Vylepšené motory z raketoplánů

Když se řekne RS-25, vybaví si fandové kosmonautiky motor na zkapalněný kyslík a vodík, který také pod označením SSME poháněl raketoplány při jejich cestě k obloze a po splnění mise se vracel zpátky pro další lety. Raketoplány startovaly celkem 135×, a pokaždé bychom na raketoplánu našli tři exempláře, celkem se tedy za třicet let provozu motory SSME zažehly 405× (mnohé samozřejmě několikrát při různých misích) a pouze jednou došlo k drobné závadě v chodu. Nyní se motory RS-25 připravují na úplně novou roli – budou létat na nové raketě SLS. To s sebou ale nese potřebu jejich technických úprav.

NASA vybrala firmu Aerojet Rocket Rocketdyne, aby začala pracovat na výrobě nové generace těchto motorů. Společnost Aerojet Rocketdyne v minulých měsících neprožívala dobré období – kvůli havárii jejich motoru AJ-26 od nich dala ruce pryč společnost OSC provozující rakety Antares. Ve výběrovém řízení o dodávku motorů pro raketu Vulcan od firmy ULA zatím Aerojet také tahá za kratší konec provazu. Rozhodnutí NASA tedy udělalo zaměstnancům skutečně velkou radost. Kontrakt o celkové hodnotě 1,16 miliardy dolarů je rozdělený do dvou fází.

Technici firmy Aerojet Rocketdyne kontrolují motor RS-25

Technici firmy Aerojet Rocketdyne kontrolují motor RS-25
Zdroj: http://spaceflightnow.com/

V první fázi půjde spíše o přípravné kroky, které budou souviset s obnovením výrobních linek, které byly uzavřeny před více než deseti lety, když bylo jasné, že raketoplány půjdou do důchodu a další motory nebudou potřeba. Ve druhé fázi má být zahájena vlastní výroba šesti nových motorů RS-25. Jelikož raketa SLS použije pro každý start hned čtyři motory, zajistí aktuální dodávka pohonné prostředky pro jeden start – zbylé dva motory pak mají sloužit jako záložní, případně pro potřeby testování.

Pokud půjde všechno dobře, mohly by motory být hotové mezi roky 2022 a 2023. Společnost Aerojet Rocketdyne bude motory stavět ve svém závodě DeSoto v Chatsworthu v Kalifornii a testování proběhne ve Stennisově středisku NASA ve státě Mississippi. Když se motory osvědčí, bude následovat další objednávka.

Z doby, kdy ještě raketoplány létaly, zůstalo agentuře ve skladech šestnáct motorů, což by stačilo na čtyři starty SLS. Nová várka motorů ale bude od těch, které létaly na raketoplánech, trochu odlišná. Prvním důvodem je technologický pokrok – odborníci z Aerojet Rocketdyne už analyzují motory a hledají na nich technologie, které by bylo možné modernizovat – první vlaštovkou je řídící jednotka. „Postavili jsme úplně novou jednotku s naprosto novým designem, protože elektronika a počítače udělaly za poslední desetiletí opravdu ohromný pokrok,“ popisuje Julie Van Kleeck z Aerojet Rocketdyne.

Vizualizace startující rakety SLS - na spodní části hlavního těla jsou dobře vidět čtyři motory RS-25

Vizualizace startující rakety SLS – na spodní části hlavního těla jsou dobře vidět čtyři motory RS-25
Zdroj: https://upload.wikimedia.org/

Do podobného ranku patří i větší využívání pokročilých výrobních metod, mezi kterými má hrát prim především 3D tisk. Některé díly motoru se budou vyrábět tímto pokročilým systémem, což by mělo výrobu zrychlit a celkově zkvalitnit. Zapomínat nesmíme ani na finanční stránku všech změn – očekává se, že nové motory budou možná až o 30 % levnější, než motory vyjmuté z raketoplánů.

Druhá změna oproti „raketoplánovým“ motorům vychází z vlastní podstaty jejich používání – pokud máme k dispozici motor, který má být znovupoužitelný – tak jako u raketoplánů, použijeme na něm trvanlivé a odolné materiály, kterým nebudou dělat problémy opakované zážehy, hoření po dobu osmi a půl minuty a které bez problémů dokáží fungovat i několik let. Jenže u SLS se první stupeň zachraňovat nebude. Po vyhoření paliva v nádržích se stupeň odhodí a nebržděně dopadne do oceánu. Motory tak nebude možné zachránit.

Díky tomu bude možné na nových motorech použít jiné materiály, což ve výsledku povede ke snížení nákladů na jejich stavbu. Když navíc motor nebude znovupoužitelný, mohou jít inženýři blíže k hraničním hodnotám – samozřejmě při zachování bezpečnosti provozu. Abychom byli konkrétní – když létaly raketoplány, mohly motory RS-25 dočasně zvýšit výkon až na 104 % nominálního tahu. Vyšší výkony by mohly zkrátit životnost technologií v příštích startech – to už u jednoúčelových motorů nemusíme řešit. Motory, které teď leží ve skladech prošly drobnými úpravami a při prvních startech bude možné zvýšit jejich výkon až na 109 % nominálního tahu. Cílem inženýrů je dosáhnout u nové generace motorů až 111 %.

Zdroje informací:
http://spaceflightnow.com/

Zdroje obrázků:
https://upload.wikimedia.org/…Whitney_Rocketdyne_space_shuttle_main_engines.jpg
http://spaceflightnow.com/wp-content/uploads/2015/11/05_600729.jpg
https://upload.wikimedia.org/…/800px-Orange_tank_SLS_-_Post-CDR.jpg

Vylepšené motory z raketoplánů, 2.5 out of 5 based on 21 ratings
Pin It
(Visited 2 208 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 (21 votes cast)
(Visited 2 208 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)


24 komentářů ke článku “Vylepšené motory z raketoplánů”

  1. maiden napsal:

    Kdyz se v programu, financovaném ze státního rozpočtu napíše, že něco bude o 30% levnější, tak to nakonec bude jenom 2x dražší. A zdůvodní se to dodatečnými vývojovými náklady pro ošizený motor 🙂

    Jak já fandím SpaceX…

    • roman hronza napsal:

      Tak to máme velmi podobný názor. Jednorázovost je koncepce vhodná do studeno-válečných dob. Do mírových (a já v ně bezpochyby doufám), kdy je nutné myslet i na celkové průměrné náklady na start, je uvažování typu: „protože budou jednorázově použitelné, můžeme použít levnější materiály a vytěžit z nich co se dá“, tak trochu jako výmluva. Je to business záležitost. „Reusable technologie“ bezpochyby povedou ke snižování zisků výrobců. Něco podobného je vidět u výroby počítačů. Pro rozvoj kosmonautiky je však nezbytná.
      Jinak je SLS bezpochyby technicky zajímavý stroj.

      • Martin Gembec napsal:

        Vaše úvahy jsou docela zajímavé. Možná jednou nastane doba, kdy místo jednorázové superrakety bude startovat deset znovupoužitelných a vyjde to levněji, než jedna SLS. Na druhé straně, kdo neviděl naživo Saturn V, možná by ocenil výlet na start SLS 🙂

        • roman hronza napsal:

          Start Saturnu V musela být, „in natura“, úžasná podívaná. Pro cestu na Mars je však ekonomicky vysoce neefektivní (včetně SLS). A já mám pocit, že Nasa peníze navíc nedostane. Reusable technologie vyzývá k sestavení „planetoletu“ na oběžné dráze prostřednictvím letů několika levných letů na LEO (včetně odděleného letu posádky). Planetolet (rovněž reusable) může mít stejnou koncepci než dnešní sestava (Orion+Servisní Modul+Habitat),ale jinou implementaci. Především SM musí být schopen urychlení na 2.kosmickou rychlost a následné „zabrždění“ u Marsu (to opakovat ještě jednou při startu od Marsu a přistání na LEO Země).
          Jinak je SLS skutečně impozantní raketa 🙂

        • vedator napsal:

          Suhlasim s predrecnikmi. Kazdy sukromnik tu prinasa nove napady, zlepsuje vyrobu, ale NASA si povie, recyklujme stare. My nemusime prinasat zisky, nam da peniaze stat.
          Ak mam striktne oddelit emocie od praktickej stranky veci, tak poviem, ze SLS ‚pujde do kytek‘ a cim skor si to v NASA uvedomia, tym lepsie. SLS je nefinancovatelny projekt a bodaj by sa stal zazrak a NASA dostala viac penazi.

        • Malky napsal:

          Myslím, že obviňovat NASA za projekt SLS, nebo cokoliv jiného „hloupého“ co dělají, není fér. Protože kdyby NASA byla autonomní organizací, která si o svých záležitostech může rozhodovat sama, tak jako soukromníci, tak by to bylo o něčem jiném – a nepochybuji, že i jejich projekty by vypadaly velice odlišně – jenže tak to není. O plánech a projektech NASA rozhoduje americký kongres a prezident, a NASA pouze „plní rozkazy“. Ostatně přímo ze strany NASA mnohokrát zaznělo: „Dejte nám míň peněz na SLS a víc na komerční programy.“, jenže v kongresu mají rádi svojí SLS, takže ani nesníží finance, které na ní jdou, natož aby ji zrušili. Inženýři v NASA pak můžou jen zatnout zuby a pracovat na raketě, o které stejně dobře jako vy vědí, že je zbytečná a na technologické úrovni minulého století, a můžou jenom doufat, že se pro ní v budoucnu najde aspon nějaké smysluplné využití.

      • Samo napsal:

        Ak sa im podarí zvýšiť ťah a znížiť cenu za štart bude to úspech ale ak sa chcú dostať na mars myslím že budú musieť znovu zachraňovať asoň boostre ak nie SRB tak určite plánované keroloxové s motormi F-1B ktoré budú mať určite rezervu na padáky a prípadné plaváky aby sa motory nenamočili do vody 😀 alebo nechať na SLS staré RS-25 a zachraňovť ich ako ULA BE-4 z Vulcanu.

  2. Asdf napsal:

    Myslím, že není úplně fér psát, že motory AJ-26 jsou od AR. Kdaždý ví, že jsou to jen upravené ruské motory NK-33 a navíc se ani žádné další už upravovat neměly, takže to, že od nich Orbital dal ruce pryč stejně přímý dopad na Aerojet nemělo.

    • Dušan Majer napsal:

      Jasně, to je pravda, ale původ motorů AJ-26 jsme vysvětlovali asi ve všech předchozích článcích. Proto jsem si myslel, že tentokrát mohu jejich „rodokmen“ vypustit.

    • gg napsal:

      Faktem ale je, že AR ručil za jejich spolehlivost a použitelnost, a ty incidenty jim asi na důvěryhodnosti nepřidaly (alespoň v řadách odpovědných lidí v Orbitalu).

    • kopapaka napsal:

      Asdf: upravené? Já teda mám za to, že spíš pěkně zmršené motory NK-33…

      • Asdf napsal:

        Tak samozřejmě, balšaja savětskaja těchnika je prostě nepřekonatelná a tu mohou amíci jedině zmršit 😉
        Jinak za nehodou Antaresu stál problém s palivovým čerpadlem, do kterého pokud známo AJ nijak nezasahoval…

        • kopapaka napsal:

          Jo, v komentářích k jednomu z mánulých článků někdo zmiňoval přímo ložiska(údajně doslova poddimenzovaná turbíny turbočerpadla…
          AR zase tvrdí, že za to mohly nečistoty v palivu, což je dost divné, protože původní NK-33 na rozdíl od původních motorů z N-1 už měl filtry…Tak nevím.

      • gg napsal:

        Zmršené podřadnými americkými integrovanými obvody místo poctivých špičkových ruských elektronek? 😀

        • kopapaka napsal:

          gg: syndrom „všechno vím, všechno znám“ se netýká jen pilotů, ale i konstruktérů všeho druhu(a v podstatě kohokoli).
          Příklad za všechny prachy:
          Za první války se ve Francii vyráběl kulomet Chauchat, dodnes považovaný za nejhorší zbraň světa. Byl levný, a v obrovských sériích ho vyráběla továrna na kola(myslím Gladiátor). Přes počáteční (velké) problémy ho Frantíci vypiplali tak, že k poruchám docházelo až po větším množstvím výstřelů, než kolik měla jednotka disponující kulometem nábojů. Dokonce se říká, že na přelomu let 1916/17 zabránila palebná síla těchto kulometů porážce. Pak vstoupila do války Amerika. Nedostatek kulometů chtěli vyřešit právě támto kulometem, ale verze na jejich náboj v podstatě nefungovala. Mohl za to přepočet z metrických rozměrů do palcových. Výroba šla do kopru (protože šmejd) a na chybný rozměr nábojové komory se přišlo až po válce. Takže USA nakoupilo originaly. No a protože všechno věděli líp, trvalo zaškolení obsluh dva dny. Francouzi(a Angláni, kteří zbraň také zavedli) dokonce i v čase nejhorší krize trvali na PĚTI TÝDNECH. Výsledkem bylo, že Američani ztratili takřka všechny dodané kulomety… Většina vojáků je jako nepotřebný šrot při první příležitosti zahodila. Dokonce docházelo k zahlazování trestů za ztrátu zbraně… Všem ostatním fungovaly…

        • gg napsal:

          No tak pokud dokážete věrohodně vysvětlit, jak ‚syndrom „všechno vím, všechno znám“‘ způsobil únavu materiálu, tak budiž.

        • kopapaka napsal:

          gg: únava materiálu? Tak čím to tedy bylo? Amíkům bouchl jeden motor při zkouškách, druhý na raketě a Rusům včera startoval už druhý Sojuz 2.1(s původním nebo snad zmodernizovaným NK-33) a žádné bouchnutí nenásledovalo. Takže buď k tomu teprv dojde a nebo tam někdo něco nezprasil 🙂

  3. hansnasa napsal:

    Doufám,že NASA při svém neekonomickém pojetí SLS bude aspoň zachraňovat SRB, jsou přeci na to stavěné. Zlátá SpaceX.

    • Malky napsal:

      Někde jsem četl, že zachraňování SRB bylo dražší, než výroba nových, ale protože raketoplán byl od začátku prezentován jako laciný, znovupoužitelný nosič, tak měla NASA nařízeno (budu se opakovat, ale NASA o těhle věcech nerozhoduje sama, takže jí vytýkat např. nějakou neekonomičnost je nefér) lovit SRB z moře a opakovaně je používat (byť to šlo jen dvakrát nebo třikrát) a čert vem, že to vyjde na víc peněz.

      • Vojta napsal:

        Především jsou SRB bez paliva v podstatě jen ocelové trubky s nějakou tou elektronikou a tryskou s dost omezeným vektorováním tahu (která se myslím stejně pokaždé měnila). Žádná drahá palivová čerpadla, žádné trysky a spalovací komory se složitým chlazením. Není divu, že když se vyhodí padákový systém, bude výroba nového levnější než úprava starého pro nový let. U motoru na kapalné palivo dává recyklace mnohem větší smysl.

  4. miro macko napsal:

    Keď sa postavil raketoplán, bolo to skvelé, že znovupoužitelý stroj, preto to bude lacnejšie. Teraz sa v SLS ide rovnaký motor používať jednorázovo a zas je skvelé že je to jrdnorázovka, lebo to bude lacnejšie:-)

    • ptpc napsal:

      To je vlastne pravda…

    • Asdf napsal:

      Tady jde přeci o motory, ne o celou raketu případně raketoplán. Pro raketoplán se musely postavit motory mnohem bytelněji, aby vydržely mnohonásobné starty, což se povedlo na jedničku (bez ohledu, jestli mnohonásobné použití celých raketoplánů bylo skutečně levnější), zatímco u SLS se budou používat jen jednorázově a proto se můžou použít levnější výrobní procesy a není důvod o tom pochybovat, že tomu tak skutečně bude.
      Nevidím nikde problém.

  5. roman hronza napsal:

    pro Malky 29.11.2015 (17:42): Myslím, že NASA nikdo neobviňuje. Je to prostě zamyšlení nad SLS, která je úžasný technický stroj, ale zřejmě do jiné doby :-). K té úvaze o kongresu, který rozhoduje. Já za tím vidím snahy skupin, které lobují za jednotlivé projekty. A v tom má největší tradici ULA (Boeing a Lockheed Martin). Oni mají na SLS největší zájem. Pokud by NASA dostala víc peněz na soukromníky (tj. na rozvoj reusable technologií) bylo by to určitě skvělé. Příklad z 23.11.2015 je dost výmluvný 🙂

Zanechte komentář