Wie wird die SLS-Erste Stufe mit Triebwerken versorgt? Kopieren Sie die Herstellung des RS-25 oder ersetzen Sie ihn?

Die SLS ist ein sehr eigensinniges Thema unter Bloggern. Ich suche, welche Substanz hinter der folgenden allgemeinen Behauptung (ohne konkrete Quelle) stecken könnte. Ist es wahr und wenn ja, was ist der offizielle Plan dazu:

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

  • Ist es sinnvoll, in die Wiederaufnahme der Produktion eines Motors zu investieren, der im Wesentlichen in den 1970er Jahren entwickelt wurde?

  • Wie teuer und wie lange würde es dauern, ein brandneues, maßgeschneidertes Triebwerk für die erste Stufe des SLS zu entwickeln?

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

Die Antwort von Russell Borogove ist richtig (er lieferte einen Auszug aus der entsprechenden Wikipedia-Seite). Ich möchte hinzufügen, dass die ursprüngliche Entwicklung des RS-25 (SSME) in den 1970er Jahren stattfand, aber an späteren Versionen bis in die 1990er Jahre Verbesserungen vorgenommen wurden. Außerdem gibt es nur sehr wenige LH2/LOX-Motoren dieser Größe, der SSME ist ein bewährtes, zuverlässiges Design, und die für SLS geplante(n) Verbrauchsvariante(n), wenn die 16 vorhandenen Motoren weg sind, ist (sind) einfacher und billiger herzustellen als die wiederverwendbaren auf dem Shuttle.

Antworten (2)

Einige Änderungen scheinen für die zukünftige Produktion von SLS RS-25 in Betracht gezogen zu werden:

Von der SSME-Seite von Wikipedia über den SLS-Plan:

Sobald die verbleibenden RS-25D aufgebraucht sind, müssen sie durch eine billigere, entbehrliche Version ersetzt werden, die derzeit als RS-25E bezeichnet wird ('E' für entbehrlich). Dieser Motor kann auf einer oder beiden von zwei Einwegvarianten basieren, die 2005 untersucht wurden, dem RS-25E (als „Minimal Change Expendable SSME“ bezeichnet) und dem noch einfacheren RS-25F (als „ 'Low Cost Manufacture Expendable SSME'), die beide 2011 in Erwägung gezogen wurden.

Motoren in der Größe und Leistung eines SSME sind sehr schwer zu entwickeln.

Der SSME hat 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 gar „alter“ Motor. Seine Wiederaufarbeitung würde wahrscheinlich von modernen Techniken profitieren, wie die Leute, die den Umbau von F-1-Motoren untersuchen.

Es wurde geschätzt (ich habe keine Quelle, nur das, was normalerweise zitiert wird), um 6-10 Jahre zu dauern, um einen großen Motor zu entwickeln.

Der SSME hat im Vergleich zum F-1 (660 klbs SSME gegenüber 1,5-1,8 MLbs Schub) nicht so viel Schub, ist aber viel höher als so etwas wie ein Merlin 1D (165 klbs Schub).

Der am ehesten vergleichbare (LOX/LH2) Motor ist der RS-68, der vom Delta 4-Booster verwendet wird, aber abgelehnt wurde, weil die Hitzebelastung unter der ersten Stufe, umgeben von den SRBs, vom RS-68 nicht überlebt werden konnte. (Während die SSME immer so konzipiert war, dass sie während des Starts „in der Nähe“ der SRBs war. Ich sage „in der Nähe“, da sie auf dem Shuttle natürlich auf der Rückseite des Orbiters versetzt waren, nicht direkt dazwischen, wie sie es bei SLS wären)

Ist es sinnvoll, die SSME-Produktion wieder aufzunehmen? Vielleicht. Es ist ein gut verstandener, ausgereifter Motor, der von modernen Fertigungstechnologien profitieren könnte. Es ist ein sehr fortschrittlicher Motor mit hervorragender Leistung. In den Kommentaren wurde darauf hingewiesen, dass einige der neuesten Motoren dieses verbleibenden Satzes von 16 erst 2008 hergestellt wurden.

Ich habe diese Grafik, welche SSME auf welchem ​​STS-Flug verwendet wurde.

SSME-Verwendungsgeschichte bei STS-Missionen

Wie teuer wäre ein neuer Motor? Sehr. Es würde eine ähnliche Leistung wie die SSME erfordern, sonst würde die Größe der Tanks oder die Anzahl der Motoren wellenförmige Änderungen über den gesamten SLS-Stack kaskadieren und ihn wahrscheinlich töten.

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

Irgendwelche bereiten Ersatz? Nichts wirklich. Der RS-68 ist am nächsten und bereits abgelehnt. Würde ein russischer Motor akzeptiert werden? Ich bin mir nicht sicher, ob es einen angemessen großen russischen LOX / LH2-Motor im Regal gibt. Die Russen waren großartig bei BIG-Kerosinmotoren. (RD-170, RD-180, RD-193) Aber LH2-Mechaniken im großen Maßstab haben ihnen normalerweise Probleme bereitet.

Das Haupttriebwerk der Ariane 5 Vulcain könnte eine interessante Idee sein, da es derzeit unter der A5-Hauptstufe mit einem SRB auf beiden Seiten davon läuft, aber ich würde vermuten, dass die Dimensionierung falsch ist.

Trotzdem scheint es ein Grund mehr 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 die SLS natürlich eine lange Zukunft haben wird. Ich nehme an, es wurde erst vor ein paar Jahren hergestellt, also könnten Werkzeuge und Kompetenz noch da sein und bereit sein, wieder loszulegen.
@LocalFluff Ich schließe daraus, dass SLS nicht die optimale Lösung ist. Ein Neustart von SSME scheint jedoch ein wahrscheinlicher Weg nach vorne zu sein, wenn SLS tatsächlich stattfinden soll. Es sollte möglich sein, SSME so zu vereinfachen, dass es nur einmal verwendet wird, um die Kosten zu senken. Aber es fällt mir schwer zu glauben, dass die aktuelle NASA das liefern kann.
Sie könnten hinzufügen, dass SSME seit seiner Einführung kontinuierlich aktualisiert wurde, wobei Block II 2001 in Betrieb genommen wurde, daher ist es ein bisschen weit hergeholt, es als "eine Engine, die im Grunde in den 1970er Jahren entwickelt wurde" zu beschreiben.
Es sieht so aus, als ob die letzte geflogene SSME, 2061, 2008-9 gebaut wurde. 2062, eines der verfügbaren Ersatzteile, das nie auftauchte, wurde 2009 gebaut.
Die älteste „aktive“ SSME, 2044, wurde kurz vor ihrem Erstflug auf STS-89 im Januar 1998 gebaut.
Haben Sie ein Zitat für das Problem der Wärmebelastung, das der Grund für die Ablehnung von RS-68 ist? Die Wikipedia-Seite für die Engine erwähnt es nicht, sagt aber, dass es ~ 200 Änderungen erfordern würde, um die Anforderungen der NASA an die Bemannungsbewertung zu erfüllen. Ich würde denken, Sie könnten eine Art Wärmeschild zwischen den Boostern und dem Kern anbringen, um ein Hitzeproblem zu lösen.
@RussellBorogove Möglicherweise unterschätzen Sie die Leistung dieser voll funktionsfähigen SRBs. Jeweils 2,8 Millionen Pfund Schub. Jede Figur strahlt nur zur Hälfte in Richtung der Basis. Die Menge an Energie, die sie abgeben, ist nicht ganz auf Atombombenniveau, aber sie bewegt sich in ein paar Größenordnungen. :) Was jedem die Hosen abschrecken sollte, der vorschlägt, das abzuschirmen. (Ich habe keine Quelle, ich erinnere mich, sie gelesen zu haben).
Wenn die Hälfte des Schubs des SRB auf die Basis des Kerns ausstrahlt, werden Sie heute nicht ins All fliegen. ;)
Ich habe diesen Artikel gefunden: nasaspaceflight.com/2013/06/… der das Hitzeproblem im Ares V erwähnt und erwähnt, dass RS-25 regenerativ gekühlt wird, während RS-68 ablativ ist, also, ja, das würde eine große Sache machen Unterschied in der Wärmekapazität. Sieht so aus, als hätten sie darüber nachgedacht, RS-68s in einem seltsamen Muster anzuordnen, um sie so weit wie möglich von den SRBs entfernt zu bekommen!
@RussellBorogove 2,8 Millionen Pfund Schub gehen rechts vorbei und 2,8 Millionen Pfund Schub gehen links vorbei. Es wird heiß! Sehr heiß! :)
Wie wird die SLS-Erste Stufe mit Triebwerken versorgt? Kopieren Sie die Herstellung des RS-25 oder ersetzen Sie ihn?
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