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RL-10

出典しゅってん: フリー百科ひゃっか事典じてん『ウィキペディア（Wikipedia）』
RL10
U.S. Space & Rocket Center（英語えいご版ばん）で展示てんじされるRL10
原はら開発かいはつ国こくアメリカ合衆国の旗 アメリカ合衆国あめりかがっしゅうこく
初はつ飛行ひこう1962 (RL10A-1)
設計せっけい者しゃプラット・アンド・ホイットニー/MSFC
開発かいはつ企業きぎょうプラット&ホイットニー Space Propulsion
プラット&ホイットニー ロケットダイン
エアロジェット ロケットダイン
目的もくてき上段じょうだんエンジン
搭載とうさいアトラス
タイタン
デルタIV
サターンI
現況げんきょう生産せいさん中ちゅう
液体えきたい燃料ねんりょうエンジン
推進すいしん薬やく液体えきたい酸素さんそ / 液体えきたい水素すいそ
混合こんごう比ひ5.5或あるいは 5.85:1
サイクルエキスパンダーサイクル
構成こうせい
ノズル比ひ84:1 或あるいは 280:1
性能せいのう
推力すいりょく (vac.)110 kN (25,000 lbf)
Isp (vac.)450 から 465.5秒びょう (4.413 から 4.565 km/s)
燃焼ねんしょう時間じかん700 秒びょう間あいだ
寸法すんぽう
全長ぜんちょう4.14 m (13.6 ft) (ノズル進展しんてん時じ)
直径ちょっけい2.13 m (7 ft 0 in)
乾燥かんそう重量じゅうりょう277 kg (611 lb)
使用しよう
セントール
S-IV
DCSS
リファレンス
出典しゅってん[1]
補足ほそく性能せいのうと大おおきさはRL-10B-2の値ね
試験しけん中ちゅうのRL-10
デルタIVロケットの2段だん目めのRL10B-2

RL-10はアメリカ合衆国あめりかがっしゅうこくで初はつの液体えきたい水素すいそ燃料ねんりょうのエンジンである。サターンI 型がたロケットの2段だん目めであるS-IVに6基きが使用しようされた。1または2基きのRL-10がアトラスやタイタンの上段じょうだんのセントールに使用しようされている。

歴史れきし

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RL10は1959年ねんに最初さいしょの地上ちじょう試験しけんが行おこなわれ、1963年ねんに初はじめて打うち上あげられた[2]。

RL10原型げんけいの仕様しよう

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推力すいりょく : 15,000 ポンド (66.7 kN)
燃焼ねんしょう時間じかん: 470秒びょう
形式けいしき: エキスパンダーサイクル
比ひ推力すいりょく: 433秒びょう (4.25 kN·s/kg)
重量じゅうりょう - 乾燥かんそう重量じゅうりょう: 298 lb (135 kg)
全高ぜんこう: 68 in (1.73 m)
直径ちょっけい: 39 in (0.99 m)
ノズル膨張ぼうちょう比ひ: 40 to 1
推進すいしん剤ざい: LOX & LH2
推進すいしん剤ざい流量りゅうりょう: 35 lb/s (16 kg/s)
生産せいさんメーカー: プラット・アンド・ホイットニー
採用さいよう例れい: サターンI第だい2段だん - 6基き
採用さいよう例れい: セントール 1基きないしは2基き

現行げんこう機き

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RL-10は改良かいりょうが繰くり返かえされてきた。現行げんこう機きの一ひとつであるRL-10B-2はデルタIII同様どうよう、デルタIVの2段だん目めに使用しようされている。元もとのRL-10よりも大幅おおはばに性能せいのうが向上こうじょうしている。拡張かくちょうされた機能きのうとして伸展しんてんノズルの採用さいようが含ふくまれ、軽量けいりょう化かと信頼しんらい性せいを高たかめる為ために電気でんき駆動くどう式しきのジンバルが使用しようされている。現在げんざい、比ひ推力すいりょくは462秒びょう(噴出ふんしゅつ速度そくどは4.55km/sに相当そうとう)まで高たかめられている。

仕様しよう

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RL10B-2[3]

RL10B-2燃焼ねんしょう室しつのろう付づけの欠陥けっかんがオリオン-3通信つうしん衛星えいせいを運はこぶデルタIIIの打うち上あげ失敗しっぱいの原因げんいんとして断定だんていされた。

RL10A-4-2
  • 推力すいりょく (高こう高度こうど): 16,500 - 22,300lbf ( kN)
  • 形式けいしき: エキスパンダーサイクル
  • 燃焼ねんしょう時間じかん: 秒びょう
  • 比ひ推力すいりょく: 444.4 - 451.0秒びょう ( kN·s/kg)
  • エンジン乾燥かんそう重量じゅうりょう: 310 - 370lb ( kg)
  • 高たかさ: インチ ( m)
  • 直径ちょっけい: インチ ( m)
  • ノズル開口かいこう率りつ: :
  • 推進すいしん剤ざい混合こんごう率りつ: 5.1 - 5.5:1
  • 推進すいしん剤ざい: 液体えきたい酸素さんそ - 液体えきたい水素すいそ
  • 推進すいしん剤ざい流量りゅうりょう: 酸化さんか剤ざい lb/s ( kg/s), 燃料ねんりょう lb/s ( kg/s)
  • 生産せいさんメーカー: プラット・アンド・ホイットニー
  • 採用さいよう例れい: アトラス V 第だい2段だん (1基き)

派生はせい型がた

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型式けいしき 現状げんじょう 最初さいしょの打うち上あげ 乾燥かんそう重量じゅうりょう 推力すいりょく Isp (vac) 全長ぜんちょう 直径ちょっけい T:W O:F 膨張ぼうちょう比ひ 燃焼ねんしょう室しつ圧力あつりょく 燃焼ねんしょう時間じかん 搭載とうさい段だん 備考びこう
RL10A-1 引退いんたい済ずみ 1962 131 kg (289 lb) 66.7 kN (15,000 lbf) 425 s (4.17 km/s) 1.73 m (5 ft 8 in) 1.53 m (5 ft 0 in) 52:1 40:1 430 s セントール A 試作しさく
[4][5][6]
RL10A-3 引退いんたい済ずみ 1963 131 kg (289 lb) 65.6 kN (14,700 lbf) 444 s (4.35 km/s) 2.49 m (8 ft 2 in) 1.53 m (5 ft 0 in) 51:1 5:1 57:1 32.75 bar (3,275 kPa) 470 s セントール B/C/D/E
S-IV 		[7]
RL10A-4 引退いんたい済ずみ 1992 168 kg (370 lb) 92.5 kN (20,800 lbf) 449 s (4.40 km/s) 2.29 m (7 ft 6 in) 1.17 m (3 ft 10 in) 56:1 5.5:1 84:1 392 s セントール IIA [8]
RL10A-4-1 引退いんたい済ずみ 2000 167 kg (368 lb) 99.1 kN (22,300 lbf) 451 s (4.42 km/s) 1.53 m (5 ft 0 in) 61:1 84:1 740 s セントール IIIA [9]
RL10A-4-2 生産せいさん中ちゅう 2002 167 kg (368 lb) 99.1 kN (22,300 lbf) 451 s (4.42 km/s) 1.53 m (5 ft 0 in) 61:1 84:1 740 s セントール IIIB
セントール V1
セントール V2 		[10]
RL10A-5 引退いんたい済ずみ 1993 143 kg (315 lb) 64.7 kN (14,500 lbf) 373 s (3.66 km/s) 1.07 m (3 ft 6 in) 1.02 m (3 ft 4 in) 46:1 6:1 4:1 127 s DC-X [11]
RL10B-2 生産せいさん中ちゅう 1998 277 kg (611 lb) 110 kN (25,000 lbf) 462 s (4.53 km/s) 4.14 m (13.6 ft) 2.13 m (7 ft 0 in) 40:1 5.85:1 280:1 44.12 bar (4,412 kPa) 700 s デルタ極ごく低温ていおん上段じょうだん [1]
RL10B-X 中止ちゅうし 317 kg (699 lb) 93.4 kN (21,000 lbf) 470 s (4.6 km/s) 1.53 m (5 ft 0 in) 30:1 250:1 408 s セントール B-X [12]
CECE 開発かいはつ中ちゅう 160 kg (350 lb) 66.7 kN (15,000 lbf) >445 s (4.36 km/s) 1.53 m (5 ft 0 in) 原型げんけい実証じっしょう機き
[13][14]
RL10C-1 試験しけん中ちゅう 12/2014 191 kg (421 lb) 106.31 kN (23,900 lbf) 448.5 s (4.398 km/s) 2.22 m (7 ft 3 in) 1.44 m (4 ft 9 in) 57:1 5.88:1 130:1 2000 セントール
[15][16]

他たのRL10を搭載とうさいするロケット

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セントール2AのRL10A-4
試験しけん中ちゅうのCECE

出力しゅつりょくを可変かへん出来できるように改良かいりょうされたRL-10A-5がDC-X、ブルーオリジン・ニューシェパードにも搭載とうさいされる。

DIRECT version 3.0がアレスIとアレスVシリーズのコモン・コア・ステージの換かわ装そうとして提案ていあんされ、RL-10を提案ていあんされたJ-246とJ-247ロケットの第だい2段だんへ採用さいようするように勧すすめられた[17] 。アレスVアース・デパーチャー・ステージと同等どうとうの役割やくわりを提供ていきょうする為ために提案ていあんされているジュピター上段じょうだんロケットに最大さいだい7基きのRL10エンジンが採用さいようされる予定よていである。

RL10の将来しょうらいの使用しよう

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2005年ねん、NASAはオリオン宇宙船うちゅうせんにアポロのような宇宙船うちゅうせんの仕様しようの提案ていあんを採用さいようする事ことを決きめたと発表はっぴょうした。当時とうじ、NASAは降下こうか部分ぶぶんとして新あたらしい月面げつめん連絡れんらくモジュール(LSAM)に液体えきたい水素すいそと液体えきたい酸素さんそを動力どうりょくとして使用しようする予定よていだった。当初とうしょの計画けいかくでは上うえ昇段しょうだんには液化えきかメタンと液体えきたい酸素さんその使用しようが求もとめられたが、上うえ昇段しょうだんには現在げんざいと同様どうようの液体えきたい水素すいそ/液体えきたい酸素さんその使用しように変更へんこうされた。液化えきかメタンの使用しようが検討けんとうされた背景はいけいには将来しょうらいの火星かせい探査たんさにおいて火星かせいの大気たいきから製造せいぞうしたメタンを使用しようする為ための事前じぜん演習えんしゅうの意図いとがあった。

推進すいしん剤ざいの選定せんていの条件じょうけんとして赤道あかみち軌道きどうから月つきの極きょく域いきに宇宙船うちゅうせんを着陸ちゃくりくする必要ひつようがあり、NASAはRL10を下降かこう段だんの主要しゅような動力どうりょくとして使用しようすることを決きめた。

現在げんざいの仕様しようでは4基きのRL10が下降かこう段だんへの使用しようと1基きのRL10が上うえ昇段しょうだんに使用しようする事ことが求もとめられる。現在げんざい、デルタIIIとデルタIVで使用しようされるRL10B-2エンジンは最大さいだい出力しゅつりょくの20%まで出力しゅつりょくを調整ちょうせいできる。月面げつめんからLSAMが浮上ふじょう、円滑えんかつに軟着陸なんちゃくりくする為ためには新あたらしいRL10は出力しゅつりょくを10%まで調整ちょうせいできる必要ひつようがある。RL10を使用しようする事ことでNASAは既存きそんの機器ききを使用しようする事ことにより、有人ゆうじん飛行ひこうの為ための性能せいのう向上こうじょうの改良かいりょうにも拘かかわらず経費けいひを低ひくく抑おさえる事ことを目論もくろむ。

共通きょうつう拡張かくちょう可能かのう型がた極ごく低温ていおんエンジン

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共通きょうつう拡張かくちょう可能かのう型がた極ごく低温ていおんエンジンCommon Extensible Cryogenic Engine(CECE)はRL10エンジンの出力しゅつりょく制御せいぎょを向上こうじょうさせる為ために開発かいはつされた試験しけん機きである。NASAはプラット&ホイットニーとCECE実証じっしょうエンジンの開発かいはつに契約けいやくした[18]。2007年ねん、(出力しゅつりょくが変動へんどうするが)1/11まで出力しゅつりょくを調整ちょうせいできる操作性そうさせいわるが実演じつえんされた[19]。2009年ねん、NASAはこの種たねのエンジンでは記録きろくとなる104%から8%までの調整ちょうせいに成功せいこうしたと報告ほうこくした。出力しゅつりょくの変動へんどうは噴射ふんしゃ器きと推進すいしん剤ざいの温度おんど、流量りゅうりょう、圧力あつりょくの制御せいぎょによる推進すいしん剤ざい供給きょうきゅうシステムの改良かいりょうにより解消かいしょうされた[20]。

RD-0146

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詳細しょうさいは「RD-0146」を参照さんしょう

RD-0146はロシアとプラット&ホイットニーとの協力きょうりょくによる低温ていおん液体えきたい燃料ねんりょうロケットエンジンである。RL-10のロシア版ばんである[21]。RD-0146エンジンはロシアのヴォロネジのキマフトマティキ設計せっけい局きょく(KBKhA)がアメリカのプラント&ホイットニー・ロケットダインと協力きょうりょくしてできた。2009年ねんにロシア連邦れんぽう宇宙うちゅう局きょくは開発かいはつ中ちゅうの次世代じせだいのPPTS有人ゆうじん宇宙船うちゅうせんのRus-Mロケットの2段だん目めにこのエンジンを採用さいようした[22]。

開発かいはつ

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1997年ねん、プロトンロケットを生産せいさんするクルニチェフ国家こっか研究けんきゅう生産せいさん宇宙うちゅうセンターは推力すいりょく100 kNで高こう高度こうどで性能せいのうを発揮はっきできるノズル伸展しんてん式しきの新あたらしい低温ていおん液体えきたい燃料ねんりょうロケットエンジンの開発かいはつをキマフトマティキに打診だしんした。ロケットは更新こうしんされたプロトンロケットと次世代じせだいのアンガラロケットの上段じょうだんとして予定よていされていた。 1999年ねん、クルニチェフはキマフトマティキにプロトンとアンガラのエンジンとしてRD-0146Uの開発かいはつを注文ちゅうもんした。開発かいはつは部分ぶぶん的てきにプラット&ホイットニーから資金しきんを調達ちょうたつした。2000年ねん4月がつ7日にちにプラット&ホイットニーとキマフトマティキはプラット&ホイットニーがRD-0146の国際こくさい的てきに排他はいた的てきな販売はんばい権けんを取得しゅとくする事ことで合意ごういした[22]。

詳細しょうさい

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RD-0146は特徴とくちょうとしてロシア初はつのガス発生はっせい器きを備そなえないエンジン(エキスパンダーサイクル)であると同時どうじに非ひ冷却れいきゃく式しき伸展しんてん式しきノズルを備そなえたエンジンでもある。複ふく数すう回かいの着火ちゃっかと2軸じくの推力すいりょく制御せいぎょが可能かのうである。開発かいはつ者しゃによると幸運こううんな事ことにガス発生はっせい器きを備そなえない事ことにより複ふく数すう回かいの点火てんかに高たかい信頼しんらい性せいを確保かくほできるという[23][24][25]。

脚注きゃくちゅう

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[脚注きゃくちゅうの使つかい方かた]
  1. ^ a b Mark Wade (17 November 2011). “RL-10B-2”. Encyclopedia Astronautica. 27 February 2012閲覧えつらん。
  2. ^ Sutton, George (2005). History of liquid propellant rocket engines. American Institute of Aeronautics and Astronautics. ISBN 1563476495 
  3. ^ “Delta 269 (Delta III) Investigation Report”. ボーイング. 2008年ねん12月7日にち閲覧えつらん。
  4. ^ Mark Wade (17 November 2011). “RL-10A-1”. Encyclopedia Astronautica. 27 February 2012閲覧えつらん。
  5. ^ Bilstein, Roger E. (1996), “Unconventional Cryogenics: RL-10 and J-2”, Stages to Saturn; A Technological History of the Apollo/Saturn Launch Vehicles, Washington, D.C.: National Aeronautics and Space Administration, NASA History Office, http://history.nasa.gov/SP-4206/ch5.htm 2011年ねん12月2日にち閲覧えつらん。 
  6. ^ “Atlas Centaur”. Gunter's Space Page. 29 February 2012閲覧えつらん。
  7. ^ Mark Wade (17 November 2011). “RL-10A-3”. Encyclopedia Astronautica. 27 February 2012閲覧えつらん。
  8. ^ Mark Wade (17 November 2011). “RL-10A-4”. Encyclopedia Astronautica. 27 February 2012閲覧えつらん。
  9. ^ Mark Wade (17 November 2011). “RL-10A-4-1”. Encyclopedia Astronautica. 27 February 2012閲覧えつらん。
  10. ^ Mark Wade (17 November 2011). “RL-10A-4-2”. Encyclopedia Astronautica. 27 February 2012閲覧えつらん。
  11. ^ Mark Wade (17 November 2011). “RL-10A-5”. Encyclopedia Astronautica. 27 February 2012閲覧えつらん。
  12. ^ Mark Wade (17 November 2011). “RL-10B-X”. Encyclopedia Astronautica. 27 February 2012閲覧えつらん。
  13. ^ “Commons Extensible Cryogenic Engine”. Pratt & Whitney Rocketdyne. 28 February 2012閲覧えつらん。
  14. ^ “Common Extensible Cryogenic Engine”. 2014年ねん7月がつ3日にち時点じてんのオリジナルよりアーカイブ。 Template:Cite webの呼よび出だしエラー：引数ひきすう accessdate は必須ひっすです。
  15. ^ “Cryogenic Propulsion Stage”. NASA. 11 October 2014閲覧えつらん。
  16. ^ “Atlas-V with RL10C powered Centaur”. 2018年ねん3月がつ27日にち閲覧えつらん。
  17. ^ “Jupiter Launch Vehicle – Technical Performance Summaries” (html). 2009年ねん6月がつ8日にち時点じてんのオリジナルよりアーカイブ。2009年ねん7月がつ18日にち閲覧えつらん。
  18. ^ “CECE”. United Technologies Corporation. 2009年ねん1月がつ23日にち時点じてんのオリジナルよりアーカイブ。 Template:Cite webの呼よび出だしエラー：引数ひきすう accessdate は必須ひっすです。
  19. ^ “Throttling Back to the Moon”. NASA (2007年ねん7月がつ16日にち). 2015年ねん9月がつ15日にち時点じてんのオリジナルよりアーカイブ。 Template:Cite webの呼よび出だしエラー：引数ひきすう accessdate は必須ひっすです。
  20. ^ “NASA Tests Engine Technology for Landing Astronauts on the Moon”. NASA (Jan. 14, 2009). 2018年ねん3月がつ27日にち閲覧えつらん。
  21. ^ http://www.astronautix.com/engines/rd0146.htm
  22. ^ a b http://www.russianspaceweb.com/rd0146.html
  23. ^ KBKhA RD-0146
  24. ^ RD-0146 Specifications
  25. ^ [1][リンク切きれ]

関連かんれん項目こうもく

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外部がいぶリンク

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液体えきたい燃料ねんりょう
低温ていおん
推進すいしん剤ざい
液体えきたい水素すいそ/
液体えきたい酸素さんそ
液体えきたいメタン/
液体えきたい酸素さんそ
準じゅん低温ていおん
推進すいしん剤ざい
ケロシン/
液体えきたい酸素さんそ
ハイパー
ゴリック
推進すいしん剤ざい
ヒドラジン系けい/
四よん酸化さんか二に窒素ちっそ
ケロシン/過酸化水素かさんかすいそ
非対称ひたいしょうジメチルヒドラジン/
硝酸しょうさん
RS-68ロケットエンジン
固体こたい燃料ねんりょう
ブースター
下段げだん・中段ちゅうだんロケット
上段じょうだんロケット
原子力げんしりょく推進すいしん
小しょう推力すいりょく
エンジン
ハイパー
ゴリック推進すいしん剤ざい
電気でんき推進すいしん
DCアークジェット
ホールスラスタ
イオンエンジン
関連かんれん項目こうもく
エンジン
サイクル
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