Das Werk in Decatur, Alabama, wird die Oberstufe des zweimotorigen Atlas V Centaur fertigstellen. RL10-Motor im Jahr 2023. 27. November markiert 60 Jahre Fliegen. Bild: United Launch Alliance Ein Raketentriebwerk mit einer langen Geschichte markierte am Montag einen wichtigen Meilenstein. Es ist 60 Jahre her, dass der wasserstoffbetriebene RL10-Motor auf der Centaur-Oberstufe debütierte und 1963 von Cape Canaveral aus gestartet wurde. 27. November
Nach seinem ersten Start war das RL10-Triebwerk, das derzeit von Aerojet Rocketdyne hergestellt wird, das erste Triebwerk, das mit einer Kombination aus flüssigem Wasserstoff und flüssigem Sauerstoff betrieben wird und in den Weltraum befördert wurde. Das Ereignis ereignete sich zu einem entscheidenden Zeitpunkt für die Vereinigten Staaten, da es nur fünf Tage nach der Ermordung des ehemaligen Präsidenten John F. Kennedy stattfand.
Seitdem, vor 60 Jahren, sind 522 RL10-Triebwerke im Weltraum geflogen, wobei die meisten dieser Flüge mit Delta- und Atlas-Raketen der United Launch Alliance (ULA) durchgeführt wurden. Diese Motoren treiben die Delta Cryogenic Second Stage bzw. die Centaur Upper Stage an.
„Centaur und RL10 haben es uns ermöglicht, Raumschiffe zu starten, die größer und schwerer sind als jedes andere im Einsatz befindliche Oberstufendesign“, sagte Gary Wentz, Vizepräsident für Regierungs- und kommerzielle Programme der ULA, während einer Medienveranstaltung anlässlich dieses Meilensteins. „Er hat fantastische Missionen zur Sonne, unserem Mond, den Asteroiden und allen Planeten durchgeführt [solar] System“.
Das Triebwerk wurde Ende der 1950er Jahre von Pratt & Whitney unter der Aufsicht des Lewis Research Center der NASA entwickelt, das 1999 gegründet wurde wurde in John H. Glenn Research Center der NASA in Lewis Field umbenannt. Centaur wurde ursprünglich von General Dynamics entwickelt.
Die Centaur-Oberstufe wurde in den 1960er Jahren im Lewis Research Center der NASA getestet. Foto: NASA Die Kombination trug dazu bei, die Eignung von flüssigem Sauerstoff und flüssigem Wasserstoff als Treibstoffkombination für zukünftige Raketen zu beweisen. Die RL10 selbst werden in den Raketen Saturn 1, Atlas, Titan und Delta eingesetzt.
Der Motor wurde auch im suborbitalen Versuchsfahrzeug DC-X eingesetzt, das von der NASA und dem Verteidigungsministerium zur Demonstration der vertikalen Raketenlandung eingesetzt wurde.
„Es ist sehr aufregend, 60 Jahre alt zu sein, und es ist ein Beweis für die unglaubliche Teamarbeit zwischen Aerojet Rocketdyne und ULA im Laufe der Jahre, für alle Menschen, die all diese Jahre an diesem Produkt gearbeitet haben, und für das unglaubliche Design, das ursprünglich entwickelt wurde.“ Ende der 1950er Jahre“, sagte Jim Maus, Vizepräsident für Programmausführung und -integration bei Aerojet Rocketdyne.
Maus sagte, dass sie trotz des Erfolgs, den sie mit Hunderten von Motorflügen hatten, weiterhin dem ULA-Motto folgen, sich auf einen Start nach dem anderen zu konzentrieren.
„Wenn der Starttag beginnt, konzentrieren wir uns sehr auf den Start an diesem Tag“, sagte Maus. „Wenn man sich also einem großen Meilenstein nähert, tritt man einen Schritt zurück und erkennt, wissen Sie, man schaut sich alles an, was wir getan haben. Es ist großartig, Teil des Teams zu sein, das das tut, und wir freuen uns sehr, 60 zu werden.
Atlas-Centaur 2 hebt 1963 ab. 27. November Dies war der erste erfolgreiche Start des Centaur. Foto: NASA entwickelt RL10 Derzeit sind zwei Varianten des RL10 im Einsatz: der RL10C-1-1 auf den Atlas-Raketen der ULA und der RL10B-2, der auf den Raketen Delta 4 Heavy der ULA und Space Launch System (SLS) der NASA zum Einsatz kommt.
Die letztere Variante hat eine begrenzte Lebensdauer, da es nur noch eine Delta 4 Heavy-Rakete gibt, die 2024 gestartet wird. Der Start zu einer Mission des National Reconnaissance Office (NRO) ist geplant. Ein RL10B-2 wird auch auf der Interim Cryogenic Propulsion Stage (ICPS) von SLS für die ersten drei Artemis-Missionen zum Mond eingesetzt.
Spätere Versionen des SLS werden die Exploration Upper Stage verwenden, die von Boeing entwickelt wird. Es wird von vier RL10C-3-Triebwerken angetrieben, die zusammen mehr als 97.000 Pfund (431 kN) Schub liefern werden. Im Vergleich dazu erzeugte ein einzelner RL10B-2 auf dem Artemis 1 ICPS etwa 24.750 Pfund (110 kN) Schub.
Bisher seien am RL10-Motor acht größere Verbesserungen vorgenommen worden, sagte Maus. Die nächste große Triebwerksiteration, der RL10C-X, der sich noch in der Entwicklung befindet, wird eine zukünftige Version der zukünftigen Vulcan-Rakete von ULA antreiben.
Die größte Veränderung bei dieser Version des Motors betrifft die additive Fertigungstechnologie, besser bekannt als 3D-Druck.
„Wir fliegen den RL10 bereits mit einem additiv gefertigten Injektor, aber jetzt bauen wir eine additiv gefertigte Schubkammer und sind dabei, diese zertifizieren zu lassen“, sagte Maus. „Dieser Motor wird die höchste Leistung bieten, die wir heute haben, und die Lebensdauer des RL10 in die Zukunft verlängern.“
Jim Maus, Vizepräsident für Programmausführung und Integration bei Aerojet Rocketdyne, bespricht das Erbe des RL10-Triebwerks, während er vor einem Modell und der ULA Centaur-Oberstufe steht. Bild: Will Robinson-Smith Maus fügte hinzu, dass neue Fertigungstechnologien ebenfalls zu Einsparungen führen würden, lehnte es jedoch ab, näher auf die Faktoren einzugehen, die hinter den Kostensenkungen stehen.
„Dies hat die Kosten für die Motornockenwelle erheblich erhöht. Darüber hinaus haben wir eine große Carbon-Silikon-Spitze angebracht, die die gute Funktion des ISP fördert“, sagte Maus. „Und dann sind die Turbos und das, was ich den Antriebskopf und das Triebwerksrückgrat nenne, identisch mit dem, was wir zur Serienbilanz geflogen haben.“ Damit es vom ersten Tag an weiterhin eine sehr hohe Zuverlässigkeit erreicht, sollten Sie es am ersten Tag ausführen.
Das konkrete Startdatum steht noch nicht fest, aber Maus hat angekündigt, den RL10C-X im Jahr 2025 auf den Markt zu bringen. mit der ULA Vulcan-Rakete. Dennoch stellte Maus fest, dass bis 2026 Bestellungen für die aktuellen RL10C-1-1-Motoren vorliegen.
Sowohl die NASA als auch die ULA betreiben mehr als 150 Triebwerke, wie Maus es nannte, eine Mischung aus Legacy-Versionen und XC-Varianten mit zusätzlichen Produktionsfunktionen. Er sagte, die NASA entscheide immer noch, ob sie für zukünftige Artemis-Missionen weitere ältere Triebwerke kaufen oder mit dem Kauf von Triebwerken mit additiver Fertigungstechnologie beginnen wolle.
Maus sagte, Aerojet Rocketdyne fertige in einem typischen Jahr 16 bis 18 Triebwerke, aber durch die Erweiterung der Produktionslinie durch zusätzliche additive Fertigung komme es auf bis zu 40 Triebwerke pro Jahr.
„Wir haben schnell erkannt, dass wir durch den 3D-Druck der Brennkammer einen großen Unterschied bei den Motorkosten und der Abhängigkeit von manuellen Herstellern machen können“, sagte Maus. „Durch den Übergang von der Edelstahlfertigung zum 3D-gedruckten Kupfer können wir jetzt Geometrien erstellen, die wir mit additiver Fertigung sonst nicht schaffen könnten.“ Und dann können wir jetzt den Motor mit den großen Stückzahlen und hohen Leistungen produzieren, die ULA benötigt.
Klassischer Motor, neue Rakete In weniger als einem Monat plant ULA die Einführung seiner Vulcan-Rakete. Die Mission mit dem Namen Vulcan Cert-1 wird ein Paar RL10C-1-1A-Triebwerke verwenden, um die Oberstufe von Centaur 5 anzutreiben und den Mondlander Peregrine von Astrobotic zum Mond zu schicken.
Nach der Auslieferung des generalüberholten Centaur 5 aus der Fabrik in Decatur, Alabama, am 19. November. ULA hat die Oberstufe in den Vulcan-Verstärker integriert. Der Flug der Mission ist frühestens 2023 geplant. 24. Dezember
Die United Launch Alliance (ULA) hebt ihre Centaur V-Oberstufe auf einem Vulcan Cert-1-Booster vor ihrem ersten Testflug in die Vertical Integration Facility (VIF) in der Nähe des Space Launch Complex-41 auf der Space Force Station in Cape Canaveral. Bild: ULA In der ersten Dezemberhälfte bereitet sich ULA auf eine Generalprobe vor, bei der die voll integrierte Vulcan-Rakete zur Startrampe gebracht und wie beim Start betankt wird. Maus sagte, dass die Ingenieure von Aerojet Rocketdyne während dieses Betankungstests Headsets verwenden werden, um den Centaur zu überwachen und zu überwachen, wie das Triebwerk gekühlt und konditioniert wird, wie es am Starttag der Fall sein wird.
„Wir haben Ingenieure, die sich während der nassen Generalprobe alle vom Motor kommenden Daten ansehen, und wir können fast in Echtzeit feststellen, dass alles gut läuft“, sagte Maus. „Aber natürlich wird es im Anschluss eine Überprüfung der Daten geben, um sicherzustellen, dass alles wie erforderlich durchgeführt wird.“
Ron Fortson, Direktor für Startoperationen und CEO der ULA, sagte, dass man die Rakete am Tag vor dem Start in die Startrampe rollen und die Konsole besteigen werde, um den Countdown etwa 12 Stunden früher zu starten.
Fortson sagte, die Integration des RL10C-1-1A in das Vulcan-Fahrzeug verlief reibungslos.
„In unserer Produktionsanlage lief alles gut, und dann ist es fertig montiert, wir koppeln es einfach an unsere Rakete und schon kann es losgehen“, sagte Fortson. „Es war also eine tolle Aktivität.“
Fortson sagte, er und das ULA-Team hätten seit der Einführung des RL10C-X-Triebwerks vor einigen Jahren eng mit Aerojet Rocketdyne zusammengearbeitet.
Infografik, die die Unterschiede zwischen den oberen Stufen von Centaur 3 und Centaur 5 veranschaulicht. Grafik: ULA „Wir arbeiten bei der Entwicklung und beim Testen sehr eng mit ihnen zusammen. „Sobald das alles erledigt ist, freuen wir uns darauf, es in unsere Vulcan-Rakete zu integrieren“, sagte Fortson. „Und dann werden wir natürlich alle Missionen, die wir durchführen, auf der Grundlage dieser Anforderungen prüfen und sicherstellen, dass wir diese Anforderungen mit diesem neuen Motor erfüllen können.“
Er sagte, dass für das Vulcan-Debüt der RL10C-X wahrscheinlich kein spezifisches Flugprofil erforderlich sei, und fügte hinzu, dass „dieser Motor alles tun kann, was wir von ihm benötigen.“
„Ich denke, welche Anforderungen wir auch immer stellen, wir sind zuversichtlich, dass dieser Motor sie erfüllen wird“, sagte Fortson.
„Wir folgen einer Test-as-in-flight-Philosophie, was bedeutet, dass das Triebwerk im Flug nur das sieht, was es am Boden erlebt, über das hinaus, was wir testen oder analysieren können“, sagte Maus. „Deshalb haben wir in den letzten Jahren all diese Tests durchgeführt, um zu verstehen, wie der Motor im Vulcan-Schema funktioniert.
Maus sagte, während sie darauf warten, dass die RL10 mit neuen Raketen und neuen Iterationen fliegt, freuen sie sich auf einen weiteren wichtigen Meilenstein: die Beförderung von Menschen durch die kommerzielle Besatzung und die Artemis-Programme.
„Wir haben Astronauten zu unserer Einrichtung in West Palm Beach gebracht, um mit dem Team darüber zu sprechen, was wir liefern, und es ist sehr motivierend zu sehen, wie unsere Passagiere vor dem Raum stehen und sagen, wie viel.“ Sie vertrauen uns“, sagte Maus. „Aber die Realität ist, dass wir ein sehr zuverlässiges Produkt entwerfen und bauen, das seine Zuverlässigkeit unter Beweis gestellt hat.“