Усовершенствованная криогенная усовершенствованная стадия

Усовершенствованная криогенная усовершенствованная ступень ( ACES ) представляла собой с жидким кислородом и жидким водородом, верхнюю ступень предназначенную для использования на ряде различных ракет-носителей, производимых Boeing , Lockheed Martin , United Launch Alliance (ULA). В течение последних пяти лет программы ACES была предложена для возможного использования на космической ракете-носителе Vulcan , разработанной американской компанией United Launch Alliance. ^{[ 1 ]} Концепция ACES имела целью увеличить срок службы существующих верхних ступеней на орбите . ^{[ 1 ]}

В 2015 году ULA объявила о концептуальных планах по переводу ракеты Vulcan на вторую ступень ACES, также известную как Centaur Heavy, после 2024 года. Первоначально Vulcan будет запущен с Centaur V. верхней ступенью ^{[ 2 ]} И у Boeing, и у Lockheed Martin были отдельные, но схожие концепции ACES до образования совместно находящейся в собственности (50% Boeing/50% Lockheed Martin) ULA в конце 2006 года.

В действительности концепция долговременной верхней ступени так и не смогла привлечь внимание ни одной из компаний, поскольку она так и не получила полного финансирования разработки от правительства США, основного источника финансирования ракет «Дельта» , «Атлас» и «Вулкан». . Однако некоторые аспекты изменений, запланированных для ACES, такие как увеличенный диаметр бака, в конечном итоге были использованы в Centaur V. верхней ступени ^{[ 3 ]}

Продвинутая общая развитая стадия

Две концепции Advanced Cryogenic Evolved Stage (ACES) были первоначально разработаны в 2005 году компаниями Boeing и Lockheed Martin . ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}^{[ нужны разъяснения ]}

К 2010 году ULA унаследовала интеллектуальную собственность обоих предложений, и концепция ACES превратилась в новую высокопроизводительную верхнюю ступень, которая будет использоваться как на ракетах-носителях Atlas V , так и на ракетах-носителях Delta IV / Delta IV Heavy . ACES, которая теперь называется Advanced Common Evolved Stage , должна была стать более дешевой, более функциональной и более гибкой верхней ступенью, которая дополнит и, возможно, заменит существующие верхние ступени ULA Centaur и Delta Cryogenic Second Stage (DCSS). ^{[ 1 ]} Эта верхняя ступень должна была включать улучшенную изоляцию для улучшения криогенного хранения и увеличения продолжительности простоя. ^{[ 6 ]}

В апреле 2015 года название ступени было возвращено к исходному названию Advanced Cryogenic Evolved Stage, поскольку новая конструкция ULA Vulcan будет единственной ракетой первой ступени, предназначенной для использования ACES, начиная с не ранее 2023 года. ^{[ 7 ]}

В сентябре 2020 года ULA заявила, что больше не занимается активной разработкой ACES. ^{[ 3 ]}

Усовершенствованная криогенная усовершенствованная стадия

По состоянию на апрель 2015 г. ^[update]ULA ожидала, что ACES дебютирует на ракете-носителе Vulcan не ранее 2023 года. ^{[ 7 ]} но в июле 2015 года сроки были уточнены: скорее всего, они не достигнут раньше 2024–2025 годов. ^{[ 8 ]} В 2018 году ULA провела несколько презентаций, которые снова продемонстрировали дебют ACES в 2023 году. ^{[ 9 ]} Однако в 2019 году ULA заявила, что, хотя они все еще планируют разработку ACES, у них больше нет конкретной даты, когда это будет. ^{[ 9 ]}

Планировалось, что ACES будет использовать запатентованную ULA технологию Integrated Vehicle Fluids (IVF), чтобы значительно продлить срок службы в космосе. ^{[ 10 ]}

Планировалось, что ACES будет включать в себя обычные переборочные топливные баки диаметром 5,4 м (18 футов), способные нести 68 000 кг (150 000 фунтов) топлива. ^{[ 11 ]}

Верхняя ступень Вулкан Кентавр

В конце 2017 года ULA решила перенести на верхнюю ступень ACES диаметр 5,4 м (18 футов) и улучшенные изоляционные элементы. Согласно новому плану, верхней ступенью Vulcan является Centaur V с двумя двигателями LH2/LOX RL10 и без IVF или других продления срока службы ACES. технологий ^{[ 1 ]} как и было запланировано для ACES. Тогда ожидалось, что ACES будет иметь тот же диаметр бака, что и Centaur V, но увеличенный (большая длина бака) с возможным добавлением еще двух RL10 и IVF. ^{[ 12 ]}

11 мая 2018 года United Launch Alliance (ULA) объявила, что двигатель Aerojet Rocketdyne RL10 был выбран для Centaur V после процедуры конкурсных закупок. ^{[ 13 ]}

Комплексные автомобильные жидкости

Технология IVF использует легкий двигатель внутреннего сгорания для использования выпарного топлива из водорода и кислорода (обычно выбрасываемого впустую, когда выпарные газы выбрасываются в космос) для работы ступени. Дизайн включал в себя создание мощности и поддержание сценического настроя. ^{[ 10 ]}^{[ 14 ]} и поддержание топливных баков под автогенным давлением . Использование этих жидкостей было призвано исключить необходимость использования гидразинового топлива, гелия для наддува, ^{[ 7 ]}^{[ 15 ]}^: 4, 5 и почти все аккумуляторы в автомобиле.

IVF был разработан ULA как оптимальный для операций на складах , поскольку только жидкий водород и жидкий кислород , и, если он будет построен, предположительно, он сможет продлить срок службы миссии с нынешних десятков часов до нескольких дней. потребуется перекачивать ^{[ 1 ]}^{[ 15 ]}^: 2–4^{[ 16 ]}^: 4

По состоянию на апрель 2015 г. ^[update]Двигатель внутреннего сгорания, который будет использоваться для питания системы IVF на ACES, должен был быть произведен Roush Racing . ^{[ 7 ]}

В августе 2016 года президент и генеральный директор ULA Тори Бруно заявил, что и Vulcan, и ACES должны были иметь рейтинг для людей. ^{[ 17 ]}

Возможные применения

В 2010 году ULA заявило, что одним из потенциальных применений ACES является использование более длительного срока службы и большего запаса топлива в качестве склада топлива с возможностью дозаправки в космосе для извлечения заброшенных объектов для очистки ближнего космоса и схода с орбиты . Эти новые подходы открывают техническую перспективу заметного снижения затрат на захват и увод с орбиты объектов за пределами околоземной орбиты за счет реализации режима лицензий на запуск на околоземную орбиту по принципу «один вверх/один вниз». ^{[ 18 ]}

См. также

Солнечно-тепловые монотопливные двигатели

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Зеглер, Фрэнк; Каттер, Бернард (2 сентября 2010 г.). Переход к архитектуре космического транспорта на базе депо (PDF) . Конференция и выставка AIAA SPACE 2010. Американский институт аэронавтики и астронавтики . Проверено 25 января 2011 г. Концептуализация дизайна ACES ведется в ULA уже много лет. Он использует конструктивные особенности верхних ступеней криогенной второй ступени «Кентавр» и «Дельта» (DCSS) и намерен дополнить и, возможно, заменить эти ступени в будущем. Базовая версия ACES будет содержать в два раза больше топлива Centaur или 4-метровую DCSS, что обеспечит значительный прирост производительности по сравнению с нашими существующими верхними ступенями. Базовая топливная загрузка мощностью 41 мТ содержится в общей переборочной ступени диаметром 5 м, которая примерно такой же длины, как существующие верхние ступени ULA.
^ @jeff_foust (18 января 2018 г.). «Том Тшуди, ULA: с помощью Vulcan мы планируем сохранить надежность и своевременную работу наших существующих ракет, но по очень доступной цене. Первый запуск в середине 2020 года» ( Твит ) – через Twitter .
^ Jump up to: ^а ^б Фауст, Джефф (11 сентября 2020 г.). «ULA изучает долгосрочные обновления Vulcan» . Проверено 4 марта 2021 г. Пеллер описал ACES как концепцию, которую ULA больше не реализует. «Мы провели много исследований, вложили много средств в разработку технологий, чтобы оценить осуществимость некоторых инновационных функций ACES», — сказал он. «Это сослужило нам хорошую службу, потому что многие из оригинальных разработок ACES нашли свое отражение в нашей новой версии Centaur, Centaur 5, которую мы запускаем вместе с Vulcan. Эти исследования пять, восемь лет назад, безусловно, сослужили нам хорошую службу, и это положило начало мы на правильном пути вперед для развития наших верхних ступеней. Мы продолжим развивать нашу верхнюю ступень, чтобы удовлетворить потребности рынка в будущем».
^ ЛеБар, Дж. Ф.; Кэди, ЕС (2006). «Усовершенствованная криогенная усовершенствованная стадия (ACES) — недорогой подход к запуску космических исследований с низким уровнем риска» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 27 марта 2016 года . Проверено 2 января 2016 г.
^ 2006: Расширяемость Centaur на длительный срок. Архивировано 4 марта 2016 г. в Wayback Machine , Джерард Саткоски и др., NASA/KSC и Lockheed Martin Space Systems Company (Доклад конференции AIAA Space 2006 № 60196), по состоянию на 20 октября 2015 г.
^ 2005: Расширяемость Atlas Centaur для долговременных космических приложений. Архивировано 9 января 2016 года в Wayback Machine , Бернард Ф. Каттер; Фрэнк Зеглер; и др.; Компания Lockheed Martin Space Systems (AIAA 2005-6738), по состоянию на 20 октября 2015 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Грусс, Майк (13 апреля 2015 г.). «Ракета Vulcan ULA будет внедряться поэтапно» . Космические новости . Проверено 18 апреля 2015 г.
^ Бруно, Тори (28 июля 2015 г.). «@MrMonster911 @PopSci @ulalaunch активатором будет ACES, наша сверхдлинная верхняя ступень. Планируемый полет в 2024-2025 годах» . Твиттер.com . Проверено 11 августа 2017 г.
^ Jump up to: ^а ^б Генри, Калеб (20 ноября 2019 г.). «ULA не дает четкого представления о сроках обновления Vulcan» . Космические новости . Проверено 26 ноября 2019 г. . Увеличенные возможности верхней ступени где-то там, в будущем.
^ Jump up to: ^а ^б Рэй, Джастин (14 апреля 2015 г.). «Руководитель ULA объясняет возможность повторного использования и инновационность новой ракеты» . Космический полет сейчас . Проверено 18 апреля 2015 г.
^ «2-1 Транспорт и ресурсы топлива в прилунной экономике-Куттер.pdf» (PDF) . 12 июня 2018 года . Проверено 20 января 2019 г.
^ «Плакат ULA с изображением вулканского кентавра в вырезе» (PDF) . УЛА . Проверено 7 ноября 2019 г.
^ «United Launch Alliance выбирает двигатель RL10 компании Aerojet Rocketdyne» . УЛА. 11 мая 2018 года . Проверено 13 мая 2018 г.
^ Бойл, Алан (13 апреля 2015 г.). «United Launch Alliance смело называет свою следующую ракету: Вулкан!» . Новости Эн-Би-Си . Проверено 18 апреля 2015 г.
^ Jump up to: ^а ^б Барр, Джонатан (2015). Концепция этапа ACES: более высокая производительность, новые возможности при меньших периодических затратах (PDF) . Конференция и выставка AIAA SPACE 2015. Американский институт аэронавтики и астронавтики. Архивировано из оригинала (PDF) 13 марта 2016 года . Проверено 18 марта 2016 г.
^ Барр, Джонатан; Каттер, Бернард (2010). Фаза 2 EELV — старый вариант конфигурации, имеющий новое значение для будущих тяжеловесных грузов (PDF) . Конференция и выставка AIAA SPACE 2010. Американский институт аэронавтики и астронавтики. Архивировано из оригинала (PDF) 13 марта 2016 года . Проверено 17 апреля 2016 г.
^ Тори Бруно. " "@A_M_Swallow @ULA_ACES Мы намерены оценить Vulcan/ACES" " . Твиттер.com . Проверено 30 августа 2016 г.
^ Зеглер, Франк (2 сентября 2010 г.). «Переход к архитектуре космического транспорта на базе депо» (PDF) . Объединенный стартовый альянс. стр. 13–14. Архивировано (PDF) из оригинала 20 октября 2011 года . Проверено 25 января 2011 г. Для утилизации этих устаревших или вышедших из строя космических кораблей все [подходы] предполагают затраты значительно большего количества дельты V, чем это было традиционно. Вполне может потребоваться, чтобы старые космические корабли были удалены одновременно с установкой новых космических кораблей. ... [эта архитектура] предвосхищает задачу удаления заброшенных космических кораблей, обеспечивая инфраструктуру, позволяющую выполнять эти миссии с высоким ΔV, и обеспечивает, вероятно, новую парадигму удаления космического корабля для каждого развернутого .

Внешние ссылки

United Launch Alliance Официальный сайт
ULA Upper Stage Evolution , Марк Уилкинс, United Launch Alliance, 2009 г.
ULA Integrated Vehicle Fluids , видео, выпущено ULA 2 апреля 2015 г.
ULA Innovation: Advanced Cryogenic Evolved Stage, часть 1 , видео, выпущенное ULA 4 марта 2016 г.

[aiaa20100902-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Зеглер, Фрэнк; Каттер, Бернард (2 сентября 2010 г.). Переход к архитектуре космического транспорта на базе депо (PDF) . Конференция и выставка AIAA SPACE 2010. Американский институт аэронавтики и астронавтики . Проверено 25 января 2011 г. Концептуализация дизайна ACES ведется в ULA уже много лет. Он использует конструктивные особенности верхних ступеней криогенной второй ступени «Кентавр» и «Дельта» (DCSS) и намерен дополнить и, возможно, заменить эти ступени в будущем. Базовая версия ACES будет содержать в два раза больше топлива Centaur или 4-метровую DCSS, что обеспечит значительный прирост производительности по сравнению с нашими существующими верхними ступенями. Базовая топливная загрузка мощностью 41 мТ содержится в общей переборочной ступени диаметром 5 м, которая примерно такой же длины, как существующие верхние ступени ULA.

[JeffFousttweet-2] @jeff_foust (18 января 2018 г.). «Том Тшуди, ULA: с помощью Vulcan мы планируем сохранить надежность и своевременную работу наших существующих ракет, но по очень доступной цене. Первый запуск в середине 2020 года» ( Твит ) – через Twitter .

[sn20200911-3] Jump up to: ^а ^б Фауст, Джефф (11 сентября 2020 г.). «ULA изучает долгосрочные обновления Vulcan» . Проверено 4 марта 2021 г. Пеллер описал ACES как концепцию, которую ULA больше не реализует. «Мы провели много исследований, вложили много средств в разработку технологий, чтобы оценить осуществимость некоторых инновационных функций ACES», — сказал он. «Это сослужило нам хорошую службу, потому что многие из оригинальных разработок ACES нашли свое отражение в нашей новой версии Centaur, Centaur 5, которую мы запускаем вместе с Vulcan. Эти исследования пять, восемь лет назад, безусловно, сослужили нам хорошую службу, и это положило начало мы на правильном пути вперед для развития наших верхних ступеней. Мы продолжим развивать нашу верхнюю ступень, чтобы удовлетворить потребности рынка в будущем».

[lebar2006-4] ЛеБар, Дж. Ф.; Кэди, ЕС (2006). «Усовершенствованная криогенная усовершенствованная стадия (ACES) — недорогой подход к запуску космических исследований с низким уровнем риска» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 27 марта 2016 года . Проверено 2 января 2016 г.

[nasa+lockheed2006-5] 2006: Расширяемость Centaur на длительный срок. Архивировано 4 марта 2016 г. в Wayback Machine , Джерард Саткоски и др., NASA/KSC и Lockheed Martin Space Systems Company (Доклад конференции AIAA Space 2006 № 60196), по состоянию на 20 октября 2015 г.

[lockmart2005-6] 2005: Расширяемость Atlas Centaur для долговременных космических приложений. Архивировано 9 января 2016 года в Wayback Machine , Бернард Ф. Каттер; Фрэнк Зеглер; и др.; Компания Lockheed Martin Space Systems (AIAA 2005-6738), по состоянию на 20 октября 2015 г.

[sn20150413-7] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Грусс, Майк (13 апреля 2015 г.). «Ракета Vulcan ULA будет внедряться поэтапно» . Космические новости . Проверено 18 апреля 2015 г.

[twit20150728-8] Бруно, Тори (28 июля 2015 г.). «@MrMonster911 @PopSci @ulalaunch активатором будет ACES, наша сверхдлинная верхняя ступень. Планируемый полет в 2024-2025 годах» . Твиттер.com . Проверено 11 августа 2017 г.

[sn201911-9] Jump up to: ^а ^б Генри, Калеб (20 ноября 2019 г.). «ULA не дает четкого представления о сроках обновления Vulcan» . Космические новости . Проверено 26 ноября 2019 г. . Увеличенные возможности верхней ступени где-то там, в будущем.

[sfn20150414-10] Jump up to: ^а ^б Рэй, Джастин (14 апреля 2015 г.). «Руководитель ULA объясняет возможность повторного использования и инновационность новой ракеты» . Космический полет сейчас . Проверено 18 апреля 2015 г.

[kutter2018-11] «2-1 Транспорт и ресурсы топлива в прилунной экономике-Куттер.pdf» (PDF) . 12 июня 2018 года . Проверено 20 января 2019 г.

[12] «Плакат ULA с изображением вулканского кентавра в вырезе» (PDF) . УЛА . Проверено 7 ноября 2019 г.

[13] «United Launch Alliance выбирает двигатель RL10 компании Aerojet Rocketdyne» . УЛА. 11 мая 2018 года . Проверено 13 мая 2018 г.

[nbc20150413-14] Бойл, Алан (13 апреля 2015 г.). «United Launch Alliance смело называет свою следующую ракету: Вулкан!» . Новости Эн-Би-Си . Проверено 18 апреля 2015 г.

[Barr2015-15] Jump up to: ^а ^б Барр, Джонатан (2015). Концепция этапа ACES: более высокая производительность, новые возможности при меньших периодических затратах (PDF) . Конференция и выставка AIAA SPACE 2015. Американский институт аэронавтики и астронавтики. Архивировано из оригинала (PDF) 13 марта 2016 года . Проверено 18 марта 2016 г.

[BarrKutter2010-16] Барр, Джонатан; Каттер, Бернард (2010). Фаза 2 EELV — старый вариант конфигурации, имеющий новое значение для будущих тяжеловесных грузов (PDF) . Конференция и выставка AIAA SPACE 2010. Американский институт аэронавтики и астронавтики. Архивировано из оригинала (PDF) 13 марта 2016 года . Проверено 17 апреля 2016 г.

[Man_rate-17] Тори Бруно. " "@A_M_Swallow @ULA_ACES Мы намерены оценить Vulcan/ACES" " . Твиттер.com . Проверено 30 августа 2016 г.

[aiaa20100902_p13-18] Зеглер, Франк (2 сентября 2010 г.). «Переход к архитектуре космического транспорта на базе депо» (PDF) . Объединенный стартовый альянс. стр. 13–14. Архивировано (PDF) из оригинала 20 октября 2011 года . Проверено 25 января 2011 г. Для утилизации этих устаревших или вышедших из строя космических кораблей все [подходы] предполагают затраты значительно большего количества дельты V, чем это было традиционно. Вполне может потребоваться, чтобы старые космические корабли были удалены одновременно с установкой новых космических кораблей. ... [эта архитектура] предвосхищает задачу удаления заброшенных космических кораблей, обеспечивая инфраструктуру, позволяющую выполнять эти миссии с высоким ΔV, и обеспечивает, вероятно, новую парадигму удаления космического корабля для каждого развернутого .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]