mua động cơ sử dụng công nghệ sản xuất phụ trợ cho các sứ mệnh Artemis trong tương lai.
Trong một năm điển hình, Maus cho biết Aerojet Rocketdyne sản xuất từ 16 đến 18 động cơ, nhưng với việc kết hợp nhiều công nghệ sản xuất phụ trợ hơn vào dây chuyền sản xuất của họ, họ sẽ tăng tới 40 động cơ mỗi năm.
Maus cho biết: “Chúng tôi nhanh chóng nhận ra rằng bằng cách in 3D buồng đốt, chúng tôi thực sự có thể tạo ra sự thay đổi lớn về giá thành của động cơ cũng như sự phụ thuộc vào các nhà chế tạo thủ công”. “Vì vậy, chuyển từ chế tạo thép không gỉ sang đồng in 3D, giờ đây chúng tôi có thể tạo ra các dạng hình học mà chúng tôi không thể tạo ra bằng phương pháp sản xuất phụ trợ. Và sau đó, chúng tôi hiện có thể sản xuất động cơ với khối lượng lớn và tốc độ cao mà ULA cần.”
Động cơ cổ điển, tên lửa mới
Trong vòng chưa đầy một tháng nữa, ULA có kế hoạch ra mắt tên lửa Vulcan. Nhiệm vụ, được đặt tên là Vulcan Cert-1, sẽ sử dụng một cặp động cơ RL10C-1-1A để cung cấp năng lượng cho tầng trên của Centaur 5 và đưa tàu đổ bộ mặt trăng Peregrine của Astrobotic lên đường tới Mặt trăng.
Sau khi vận chuyển một chiếc Centaur 5 nâng cấp từ nhà máy ở Decatur, Alabama, ULA đã tích hợp tầng trên vào bộ tăng áp Vulcan vào ngày 19 tháng 24. Nhiệm vụ dự kiến sẽ bay không sớm hơn ngày 2023 tháng XNUMX năm XNUMX.
ULA đang chuẩn bị cho buổi diễn tập ướt vào nửa đầu tháng XNUMX, trong đó tên lửa Vulcan tích hợp đầy đủ sẽ được đưa ra bệ phóng và nạp nhiên liệu như thể nó đang phóng. Maus cho biết các kỹ sư của Aerojet Rocketdyne sẽ đeo tai nghe trong quá trình thử nghiệm tiếp nhiên liệu đó để theo dõi Centaur cũng như cách động cơ được làm mát và điều hòa như vào ngày ra mắt.
Maus cho biết: “Chúng tôi có các kỹ sư xem xét tất cả dữ liệu phát ra từ động cơ trong quá trình diễn tập trang phục ướt và chúng tôi có thể hiểu khá rõ trong thời gian thực rằng mọi thứ đều diễn ra bình thường”. “Nhưng tất nhiên sau đó sẽ có quá trình đánh giá dữ liệu để đảm bảo rằng mọi thứ đều được thực hiện theo yêu cầu.”
Ron Fortson, giám đốc kiêm tổng giám đốc hoạt động phóng của ULA, cho biết sau đó họ sẽ đưa tên lửa ra bệ phóng một ngày trước khi phóng và lên bảng điều khiển để bắt đầu đếm ngược trước khoảng 12 giờ.
Fortson cho biết việc tích hợp RL10C-1-1A với xe Vulcan diễn ra suôn sẻ.
Fortson cho biết: “Mọi thứ đều diễn ra tốt đẹp trong cơ sở sản xuất của chúng tôi và sau đó ở đây, nó đã được lắp ráp hoàn chỉnh và chúng tôi chỉ cần ghép nó với tên lửa của mình và chúng tôi đã sẵn sàng hoạt động”. “Vì vậy, đó là một hoạt động tuyệt vời.”
Fortson cho biết ông và nhóm tại ULA đã hợp tác chặt chẽ với Aerojet Rocketdyne khi họ nỗ lực hướng tới việc ra mắt động cơ RL10C-X trong vài năm tới.
“Chúng tôi đang làm việc rất chặt chẽ với họ về thiết kế và thử nghiệm. Sau khi hoàn tất, chúng tôi mong muốn được tích hợp nó vào tên lửa Vulcan của mình,” Fortson nói. “Và tất nhiên, chúng tôi sẽ xem xét tất cả các nhiệm vụ sắp tới của mình về những yêu cầu đó là gì và đảm bảo rằng chúng tôi có thể đáp ứng những yêu cầu đó với động cơ mới này.”
Anh ấy cho biết có thể sẽ không có hồ sơ chuyến bay cụ thể cần thiết cho lần ra mắt RL10C-X trên Vulcan, đồng thời nói thêm rằng “Động cơ này sẽ có khả năng làm bất cứ điều gì chúng tôi cần nó làm.”
Fortson nói: “Tôi nghĩ rằng bất kỳ yêu cầu nào chúng tôi đặt ra cho nó, chúng tôi tin tưởng rằng động cơ này sẽ có thể đáp ứng được.
Maus nói: “Chúng tôi có triết lý thử nghiệm giống như bạn bay, có nghĩa là động cơ sẽ chỉ nhìn thấy trong chuyến bay những gì nó đã trải qua trên mặt đất trong giới hạn những gì chúng tôi có thể kiểm tra hoặc phân tích”. “Vì vậy, chúng tôi đã trải qua tất cả các thử nghiệm đó trong nhiều năm qua để hiểu cách thức hoạt động của động cơ trong sơ đồ Vulcan.”
Maus cho biết khi họ mong muốn được bay RL10 trên các tên lửa mới và trong các phiên bản mới, họ mong đợi một cột mốc quan trọng khác: đưa con người bay thông qua Chương trình Phi hành đoàn Thương mại và Artemis.
“Chúng tôi đã đưa các phi hành gia xuống West Palm Beach, đến cơ sở của chúng tôi để nói chuyện với nhóm của chúng tôi về thực tế của những gì chúng tôi cung cấp và thật là động lực cho chúng tôi khi thấy các hành khách đứng trước phòng, cho chúng tôi biết về mức độ mà chúng tôi cung cấp. họ đang dựa vào chúng tôi,” Maus nói. “Nhưng thực tế là, chúng tôi thiết kế và xây dựng một sản phẩm có độ tin cậy cao và nó đã chứng minh được độ tin cậy của nó.”
- Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
- PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
- Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
- PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
- nguồn: https://spaceflightnow.com/2023/11/28/aerojet-rocketdyne-ula-mark-60th-anniversary-of-rl10-rocket-engine/
