RL60
RL60 | 이 글은 독자들에게 혼란스럽거나 불명확할 수 있다.(2021년 7월)(이를 과 시기 |
| 원산지 | 미국 |
|---|---|
| 디자이너 | 프랫 앤 휘트니 |
| 적용 | 상부 스테이지 엔진 |
| 상태 | 개발 중단 |
| 액체연료엔진 | |
| 추진제 | LOX / LH2 |
| 혼합비 | 4.5~6.2 |
| 사이클 | 익스팬더 사이클 |
| 퍼포먼스 | |
| 추력, 해수면 | 200–250 kN(50,000–65,000 lbf) |
| 추력 대 중량 비 | 51 |
| 챔버 압력 | 83bar(8.3MPa, 1200psi) |
| 특정 임펄스, 진공 | 465초(4.56km/초) |
| 다시 시작 | 45 |
| 치수 | |
| 길이 | 2.23m(7.3ft) |
| 지름 | 2.29m(7.5ft) |
| 건조중량 | 499kg(1100lb) |
RL60은 프랫 앤 휘트니가 미국에서 설계한 액체연료 극저온 로켓 엔진으로 극저온 액체수소와 액체산소 추진체를 태웠다.엔진은 팽창 사이클로 작동하며, 주 연소 과정에서 흡수된 폐열로 터보펌프를 작동시킨다.고성능 액체 수소 연료와 결합된 고효율 폐열 기반 연소 사이클은 엔진이 진공 상태에서 최대 465초의 매우 높은 특정 임펄스에 도달할 수 있게 한다.이 엔진은 에어로젯 로켓디네 RL10의 보다 유능한 후속 기종으로 계획되어 RL10의 설치 범위를 유지하면서 성능과 효율을 향상시켰다.[1]
RL60은 최대 45개의 엔진 재시동(RL10B-2의 경우 최대 15개), 550초 더 긴 엔진 수명(+15.7%) 및 2배의 추력 등 고신뢰 RL10B-2에 대한 주요 개선사항을 포함시킬 계획이었다.[1]RL10B-2와 마찬가지로, RL60은 복사 냉각 확장형 노즐을 포함하도록 계획되었다.[2]RL60은 2000년대 초반의 소모성 발사 요건과 인간 등급의 임무에 대한 변화하는 요구를 충족시키기 위해 설계되었다.[3]
설명
RL60은 액체 수소와 액체 산소를 연소시키는 팽창기 사이클의 액체 연료 극저온 로켓 엔진이다.엔진의 주기는 RL10과 사실상 동일하며, 일부 주요 변경 사항은 다음과 같다.
- LOX 터보펌프는 기어 구동 시스템[2] 대신 별도의 터빈 및 터빈 바이패스 밸브에 의해 구동됨
- 낮은 추진제 흡입 압력을 수용하고 더 높은 메인 펌프 회전 속도를 허용하기 위해 LH2 및 LOX 부스트 펌프를 추가한다.[2]
RL10에서 변경된 기타 주요 사항은 다음과 같다.
- 약간 재설계된 점화 시스템(듀얼 다이렉트 스파크 점화 스위치, DDSI)[2]
- 고열 부하 구리 관형 연소실, 터빈 출력을 훨씬 높이고 확장기 사이클 엔진에서[2] 달성한 최고 챔버 압력을 가능하게 함
- 두 배 높은 챔버 압력, 두 배 높은 스러스트 동반(10% 성장 마진)[2]
- 엔진 수명이 약간 길다.
- 엔진 재시동 횟수의 3배
RL60이 미국에서 설계, 통합 및 테스트되는 동안 엔진은 국제 파트너로부터 여러 구성 요소를 공급받는다.
역사
RL60은 1999년에 시작되어 계획된 220 kN (50,000 lbf) 추력 등급 엔진인 RL50 프로그램을 실현한 최초의 상용 극저온 어드밴스드 어퍼 스테이지 엔진(cCASE) 프로그램에서 출발한다.이후 RL50 프로그램은 계획된 RL50과 유럽 180 kN 추력팽창 사이클 LH2/LOX 상부 단계 엔진인 ArianeGroup의 빈치 엔진 모두의 요구 사항과 기능을 포괄하는 극저온 엔진을 개발하기 위해 진화되었다.RL50 엔진이 미국과 유럽 양쪽의 소모품 발사 차량의 상위 단계 엔진으로 기능하여 유럽 아리아인 5와 미래 아틀라스 및 델타 미국 차량 사이에 공유된 공통 엔진을 통해 효과적인 비용 관리와 규모의 경제를 달성하고자 하는 의도였다.[2][4]RL10의 탄소-탄소 복합 노즐 제공 업체인 스네크마와 프랫 앤 휘트니 노력의 계획적인 협력은 RL50 엔진이 SPW2000(Snecma-P&W; 2000은 해를 가리킴)[4][2]으로 지정되는 결과를 낳았다.
그러나, RL50 프로그램은 ESA에 의해 완전히 받아들여지지 않았다.[5]따라서 SPW2000 프로그램은 ESA에 의해 거부되어 2000년 6월 22일 SPW2000 프로그램이 취소되었다.[5]Pratt & Whitney는 6만 lbf의 설계 추력 수준을 확인하기 위해 자체 RL60 프로그램으로 프로젝트를 재설립했다.RL60 시승 프로그램은 2000년 말 시작되었으며, 2003년 초 본격적인 개발에 들어갈 계획이었다.[2]
2003년에 Pratt & Whitney Space Proprovision은 RL60 엔진에 대해 90%의 작업이 완료되었다.[3]RL60은 4개의 국제 산업 전략 공급업체인 스웨덴의 Volvo Aero(재생 냉각 노즐)가 제공하는 핵심 구성 요소로 미국에서 제작 및 테스트될 예정이었다.일본의 이시카와지마-하리마 중공업(IHI) (LH 터보펌프);벨기에의 Techspace Aero(LH 흡입구 및 LOX 컨트롤 밸브)와 러시아의 CADB(Chemical Automatics Design Bureau, LOX 터보펌프).Pratt & Whitney는 엔진에 대한 시스템 엔지니어링과 통합을 수행할 뿐만 아니라, 인젝터 어셈블리와 점화 시스템, 제어 시스템과 수반되는 밸브 및 배관, 주 연소실로 구성된 엔진의 스러스트 챔버 어셈블리(TCA)를 제조했을 것이다.[1]2003년 9월, 엔진용 최초의 연소실이 시험용으로 납품되었다.이 테스트는 알 수 없는 (분류된) 이상 현상을 초래했다.변칙의 근본 원인을 규명하고 2차 검사를 계획했으나, 향후 시장 기회와 시기가 불확실해 변칙으로부터 회복하려는 활동이 둔화되었다.[6]
엔진의 개발시험은 2005년 초 첫 번째 풀스케일 엔진의 시험에서 정점을 찍고, 그 후 2006년에 엔진 자격증 취득을 목표로 계획되었다.RL60의 생산과 고객에 대한 비행 엔진의 납기는 2006년 중반에 시작할 계획이었다.[2]
참고 항목
- RL60의 전신인 RL10
- 빈치, 유럽형 익스팬더 사이클 LOX/LH 엔진, SPW2000 프로그램 교체 예정
- RD-0146, Pratt & Whitney의 공동 개발로 LOX/LH 엔진
- MARC-60(MB-60), 2000년대[7] 초 미국 보잉사와 일본 미쓰비시중공업이 공동노력으로 설계한 같은 추력급 LOX/LH 익스팬더 사이클 엔진이다.
- YF-75D, 중국형 익스팬더 사이클 LOX/LH 엔진
참조
- ^ a b c Bullock, J.; Popp, M. (20 July 2003). "RL60 Demonstrator Engine Design, Manufacturing, and Test" (PDF). AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit. 39. doi:10.2514/6.2003-4489. ISBN 978-1-62410-098-7. Archived from the original (PDF) on 29 February 2020.
- ^ a b c d e f g h i j k l m Bullock, J.R.; Popp, M. (May 2002). "Program Status of the Pratt & Whitney RL60 Engine". AAAF International Symposium for Space Transportation of the XXIst Century. 6. AAAF-2002-S.10.2.
- ^ a b "Pratt & Whitney's RL60 Moves Closer to Completion" (Press release). Pratt & Whitney. April 22, 2003. Archived from the original on March 23, 2012. Retrieved June 1, 2012.
- ^ a b "Spaceflight Now Breaking News Pratt to develop new upper stage rocket engine". spaceflightnow.com. Archived from the original on 14 March 2021. Retrieved 2021-03-29.
- ^ a b "SPW-2000". astronautix.com. Retrieved 2021-03-29.
- ^ Santiago, Jorge; Bullock, James (2004-07-11). "RL60 - The Next Step in the Evolution of Upperstage Engines". 40th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit. Joint Propulsion Conferences. Fort Lauderdale, Florida: American Institute of Aeronautics and Astronautics. doi:10.2514/6.2004-3529. ISBN 978-1-62410-037-6.
- ^ "MB-60". www.astronautix.com. Retrieved 2021-03-29.