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RS-68A火箭发动机

RS-68A火箭发动机是现役推力最大的氢氧火箭发动机,推力可达320吨,真空比冲414秒,主要用来驱动德尔塔IV型重型火箭,于2021年4月在NASA斯坦尼斯航天中心完成了最终的验收测试。RS-68A是RS-68火箭发动机的改进型号,该发动机由洛克达因公司于90年代开始研发、至21世纪初结束,并在圣苏珊娜实验室制造,其设计核心目标是开发一种低成本的氢氧火箭发动机。
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RS-68A火箭发动机介绍

RS-68(即英语:Rocket System 68的缩写)是现役推力最大的氢氧火箭发动机。它的海平面推力达到2,886kN(663,000 磅力),真空推力达到3,308kN(751,000磅力),两个数据都是发动机在102%工作状态下测得的。该发动机研发于90年代开始,至21世纪初结束。其设计核心目标是开发一种低成本的氢氧火箭发动机。

性能

RS-68发动机由洛克达因的推进与动力分公司设计,并在圣苏珊娜实验室制造。它被用来驱动德尔塔四型运载火箭。出于简化和节约的设计目的,这款发动机的成本比航天飞机主发动机(SSME)低了将近80%。RS-68发动机成本只有1500万美元,而航天飞机主发动机成本是5500万。低成本的代价是RS-68的比冲相比航天飞机主发动机降低了10%,推重比也有所下降。

RS-68的流控制阀可以将控制推进剂流量在57%到102%的范围内调节。发动机采用燃气发生器循环,内置两台独立的涡轮泵。燃烧室采用了苏联发明的通道壁技术(channel-wall),即在燃烧室外层装一层壳,中空层就是冷却通道。相较于其他发动机采用数百根铜管缠绕燃烧室的设计,这种设计更重,但成本大幅降低。喷嘴内壁采用烧蚀材料,可以带走燃烧产生的大量热量,防止喷嘴过热,同时把原本无色的氢氧火箭变成了橘红色。这也使RS-68重量增加,但降低了制造难度。

RS-68最初在空军实验室(AFRL)做相关试验,后来转到斯坦尼斯航天中心。发动机的首次成功试车是在1998年9月11日,而使用该发动机的德尔塔四型运载火箭的首次试飞是在2002年11月20日。

RS-68也是德尔塔四型运载火箭公共推进核心(CBC)的一部分。

未来计划

2006年5月18日,NASA宣布战神五号上原计划使用的SSME(航天飞机主发动机)将被五台RS-68替换。NASA看中RS-68也是因为它的低廉造价。在被NASA改进后,每台RS-68的成本也只有2000万美元。NASA对RS-68的改进包括替换了一个新的烧蚀喷嘴,以适应增长的燃烧时间;缩短启动流程;更换了限制点火时氢逸出的设备;减少发射倒计时时氢的用量。改进后的RS-68的推力和比冲都会上升。战神五号已计划使用六台RS-68发动机。

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