Frage:
Wie wird die erste Stufe des SLS mit Motoren versorgt? Kopieren Sie die Herstellung des RS-25 oder ersetzen Sie ihn?
LocalFluff
2014-12-01 23:36:40 UTC
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Der SLS ist unter Bloggern ein sehr einfühlsames Thema. Ich suche nach der Substanz, die hinter der folgenden allgemeinen Behauptung stehen könnte (ohne spezifische Quelle). Ist es wahr und wenn ja, wie lautet der offizielle Plan dazu:

"Die SLS wird Space Shuttle Main Engines (SSME) wiederverwenden, aber sie werden derzeit nicht hergestellt und es gibt nur 16 davon Da jeder SLS-Start 4 davon verbraucht, hat der SLS insgesamt nur eine Lebensdauer von 16/4 = 4 Starts. "

  • Ist dies rational? In die Wiederaufnahme der Herstellung eines Motors investieren, der im Wesentlichen in den 1970er Jahren entwickelt wurde?

  • Wie teuer und wie lange würde die Entwicklung eines brandneuen, maßgeschneiderten Motors dauern? die erste Stufe des SLS?

  • Gibt es Ersatzalternativen zur SSME-Engine, und würde ihre Implementierung die allgemeine SLS-Architektur beeinträchtigen, die vermutlich für das SSME optimiert ist?

Die Antwort von Russell Borogove ist richtig (er hat einen Auszug aus der entsprechenden Wikpedia-Seite bereitgestellt). Ich möchte hinzufügen, dass die ursprüngliche Entwicklung des RS-25 (SSME) in den 1970er Jahren erfolgte, aber in späteren Versionen bis in die 1990er Jahre wurden Verbesserungen vorgenommen. Außerdem gibt es nur sehr wenige LH2 / LOX-Motoren mit einer solchen Größe, der SSME ist ein bewährtes, zuverlässiges Design, und die für SLS geplanten Verbrauchsvarianten, wenn die 16 vorhandenen Motoren weg sind, sind einfacher und billiger herzustellen als die wiederverwendbaren im Shuttle.
Zwei antworten:
geoffc
2014-12-02 00:06:51 UTC
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Motoren mit der Größe und Leistung eines SSME sind sehr schwer zu entwickeln.

Der SSME verfügt über einen der höchsten ISPs, die jemals in einem Serienmotor erreicht wurden. (Nicht irgendein verrücktes Fluor mit Demo). Es ist alles andere als ein einfacher oder sogar "alter" Motor. Die Wiederherstellung würde wahrscheinlich von modernen Techniken profitieren, wie den Leuten, die den Wiederaufbau von F-1-Motoren untersuchen.

Es wurde geschätzt (ich habe keine Quelle, nur das, was normalerweise zitiert wird), dass die Entwicklung eines großen Motors 6-10 Jahre dauert.

Die SSME hat im Vergleich zur F-1 (660 Klbs SSME vs 1,5-1,8 MLbs Schub) keinen so hohen Schub, ist aber viel höher als so etwas wie eine Merlin 1D (165 Klbs Schub).

Der am nächsten vergleichbare (LOX / LH2) Motor ist der RS-68, der vom Delta 4-Booster verwendet wird, wurde jedoch abgelehnt, da die Wärmebelastung in der ersten Stufe, umgeben von den SRBs, vom RS-68 nicht überlebt werden konnte . (Während die SSME während des Starts immer so konzipiert war, dass sie sich in der Nähe der SRBs befindet. Ich sage "in der Nähe", da sie beim Shuttle natürlich auf der Rückseite des Orbiters versetzt waren und nicht direkt dazwischen, wie dies bei SLS der Fall wäre.)

Ist es sinnvoll, die SSME-Produktion neu zu starten? Vielleicht. Es ist ein gut verstandener, ausgereifter Motor, der von moderaten Fertigungstechnologien profitieren könnte. Es ist ein sehr fortschrittlicher Motor mit hervorragender Leistung. In den Kommentaren wurde darauf hingewiesen, dass einige der neuesten Triebwerke des verbleibenden 16er-Sets erst 2008 hergestellt wurden.

Ich habe diese Grafik von , welche SSME für welchen STS-Flug verwendet wurde .

SSME history of use on STS missions

Wie teuer wäre ein neuer Motor? Sehr. Es würde eine ähnliche Leistung wie bei der SSME erfordern, andernfalls würde die Größe der Tanks oder die Anzahl der Motoren die Wellen im gesamten SLS-Stapel kaskadieren und sie wahrscheinlich töten.

Die SSME war ziemlich teuer und etwas Vergleichbares wäre ähnlich schwer zu entwickeln.

Irgendwelche Ersatzprodukte? Nichts wirklich. Der RS-68 ist der nächste und bereits abgelehnt. Würde ein russischer Motor akzeptiert werden? Ich bin mir nicht sicher, ob ein russischer LOX / LH2-Motor mit geeigneter Größe im Regal steht. Die Russen waren großartig in BIG Kerosin-Motoren. (RD-170, RD-180, RD-193) Aber LH2-Mechaniken im großen Maßstab haben normalerweise Probleme verursacht.

Der Ariane 5 Vulcain-Hauptmotor könnte eine interessante Idee sein, da er derzeit unter der A5-Hauptbühne mit einem SRB auf beiden Seiten läuft, aber ich würde vermuten, dass die Größe falsch ist.

Nach alledem scheint es mehr Grund zu sein, SLS als weniger gute Option zu betrachten.

Ich gehe davon aus, dass Sie zu dem Schluss kommen, dass die Wiederaufnahme der SSME-Produktion die beste Option zu sein scheint, da das SLS natürlich eine lange Zukunft haben wird. Ich nehme an, es wurde bis vor wenigen Jahren hergestellt, sodass Werkzeuge und Kompetenz möglicherweise noch vorhanden und bereit sind, wieder in Betrieb zu gehen.
@LocalFluff Ich komme zu dem Schluss, dass SLS nicht die optimale Lösung ist. Ein Neustart von SSME scheint jedoch ein wahrscheinlicher Weg zu sein, wenn SLS tatsächlich stattfinden soll. Sollte es möglich sein, SSME zu vereinfachen, um es nur einmal zu verwenden, um die Kosten zu senken. Aber es fällt mir schwer zu glauben, dass die derzeitige NASA es schaffen kann.
Sie können hinzufügen, dass SSME seit seiner Einführung kontinuierlich aktualisiert wurde und Block II 2001 in Betrieb genommen wurde. Daher ist es etwas schwierig, es als "einen Motor zu bezeichnen, der im Grunde in den 1970er Jahren entwickelt wurde".
Es sieht so aus, als ob die letzte geflogene SSME, 2061, 2008-9 gebaut wurde. 2062, eines der Ersatzteile, das nie in Betrieb genommen wurde, wurde 2009 gebaut.
Die älteste "aktive" SSME, 2044, wurde kurz vor ihrem ersten Flug auf der STS-89 im Januar 1998 gebaut.
Haben Sie ein Zitat für das Problem der Wärmelast als Grund für die Ablehnung von RS-68? Auf der Wikipedia-Seite für den Motor wird dies nicht erwähnt, es wird jedoch angegeben, dass ~ 200 Änderungen erforderlich wären, um die Anforderungen der NASA an die Bewertung von Personen zu erfüllen. Ich würde denken, Sie könnten eine Art Wärmeschutz zwischen die Booster und den Kern legen, um ein Hitzeproblem zu lösen.
@RussellBorogove Möglicherweise unterschätzen Sie die Leistung dieser voll funktionsfähigen SRBs. Jeweils 2,8 Millionen Pfund Schub. Abbildung jeweils nur die Hälfte strahlt in Richtung Basis aus. Die Menge an Energie, die sie abgeben, ist nicht ganz das Niveau einer Atombombe, sondern liegt innerhalb einiger Größenordnungen. :) Was die Hose von jedem abschrecken sollte, der vorschlägt, das abzuschirmen. (Ich habe keine Quelle, ich erinnere mich, sie gelesen zu haben).
Wenn der halbe Schub des SRB in Richtung der Basis des Kerns strahlt, werden Sie heute nicht in den Weltraum fliegen. ;)
Ich habe diesen Artikel gefunden: http://www.nasaspaceflight.com/2013/06/engines-refused-retire-rs-25s-prepare-sls-testing/, in dem das Hitzeproblem im Ares V erwähnt wird und der RS ​​erwähnt wird -25 wird regenerativ gekühlt, während RS-68 ablativ ist. Ja, das würde einen großen Unterschied in der Wärmekapazität bewirken. Sieht so aus, als hätten sie darüber nachgedacht, RS-68 in einem seltsamen Muster anzuordnen, um sie so weit wie möglich von den SRBs zu entfernen!
@RussellBorogove 2,8 Millionen Pfund Schub gehen rechts vorbei und 2,8 Millionen Pfund Schub gehen links vorbei. Es wird heiß! Sehr heiß! :) :)
Russell Borogove
2014-12-02 00:56:03 UTC
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Einige Änderungen scheinen für die zukünftige Produktion von SLS RS-25 in Betracht gezogen zu werden:

Auf der SSME-Seite von Wikipedia zum SLS-Plan:

Sobald die verbleibenden RS-25Ds aufgebraucht sind, müssen sie durch eine billigere, verbrauchbare Version ersetzt werden, die derzeit als RS-25E ('E' für verbrauchbar) bezeichnet wird. Diese Engine kann auf einer oder beiden der 2005 untersuchten Einwegvarianten basieren, dem RS-25E (als "Minimal Change Expendable SSME" bezeichnet) und dem noch vereinfachten RS-25F (als " 'Low Cost Manufacture Expendable SSME'), die beide im Jahr 2011 in Betracht gezogen wurden.



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