RL10火箭发动机

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RL10发动机参数表

RL10火箭发动机是美国研制的第一种液氢燃料火箭发动机,其改进版现用于多种运载器,農神五號S-IV级使用六台,半人马座上面级使用一至两台,德尔塔-4运载火箭上面级使用一台。曾有提案将该发动机用于農神一号,農神一B号,農神五號太空梭

该发动机第一次地面试车实在1959年,成品的第一次飞行是在1963年11月27日。[1]在这次飞行中,两台RL10A-3驱动宇宙神火箭的半人马座上面级。这次飞行是用来检验火箭结构完整性和性能表现。[2]


原始RL10性能参数[编辑]

  • 推力(高空): 15,000 lbf (66.7 kN)
  • 燃烧时间: 470 s
  • 工作循环: 膨胀循环
  • 比冲: 433 s (4.25 kN·s/kg)
  • 干重: 298 lb (135 kg)
  • 高度: 68 in (1.73 m)
  • 直径: 39 in (0.99 m)
  • 喷管膨胀比: 40:1
  • 推进剂: 液氧 & 液氢
  • 推进剂流量: 35 lb/s (16 kg/s)
  • 承包商: 普惠公司(洛克达因)
  • 应用: 農神一号 / S-IV 6台,半人马座上面级 2台
德尔塔四型使用两台RL10B-2

现行设计[编辑]

RL10一直在改进,最新型号是RL10B-2,用于德尔塔四型第二级,德尔塔三型第二级。为了提高性能,现行设计已比RL10原设计变化很大,其中一个显著变化是采用可延长喷管,使用电控万向节以减轻重量并增加可靠性。目前发动机比冲为462 s,排气速度4.53 km/s。

RL10B-2
  • 推力 (高空): 24,750 lbf (110.1 kN)
  • 工作循环: 膨胀循环
  • 燃烧时间: 1,152 秒
  • 比冲: 462 s (4.53 kN·s/kg)
  • 干重: 664 lb (301 kg)
  • 高度: 163 in (4.14 m)
  • 直径: 87 in (2.21 m)
  • 膨胀比: 250:1
  • 混合比: 5.88:1
  • 推进剂: 液氢&液氧
  • 推进剂流量: 氧化剂 41.42 lb/s (20.6 kg/s), 燃料 7.72 lb/s (3.5 kg/s)
  • 承包商: 普惠
  • 应用: 德尔塔三型/四型 第二级 1台

RL10B-2燃烧室的一处焊接裂缝被查证时导致运送猎户座-3通信卫星的德尔塔三型运载火箭失败的元凶。[3]

另一个改进版本是RL10A-4-2,用于宇宙神五号的上面级。

RL10的其他应用[编辑]

四台经改进可节流的RL10A-5用于麦道公司的DC-X

DIRECT计划的3.0版本提议使用一系列有公共核心级的火箭来代替战神一号战神五号。推荐将RL10作为提案中J-246和J-247运载器的第二级发动机。[4]计划采用7台RL10组成的木星上面级代替战神五号的地球出发级

RL10的未来应用[编辑]

2005年,NASA宣布獵戶座太空船计划,其中月球着陆舱(LSAM)的下降段和上升段都采用氢氧发动机(上升段原始计划采用液氧/甲烷发动机)。出于推进剂的考虑,且计划飞船将从赤道轨道降落到月球极地区域,NASA决定采用四台RL10为下降段提供主动力。

目前,用于德尔塔三型/四型的RL10B-2推力可低至最大推力的20%,但由于月球着陆舱需要在月面盘旋并平稳着陆,RL10需要改进到最力10%的推力,此外加强性能和应用于载人太空船的改进也必须进行。采用RL10使NASA在登月项目上节约大量资金。

通用可扩展低温发动机[编辑]

通用可扩展低温发动机(CECE)是用于研发具有良好节流性能的RL10的试验品,NASA与洛克达因公司签订了CECE验证机制造协议。[5]2007年它成功达到了11:1的节流比,但尚未间歇性燃烧现象。[6]2009年,NASA宣布试验成功从104%节流到8%,是同类发动机的新纪录。间歇性燃烧现象也被改进后的喷注器和推进剂餵送系统消除。[7]

参考[编辑]

  1. ^ Renowned Rocket Engine Celebrates 40 Years of Flight. Pratt & Whitney. November 24, 2003. 
  2. ^ Atlas Centaur 2. NASA NSSDC. 
  3. ^ Delta 269 (Delta III) Investigation Report (PDF). Boeing. 
  4. ^ Jupiter Launch Vehicle – Technical Performance Summaries (html). [2009-07-18]. (原始内容存档于2009-06-08). 
  5. ^ CECE. United Technologies Corporation. 
  6. ^ Throttling Back to the Moon. NASA. 2007-07-16. 
  7. ^ NASA Tests Engine Technology for Landing Astronauts on the Moon. NASA. Jan. 14, 2009. 


外部链接[编辑]