Dekaturo gamykloje, Alabamos valstijoje, bus baigtas „Atlas V“ dviejų variklių „Centaur“ viršutinis etapas. RL10 variklis 2023 m. lapkričio 27 d. pažymėjo 60 metų skrydžio metus. Vaizdas: United Launch Alliance Ilgą kilmę turintis raketinis variklis pirmadienį pažymėjo didelį etapą. Sukanka 60 metų, kai vandeniliu varomas RL10 variklis debiutavo Kentauro viršutinėje pakopoje, paleistoje iš Kanaveralo kyšulio 1963 m. lapkričio 27 d.
Po pirmojo paleidimo RL10 variklis, šiuo metu gaminamas Aerojet Rocketdyne, tapo pirmuoju varikliu, varomu skysto vandenilio ir skysto deguonies deriniu, kuris buvo paleistas į kosmosą. Šis įvykis atėjo lemiamu laiku Jungtinėms Valstijoms, nes praėjo tik penkios dienos po buvusio prezidento Johno F. Kennedy nužudymo.
Nuo to laiko, prieš 60 metų, kosmose skrido 522 RL10 varikliai, o didžioji šių skrydžių dalis buvo atlikta su United Launch Alliance (ULA) Delta ir Atlas raketomis. Šie varikliai atitinkamai maitina „Delta Cryogenic Second Stage“ ir „Centaur“ viršutinę pakopą.
„Centaur ir RL10 leido mums paleisti didesnio dydžio ir svorio erdvėlaivius, kurių dydis ir svoris didesnis nei bet kuris kitas naudojamas viršutinės pakopos dizainas“, – sakė Gary Wentzas, ULA vyriausybės ir komercinių programų viceprezidentas per žiniasklaidos renginį, skirtą gairės. „Jis atliko fantastiškas misijas į Saulę, mūsų Mėnulį, asteroidus ir visas planetas [solar] sistema“.
Variklį šeštojo dešimtmečio pabaigoje sukūrė Pratt & Whitney, prižiūrint NASA Lewiso tyrimų centrui, kuris 1999 m. buvo pervadintas į NASA Johno H. Glenno tyrimų centrą Lewis Field mieste. Kentaurą iš pradžių sukūrė General Dynamics.
Kentauro viršutinė pakopa buvo išbandyta septintajame dešimtmetyje NASA Lewiso tyrimų centre. Nuotrauka: NASA Šis derinys padėjo įrodyti skysto deguonies ir skysto vandenilio, kaip raketinio kuro derinio būsimoms raketoms, gyvybingumą. Patys RL10 bus naudojami „Saturn 1“, „Atlas“, „Titan“ ir „Delta“ raketose.
Variklis taip pat patiko naudoti eksperimentinėje suborbitinėje transporto priemonėje DC-X, kurią NASA ir Gynybos departamentas naudojo vertikaliam raketos nusileidimui demonstruoti.
„Labai įdomu būti 60 metų ir tai liudija neįtikėtiną komandinį darbą tarp „Aerojet Rocketdyne“ ir ULA per visus šiuos metus, liudija visiems žmonėms, kurie visus šiuos metus dirbo prie šio gaminio, ir neįtikėtino dizaino, kuris buvo iš pradžių buvo sukurta šeštojo dešimtmečio pabaigoje“, – sakė Jimas Mausas, „Aerojet Rocketdyne“ programos vykdymo ir integravimo viceprezidentas.
Mausas teigė, kad nepaisant sėkmės, kurią jie patyrė per šimtus skrydžių su varikliais, jie ir toliau remiasi ULA šūkiu sutelkti dėmesį į paleidimą po vieną.
„Kai einame į paleidimo dieną, mes labai susitelkiame į tos dienos paleidimą“, – sakė Mausas. „Taigi, kai priartini prie didelio etapo, atsitrauki ir atpažinsi, žinai, pažiūri į viską, ką padarėme. Taigi, puiku būti komandos, kuri tai daro, dalimi, ir mes tikrai džiaugiamės, kad sukanka 60 metų.
Atlas-Centaur 2 pakyla 1963 m. lapkričio 27 d. Tai buvo pirmasis sėkmingas Kentauro paleidimas. Nuotrauka: NASA Tobulėja RL10 Šiuo metu naudojami du RL10 variantai: RL10C-1-1 ULA Atlas raketose ir RL10B-2, kuris naudojamas ULA Delta 4 Heavy ir NASA Space Launch System (SLS) raketose.
Pastarojo varianto eksploatavimo laikas yra ribotas, nes yra tik dar viena „Delta 4 Heavy“ raketa, kurią 2024 m. planuojama paleisti pagal Nacionalinės žvalgybos biuro (NRO) misiją. Vienas RL10B-2 taip pat naudojamas SLS laikinojoje kriogeninio varymo stadijoje (ICPS) pirmosioms trims Artemis misijoms į Mėnulį.
Vėlesnėse SLS versijose bus naudojama „Exploration Upper Stage“, kurią kuria „Boeing“. Jį varys keturi RL10C-3 varikliai, kurie kartu užtikrins daugiau nei 97 000 svarų (431 kN) trauką. Palyginimui, vienas RL10B-2 ant Artemis 1 ICPS pagamino apie 24 750 svarų (110 kN) traukos jėgą.
Iki šiol Mausas teigė, kad buvo atlikti aštuoni pagrindiniai RL10 variklio atnaujinimai. Kita pagrindinė variklio iteracija, RL10C-X, kuri vis dar kuriama, varys būsimą ULA būsimos Vulcan raketos versiją.
Didžiausias pokytis, pastebėtas naudojant šią variklio versiją, susijęs su priedų gamybos technologijomis, labiau žinomomis kaip 3D spausdinimas.
„Mes jau skraidome RL10 su priedų pagamintu purkštuvu, bet dabar gaminame priedus pagamintą traukos kamerą ir šiuo metu atliekame tą sertifikavimą“, – sakė Mausas. „Šis variklis užtikrins aukščiausią našumą, kokį turime šiandien, ir prailgins RL10 tarnavimo laiką ateityje.
Jimas Mausas, „Aerojet Rocketdyne“ programos vykdymo ir integravimo viceprezidentas, aptaria RL10 variklio palikimą stovėdamas priešais modelį ir ULA Centaur viršutinę sceną. Vaizdas: Will Robinson-Smith Mausas pridūrė, kad naujos gamybos technologijos taip pat leis sutaupyti, tačiau atsisakė detalizuoti sąnaudų mažinimo veiksnius.
„Tai žymiai padidino variklio kameros sąnaudas. Taip pat ant jo uždedame didelį anglies silikono antgalį, kuris skatina IPT, kad galėtume veikti gerai“, – sakė Mausas. „Ir tada turbo mechanizmai ir tai, ką aš vadinsiu galios galvute ir variklio stuburu, yra identiški tiems, kuriuos mes skraidėme dėl atsargų balanso. Taigi, kad ji ir toliau siektų labai didelio patikimumo pirmąją dieną, paleiskite pirmąją.
Konkreti paleidimo data vis dar išlieka TBD, tačiau „Maus“ teigė, kad jie ketina debiutuoti RL10C-X 2025 m. su ULA Vulcan raketa. Nepaisant to, Mausas pažymėjo, kad turi užsakymų dabartiniams RL10C-1-1 varikliams iki 2026 m.
Tiek NASA, tiek ULA vadovauja tai, ką Maus apibūdino kaip daugiau nei 150 variklių, kurie yra senų versijų ir XC variantų derinys su papildomomis gamybos ypatybėmis. Jis sakė, kad NASA vis dar sprendžia, ar jie nori įsigyti daugiau senų variklių, ar pradėti pirkti variklius, naudojančius priedų gamybos technologiją būsimoms Artemis misijoms.
Mausas teigė, kad įprastais metais „Aerojet Rocketdyne“ pagamina nuo 16 iki 18 variklių, tačiau į gamybos liniją įtraukus daugiau priedų gamybos, jie kasmet padidina iki 40 variklių.
„Greitai supratome, kad 3D spausdindami degimo kamerą tikrai galėtume gerokai pakeisti variklio kainą ir pasitikėjimą rankiniais gamintojais“, – sakė Mausas. „Taigi, pereidami nuo nerūdijančio plieno gamybos prie 3D spausdinto vario, dabar galime sukurti geometrijas, kurių negalėjome sukurti kitaip, naudodami priedų gamybą. Ir tada mes dabar galime pagaminti variklį su dideliais kiekiais ir dideliais rodikliais, kurių reikia ULA.
Klasikinis variklis, nauja raketa Mažiau nei po mėnesio ULA planuoja debiutuoti savo raketą Vulcan. Misija, pavadinta „Vulcan Cert-1“, naudos porą RL10C-1-1A variklių, kad maitintų „Centaur 5“ viršutinę pakopą ir nusiųs „Astrobotic“ „Peregrine“ mėnulio nusileidimo aparatą į Mėnulį.
Iš gamyklos Decatur mieste, Alabamos valstijoje, išsiuntus atnaujintą Centaur 5, lapkričio 19 d. ULA integravo viršutinę pakopą į Vulcan stiprintuvą. Numatyta, kad misija praskris ne anksčiau kaip 2023 m. gruodžio 24 d.
„United Launch Alliance“ (ULA) pakelia savo Centaur V viršutinę pakopą ant Vulcan Cert-1 stiprintuvo į vertikalios integracijos įrenginį (VIF), esantį šalia Kanaveralo kyšulio kosminių pajėgų stotyje esančio kosminio paleidimo komplekso-41 prieš pradinį bandomąjį skrydį. Vaizdas: ULA Gruodžio pirmoje pusėje ULA ruošiasi generalinei repeticijai, kurios metu visiškai integruota raketa „Vulcan“ bus išskleista į paleidimo aikštelę ir degalais paleidžiama taip, lyg būtų paleista. Mausas sakė, kad „Aerojet Rocketdyne“ inžinieriai naudos ausines per tą degalų tiekimo testą, kad stebėtų „Centaur“ ir kaip variklis aušinamas bei kondicionuojamas, kaip bus paleidimo dieną.
„Mes turime inžinierių, kurie peržiūri visus duomenis, gaunamus iš variklio per šlapią generalinę repeticiją, ir mes galime beveik realiu laiku suprasti, kad viskas vyksta gerai“, – sakė Mausas. „Tačiau, žinoma, po to bus atlikta duomenų peržiūra, siekiant užtikrinti, kad viskas būtų atlikta taip, kaip reikalaujama.
Ronas Fortsonas, ULA paleidimo operacijų direktorius ir generalinis direktorius, sakė, kad jie išsuks raketą į paleidimo aikštelę dieną prieš pakėlimą ir įsės į pultą, kad pradėtų atgalinį skaičiavimą maždaug 12 valandų anksčiau.
Fortsonas teigė, kad RL10C-1-1A integravimas su „Vulcan“ automobiliu vyko sklandžiai.
„Mūsų gamybinėje gamykloje viskas klostėsi gerai, o tada čia, ji jau yra visiškai surinkta, mes tiesiog suporuojame ją su savo raketa ir esame pasiruošę eiti“, – sakė Fortsonas. „Taigi, tai buvo puiki veikla“.
Fortsonas teigė, kad jis ir ULA komanda glaudžiai bendradarbiauja su „Aerojet Rocketdyne“, nes po poros metų jie debiutavo RL10C-X variklį.
Infografika, iliustruojanti Centaur 3 ir Centaur 5 viršutinių pakopų skirtumus. Grafika: ULA „Mes labai glaudžiai bendradarbiaujame su jais kurdami ir testuodami. Kai visa tai bus baigta, nekantriai lauksime, kada galėsime ją integruoti į mūsų raketą „Vulcan“, – sakė Fortsonas. „Ir tada, žinoma, mes apžvelgsime visas mūsų vykdomas misijas, atsižvelgdami į tai, kokie yra tie reikalavimai, ir įsitikinsime, kad galime patenkinti šiuos reikalavimus naudodami šį naują variklį.
Jis sakė, kad greičiausiai nebus konkretaus skrydžio profilio, kurio reikės debiutuojant RL10C-X „Vulcan“, ir pridūrė, kad „šis variklis galės padaryti viską, ko mums reikia“.
„Manau, kad ir kokius reikalavimus jam keliame, esame įsitikinę, kad šis variklis galės jį patenkinti“, – sakė Fortsonas.
„Mes laikomės bandymo filosofijos, kaip skrendant, o tai reiškia, kad variklis skrydžio metu matys tik tai, ką patyrė ant žemės, neviršydamas to, ką galime išbandyti ar analizuoti“, – sakė Mausas. „Taigi, per pastaruosius kelerius metus atlikome visus tuos bandymus, kad suprastume, kaip variklis veikia pagal Vulkano schemą.
Mausas sakė, kad laukiant RL10 skraidymo naujomis raketomis ir naujomis iteracijomis, jie laukia dar vieno svarbiausio etapo: žmonių skraidymo per komercinę įgulą ir „Artemis“ programas.
„Atvežėme astronautus į Vakarų Palm Byčą, į savo objektą, norėdami pasikalbėti su komanda apie tai, ką pristatome, ir mus labai motyvuoja matyti mūsų keleivius, stovinčius priešais kambarį ir pasakojančius, kiek daug. jie pasitiki mumis“, – sakė Mausas. „Tačiau realybė yra tokia, kad mes kuriame ir kuriame labai patikimą produktą, kuris įrodė savo patikimumą.”
