Вторая ступень рн sls block i .

Южно-Уральский государственный университет.

Национальный исследовательский университет

Кафедра «Прикладная математика и ракетодинамика»

Специальность 160801 «Ракетостроение». Дисциплина «Основы устройства летательных аппаратов»

Ракета-носитель

Space Launch System

Техническое описание

Преподаватель

А.В.Маркаускас

Разработал студент гр.362

Е.Р. Бикбаев

Миасс

22.05

РН Space Launch System

Введение

Система космических запусков (англ. Space Launch System, SLS) — американская сверхтяжёлая ракета-носитель для пилотируемых экспедиций за пределы околоземной орбиты и выведения прочих грузов. Первый пробный полет ракеты-носителя намечен на конец 2017 года. SLS будет самой мощной ракетой-носителем ко времени своего первого старта, а также четвертой в мире и второй в США РН сверхтяжёлого класса — после «Сатурн-5», которая использовалась в программе «Аполлон» для запуска кораблей к Луне, и советских Н-1 и Энергия. Ракета будет выводить в космос пилотируемый корабль MPCV, который проектируется на основе корабля «Орион» из закрытой программы «Созвездие»

Ракета SLS будет включать технологии от программы Space Shuttle, что позволит значительно сократить затраты на разработку и эксплуатацию. Двигательная установка RS-25D / E от программы Space Shuttle будет использовать в качестве горючего жидкий водород, а в качестве окислителя жидкий кислород и J-2X для двигателя разгонного блока разработанными для проекта «Созвездие». Предполагается, что первая ступень ракеты будет оснащаться твердотопливными ускорителями от программы Space Shuttle c добавлением 5-ого сегмента.

Модификации РН

Ракета-носитель «SLS Block I» базовом варианте будет способна выводить 70 тонн груза на опорную орбиту. Высота ракеты достигает 98 метров. Конструкция ракеты-носителя «SLS Block II высотой 122 метра предусматривает возможность увеличения этого параметра до 130 тонн в усиленной версии.

Ускорители

На ракете-носителе параллельно первой ступени располагаются два твердотопливных ускорителя применяемых ранее на Space Shuttle с добавлением дополнительного 5-ого сегмента.В качестве топлива используется смесь перхлората аммония (окислитель, 69.6% по весу), алюминия (топливо, 16%), оксида железа (катализатор, 0.4%), полимера (такого как en:PBAN или en:HTPB, служащего связующим, стабилизатором и дополнительным топливом, 12.04%) и эпоксидного отвердителя (1.96%). Основными компонентами ускорителей являются: двигатель (включая корпус, топливо, систему зажигания и сопло), элементы конструкции, системы отделения, система наведения, системы авионики спасения, пиротехнические устройства, система торможения, система управления вектором тяги и система аварийного самоуничтожения. Нижняя рама каждого ускорителя присоединена к внешнему баку с помощью двух боковых качающихся скоб и диагонального крепления. Сверху каждый SRB присоединён к внешнему баку передним концом носового обтекателя. На пусковой площадке, каждый ускоритель также закреплён на мобильной пусковой площадке с помощью четырёх пироболтов, разрушающихся при старте, на нижней юбке корпуса ускорителя. Ускорители собраны из пяти индивидуально изготовленных стальных сегментов. Они собираются в пары на заводе-производителе, и железнодорожным транспортом доставляются в Космический центр Кеннеди для заключительной сборки. Сегменты скрепляются вместе при помощи кольцевого выступа, хомута и штифтов, и герметизируются тремя уплотнительными кольцами (до катастрофы шаттла «Челленджер» в 1986 году использовалось два кольца) и термостойкой обмоткой.

Массогабаритные характеристики:
Масса:	625000 кг
Высота:	54 м
Диаметр:	3,7 м
Рабочие характеристики:
Тяга:	1270 тс
Удельный импульс:	269 с
Время работы:	124 c

Первая ступень.

Первую ступень SLS инженеры получат из переделанного внешнего бака шаттлов, снабжённого пятью модернизированными главными двигателями тоже от шаттлов (RS-25D/E) и твердотопливными ускорителями от всё тех же челноков. Длина предполагается 65 метров, а в диаметре 8,4 метра.

ДУ первой ступени.

Жидкостный ракетный двигатель RS-25 применялся на планере космической транспортной системы «Спейс шаттл» Основными компонентами топлива двигателя являются жидкие кислород и водород. RS-25 использует схему закрытого цикла с дожиганием топливного генераторного газа. Масса двигателя составляет 3,2 т. Он работает при экстремальных температурах. Используемый в качестве топлива жидкий водород хранится при ?253 °C, в то время как температура в камере сгорания достигает 3300 °C, что выше температуры кипения железа.

Массогабаритные характеристики:
Масса:	3177 кг
Высота:	4240 мм
Диаметр:	2400 мм
Рабочие характеристики:
Тяга:
в вакууме	222,6 тс
на уровне моря	181,4 тс
Удельный импульс:
в вакууме	452,5 c
на уровне моря	363 c
Время работы:	520 c
Давление в камере сгорания:	18,9 MPa (192,7 ат)

Вторая ступень РН SLS Block I .

Вторая ступень РН SLS Block I представляет собой разгонный блок DCSS-5 (Delta Cryogenic Second Stage ). Он использован в конфигурациях на ракете-носителе Дельта III и Дельта IV. Ракета будет выводить в космос пилотируемый корабль MPCV, который проектируется на основе корабля «Орион» закрытой программы «Созвездие» . На разгонном блоке один двигатель RL-10 B2.

Орио?н, MPCV — многоцелевой капсульный частично многоразовый пилотируемый космический корабль США, разрабатываемый с середины 2000-х годов в рамках программы «Созвездие». Целью этой программы было возвращение американцев на Луну, а корабль «Орион» предназначался для доставки людей и грузов на Международную космическую станцию (МКС) и для полётов к Луне, а также к Марсу в дальнейшем. В околоземных полётах «Орион» должен прийти на замену космическим челнокам Space shuttle, завершившим полёты в 2011 году, а в будущем обеспечить высадку человека на Марс.

RL-10 — американский жидкостный ракетный двигатель, разработанный компанией Rocketdyne. Использовался в ракете-носителе Сатурн I, в верхней ступени Дельта-4, разгонном блоке Центавр для РН Атлас и Титан. Разработка ракетного двигателя RL-10 фирмой Пратт Уитни была начата в 1959 году, первый запуск был осуществлен 27 ноября 1963. Основным компонентом топлива является жидкий водород, а окислитель жидкий кислород. Двигатель RL-10 не только многократно испытывался на Земле, но и успешно применялся в ряде космических пусков, за время эксплуатации доведен до высокой степени надежности.

Статьи к прочтению:

NASA SLS Block 1B Crew

Похожие статьи: