Raketmotor rd. Raketmotorer

Samling af raketmotorer fra JSC Kuznetsov / Foto: TASS, Sergey Fadeichev

De første to af 60 RD-181 raketmotorer under en kontrakt til en værdi af 1 milliard dollar blev leveret af russisk side til det amerikanske firma Orbital Sciences Corporation, fortalte RSC Energia til RIA Novosti.

"Den 16. juli blev de første to motorer leveret til USA; leveringsdatoen for det næste parti er endnu ikke blevet annonceret," sagde pressetjenesten.

Tidligere rapporterede TASS, at USA ville bruge op til ti år og omkring 3 milliarder dollars for at skabe sin egen raketmotor, svarende til den russiske RD-181. Dette blev oplyst af formanden for RSC Energia Vladimir Solntsev.

"Hvis vi taler om at skabe en motor i Amerika, så er enhver kraft i stand til at skabe den, det eneste spørgsmål er: hvorfor? Ifølge mine skøn vil dette kræve omkring 3 milliarder dollars, og måske mere, og syv til ti år," sagde V. Solntsev. Han understregede, at udfaldet kan være tvetydigt, og det er ikke et faktum, at alt lykkes. Samtidig bemærkede selskabets leder, at ingen "aflyste eller dræbte internationalt samarbejde."

Vladimir Solntsev / Foto: www.rg.ru

Tidligere rapporterede V. Solntsev, at NPO Energomash planlægger at forsyne det amerikanske firma Orbital Sciences med 60 nye RD-181'ere, der er allerede underskrevet en kontrakt for 20 af dem. Kontraktsummen er omkring 1 milliard dollars, og dette beløb omfatter en lang række tjenester. V. Solntsev deltog i transaktionen på vegne af NPO Energomash, da han fortsat er administrerende direktør for foreningen.

Lederen af ​​Energia forklarede også, at Energomash og United Rocket and Space Corporation modtog alle de nødvendige tilladelser til transaktionen.

RD-181 vil blive brugt på den første fase af Antares-raketten, fremstillet af Orbital Sciences. Tidligere var disse missiler udstyret med AJ-26-motorer, baseret på den sovjetiske NK-33.

Rusland tilpassede RD-180-motorer til amerikanske behov

Solntsev bemærkede, at russiske specialister tilpassede RD-180-motorerne leveret til USA til Atlas-raketter til bemandede opsendelser. "I løbet af de sidste to år har vi afsluttet en kontrakt med United Launch Alliance om at tilpasse RD-180-motoren til USA's bemandede program. Både (launcher) Atlas og Space X vandt udbuddet, og vi har opfyldt denne kontrakt og tilpasset denne motor til bemandede programmer. lanceringer," sagde han.

"Atlas-5 kan nu få en ny historie, et nyt ansigt," bemærkede V. Solntsev.

Den amerikanske militærbevillingslov for regnskabsåret 2015 indeholder en ændring fra den republikanske senator John McCain, der ville forbyde yderligere køb af RD-180 til missiler. Atlas sætter ikke kun civile, men også militære satellitter i kredsløb, og mange lovgivere hævder, at amerikanske nationale sikkerhedsinteresser er blevet afhængige af russisk teknologi.

Samtidig giver loven mulighed for at bevilge 220 millioner dollars til udviklingen af ​​en amerikansk motor til erstatning for RD-180. Det amerikanske luftvåben, som er ansvarlig for opsendelser til rummet, er blevet bedt om at løse problemet inden for fem år. Pentagon indrømmer dog åbent, at det ikke ved, hvordan man bruger de tildelte midler - til at skabe ny motor Det er kun tilrådeligt for en bestemt løfteraket.

Dette gøres i øjeblikket af United Launch Alliance-selskabet, som lancerer Atlas. Det amerikanske militær mener, at det bør fortsætte dette arbejde.

Teknisk information

RD-180- lukket cyklus flydende raketmotor med efterbrænding af oxiderende generatorgas efter turbinen, udstyret med to forbrændingskamre og to dyser. Udviklet og produceret af OJSC NPO Energomash opkaldt efter akademiker V.P. Glushko. Brændstof - petroleum, oxidationsmiddel - flydende ilt. Prisen for en motor i 2010 er $9 millioner.

RD-180 blev skabt i midten af ​​90'erne baseret påmotor RD-170. I 1996 erhvervede General Dynamics rettighederne til at bruge motoren. Den blev første gang brugt den 24. maj 2000 som første etape af Atlas IIA-R løfteraketten, en modifikation af Atlas IIA raketten. Bogstavet "R" i rakettens navn angiver brugen af ​​motoren russisk produktion. Raketten blev senere omdøbt til Atlas III.

Efter den første opsendelse blev der udført yderligere arbejde for at certificere motoren til brug på det universelle raketmodul i Atlas-5-rakettens kernetrin. RD-180, som blev brugt på testlejet, blev vist ved det 23. G8-møde (juni 1997, Denver, USA). Motoren består af to kamre, en turbopumpeenhed, en brændstofboosterpumpeenhed, en oxidationsforstærkerpumpeenhed, en gasgenerator, en automatiseringskontrolenhed, en cylinderenhed, et automatiseringsdrivsystem, et styresystem, en brændstofstrømsregulator i gasgeneratoren, en oxidationsgasspjæld, en brændstofgasspjæld, en startoxidator og brændstofafspærringsventiler, to ampuller med startbrændstof, en starttank, en motorramme, en bundskærm, nødbeskyttelsessystemsensorer, en varmeveksler til opvarmning af helium for at sætte oxidationsmiddeltanken under tryk.

I dag er al motorproduktion koncentreret i Rusland. Salget blev udført af et joint venture mellem Pratt & Whitney og NPO Energomash, kaldet RD AMROSS JV. Anskaffelsen og installationen blev udført af United Launch Alliance. Siden maj 2014 er indgåelsen af ​​nye kontrakter midlertidigt stoppet af en retskendelse på grund af et krav fra en konkurrent, SpaceX; leverancer af motorer under gamle kontrakter fortsætter.

RD-180 motor på en testbænk ved Marshall Space Center (USA) / Foto: / ru.wikipedia.org

Taktiske og tekniske indikatorer

Type	flydende raketmotor
Brændstof	petroleum
Oxidationsmiddel	flydende ilt
Forbrændingskamre	2
Ansøgning	"Atlas III og Atlas V" (første etape)
Udvikling	RD-181
Vægt- og dimensionsegenskaber
Totalvægt, kg	5 950
Tørvægt, kg	5 480
Højde, mm	3 600
Diameter, mm	3 200
Præstationsegenskaber
Træk, tf:	vakuum: 423,4

Russiske RD-180 raketmotorer har været et stridspunkt mellem de to United Launch Alliance (ULA) og rivaliserende Orbital Sciences. Den første tillader ikke den anden at købe motorer til sine Antares-raketter.

Giganternes kamp

Alt dette skyldtes Orbital Sciences' deltagelse i offentlige udbud. ULA forhindrer ulovligt konkurrenter i at købe RD-180-motorer fra de to selskaber. Dette er entreprenøren af ​​RD Amross - SPNPO Energomash - og den amerikanske mellemmand Pratt & Whitney Rocketdyne. Den første producerer den nødvendige RD-180 raketmotor med flydende drivmiddel. Den anden leverer komponenter til USA.

Den eneste flydende motor, RD-180, er optimalt egnet til de udbud, som den amerikanske regering har annonceret. Ifølge eksperter er disse komponenters egenskaber ideelle til tunge løfteraketter og NASAs behov.

Hvad er RD-180 raketmotoren?

RD-180 er et to-kammer derivat af fire-kammer RD-170 brugt på Zenit. RD-180 lukkede flydende raketmotorer med efterbrænding kombinerer RD-170's høje ydeevne, bekvemmelighed og genanvendelighed i en størrelse, der opfylder motorkravene til Atlas V Evolved Expendable Launch Vehicle.

RD-180 - hydraulisk motor til aktivering af styreventilen og afbøjningstrykvektor i kardan, med pneumatik til aktivering af ventilen og skyllesystemet: trykrammen til lastfordeling er selvforsynende som en del af motoren. Motoren ved starten bruger LOX bly, med efterbrænding af generatorgas og LOX rig gasturbine drev. Således etableret en 10 procent stigning i produktiviteten sammenlignet med den operationelle acceleration af amerikanske motorer og forudsat en ren, genanvendelig drift.
Kun i hovedenheden krævede turbopumpen og boosterpumpen udvikling til skalaen for RD-120 og RD-170. Alle andre komponenter blev taget direkte fra RD-170.

RD-180 blev udviklet på 42 måneder til en brøkdel af prisen for et typisk amerikansk motordesign. Motoren kører på en mellemliggende Atlas III og en standard Atlas V løfteraket.

RD-180 er udstyret med to par forbrændingskamre og dyser. Motoren er udviklet og produceret af den russiske forsknings- og produktionsforening Energomash. Petroleum bruges som brændstof og flydende ilt er oxidationsmidlet. Prisen på RD-180 raketmotoren i 2010 var $9 millioner.

Beskrivelse af design

1. LOX/petroleum
2. To trykkamre (gimbals +8 grader).
3. Én iltrig blok foran brænderen.
4. TNA højtrykssamling.
5. To-trins brændstofpumpe.
6. Ettrins iltpumpe.
7. Enkelt turbine.
8. Selvantændelse.
9. Autonom (ventiler, TVC) drevet af petroleum fra brændstofpumpen.
10. Sundhedsovervågning og livsprognosesystem.
11. Automatiseret flyvningsforberedelse (når den er installeret på køretøjet, automatiseres alle operationer gennem opsendelse).
12. Minimering af grænsefladen fra startrampen og Køretøj(pneumatisk og hydrauliske systemer, selvstændige, elektrisk integrerede paneler, trykramme for forenklet mekanisk grænseflade).
13. Miljøvenlig drift med beriget oxidationsmiddel, der udløser forbrændertænding, samt oxidationsmiddel opstarts- og nedlukningstilstande, der eliminerer koksdannelse og uforbrændt potentielt forurenet petroleum.
14. 50-100 % kontinuerlig drosling med forbehold for potentiel realtidstest af bane og motortilpasning på stedet før udløsning af låsen.
15. 80 % RD-170 dele.
16. Trykkammer: 256,6 bar.
17. Arealforhold: 36,4.
18. Tryk-til-vægt-forhold: 77,26.
19. Oxidationsmiddel-brændstofforhold: 2,72.

Motor RD-180. Egenskaber

• Vægtfylde: 5.480 kg (12.080 lb).
• Højde: 3,6 m (11,67 fod).
• Diameter: 3,2 m (10,33 fod).
• Specifik impuls: 337,8 s.
• ved havoverfladen: 311,3 s.
• Optagetid: 270 sek.
• Første lancering: 2000

Historie

I november 1996 blev den første test af RD-180 udført hos produktionsforeningen Energomash. Motoren blev anerkendt som vinderen i udbuddet om installation i Atlas løfteraket fra American Corporation. Dette var nødvendigt for opsendelsen af ​​lovende bemandede rumfartøjer. Det var fra da af, at RD-180-motorer blev de mest populære.

Motoren kan genbruges. Tænksom ledelse forsynede NPO Energomash med næsten legendariske pålidelige transaktioner med USA. I december 2012 blev der leveret en kontrakt, der giver virksomheden garanti for produktion af motorer frem til 2019. Al produktion er koncentreret i Rusland.

Oprettelse af en erstatning for RD-180 i USA

De ukrainske begivenheder førte til sanktioner, der begrænsede USA's mulighed for at bruge russiske raketmotorer. RD-180 skal udskiftes med en analog Amerikansk lavet. I december 2014 vedtog Parlamentet en ændring. Det forbød brugen af ​​russiske RD-180'er. Motoren vil fortsat blive købt under den eksisterende leveringsaftale indtil 2019 mellem Energomash og ULA.

På trods af fortsættelsen af ​​samarbejdet og leverancerne af RD-180 under eksisterende aftaler beordrede den amerikanske forsvarsminister opsigelse af samarbejdet med Rusland og overgangen til amerikanske komponenter. Amerika er forpligtet til at slippe af med russisk afhængighed på de militær-politiske områder.

Hertil svarede Frank Kendall (forsvarsminister for indkøb) at Pentagon ikke har noget at erstatte de russiske RD-180-motorer med. Som et alternativ til den nuværende situation annoncerede Amerika et udbud om produktion af egne motorer med lignende egenskaber på sit territorium.

Den russiske vicepremierminister Dmitry Rogozin sagde, at han var klar til at stoppe leveringen af ​​RD-180 og K-33 raketmotorer til Amerika.

Hvor meget koster RD-180 raketmotoren for USA?

Lad os tale om priser. SpaceNews rapporterede, at RD-180-motoren skal udskiftes. I USA vil et sådant indfald koste 1,5 milliarder dollars. Ikke et lille beløb.

Hvor meget koster RD-180 motoren? Hele projektet med at implementere prototypen vil vare mindst seks år. Ifølge eksperter har USA ikke mulighed for helt at opgive brugen af ​​RD-180-motorer. I kort tid det opståede problem kan ikke løses, da motorerne først står klar i 2022.
På trods af forsikringer fra det amerikanske luftvåben om, at RD-180 er på lager i de nødvendige mængder, er der stadig mangel. Derfor vil mange lanceringer skulle udskydes. Udgifterne på dette område kan stige til 5 mia.
Mens USA konkurrerer og anvender sanktioner, er Kina allerede klar til at producere RD-180.

Perspektiv

Pentagon har tildelt mindst 162 millioner dollars til Aerojet Rocketdyne og United Launch Alliance for at arbejde på udviklingen af ​​AR1- og BE-4-raketmotorerne, kandidater til at erstatte den russisk-fremstillede motor, der i øjeblikket driver Atlas V-raketten.

Det amerikanske luftvåben er ved at færdiggøre sin indledende investering i nye raketmotorer, da militæret søger at bevæge sig væk fra sin afhængighed af russisk motor RD-180 brugt på Atlas V, som opsender de fleste af den amerikanske regerings satellitter til sikker kommunikation, navigation og.
Luftvåbnet er en del af et offentlig-privat partnerskab med Aerojet Rocketdyne og ULA, der giver virksomhedernes midler til at medfinansiere motorudvikling.

ULAs præsident og administrerende direktør fortsætter med at mødes for at nå målet om at levere de mest pålidelige opsendelsessystemer til USA til den mest overkommelige pris, samtidig med at der udvikles en ny motor, der vil muliggøre helt nye muligheder for rumapplikationer.

Aftalen med Aerojet Rocketdyne dækker udvikling og test af AR1 raketmotoren. Det her kraftenhed, som forbrænder en petroleumsblanding og flydende ilt. Det er de samme drivmiddelkomponenter, der findes i RD-180-motoren til Atlas V.

Aerojet Rocketdyne sigter mod at have motoren certificeret luftdygtig i 2019, men første lancering forventes først i 2020.
Luftvåbnet forpligter minimum $115,3 millioner til AR1-udviklingsprogrammet, mens Aerojet Rocketdyne og ULA i fællesskab investerer $57,7 millioner, sagde Aerojet Rocketdyne i en erklæring.

Forud for testen har regeringens beslutning om at fortsætte med at støtte AR1-motorprogrammet en maksimal værdi på $804 millioner – med $536 millioner fra luftvåbnet og $236 millioner fra Aerojet Rocketdyne og ULA.

"AR1 vil bringe USA tilbage til forkant med produktion af petroleumsraketmotorer," sagde Drake i en pressemeddelelse. "Vi introducerer de seneste fremskridt inden for moderne fremstilling, mens vi udnytter vores rigdom af viden til at producere den næste generation af raketmotorer til at levere motorer, der vil stoppe vores afhængighed af en udenlandsk leverandør til at lancere vores nations nationale sikkerhedsaktiver."

AR1-motoren vil inkludere 3D-printede dele og køre på beriget ilt med efterbrændende generatorgas. Dette er en mere effektiv motorcyklus end andre flydende kulbrinter, der i øjeblikket anvendes i amerikanske raketmotorer.

BE-4-motoren er et stort fokus for luftvåbnet. Der afsættes kontante tilskud til gennemførelsen. Luftvåbnet forpligter sig til at betale mindst 46,6 millioner dollars til United Launch Alliance for den næste generation af Vulcan-raketten. ULA indvilligede også i at tilføje 40,8 millioner dollars i henhold til betingelserne i regeringens pris.

Broderparten af ​​den oprindelige finansiering - $45.800.000 - vil gå til udvikling af BE-4-motoren, som vil generere 550.000 pund fremdrift og forbruge en kryogen kombination af flydende brændstof. naturgas og flydende oxygen.

To BE-4-motorer vil booste den første fase af Vulcan-raketten. Embedsmænd siger, at BE-4 er fuldt finansieret af virksomheden med hjælp fra United Launch Alliance. Luftvåbnets finansiering vil støtte virksomhedens fremskridt med at integrere BE-4-motoren med Vulcan løfteraket.

Aerojet Rocketdyne fremhæver AR1 som den mest... simpel udskiftning til RD-180 på grund af dens pulverblanding og størrelse. Der kræves to AR1-motorer for at opfylde ydeevnen af ​​Atlas V's RD-180-motor med enkelt dobbeltdyse.

ULA-ledere siger, at BE-4-motoren fra Blue Origin, det iværksætter-rumfirma grundlagt af Amazon.com, vil være hurtigere klar og i sidste ende være lettere at renovere til genbrug.

Mens RD-180-motoren havde fordelen af ​​mere end 60 vellykkede lanceringer, var tiden kommet til amerikanske investeringer i indenlandsk produktion af lignende motorer.

BE-4 er planlagt til at afslutte sin certificering i 2017, og ULA sigter mod den første flyvning af Vulcan-raketten inden udgangen af ​​2019.

Luftvåbnet finansierer også byggeri i det ydre rum til astronauthabitat til udforskning af dybt rum og satellittjenester.

ULA fortsætter med at arbejde med både Blue Origin og Aerojet Rocketdyne. Det ledsager to muligheder for den næste generation af amerikanske motorer, og derfor slår virksomheden sig sammen med to af verdens førende rumfartsvirksomheder.

ULA beholder AR1-motoren fra Aerojet Rocketdyne som backup-mulighed. Den endelige udvælgelse forventes i slutningen af ​​2016.

Luftvåbnets finansielle forpligtelser til Aerojet Rocketdyne og ULA åbnede den 29. februar 2016 efter lignende aftaler med SpaceX og Orbital ATK.
Nyt design af solide raketforstærkere lavet af Orbital ATK til ULAs Vulcan-raket og til sin egen løfteraket, vil også modtage støtte fra Orbital ATK.

Skygge i rummet fra jordiske "skyer"

Russiske RD-180-motorer har intet alternativ i staterne. Aerojet Rocketdynes vicepræsident Jim Meiser mener, at USA ikke er opmærksomme nok på udviklingen af ​​sine egne ilt-petroleumsprototyper.

Han sagde, at Amerika helt klart står bag russerne og kineserne i at skabe sådanne fremdriftssystemer. Han nævnte også, at USA allerede har udviklet en ilt-petroleumsmotor, som er i drift Merlin 1D. Den er produceret af SpaceX. Kun med hensyn til dens egenskaber når den ikke RD-180.

Det er selvfølgelig fuldstændig nonsens, for jordbaserede skyer kan ikke kaste nogen skygge ud i rummet. Men i politisk forstand, ak, kasserer de det.

USA: Industrifolk er rolige, politikere er bekymrede

En højtstående embedsmand fra det amerikanske luftvåben sagde, at han ville stoppe med at opsende nationale sikkerhedssatellitter ombord på United Launch Alliances Atlas V-raket, hvis finansministeriet mener, at import af en russisk motor ikke er i strid med amerikanske sanktioner.

Senator John McCain bad tidligere luftvåbnet om at bevise, at Ruslands nylige omorganisering af sin raket- og rumindustri ikke gør købet af RD-180-motorer til en overtrædelse af de amerikanske sanktioner, der blev pålagt russiske embedsmænd i 2014.

Amerikanske regeringsorganer, ledet af finansministeriet, tager et nyt kig på RD-180-leverancerne. Og de er klar til ikke at overholde sanktioner. At jorde Atlas V ville skabe en større hindring for Pentagon end kamp.

McCain holdt en militær rumhavnshøring, hvor han opfordrede luftvåbnet til at indhente en ny juridisk udtalelse om, at importen af ​​RD-18O overtrådte de amerikanske sanktioner, der blev pålagt russiske embedsmænd i kølvandet på Ukraines annektering af Krim-halvøen.

McCain fremhævede to højtstående russiske embedsmænd: Ruslands vicepremierminister Dmitry Rogozin og Sergei Chemezov, en rådgiver for den russiske præsident Vladimir Putin. Indtil for nylig var de observatører i rumsektoren. Selvom de ikke drager økonomisk fordel af salget af RD-180, var de underlagt sanktioner.

Den 28. december vil den russiske rumsektor efter ordre fra Putin blive reorganiseret. Denne omstrukturering bringer tilpasninger til den russiske rumindustri og rumfartsorganisationen Roscosmos under et nyt statsligt selskab, også kaldet Roscosmos.

McCain bemærkede, at denne organisation i øjeblikket ledes af Rogozin; Chemezov har også noget med dette at gøre. Rogozin og Chemezov var blandt de første russiske embedsmænd, der modtog sanktioner under den ukrainske krise. Ingen af ​​dem kan komme ind i USA. De aktiver, de ejer, blev frosset.

I anden halvdel af 1950'erne, på en særlig opgave fra chefen for OKB-456, V.P. Glushko Statens Institut anvendt kemi (GIPH) udviklede en proces til industriel syntese af usymmetrisk dimethylhydrazin (UDMH), som tilhører gruppen af ​​hydrazinbrændstoffer. Hydrazin er i naturen nærmest ammoniak, og dets derivater, såsom hydrazinhydrat, har været meget brugt i raketteknologi siden Anden Verdenskrig. UDMH havde visse fordele i forhold til traditionelle alkoholer eller naturlige kulbrinter: det antændtes spontant ved kontakt med salpetersyreoxidationsmidler og hydrogenperoxid. Brændstoffet baseret på det havde en lidt højere specifik impuls end petroleum. Derudover kan UDMH i nogle tilfælde, når der bruges katalysatorer, tjene som et enkeltkomponentbrændstof (monopol) som hydrogenperoxid, mens det overgår det med hensyn til energiegenskaber. V.P. Glushko forudså det takket være hans positive egenskaber UDMH vil gradvist erstatte andre brændstoffer i alle typer raketer.

Motor RD-109

UDMH er en farveløs, hygroskopisk væske med en ammoniaklugt. Med hensyn til massefylde og smeltepunkt svarer det omtrent til petroleum; ved almindelige temperaturer og i fravær af luft er det stabilt, men ved temperaturer over 350 ° C nedbrydes det med frigivelse af varme og dannelse af brændbare gasformige produkter; Når den overophedes i et begrænset rum, eksploderer den. Det er mere stabilt og mindre eksplosivt end andre hydrazinbrændstoffer og er stabilt, når det opbevares i hermetisk lukkede beholdere. Det opløses godt i vand, alkoholer, kulbrinter, aminer og ethere. Lav ætsende aktivitet over for mange konstruktionsmaterialer. De negative egenskaber ved UDMH inkluderer først og fremmest de høje produktionsomkostninger, et ret lavt kogepunkt (63°C) og ekstrem høj toksicitet. V.P. Glushko troede på at begynde udviklingen af ​​en stor familie af raketmotorer med flydende drivmiddel ved brug af nyt brændstof, og forstod, at solid støtte var nødvendig for storstilet indsættelse af arbejde. Han håbede at modtage det fra S.P. Korolev, for hvem han foreslog at skabe en motor ved hjælp af "flydende oxygen - UDMH" brændstof til den tredje fase af løftefartøjet, beregnet til at opsende rumfartøjer til Månen og til at opsende et tungt rumfartøj-satellit ind i kredsløb om Jorden (de første to trin - modificeret P-7). V.P. Glushko orienterede kunden til en uhørt stor værdi af den specifikke impuls fra hans raketmotor med flydende drivmiddel - 350 enheder! Raketforskerne, som på det tidspunkt opererede med meget mindre mængder, kunne ikke lade være med at blive inspireret af dette tal. Ifølge ballistiske beregninger gjorde en raket med et optimalt trin med en ny flydende drivmiddel-motor det muligt at sende en enhed til Månen, der vejede mere end to gange mere end en bærer med et tilsvarende ilt-petroleumstrin. (Oprindeligt foreslog S.P. Korolev at skabe en ilt-petroleumsmotor til flydende drivmiddel til tredje trin af bæreren på basis af styrekammeret til motorerne i de første trin af "syv".) Sammenlignet med den foreslåede ilt- petroleumsmotor med flydende drivmiddel, så de beregnede fordele ved motoren, der brugte det nye brændstof, meget, meget tydelige ud. S.P. Korolev troede på det nye brændstof. Denne mulighed blev den vigtigste, men ikke den eneste: Foretrak at minimere risikoen forbundet med at skabe et produkt ved hjælp af en lidt undersøgt brændstofkomponent, instruerede chefdesigneren for OKB-1 medarbejderne i sin fremdriftsafdeling om at forberede et projekt for en alternativ raketmotor med flydende ilt-petroleum. Den 10. februar 1958 mødtes han med lederen af ​​Voronezh OKB-254 (nu Chemical Automation Design Bureau) S.A. Kosberg og instruerede ham om at skabe en backup-motor til hans transportør baseret på dette projekt ved hjælp af styreforbrændingskammeret i " syv” design af M. V. Melnikov og den nye TNA udviklet i Voronezh. I begyndelsen af ​​1958 begyndte udviklingen af ​​en løfteraket i Podlipki, som skulle sikre opsendelser af køretøjer til Månen i efteråret og vinteren samme år. Arbejdet med bærerprojektet blev støttet af den relevante resolution fra centralkomiteen og ministerrådet dateret 20. marts 1958. Det foreløbige design blev underskrevet af S.P. Korolev den 1. juli 1958.

Vostok løfteraket med Foton-satellitten, skabt på basis af fotorekognosceringssatellitten Zenit-2

I betragtning af begge motorer indså OKB-1 designere, at den raket, der blev udviklet, ville have store udsigter som løfteraket. Især massen af ​​en tung satellit, der oprindeligt var tænkt som et fotorekognosceringsfly, blev tilstrækkelig til at designe et bemandet fly baseret på den. rumskib(KK). Baseret på de planlagte karakteristika for tredje trins raketmotor, blev rumfartøjet og løfteraketets parametre valgt til at sende det i kredsløb. Ifølge deres beregninger viste det sig, at en raketmotor med flydende drivmiddel, der brugte et nyt syntetisk brændstof, sammenlignet med en motor, der brugte petroleum, gjorde det muligt at øge skibets vægt med 23%. V.P. Glushko-motoren, som havde den "proprietære" betegnelse RD-109, var en enkeltkammer flydende drivmiddelmotor til de øvre stadier af rumraketter. Den hidtil usete værdi af specifik impuls skulle ikke kun opnås ved at bruge et nyt højenergibrændstof, men også takket være det høje tryk i forbrændingskammeret (over 75 ata) og en dyse i høj højde med en høj grad af ekspansion (tryk ved udgangen - 0,1 ata). Brændstofkomponenterne blev tilført til kammeret under anvendelse af en TNA; Efter at have arbejdet på sin turbine, blev gassen omdirigeret ind i styredyserne, som tjente til at styre raketten under flyvning. Raketmotoren med flydende drivmiddel bestod af et forbrændingskammer kølet af brændstof med et fladt dysehoved og en profileret dyse, en dobbeltakslet pumpe med en gasgenerator, automationsenheder og generelle samlingsenheder. Til at drive TNA-turbinen blev der brugt en gasgenerator (GG), der ikke fungerede på dampgas, som i motorer med tidligere design, men på forbrændingsprodukter af hovedbrændstoffet med et stort overskud af brændstof (“sød” gas). Men under de foreløbige tests, på grund af det for lave forbrug af oxidationsmidlet, blev der afsløret alvorlige vanskeligheder med pålidelig start, så yderligere arbejde med to-komponent GG blev stoppet. Accelereret udvikling og finjustering af en en-komponent gasgenerator, der opererer efter princippet om termokatalytisk nedbrydning af UDMH, begyndte.

RD-109 motordiagram

Forbrændingskammeret med en dyse i høj højde var det første produkt af denne type udviklet af OKB-456. Samtidig blev muligheden for at køle den med dimethylhydrazin afprøvet, og dens operationelle egenskaber blev undersøgt. Disse resultater skulle efterfølgende bruges til at udvikle kraftige motorer på nyt brændstof. Brændstofforbrænding i RD-109 skete ved mere end høje temperaturer og tryk end i tidligere flydende raketmotorer, og dets kammer fungerede under mere alvorlige termodynamiske forhold. Situationen blev forværret af, at effektiviteten af ​​kammerkølesystemet viste sig at være lavere end beregnet. Nyheden om de vanskeligheder, som skaberne af RD-109 stod over for, blev mødt med forståelse af S.P. Korolev. Han forstod tydeligt, at V.P. Glushko lavede en model af en helt ny type raketmotor. I midten af ​​1958 ændrede V.P. Glushkos holdning til sin motor sig mærkbart. På grund af store vanskeligheder med at udvikle forbrændingskammeret og gasgeneratoren, valgte Valentin Petrovich at trække sig tilbage og vente. På dette tidspunkt begyndte OKB-456 at skabe raketmotorer med flydende drivmiddel til nye missiler - R-14 og R-16, der opererer på salpetersyre - UDMH-komponenter. Dette brændstof viste sig at være meget lettere at raffinere - det indeholdt ikke kryogene komponenter og brændte ved lavere temperaturer end oxygen-UDMH, på grund af hvilket kamrene i de nye motorer fungerede under mindre stressende forhold. Derudover selvantændte brændstofkomponenterne i kontakt med hinanden, hvilket i høj grad forenklede startsystemet. Alt dette førte til, at på trods af den store størrelse af de nye motorer var fremskridt med dem meget mere indlysende end med RD-109. Med henvisning til hans store travlhed med arbejde på nye flydende raketmotorer, var V.P. Glushko ikke opmærksom på sin førstefødte. Det aktive arbejde med det er bremset. Det blev tydeligt, at håbet om skabelsen af ​​en flydende raketmotor i efteråret 1958 og dens deltagelse i de første opsendelser af køretøjer til Månen var grundløse... Vi kunne kun håbe, at den nye flydende raketmotor ville være klar i fjerde kvartal af 1959 for at bruge den til at begynde opsendelser af tunge satellitskibe. Udviklingen af ​​RD-109-elementerne og -systemerne fortsatte, men i et helt andet tempo. En stor mængde test af gasgeneratoren blev udført, hvor det blev afsløret, at ved temperaturer under 100°C stopper nedbrydningsprocessen af ​​UDMH, og når væggen opvarmes til over 250°C, opstår der eksplosioner i kølebanen af gasgeneratoren. Bænkbrandtest af den fuldt monterede RD-109 begyndte først i januar 1959. De bekræftede muligheden for at skabe en flydende raketmotor med høj specifik trykkraft, drevet af UDMH. Affyringstestningen blev udført på et stativ udstyret med et trykkammer med et volumen på 90 m3, der sikrede motordrift under tryk miljø omkring 1 mm Hg. Kunst. Under brandtests blev rækkefølgen af ​​kommandoer til at starte raketmotoren med flydende drivmiddel valgt, brændstofforbruget på det indledende stadium blev bestemt, udrensningstilstandene blev udarbejdet, og pyrotændelsesanordningens ydeevne blev kontrolleret. Under testene viste det sig, at motorens stabile driftszone var højere end den tidligere antagne værdi, hvilket gjorde det muligt at øge det nominelle tryk i forbrændingskammeret fra 76 til 79 ata. Som et resultat af hårdt arbejde blev der skabt en højhastigheds, effektiv pumpe med en afkølet gearkasse. Finjusteringen af ​​enheden blev udført under forhold tæt på de rigtige. Under prøvebænke af de første kopier af møllen viste det sig, at den effekt, den udviklede, var noget lavere end den krævede. Dette krævede særlige foranstaltninger for at øge den. Under udviklingsforsøgene i 1959 arbejdede de på at starte motoren og kontrollerede dens fælles funktion af alle dens enheder og komponenter, og nogle af dem skulle modificeres væsentligt. På instruktion fra kundedesignbureauet skabte og testede vi således et originalt design af en blander til tryksætning af brændstoftanken. Desværre var det under efterbehandlingsprocessen ikke muligt at slippe af med revner i de svejsede samlinger af vingerne og turbineskiven. En mere kompleks og tungere version af fastgørelse af knivene ved hjælp af en lås af sildebenstype blev brugt. Udholdenhedstests viste dog, at RD-109-motoren er operationel i et givet tidsrum.

Turbopumpeenhed af RD-109 motoren

Alt ville være fint, men de vigtigste resultater inspirerede raketforskerne: den specifikke impuls viste sig at være meget lavere end den angivne værdi og nåede knap 334 enheder. I mellemtiden blev selv de første prøver lavet på rekordtid - på kun ni måneder! - reserve-ilt-petroleumsmotoren RD-0105, som modtog det "proprietære" navn RO-5 i Voronezh, havde en specifik impuls på over 316 enheder. Dets udviklere så ikke nogen særlige vanskeligheder med at øge denne indikator med yderligere 10-15 enheder i den nærmeste fremtid. Naturligvis ophævede en så lille forskel i den specifikke impuls af de to konkurrerende motorer fordelene ved RD-109 for en tre-trins løfteraket: den maksimale beregnede masse af PG (automatisk månelander) af "hoved" versionen af løfteraketten faldt til 424 kg, og "backup"-versionen steg til 373 kg. Understudiet blev nummer et - attraktivt og lovende, og hovedmuligheden risikerede helt at forlade scenen. Faktisk var den opnåede specifikke impuls ikke en overraskelse for OKB-456-medarbejderne. Faktum er, at påvirkningen af ​​et stort antal ukendte faktorer under designet reducerede effektiviteten, pålideligheden og ydeevnen af ​​forbrændingskammeret og pumpepumpen sammenlignet med de beregnede. Det var nødvendigt at udføre ekstra arbejde at forbedre en allerede oprettet motor. V.P. Glushko forsøgte at bevise for alle, at de foreløbige værdier af designparametrene endda kan overskrides ved mindre ændringer af det eksisterende design. Efter at have vejet alle fordele og ulemper nægtede S.P. Korolev at bruge en ilt-UDMH flydende raketmotor til bæreren af ​​et bemandet rumfartøj, men lovede V.P. Glushko, at "efter at have modtaget motorens endelige egenskaber, vil OKB-1 arbejde på spørgsmålet om brugen af ​​denne motor på nyudviklede produkter, og resultaterne er i overensstemmelse med OKB-456." Oxygen-UDMH-raketmotoren med flydende drivmiddel med parametrene specificeret i tre-trins raketdesignet dukkede ikke op hverken i 1958 eller i 1959. I begyndelsen af ​​1960 blev arbejdet på RD-109 stoppet på grund af starten på udviklingen af ​​en mere avanceret RD-119 motor.

Motor RD-119

Den nye raketmotor med flydende drivmiddel adskilte sig fra RD-109 ved et betydeligt øget specifik tryk (dysen blev øget med mere end halvanden gang, blandingsdannelsesprocessen i kammeret blev forbedret), samt ved en væsentlig lavere vægt og større pålidelighed. Designet af RD-119 kameraet omfattede en række dramatiske ændringer, der har til formål at forbedre dets energi-massekarakteristika, forbedrede afkølingen af ​​kammerets indre væg ved at skabe et dobbeltslidsbælte med yderligere gardinkøling; Et nyt indsprøjtningshoved blev udviklet, som øgede stabiliteten af ​​arbejdsprocessen og sikrede en større fuldstændighed af forbrændingen af ​​brændstofkomponenter. Disse foranstaltninger gjorde det muligt at opnå den højeste specifikke trykimpuls i vakuum for sin tid (352 enheder). På samme tid, på grund af valget af en rationel profil af den supersoniske del af dysen, såvel som på grund af den udbredte brug af titanlegeringer i design af kammeret, var det muligt, på trods af en betydelig stigning i udløbet dysens diameter, for en smule at reducere forbrændingskammerets masse.

Forbrændingskammer i RD-119-motoren

RD-119-motorens TNA blev lavet i henhold til et enkelt-akslet design. Ved at forenkle enheden og forbedre dens egenskaber var det muligt at reducere gasforbruget til turbinedrevet og pumpens masse betydeligt. Motorens gasgenerator havde et ukølet hus. For at øge effektiviteten af ​​flyvekontrolsystemet i de første sekunder af driften af ​​RD-119, ligesom RD-109, blev gas omgået fra gasgeneratoren til styredyserne, uden om turbinen. En betydelig stigning i motorens pålidelighed blev opnået takket være injektorhovedet, som sikrede en stabil arbejdsproces i forbrændingskammeret, samt gennem indførelse af svejsede samlinger i turbinen og gasgeneratoren i stedet for flanges og træning teknologisk proces fremstilling af komponenter og samlinger. For at kontrollere kvaliteten blev hver RD-119-motor testet på bænken ved hjælp af en ny metode: ved hjælp af en kontrolforbrænding, der varer 150 sekunder, og en selektiv batch-levetidstest, der varer 260 sekunder. Den nye raketmotor med flydende drivmiddel blev udviklet i perioden 1960-1963, i 1963 bestod den endelige udviklingstest og blev sat i masseproduktion. Men selv før dette øjeblik, i 1962, begyndte hans flyveskæbne. Som du kan forstå, begyndte det i dette øjeblik ny scene i "Khimki-motorens" liv. Det var dog ikke længere forbundet med S.P. Korolev Design Bureau. RD-119 kom lige til standen, og Voronezh RO-5 blev allerede testet med succes under flyvning på en tre-trins version af "syv" under lanceringen af ​​de første "måner". Det næste trin i denne transportør er en raket til en bemandet satellit. RD-119-motoren opfyldte allerede kravene i designet af transportøren til skibet, men stod stadig uden arbejde. Uanset hvordan V.P. Glushko beviste sine fordele i forhold til sin ilt-petroleumsmodstykke, forblev S.P. Korolev urokkelig. Måske tænkte han: "Hvorfor har vi brug for en ny, endda lovende motor? Det er en gris i spidsen. Det har vi allerede pålidelig motor, der klarede sig godt. Desuden vides det endnu ikke, hvordan den nye komponent vil opføre sig i drift. Og vi har et langvarigt venskab med petroleum. Og der er praktisk talt ingen grund til at modernisere et færdiglavet lanceringskompleks...” Det vigtigste er dog tilsyneladende ikke dette: RD-0109 (RO-7) motoren udviklet af S.A. Kosberg (en forbedret version af RO-5) havde allerede en specifik impuls på 326 enheder. Fordelene ved RD-119 var ubetydelige. Og sådanne ulemper som den høje toksicitet af UDMH og dets dampe, de høje omkostninger til brændstof, samt lav temperatur dens kogepunkt blev opvejet.

Ilt-petroleumsmotor RD-0109

Det må have været, hvad S.P. Korolev tænkte, da han besluttede at opgive UDMH til fordel for petroleum på sin raket til menneskelig rumflyvning. Træk han den rigtige konklusion? Fra nutidens højder er det helt indlysende, at ja. Med undtagelse af muligheden for at skabe en enkeltkomponent gasgenerator, har en flydende drivmiddel raketmotor, der anvender oxygen-UDMH-brændstof, praktisk talt ingen fordele i forhold til en motor, der kører på oxygen-petroleum med lignende designparametre (ved samme tryk i forbrændingen) kammer og graden af ​​dyseudvidelse). Dens mangler er åbenlyse. Efter S.P. Korolevs afslag fra Khimki-motoren, fortvivlede V.P. Glushko selvfølgelig ikke: ikke alle flydende raketmotorer, der blev udviklet, gik i masseproduktion. Imidlertid gik der for mange kræfter og tid i dens skabelse. På et af de fælles branchemøder foreslog Valentin Petrovich RD-119 til M.K. Yangel. Mikhail Kuzmich lovede at tænke over det.

Skaberen af ​​verdens bedste flydende raketmotorer, akademiker Boris Katorgin, forklarer, hvorfor amerikanerne stadig ikke kan gentage vores præstationer på dette område, og hvordan man kan bevare det sovjetiske forspring i fremtiden

Den 21. juni blev vinderne af Global Energy Prize uddelt på St. Petersburg Economic Forum. En autoritativ kommission bestående af industrieksperter fra forskellige lande udvalgte tre ansøgninger blandt 639 indsendte og udpegede vinderne af 2012-prisen, som allerede almindeligvis kaldes "Nobelprisen for energiingeniører." Som et resultat blev 33 millioner bonusrubler i år delt af den berømte opfinder fra Storbritannien, professor Rodney John Allam, og to af vores fremragende videnskabsmænd - akademikere fra Det Russiske Videnskabsakademi Boris Katorgin og Valery Kostyuk.

Alle tre er relateret til skabelsen af ​​kryogen teknologi, studiet af egenskaberne af kryogene produkter og deres anvendelse i forskellige kraftværker. Akademiker Boris Katorgin blev tildelt "for udviklingen af ​​højeffektive flydende raketmotorer, der anvender kryogene brændstoffer, som giver høje energiparametre pålidelig drift rumsystemer til fredelig brug af det ydre rum." Med direkte deltagelse af Katorgin, som viede mere end halvtreds år til OKB-456-virksomheden, nu kendt som NPO Energomash, blev der skabt flydende raketmotorer (LPRE), hvis ydeevne nu betragtes som de bedste i verden. Katorgin var selv involveret i udviklingen af ​​ordninger til organisering af arbejdsprocessen i motorer, blandingsdannelsen af ​​brændstofkomponenter og eliminering af pulsering i forbrændingskammeret. Hans grundlæggende arbejde med nukleare raketmotorer (NRE) med høj specifik impuls og udvikling inden for skabelse af højeffekt kontinuerlige kemiske lasere er også kendt.

I de sværeste tider for russiske videnskabsintensive organisationer, fra 1991 til 2009, stod Boris Katorgin i spidsen for NPO Energomash og kombinerede stillinger generaldirektør og generel designer, og formåede ikke kun at redde virksomheden, men også at skabe en række nye motorer. Manglen på en intern ordre på motorer tvang Katorgin til at lede efter en kunde på det udenlandske marked. En af de nye motorer var RD-180, udviklet i 1995 specifikt til at deltage i et udbud organiseret af det amerikanske selskab Lockheed Martin, som valgte en flydende raketmotor til Atlas løfteraket, som derefter blev moderniseret. Som følge heraf underskrev NPO Energomash en aftale om levering af 101 motorer og havde allerede i begyndelsen af ​​2012 leveret mere end 60 flydende drivstofmotorer til USA, hvoraf 35 blev drevet med succes på Atlas, da de opsendte satellitter til forskellige formål.

Før overrækkelsen af ​​prisen talte "Ekspert" med akademiker Boris Katorgin om tilstanden og udsigterne for udviklingen af ​​flydende raketmotorer og fandt ud af, hvorfor motorer baseret på udviklingen for fyrre år siden stadig betragtes som innovative, og RD-180 kunne ikke genskabes på amerikanske fabrikker.

Boris Ivanovich, hvad er dit bidrag præcist til skabelsen af ​​indenlandsk væske jetmotorer, og nu betragtes som den bedste i verden?

At forklare dette til en ikke-specialist kræver sandsynligvis en særlig færdighed. Til flydende raketmotorer udviklede jeg forbrændingskamre og gasgeneratorer; generelt overvågede han skabelsen af ​​selve motorerne til den fredelige udforskning af det ydre rum. (I forbrændingskamrene sker blanding og forbrænding af brændstof og oxidationsmiddel, og der dannes et volumen af ​​varme gasser, som derefter udstødes gennem dyserne, skaber den egentlige jettryk; gasgeneratorer brænder også en brændstofblanding, men for at drive turbopumper, som under enormt tryk pumper brændstof og oxidationsmiddel ind i samme forbrændingskammer. - "Ekspert.")

Du taler om fredelig udforskning af rummet, selv om det er indlysende, at alle motorer med en fremdrift fra flere tiere til 800 tons, som blev skabt hos NPO Energomash, primært var beregnet til militære behov.

Vi behøvede ikke at kaste en eneste atombombe, vi leverede ikke et eneste atomsprænghoved på vores missiler til målet, og gudskelov. Alle militære udviklinger gik ind i fredelige rum. Vi kan være stolte af det enorme bidrag fra vores raket- og rumteknologi til udviklingen af ​​den menneskelige civilisation. Takket være astronautikken blev hele teknologiske klynger født: rumnavigation, telekommunikation, satellit-tv, sensorsystemer.

Motoren til det interkontinentale ballistiske missil R-9, som du arbejdede på, dannede senere grundlaget for næsten hele vores bemandede program.

Tilbage i slutningen af ​​1950'erne udførte jeg beregningsmæssigt og eksperimentelt arbejde for at forbedre blandingsdannelsen i forbrændingskamrene i RD-111-motoren, som var beregnet til den samme raket. Resultaterne af arbejdet bruges stadig i modificerede RD-107- og RD-108-motorer til den samme Soyuz-raket; omkring to tusinde rumflyvninger er blevet udført på dem, inklusive alle bemandede programmer.

For to år siden interviewede jeg din kollega, Global Energy-pristageren akademiker Alexander Leontyev. I en samtale om specialister lukket for offentligheden, som Leontyev selv engang var, nævnte han Vitaly Ievlev, som også gjorde meget for vores rumindustri.

Mange akademikere, der arbejdede for forsvarsindustrien, blev hemmeligholdt – det er en kendsgerning. Nu er meget blevet afklassificeret – det er også en kendsgerning. Jeg kender Alexander Ivanovich meget godt: han arbejdede på at skabe beregningsmetoder og metoder til afkøling af forbrændingskamrene i forskellige raketmotorer. At løse dette teknologiske problem var ikke let, især da vi begyndte at presse kemisk energi ud til det maksimale brændstofblanding for at opnå maksimal specifik impuls, hvilket blandt andet øger trykket i forbrændingskamrene til 250 atmosfærer. Lad os tage vores mest kraftfulde motor - RD-170. Brændstofforbrug med oxidationsmiddel - petroleum med flydende ilt, der passerer gennem motoren - 2,5 tons i sekundet. Varmestrømmene i den når op på 50 megawatt per kvadratmeter - det er enorm energi. Temperaturen i forbrændingskammeret er 3,5 tusinde grader Celsius. Det var nødvendigt at komme med en speciel køling til forbrændingskammeret, så det kunne fungere ordentligt og modstå det termiske tryk. Alexander Ivanovich gjorde netop det, og jeg må sige, han gjorde et fantastisk stykke arbejde. Vitaly Mikhailovich Ievlev - tilsvarende medlem af det russiske videnskabsakademi, doktor i tekniske videnskaber, professor, desværre døde ret tidligt - var en videnskabsmand bredeste profil, havde encyklopædisk lærdom. Ligesom Leontiev arbejdede han meget med metoder til beregning af stærkt belastede termiske strukturer. Deres arbejde overlappede nogle steder, blev integreret i andre, og som et resultat blev der opnået en fremragende teknik, der kan bruges til at beregne den termiske intensitet af ethvert forbrændingskamre; Nu kan enhver studerende måske gøre dette ved at bruge det. Derudover tog Vitaly Mikhailovich en aktiv del i udviklingen af ​​nukleare og plasmaraketmotorer. Her krydsede vores interesser hinanden i de år, hvor Energomash gjorde det samme.

I vores samtale med Leontiev berørte vi emnet salg af Energomashevs RD-180-motorer i USA, og Alexander Ivanovich sagde, at denne motor på mange måder er resultatet af udviklinger, der blev foretaget netop under skabelsen af ​​RD-170, og på en måde er det halvdelen. Er dette virkelig resultatet af omvendt skalering?

Enhver motor i en ny dimension er selvfølgelig en ny enhed. RD-180'eren med en trækkraft på 400 tons er reelt halvt så stor som RD-170'eren med en trækkraft på 800 tons. RD-191, designet til vores nye Angara raket, har en fremdrift på 200 tons. Hvad har disse motorer til fælles? De har alle en turbopumpe, men RD-170 har fire forbrændingskamre, den "amerikanske" RD-180 har to, og RD-191 har et. Hver motor kræver sin egen turbopumpeenhed - når alt kommer til alt, hvis firekammer RD-170 forbruger cirka 2,5 tons brændstof i sekundet, for hvilket der blev udviklet en turbopumpe med en kapacitet på 180 tusind kilowatt, mere end to gange større end f. for eksempel kraften i reaktoren af ​​den nukleare isbryder "Arktika" , så er to-kammer RD-180 kun halvdelen, 1,2 tons. Jeg deltog direkte i udviklingen af ​​turbopumper til RD-180 og RD-191 og overvågede samtidig oprettelsen af ​​disse motorer som helhed.

Forbrændingskammeret er altså det samme på alle disse motorer, kun deres antal er forskelligt?

Ja, og det er vores vigtigste præstation. I et sådant kammer med en diameter på kun 380 millimeter forbrændes lidt mere end 0,6 tons brændstof i sekundet. Uden overdrivelse er dette kammer et unikt, stærkt varmebelastet udstyr med specielle beskyttelsesbælter mod kraftige varmestrømme. Beskyttelse udføres ikke kun på grund af ekstern afkøling af kammervæggene, men også takket være en genial metode til at "fore" en film af brændstof på dem, som, når den fordamper, afkøler væggen. På basis af dette fremragende kamera, som ikke har sin side i verden, fremstiller vi vores bedste motorer: RD-170 og RD-171 til Energia og Zenit, RD-180 til den amerikanske Atlas og RD-191 til den nye russiske raket "Angara".

- "Angara" skulle erstatte "Proton-M" for flere år siden, men skaberne af raketten stod over for alvorlige problemer, de første flyvetest blev gentagne gange udskudt, og projektet ser ud til at fortsætte med at gå i stå.

Der var virkelig problemer. Beslutningen er nu taget om at affyre raketten i 2013. Det særegne ved Angara er, at det, baseret på dets universelle raketmoduler, er muligt at skabe en hel familie af løfteraketter med en nyttelastkapacitet på 2,5 til 25 tons til opsendelse af last i lav kredsløb om jorden baseret på den universelle ilt-petroleumsmotor RD-191. Angara-1 har én motor, Angara-3 har tre med en samlet trækkraft på 600 tons, Angara-5 vil have 1000 tons trækkraft, det vil sige, at den vil kunne sætte mere last i kredsløb end Proton. Derudover bruger vi i stedet for den meget giftige heptyl, som forbrændes i protonmotorer, miljøvenligt brændstof, hvoraf der efter forbrænding kun er vand og kuldioxid tilbage.

Hvordan skete det, at den samme RD-170, som blev skabt tilbage i midten af ​​1970'erne, i virkeligheden stadig er et innovativt produkt, og dens teknologier bruges som grundlag for nye flydende raketmotorer?

En lignende ting skete med flyet, der blev skabt efter Anden Verdenskrig af Vladimir Mikhailovich Myasishchev (langrækkende strategisk bombefly af M-serien, udviklet af Moskva OKB-23 i 1950'erne - "Ekspert"). I mange henseender var flyet omkring tredive år forud for sin tid, og elementer af dets design blev senere lånt af andre flyfabrikanter. Det er det samme her: RD-170 har en masse nye elementer, materialer og designløsninger. Efter min vurdering vil de ikke blive forældede i flere årtier. Dette skyldes primært grundlæggeren af ​​NPO Energomash og dens generelle designer Valentin Petrovich Glushko og korresponderende medlem af det russiske videnskabsakademi Vitaly Petrovich Radovsky, som ledede virksomheden efter Glushkos død. (Bemærk at verdens bedste energi og præstationsegenskaber RD-170 opnås i høj grad takket være Katorgins løsning på problemet med at undertrykke højfrekvent forbrændingsustabilitet gennem udvikling af anti-pulsationsskillevægge i samme forbrændingskammer. - "Ekspert.") Og hvad med RD-253-motoren på første etape til Proton løfteraket? Den blev adopteret tilbage i 1965 og er så perfekt, at den endnu ikke er blevet overgået af nogen. Det er præcis sådan, Glushko lærte os at designe - på grænsen af ​​det mulige og nødvendigvis over verdensgennemsnittet. En anden vigtig ting at huske er, at landet har investeret i sin teknologiske fremtid. Hvordan var det i Sovjetunionen? Ministeriet for Generel Teknik, som især havde ansvaret for rumfart og raketter, brugte 22 procent af sit enorme budget på F&U alene - på alle områder, inklusive fremdrift. Forskningsfinansieringen er meget lavere i dag, og det siger en del.

Betyder det ikke, at disse raketmotorer med flydende drivmiddel opnåede visse perfekte kvaliteter, og det skete for et halvt århundrede siden, at raketmotoren med en kemisk energikilde på en eller anden måde er ved at blive forældet: De vigtigste opdagelser er gjort i nye generationer af raketmotorer med flydende drivmiddel, nu taler vi mere om de såkaldte understøttende innovationer?

Absolut ikke. Flydende raketmotorer er efterspurgte og vil være efterspurgte i meget lang tid, fordi ingen anden teknologi er i stand til mere pålideligt og økonomisk at løfte last fra Jorden og placere den i et lavt kredsløb om Jorden. De er sikre fra et miljømæssigt synspunkt, især dem, der kører på flydende ilt og petroleum. Men flydende raketmotorer er selvfølgelig fuldstændig uegnede til flyvninger til stjerner og andre galakser. Massen af ​​hele metagalaksen er 10 til 56 gram. For at accelerere på en raketmotor med flydende drivmiddel til mindst en fjerdedel af lysets hastighed, har du brug for en helt utrolig mængde brændstof - 10 til 3200. gram, så det er dumt overhovedet at tænke på det. Flydende raketmotorer har deres egen niche - fremdriftsmotorer. På flydende motorer du kan accelerere transportøren til den anden flugthastighed, flyve til Mars, og det er det.

Næste trin - nukleare raketmotorer?

Sikkert. Det er uvist, om vi vil leve for at nå visse stadier, men der blev gjort meget for at udvikle nukleare fremdrivningsmotorer allerede i sovjettiden. Nu, under ledelse af Keldysh Center, ledet af akademiker Anatoly Sazonovich Koroteev, udvikles et såkaldt transport- og energimodul. Designerne kom til den konklusion, at det var muligt at skabe en gaskølet atomreaktor, der var mindre stressende end i USSR, som ville fungere både som et kraftværk og som en energikilde til plasmamotorer, når de rejser i rummet. En sådan reaktor er i øjeblikket ved at blive designet hos NIKIET opkaldt efter N. A. Dollezhal under ledelse af korresponderende medlem af RAS Yuri Grigorievich Dragunov. Kaliningrads designbureau "Fakel" deltager også i projektet, hvor der skabes elektriske jetmotorer. Som i sovjettiden vil det ikke være muligt uden Voronezh Chemical Automation Design Bureau, hvor gasturbiner og kompressorer vil blive fremstillet til at cirkulere kølevæsken - gasblandingen - i et lukket kredsløb.

Lad os i mellemtiden flyve på en raketmotor?

Vi ser naturligvis klart udsigter til den videre udvikling af disse motorer. Der er taktiske, langsigtede opgaver, der er ingen grænser: introduktionen af ​​nye, mere varmebestandige belægninger, nye kompositmaterialer, reducerer vægten af ​​motorer, øger deres pålidelighed, forenkler kontrolkredsløbet. En række elementer kan indføres for at overvåge sliddet på dele og andre processer, der forekommer i motoren, nøjere. Der er strategiske opgaver: for eksempel udvikling af flydende metan og acetylen sammen med ammoniak eller ternært brændstof som brændbart brændstof. NPO Energomash er ved at udvikle en tre-komponent motor. En sådan raketmotor med flydende drivmiddel kunne bruges som motor til både første og andet trin. I første fase bruger den veludviklede komponenter: ilt, flydende petroleum, og hvis du tilføjer omkring fem procent mere brint, vil den specifikke impuls - en af ​​motorens vigtigste energikarakteristika - stige betydeligt, hvilket betyder, at mere nyttelast kan sendes ud i rummet. I det første trin produceres al petroleum med tilsætning af brint, og i den anden skifter den samme motor fra at køre på tre-komponent brændstof til to-komponent brændstof - brint og ilt.

Vi har allerede skabt en eksperimentel motor, omend af lille størrelse og et tryk på kun omkring 7 tons, udført 44 tests, lavet fuldskala blandeelementer i dyserne, i gasgeneratoren, i forbrændingskammeret og fundet ud af, at det er muligt først at arbejde på tre komponenter og derefter nemt skifte til to. Alt fungerer, høj forbrændingseffektivitet opnås, men for at gå videre har vi brug for en større prøve, vi skal modificere stativerne for at lancere de komponenter, som vi skal bruge i en rigtig motor, ind i forbrændingskammeret: flydende brint og ilt, samt petroleum. Jeg synes, det er en meget lovende retning og et stort skridt fremad. Og jeg håber at få tid til at lave noget i løbet af mit liv.

Hvorfor har amerikanerne, efter at have fået retten til at reproducere RD-180, ikke været i stand til at lave den i mange år?

Amerikanerne er meget pragmatiske. I 1990'erne, helt i begyndelsen af ​​arbejdet med os, indså de, at på energiområdet var vi langt foran dem, og vi var nødt til at adoptere disse teknologier fra os. For eksempel kunne vores RD-170-motor i én lancering, på grund af dens større specifikke impuls, bære to tons mere nyttelast end deres kraftigste F-1, hvilket betød en gevinst på 20 millioner dollars på det tidspunkt. De annoncerede en konkurrence om en motor med en kraft på 400 tons til deres Atlas, som blev vundet af vores RD-180. Så troede amerikanerne, at de ville begynde at arbejde med os, og om fire år ville de tage vores teknologier og selv reproducere dem. Jeg sagde straks til dem: I vil bruge mere end en milliard dollars og ti år. Der er gået fire år, og de siger: ja, vi har brug for seks år. Der gik flere år, de sagde: nej, vi skal bruge otte år mere. Sytten år er gået, og de har ikke reproduceret en eneste motor. De har nu brug for milliarder af dollars kun til bænkudstyr. Hos Energomash har vi stande, hvor den samme RD-170-motor, hvis jeteffekt når op på 27 millioner kilowatt, kan testes i et trykkammer.

- Hørte jeg rigtigt - 27 gigawatt? Dette er mere end den installerede kapacitet for alle Rosatom-kernekraftværker.

Syvogtyve gigawatt er styrken af ​​jetflyet, som udvikler sig på relativt kort tid. Ved test på en bænk slukkes strålens energi først i en speciel pool, derefter i et dissipationsrør med en diameter på 16 meter og en højde på 100 meter. For at bygge sådan et stativ, som huser en motor, der skaber en sådan kraft, skal du investere mange penge. Amerikanerne har nu opgivet dette og tager det færdige produkt. Derfor sælger vi ikke råvarer, men et produkt med en enorm værditilvækst, hvor der er investeret et meget intellektuelt arbejde. Desværre er dette i Rusland et sjældent eksempel på højteknologisk salg i udlandet i så stort et volumen. Men dette beviser, at hvis vi stiller spørgsmålet rigtigt, er vi i stand til meget.

- Boris Ivanovich, hvad skal der gøres for ikke at miste forspringet fra den sovjetiske raketmotorindustri? Sandsynligvis er der ud over manglen på finansiering til F&U et andet meget smertefuldt problem - personale?

For at forblive på verdensmarkedet skal vi hele tiden bevæge os fremad og skabe nye produkter. Tilsyneladende, indtil vi var helt pressede og tordenen slog til. Men staten er nødt til at indse, at den uden ny udvikling vil befinde sig på randen af ​​verdensmarkedet, og i dag, i denne overgangsperiode, mens vi endnu ikke er modnet til normal kapitalisme, må den, staten, først og fremmest investere. i nye ting. Så kan du overføre udviklingen til produktion af serien til en privat virksomhed på vilkår til gavn for både staten og erhvervslivet. Jeg tror ikke på, at det er umuligt at finde på fornuftige metoder til at skabe nye ting; uden dem er det nytteløst at tale om udvikling og innovation.

Der er rammer. Jeg leder afdelingen på Moscow Aviation Institute, hvor vi uddanner både motor- og laseringeniører. Fyrene er smarte, de vil gerne udføre det arbejde, de lærer, men vi er nødt til at give dem en normal indledende impuls, så de ikke går, som mange mennesker gør nu, for at skrive programmer til distribution af varer i butikker. For at gøre dette er det nødvendigt at skabe et passende laboratoriemiljø og give en anstændig løn. Byg den korrekte struktur for samspillet mellem videnskaben og undervisningsministeriet. Det samme Videnskabsakademi løser mange spørgsmål i forbindelse med personaleuddannelse. Faktisk er der blandt de nuværende medlemmer af akademiet og tilsvarende medlemmer mange specialister, der leder højteknologiske virksomheder og forskningsinstitutter, magtfulde designbureauer. De er direkte interesserede i, at de afdelinger, der er tildelt deres organisationer, uddanner de nødvendige specialister inden for teknologi, fysik og kemi, så de straks modtager ikke bare en specialiseret universitetsuddannet, men en færdiglavet specialist med noget liv og videnskabelig og teknisk erfaring. Sådan har det altid været: De bedste specialister blev født i institutter og virksomheder, hvor der fandtes uddannelsesafdelinger. Hos Energomash og hos NPO Lavochkin har vi afdelinger i MAI-afdelingen "Kometa", som jeg leder. Der er gammelt personale, som kan give erfaringer videre til de unge. Men der er meget lidt tid tilbage, og tabene vil være uigenkaldelige: For blot at vende tilbage til det nuværende niveau, skal du bruge meget mere indsats, end der er nødvendigt i dag for at opretholde det.

Ctrl Gå ind

Læg mærke til osh Y bku Vælg tekst og klik Ctrl+Enter

En af de vigtigste dele af motoren er turbopumpenheden til at levere ilt og petroleum til forbrændingskammeret.

Aksel med turbine, centrifugalskruehjul på oxidationspumpen, lejer og pumpehjulstætninger.
Flere detaljer http://www.lpre.de/energomash/RD-170/index.htm

I 50'erne fandt sovjetiske og amerikanske specialister, næsten uafhængigt af hinanden, en vej ud af dødvandet. (Forresten, det var efter dette, at rumraketternes æra begyndte.) Dyseskallen var lavet af to lag, mellem hvilke kølevæsken strømmede: den indre tynde væg overførte varmen fra varme gasser godt til den, den ydre tykke en absorberet strømbelastninger. Bag den tilsyneladende enkelhed lå teknologernes titaniske arbejde; det er ikke så let at kombinere tre komponenter til en enkelt helhed...

RD-170 på standen.

På vores tid var produktionen af ​​dobbeltlagsbeklædning blevet bragt til perfektion, og for at øge motorkraften krævedes noget fundamentalt nyt. Dette er, hvad der blev inkorporeret i RD-170. Det skaber kunstigt betingelser, hvor området med maksimale temperaturer er placeret langs forbrændingskammerets akse, og i dets periferi er det meget "kølere". Sidstnævnte opnås ved at ændre det optimale forhold mellem brændstof (petroleum) og oxidationsmiddel (ilt).

Overskydende petroleum sprøjtes ind i det perifere område gennem yderligere dyser. Derudover siver en del af petroleum, som spillede rollen som kølemiddel, gennem kapillarhullerne på indersiden af ​​dysen. Det vil sige, at en brand, der raser nær væggene, er delvist slukket... med brændstof! Dette gjorde det muligt at øge temperaturen i kernen af ​​kammeret og dermed motorkraften.

Det vokser takket være endnu en funktion. Faktum er, at det ikke er så let at opnå fuldstændig forbrænding af hele brændstofblandingen inde i kammeret; noget af det, selvom det er lille, føres normalt ud af dysen. Derfor skal en "cocktail" af brændstof og oxidationsmiddel tilberedes meget hurtigt og effektivt. Designere prøvede alle slags mixere og dyser: jet, slot, gitter, hvirvel, centrifugal... Og i 60'erne brugte RD-253 (den sender protoner ud i rummet) noget, der ville få enhver specialist i brandsikkerhed: selvantændende komponenter blev blandet direkte i rørledningen, op til forbrændingskammeret! Selvfølgelig skulle vi tage højde for en masse finesser, men det vigtigste er, at motoren fungerede med succes. Men i næsten 30 år turde ingen gentage en sådan ordning. Før fremkomsten af ​​RD-170.

Figuren viser, at allerede i turbopumpeenheden er al den tilførte ilt og en del af petroleum blandet. Designerne lavede en brand i rørledningen motorens designtilstand - på grund af et overskud af ilt stiger blandingens temperatur (og her er dens sammensætning ikke optimal til forbrænding) til kun 400 ° C. Men hvad er en varm blanding med et overskud af ilt? Et meget aggressivt miljø, fatalt for ethvert metal. Rørledningens vægge kan selvfølgelig gøres meget tykke, men i den korrosive strømnings vej er der et tyndt og fleksibelt bælgrør. Du kan ikke gøre det anderledes - når du styrer en raket, skal motoren rotere i to planer med 6 - 8 grader. Her har kemikere allerede prøvet deres bedste og skabt en unik nikkellegering til røret (hvor sammensætningen selvfølgelig er klassificeret), der er i stand til at modstå en aggressiv blanding med et tryk på 270 - 300 atm.

I forbrændingskammeret kombineres det med opvarmet petroleum, der er passeret gennem kølekappen, og nu raser flammen med kræfter: Selvom trykket falder til 250 atm, når temperaturen 3500°C! Samtidig er det på væggene (vi ved allerede hvorfor) cirka 2800°C lavere. Gassen slipper ud af dysen med en specifik impuls på 330 s og skaber et tryk på 800 t/s (med en motormasse på ca. 11 t).

Meget i RD-170 vakte beundring blandt amerikanske specialister, men for NPO Energomash er denne fase allerede bestået. På skrivebordet af generaldirektøren, doktor i tekniske videnskaber Boris Katorgin, er der allerede tegninger af verdens første tre-komponent (ilt, brint, petroleum) flydende drivstof raketmotor. For nu hed den RD-701. Motorvægten bliver 1,8 tons, og den vil udvikle en maksimal trykkraft på 200 t/s. Den vil fungere i to tilstande, der forbruger 6% brint, 12,6% petroleum og 81,4% oxygen efter start, og med yderligere acceleration - ingen petroleum overhovedet. Anvendelsen af ​​den nye motor er allerede fastlagt - rumfærger, der letter fra fly af Mriya-typen.
http://epizodsspace.no-ip.org/bibl/tm/1993/6/rd-170.html
Nøglemomentet i NPO Energomashs internationale aktiviteter bør betragtes som 1992, hvor der den 26. oktober blev underskrevet en "Aftale om Joint Marketing and Technology Licensing" med Pratt & Whitney fra United Technologies Corporation, hvor NPO Energomash udpegede United Technologies Corporation som dets eksklusive markedsføringsrepræsentant med hensyn til fremstilling, brug eller salg af fremdriftssystemer og licenserede teknologier i USA.

I overensstemmelse med den underskrevne aftale gennemførte NPO Energomash og Pratt & Whitney aktive og succesrige marketingaktiviteter. I januar 1994 blev muligheden for at bruge motorer udviklet af NPO Energomash, i en offentliggjort rapport fra NASAs hovedkvarter, "Access to Space", officielt nævnt for første gang. En sådan motor kunne være RD-180-motoren, en to-kammer derivat af RD-170-motoren, der blev brugt i de første faser af Zenit og Energia løfteraketter.

Derudover blev der, som en del af en af ​​kontrakterne, den 11.-25. oktober 1995 i West Palm Beach, Florida, gennemført tre bænk-opsendelser af RD-120-raketmotoren udviklet af NPO Energomash ved Pratt & Whitney-firmaets affyring. stå. I løbet af kort tid blev et stort kompleks af arbejde afsluttet i USA for at forberede den amerikanske testbase til brandtest af den russiske seriel flydende raketmotor. Succesen med dette program tjente som et stærkt bevis på den reelle gennemførlighed af frugtbart samarbejde mellem russiske og amerikanske specialister.

Også i 1995 annoncerede Lockheed Martin en konkurrence om en motor til sin nye Atlas IIAR løfteraket. I første fase konkurrerede to amerikanske virksomheder om retten til at præsentere den nye RD-180-motor udviklet af NPO Energomash til Atlas IIAR - Pratt & Whitney og Rocketdyne. I august 1995 blev valget truffet til fordel for Pratt & Whitney. Udover RD-180-motorprojektet er NK-33-motoren fra den russiske virksomhed Trud opkaldt efter. N.D. Kuznetsov fra Samara og en version af MA-5 motoren fra Rocketdyne. Den 12. januar 1996 i Denver, Colorado, annoncerede Lockheed Martin valget af RD-180 flydende raketmotor som motoren til den første fase af Atlas IIAR løfteraket.

På meget kort tid udførte NPO Energomash et stort arbejde med udviklingen af ​​motoren, herunder brandtest på NPO Energomash standen. I 1998 blev fire vellykkede demonstrationsbrandtest af RD-180 nr. 4A-motoren udført i USA. Som et resultat blev der udviklet en ny RD-180 raketmotor, som i marts 1999 blev certificeret til brug i Atlas III løfteraket.

Der blev gjort meget arbejde af udenrigshandelstjenesten for at skaffe statsstøtte Russisk-amerikansk projekt for at udvikle og sælge RD-180-motoren. Forsvarsministeriet i Den Russiske Føderation og den russiske rumfartsorganisation ydede stor hjælp til dette. I tæt samarbejde med disse organisationer blev der i 1997 udarbejdet og underskrevet et dekret fra præsidenten for Den Russiske Føderation, som tillod NPO Energomash at sælge RD-180-motoren på det amerikanske marked og organisere parallel produktion af denne motor i USA som en del af et fælles amerikansk-russisk foretagende.

Den 27. januar 1997 underskrev NPO Energomash og Pratt & Whitney en aftale om etablering af et selskab med begrænset ansvar RD AM ROSS, LLC. Joint venturet blev oprettet til markedsføring, salg og organisering af en produktionsbase i USA til parallel produktion af RD-180-motorer og deres modifikationer.

Den 16. maj 1997 blev der underskrevet en fempartsaftale om brugen af ​​RD-180-motorer produceret af NPO Energomash og om støtte til parallelproduktion af RD-180 i USA, hvor den russiske rumfartsorganisation, NPO Energomash, Lockheed Martin , RD AMROSS og Pratt & Whitney fastsatte gensidige forpligtelser i tilfælde af, at Lockheed Martin Astronautics vinder den sidste fase af EELV-konkurrencen. I dette dokument garanterede Lockheed Martin købet af 101 kommercielle RD-180-motorer.

Det særegne ved det russisk-amerikanske projekt, hvori NPO Energomash deltager, er, at hovedentreprenøren, det amerikanske firma Lockheed Martin, næsten samtidig udviklede to nye løfteraketter, hvoraf den ene (Atlas III) primært var beregnet til at affyre kommerciel nyttelast, og den anden (Atlas V) blev udviklet under EELV-programmet (Enhanced Explosive Launch Vehicle) og skulle blive grundlaget for en hel familie af mellem- og tunge løfteraketter, der bruges i rumopsendelser i både den amerikanske regerings og kommercielle kunders interesse.

I øjeblikket er RD-180-motoren certificeret til brug i Atlas V løfteraketter (EELV) af både medium og tung klasse.

Den 28. marts 1997 blev der underskrevet en kontrakt om levering af RD-180 raketmotorer til USA mellem NPO Energomash og RD AMROSS, LLC.

Den første kommercielle RD-180-motor blev leveret til USA den 2. januar 1999. I begyndelsen af ​​september 2011 var der allerede leveret 55 kommercielle motorer til USA. Seks opsendelser af Atlas III løfteraket med RD-180-motorer blev udført (den første var den 24. maj 2000). Alle opsendelser fandt sted uden kommentarer til motorernes drift.

Blandt de store flyvninger bestilt af NASA er opsendelserne af Lunar Surface Orbiter og Lunar Crater Survey System (LRO/LCROSS), rumfartøjet til at udforske Mars overflade, rumfartøjet til at udforske Pluto og dets måne Charon som en del af Flight to Nye horisonter for Pluto", "Solar Dynamics Observatory" for at opnå kvalitativt nye videnskabelige data om undersøgelsen af ​​Solen. Ved udgangen af ​​2011 er Mars Science Laboratory planlagt til at blive opsendt på Atlas 5 løfteraket.

Alle større opfindelser brugt i udviklingen og produktionen af ​​RD-180-motoren er beskyttet af internationale patenter. Opnået 20 amerikanske patenter og 13 patenter fra European Patent Office.