RL60
Planned US hydrolox rocket engine, intended to replace the RL10
RL60
原産国アメリカ合衆国
デザイナープラット・アンド・ホイットニー
応用上段エンジン
状態開発中止
液体燃料エンジン
推進剤LOX / LH 2
混合比4.5から6.2
サイクルエキスパンダーサイクル
パフォーマンス
推力、海面266.9  kN（60,000  lbf）
推力重量比51
チャンバー圧力83 バール（8.3  MPa; 1,200  psi）
比推力、真空465秒（4.56 km/s）
再起動45
寸法
長さ2.23 メートル（7.3 フィート）
直径2.29 メートル（7.5 フィート）
乾燥質量1,100 ポンド
参考文献
参考文献[1]

RL60は、アメリカ合衆国のプラット・アンド・ホイットニー社が設計した液体燃料極低温ロケット エンジンで、極低温液体水素と液体酸素を推進剤とする。このエンジンはエキスパンダーサイクルで作動し、主燃焼過程から吸収された廃熱を利用してターボポンプを駆動する。この高効率の廃熱利用燃焼サイクルと高性能液体水素燃料を組み合わせることで、エンジンは真空状態で最大465秒という非常に高い比推力を達成することができる。このエンジンは、エアロジェット・ロケットダインRL10の後継機として計画され、RL10の搭載範囲を維持しながら、性能と効率を向上させた。[1]

RL60は、高推力のRL10B-2に大幅な改良を加える予定だった。エンジン再始動回数は最大45回（RL10B-2の15回から増加）、エンジン寿命は550秒延長（+15.7%）、推力は2倍になるなどだ。[1] RL10B-2と同様に、RL60は放射冷却式の伸縮ノズルを搭載する予定だった。[2] RL60は、2000年代初頭の使い捨て打ち上げ要件と有人ミッションの進化するニーズを満たすように設計された。[3]

説明

RL60は、液体水素と液体酸素を燃焼させるエキスパンダーサイクルの液体燃料極低温ロケットエンジンです。エンジンサイクルはRL10と実質的に同一ですが、いくつかの重要な変更点があります。

RL10 からのその他の主な変更点は次のとおりです。

  • わずかに再設計された点火システム（デュアルダイレクトスパークイグナイター; DDSI）[2]
  • 高熱負荷銅管状燃焼室、より高いタービン出力とエキスパンダーサイクルエンジンで最高の燃焼室圧力を実現[2]
  • チャンバー圧力が2倍になり、推力も2倍になる（10%の成長マージン）[2]
  • エンジン寿命がわずかに長くなる
  • エンジンの再始動回数が3倍になります。

RL60 は米国で設計、統合、テストされていますが、エンジンの複数のコンポーネントは国際的なパートナーから調達されています。

歴史

RL60は、1999年に開始された商用極低温先進上段エンジン（cCAUSE）プログラムに端を発しています。このプログラムは、推力220 kN（50,000 lbf）クラスのエンジンとして計画されたRL50プログラムへと発展しました。RL50プログラムはその後、計画中のRL50と、アリアングループの 180 kN推力拡張サイクル液体水素/液体酸素上段エンジンであるヴィンチエンジンの両方の要件と機能を包含する極低温エンジンの開発へと発展しました。RL50エンジンは、米国と欧州の使い捨て打ち上げロケットの上段エンジンとして機能することが意図されており、欧州のアリアン5と将来の米国のアトラスおよびデルタロケットで共通エンジンを共有することで、効果的なコスト管理と規模の経済性を実現することが目的でした。[2] [4] RL10のカーボン複合材ノズルの供給元であるスネクマとプラット・アンド・ホイットニーの協力計画の結果、RL50エンジンはSPW2000（スネクマ-P&W、2000は年を示す）と命名された。[4] [2]

しかし、RL50プログラムはESAに全面的に受け入れられなかった。[5] SPW2000プログラムはESAに却下され、2000年6月22日に中止された。[5]プラット・アンド・ホイットニーは、設計推力60,000lbfにちなんで名付けられた独自のRL60プログラムの下でプロジェクトを再開した。RL60デモンストレータープログラムは2000年末に開始され、2003年初頭に本格的な開発に入る予定だった。[2]

2003年、プラット・アンド・ホイットニー・スペース・プロパルジョン社は、RL60エンジンの作業の90%を完了していた。[3] RL60は米国で製造およびテストされることになっており、主要コンポーネントは4つの国際的な業界戦略的サプライヤーから提供されることになっていた。スウェーデンのボルボ・エアロ（再生冷却ノズル）、日本の石川島播磨重工業（IHI）（液体水素2ターボポンプ）、ベルギーのテックスペース・エアロ（液体水素2入口および液体酸素制御弁）、およびロシアの化学自動設計局（CADB）（液体酸素ターボポンプ）。プラット・アンド・ホイットニーは、エンジンのシステムエンジニアリングと統合を行うだけでなく、インジェクターアセンブリと点火システム、制御システムと付随するバルブと配管、および主燃焼室で構成されるエンジン の推力室アセンブリ（TCA）も製造することになっていた。[1]このテストの結果、未知の（機密扱いの）異常が発生しました。異常の根本原因は特定され、2回目のテストが計画されましたが、将来の市場機会とタイミングが不透明であったため、異常からの回復に向けた活動は遅延しました。[6]

エンジンの開発テストは、2005年初頭に最初のフルスケールエンジンのテストを完了し、2006年にエンジンの認定と認証を取得する予定でした。RL60の生産と顧客への飛行エンジンの納入は、2006年半ばに開始される予定でした。[2]

参照

  • RL60の前身であるRL10
  • ヴィンチ、欧州エキスパンダーサイクルLOX/LH 2エンジンSPW2000プログラムで代替することを意図していた
  • RD-0146 、プラット・アンド・ホイットニーと共同開発されたロシアのエキスパンダーサイクルLOX/LH 2エンジン
  • MARC-60 （MB-60）は、 2000年代初頭に米国のボーイングと日本の三菱重工業の共同開発で設計された、同じ推力クラスのLOX/LH 2エキスパンダーサイクルエンジンです[7]
  • YF-75D、中国のエキスパンダーサイクルLOX/LH 2エンジン

参考文献

  1. ^ abcd Bullock, J.; Popp, M. ( 2003年7月20日). 「RL60デモンストレーターエンジンの設計、製造、および試験」. AIAA/ASME/SAE/ASEE共同推進会議および展示会. 39. doi :10.2514/6.2003-4489. ISBN 978-1-62410-098-7. 2022年8月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  2. ^ abcdefghijklm Bullock, JR; Popp, M. (2002年5月). 「Pratt & Whitney RL60エンジンのプログラム状況」. AAAF 21世紀宇宙輸送国際シンポジウム. 6. AAAF-2002-S.10.2.
  3. ^ ab 「Pratt & Whitney's RL60 Moves Closer to Completion」（プレスリリース）Pratt & Whitney、2003年4月22日。2012年3月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2012年6月1日閲覧。
  4. ^ ab “Spaceflight Now | Breaking News | Pratt、新型上段ロケットエンジンを開発へ”. spaceflightnow.com . 2021年3月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年3月29日閲覧。
  5. ^ ab "SPW-2000". astronautix.com . 2016年12月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。2021年3月29日閲覧。
  6. ^ サンティアゴ、ホルヘ；ブロック、ジェームズ（2004年7月11日）「RL60 - 上段エンジンの進化における次のステップ」第40回AIAA/ASME/SAE/ASEE共同推進会議・展示会。共同推進会議。フロリダ州フォートローダーデール：アメリカ航空宇宙学会。doi : 10.2514/6.2004-3529。ISBN 978-1-62410-037-6。
  7. ^ “MB-60”. www.astronautix.com . 2016年8月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年3月29日閲覧。
  • P&Wファクトシート
  • P&W写真
  • RL-60エンジンのAstronautixウェブページ
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