RS-25 – spoutaná síla

Motor RS-25

Kdo se, byť jen okrajově, pohybuje kolem kosmonautiky, ten nemohl v posledních letech minout informace o nové éře americké kosmonautiky, která počítá s lety k asteroidům a jednou třeba možná i k Marsu. Umožnit to má nová kosmická loď Orion a hlavně těžkotonážní raketa SLS – Space Launch System. Zamysleli jste se ale někdy nad tím, co bude toto monstrum pohánět? Jaká neuvěřitelná síla bude potřebná k tomu, aby se na oběžnou dráhu dopravilo minimálně 70 tun nákladu, se kterými počítají první verze rakety? To přitom není vše, SLS se bude nadále vyvíjet a ve finále bude na nízkou oběžnou dráhu nosit 130 tun nákladu. To překoná i dosavadního rekordmana – lunární Saturn V. Klíčovou úlohu budou v tomto případě hrát motory RS-25 a právě o nich bude pojednávat náš dnešní článek.

Centrální stupeň chystané superrakety SLS bude necelých 65 metrů vysoký. Jeho průměr bude 8,4 metru. Díky použité slitině s označením Aluminium 2219 bude nenatankovaný stupeň vážit „jen“ 85 tun. Ve svých útrobách bude skrývat dvě velké nádrže – spodní (a větší) bude určená pro kapalný vodík, horní (a menší) poslouží k uskladnění kapalného kyslíku. Na spodní části centrálního stupně najdeme svazek 4 motorů RS-25, které budou svoje pohonné látky čerpat z výše jmenovaných nádrží. Výrobu centrálního stupně rakety SLS zajistí společnost Michoud Assembly Facility z New Orleans, kde vznikaly třeba externí nádrže pro raketoplány. Hlavní zodpovědnost za chování celého stupně má společnost Boeing, která dodá kupříkladu avioniku. O motory RS-25 se pro změnu postará firma Aerojet Rocketdyne z kalifornského Sacramenta.

Vizualizace centrálního stupně rakety SLS (70 tunová varianta)

Vizualizace centrálního stupně rakety SLS (70 tunová varianta)
Zdroj: http://www.nasa.gov/

Motory RS-25 nejsou na trhu žádnou novinkou, pod označením SSME létaly na raketoplánech a mohou se chlubit tím, že při všech 135 startech pracovaly spolehlivě a nikdy si nepřipsaly vážnou závadu. Pokud bychom sečetli délky trvání všech zkušebních zážehů a ostrých letů, pak motory SSME pracovaly 280 hodin! Byly také prvním znovupoužitelným raketovým motorem v historii. Parádní výkony těchto motorů tedy neušly pozornosti konstruktérů rakety SLS. Zaujala je především spolehlivost a také tah 232 tun na jeden motor.

V NASA rádi přirovnávají motory RS-25 ke komiksovému Supermanovi. Na první pohled vypadá motor docela obyčejně, skoro jako Clark Kent v běžném životě. Ale při zážehu se naplno projeví jeho síla a stane se z něj skutečný Superman. Ostatně tahle čísla to dokládají víc než dobře.

Palivová turbína na motoru RS-25 je tak výkonná, že pokud by na ni byl místo čerpadla připojený elektrický generátor, dokázala by zásobovat 11 lokomotiv, 1 315 elektrických aut Toyota Prius, nebo 1 231 519 iPadů. Vyrobená energie by pomohla osvítit 15 750 kilometrů silnic pouličním osvětlením. To je pro lepší představu zhruba srovnatelné s městy jako je Chicago, Los Angeles, nebo New York.
Tlak dosahovaný uvnitř motoru RS-25 je srovnatelný s tlakem, kterému je vystavena ponorka potopená do hloubky téměř 5 kilometrů pod vodní hladinu.
Při startu spálí 4 motory 5 500 litrů paliva a okysličovadla / sekundu. Každou sekundu tedy spolykají více než 5,5 m3 zásob!

Detail na motory SSME při startu mise STS-110

Detail na motory SSME při startu mise STS-110
Zdroj: http://upload.wikimedia.org/

„Ve Spojených státech je jen jeden motor, který kombinuje vysoký tah se spolehlivostí – je jím RS-25,“ řekl na konto těchto motorů Mike Kynard, ředitel oddělení pro motory na kapalná paliva na Marshallově středisku. Kdo by si ale myslel, že se na „starých“ SSME nic nezměnilo, ten by se mýlil. SLS bude potřebovat větší tah než raketoplány. Centrální stupeň bude mít větší nádrže než měly raketoplány a hlavně – na oběžnou dráhu se bude vynášet těžší náklad. Kvůli tomu se musel jednak zvýšit počet motorů ze tří na čtyři. Kromě toho technici ladí motory tak, aby z nich dostali ještě vyšší výkon.

Motory na raketoplánech mohly pracovat maximálně na 104,5% doporučeného výkonu. Díky analýze teplot a dalších faktorů se podařilo dosáhnout výkonu na hranici 109%. V roce 2014 začne testování 16 připravených motorů RS-25 na zkušebním stanovišti A-1 ve Stennisově středisku. Na stanovišti momentálně probíhají úpravy, které mají posloužit k testování motorů RS-25. Až doposud se zde testovaly hlavně motory J2-X, které se použijí na horním stupni rakety SLS.

Na motory nečeká nic snadného – budou se testovat při nejrůznějších podmínkách. Bude se třeba zkoušet, jak se zachovají při dvojnásobně dlouhém zážehu, než jaký je bude čekat v ostrém provozu. Ještě než se motory RS-25 dostanou na skutečnou startovní rampu, bude na ně čekat mnoho zkoušek – v roce 2016 by se ve Stennisově středisku mělo přejít k pokročilým strukturálním zkouškám, při kterých se budou dělat statické zážehy nejen samotných motorů, ale kompletně celého centrálního stupně. O rok později by se měla SLS poprvé vydat k obloze a vyslat nepilotovanou kosmickou loď Orion k Měsíci.

Animace startující rakety SLS s detailem na motory RS-25.

Animace startující rakety SLS s detailem na motory RS-25.
Zdroj: http://www.nasa.gov/

Zdroje informací:
http://www.nasa.gov/
http://www.nasa.gov/
http://en.wikipedia.org/

Zdroje obrázků:
http://www.nasa.gov/sites/default/files/rs-25_engine_test_2_1.jpg?itok=sP6Sksa7
http://www.nasa.gov/pdf/756702main_SLS_Core_Stage.pdf
http://upload.wikimedia.org/…/773px-020408_STS110_Atlantis_launch.jpg
http://www.nasa.gov/sites/default/files/sls_launch_closeup_engines_at_liftoff.png

RS-25 - spoutaná síla, 2.5 out of 5 based on 19 ratings
Pin It
(Visited 1 501 times, 1 visits today)
Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 2.5/5 (19 votes cast)
(Visited 1 501 times, 1 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


9 komentářů ke článku “RS-25 – spoutaná síla”

  1. Croco napsal:

    Při přečtení úctyhodných parametrů tohoto motoru mne napadlo jediné – je na čase začít stavět výtah.

  2. Honza napsal:

    Tlak v motoru RS-25 je dle wikipedie cca 200 atmosfér. Pokud je to pravda odpovídá to spíš hloubce 2km než 5km.

    Jinak motor je to moc pěkný, byl navržen pro opakované použití v raketoplánu, životnost by měl mít v řádu hodin provozu. Takový šperk mezi raketovými motory. Na jednorázové použití v prvním stupni, kde se pokaždé všechny exempláře „utopí“ v oceánu je to podle mě celkem luxus.

    Co se týče výkonu, tak proti motorům F1 (Saturn 5) nebo RD170 je to vlastně jenom drobeček.
    Překvapilo mě, že tah takového motoru je jenom čtyřikrát větší, než tah motoru běžného dopravního letounu (např. B777)

    • Dušan Majer napsal:

      Vycházel jsem z údajů, které jsou uvedené v press-kitu a článku na webu NASA.
      Jinak samozřejmě souhlasím s tím, že je to nádherný kus techniky.

    • rexino napsal:

      Tak tak… SSME sú oproti F1 pľuvatka slabé.. 😀 Jeden F1 bol silnejší ako všetky 3 SSME na raketoplánoch 😀 A Staturn 5 šľahal plamene pol kilometra pod seba… SSME davajú iba taký skôr neviditeľný modrasti plamienok… vec názoru no 😀

      • Ondřej Šamárek napsal:

        Ono to je i tím, že SSME jely na LH/LOX, zatímco F1 polykaly kerolox. Kerosin je pravda takový barevnější a efektnější (nikoli však efektivnější)…

    • Michael Voplatka napsal:

      V oceánu se sice utopí, ale mají radši rezivět někde v hangáru? Jsou to vlastně motory skoro zadarmo, které uživí několik prvních raket SLS. Ty další, které se budou vyrábět až ve dvacátých letech, už budou ale jiné a u nich už se určitě nebude dbát na znovupoužitelnost, tudíž by se to mělo odrazit i na ceně.

      • Honza napsal:

        Pokud už se nebude u nových motorů dbát na znovupoužitelnost, odrazí se to asi na ceně, ale taky na spolehlivosti.

        Já mít takovej motor a skušenosti s tepelnou ochranou z raketoplánů, postavím konečně opravdu levný miniraketoplán pro pár lidí bez nákladového prostoru. A ne Apollo II, přistávající do oceánu s asistencí poloviny „USA home fleet“.

        • Racek napsal:

          No, o tý levnosti bych si dovolil trochu pochybovat, ono dost často zjednodušení velmi často přináší naopak růst nákladů. Ono totiž nový nebo modernizovaný výrobek vyžaduje docela dlouhou řadu zkoušek, konstrukčních prací, nových přípravků či speciálních materiálů a pod. to se samozřejmě rozpustí v ceně nového výrobku ( u starého tyto výdaje jsou již amortizovány) a u malosériové produkce je rozdíl docela velký. Sám jsem to ve své praxi několikrát zažil.

          Na druhé straně, na začátku se vždy slibuje a šermuje se s čísly. Třeba zrovna u raketoplánu, však si to řada z nás pamatuje, co se slibovalo.

          Tím ovšem nechci říci, že se modernizace nemá provádět. V tomto případě je to prostě nutnost. Stavět budoucnost na třicet let staré konstrukci, která navíc neměla mnoho let žádný vývoj a je pro nový účel poněkud předimenzovaná, prostě už nelze, i když šlo o vyjímečně dobrou konstrukci. A SLS je budoucnost, alespoň doufám. I když, to víte, rozum velí, politici volí…

          A raketoplány, oba, obdivuji, jsou to skvělá díla. Bohužel předběhla dobu, stejně jako kdysi Concorde a Tučko.

Zanechte komentář