Что представляет из себя ракетный двигатель

Аналогов нет: в США заявили о невозможности заменить российский ракетный двигатель РД-180 до 2030 года

В исследовательской службе американского конгресса заявили, что США не смогут заменить российский ракетный двигатель РД-180 ещё как минимум десять лет. К такому выводу специалисты пришли, проанализировав состояние программы космических запусков в интересах национальной безопасности. С докладом ознакомился RT.

По мнению аналитиков, переход к альтернативному двигателю или ракете-носителю американского производства не обойдётся без технических, программных или организационных рисков. Достичь эффективности и надёжности, какими обладает РД-180, вряд ли удастся до 2030 года, считают в исследовательской службе.

«Даже в случае плавного и осуществлённого точно по графику перехода от РД-180 к другим двигателям или ракетам-носителям вполне вероятно, что показатели результативности и надёжности, достигнутые на данный момент при использовании РД-180, удастся воспроизвести лишь гораздо позднее 2030 года», — говорится в докладе.

Число успешных последовательных пусков у РД-180 с 2000 года достигло примерно 81, уточняют исследователи. Они совершались в области гражданской и коммерческой космонавтики, а также в сфере обеспечения национальной безопасности Штатов.

Напомним, что РД-180 производит научно-производственное объединение «Энергомаш». Соединённые Штаты используют российский двигатель для разгона первой ступени одноразовой двухступенчатой ракеты-носителя Atlas V, которая выводит в космос военные спутники ВВС США и научно-исследовательские аппараты NASA. Впервые договор о поставках аппарата был заключён ещё в 1997 году, а затем неоднократно продлевался. В 2016 году сенат США согласовал закупку 18 ракетных двигателей до 2022 года.

Однако по окончании этого срока Вашингтон планирует отказаться от РД-180. В апреле прошлого года об этом заявил глава космического командования ВВС США Джон Реймонд.

«Наша стратегия по запускам работает. У нас 76 из 76 удачных запусков. На 24% сокращены затраты с 2012 года. Мы движемся в рамках намеченного плана в вопросе ухода от зависимости от РД-180», — сказал он.

Более того, в 2019 году Пентагон ввёл запрет на сотрудничество с Россией и рядом других стран при космических пусках. Ограничения распространяются в отношении спутников, а также пусковых установок для их запуска. Решение военного ведомства вступит в силу 31 декабря 2022 года.

В «Роскосмосе» такой шаг назвали недобросовестной конкуренцией. По мнению госкорпорации, власти США разрушают двусторонние отношения стран в космической отрасли и лишают американские компании возможности работать с РФ.

«Фактически это попытка лишить американских производителей возможности работать с российской ракетно-космической отраслью, искусственно ограничить использование российских средств выведения на международном рынке. Пентагон хочет разрушить то, что с таким трудом создано и поддерживается в российско-американских отношениях в области космоса», — сообщается в заявлении «Роскосмоса».

Впрочем, в исследовательской службе конгресса подчёркивают, что ВВС США предвидят ряд серьёзных проблем, связанных с отказом от российских двигателей и переходом к конкурентному рынку космических запусков. В частности, речь идёт о недавнем решении предприятия United Launch Alliance вывести из эксплуатации ракету-носитель Delta IV Medium. Её использовали для запусков самых тяжёлых военных спутников. Опасения вызывает и тот факт, что теперь единственным поставщиком, отвечающим требованиям нацбезопасности, остаётся компания SpaceX. Кроме того, ограничения на закупку РД-180, действующие во время переходного периода, могут затронуть график пусков Atlas V.

Как пояснил RT руководитель Института космической политики Иван Моисеев, на данный момент в мире нет аналогов российскому РД-180. Он отметил, что решение Вашингтона отказаться от двигателя в дальнейшем, скорее всего, окажется невыгодным.

«РД-180 — очень хороший двигатель, он в своём классе тяжёлых двигателей «кислород — керосин» является лучшим в настоящий момент. РД-180 стал основателем целого семейства двигателей, которые сейчас активно используются у нас и продаются в Штаты. Для американцев было бы выгодно строить свои новые ракеты также на базе нашего двигателя», — считает Моисеев.

По его мнению, имеющихся у США запасов РД-180 может хватить на запуски как раз до 2030 года. По данным НПО «Энергомаш», в прошлом году американской стороне было передано шесть двигателей. Кроме того, шесть двигателей РД-180 планируется отправить в США в 2020 году.

Американские специалисты принимали участие в создании РД-180 в 1990-е годы и даже получили часть документов, но разработать собственный двигатель с такими же характеристиками им не удалось, рассказал военный эксперт Алексей Леонков.

«Американский двигатель проигрывал российскому по многим показателям примерно в два раза», — добавил он.

При этом Леонков напомнил, что в последние годы Штаты уже несколько раз заявляли о планах отказаться от РД-180, но этого так и не произошло.

«США это решение принимали и раньше, планировали отказать к 2018 году, потом к 2019, 2020, а теперь к 2022-му. Цифра всё время смещается в надежде, что у них появится свой достаточно дешёвый и надёжный аналог. Сроки проходят, а без наших двигателей никуда. Посмотрим, что будет на этот раз», — сказал эксперт.

Политическое решение

Поиск альтернативы РД-180 начался в США в 2015 году, пишут аналитики конгресса. Поводом для активизации процесса послужила реакция Москвы на американские санкции после событий на Украине.

«Негативная реакция России на санкции, введённые США в 2014 году в связи с её действиями на Украине, усугубила и без того серьёзную проблему и усилила давно укоренившуюся внутреннюю обеспокоенность по поводу зависимости США от российского ракетного двигателя (РД-180), которым оснащена одна из основных ракет, используемых для критических важных космических запусков, осуществляемых в интересах национальной безопасности», — сообщается в материале.

Напомним, Вашингтон ограничил сотрудничество с Москвой из-за конфликта на юго-востоке Украины и воссоединения Крыма с РФ.

Как указывают исследователи, после якобы «нападения» России на Украину Соединённые Штаты ввели санкции против ряда российских физических и юридических лиц, включая главу «Роскосмоса» Дмитрия Рогозина.

В ответ в РФ заявили о возможной отмене поставок РД-180. В докладе приводится цитата гендиректора госкорпорации о том, что Москва не сможет поставлять двигатели в США, если не получит гарантии, что они используются исключительно в гражданских целях. Такая реакция вызвала беспокойство в экспертных кругах.

«У многих наблюдателей нарастала обеспокоенность тем, что Россия могла внезапно ввести полный запрет на экспорт данного двигателя в США или же в некоторой степени ограничить экспорт продукции военного назначения», — отмечают сотрудники исследовательской службы.

Примечательно, что в 2014 году США попытались ввести запрет на закупку РД-180, но вскоре отказались от этой идеи, потому что не смогли найти замену. Бывший астронавт, член комитета сената по делам вооружённых сил Билл Нельсон пояснил, что поспешный отказ от российского двигателя способен поставить под удар национальную безопасность Соединённых Штатов.

В том же 2014 году Пентагон сформировал комиссию, чтобы решить вопрос о возможной утрате РД-180, подчёркивается в докладе. Та порекомендовала не организовывать совместное производство аппарата в США, а потратить $141 млн на разработку нового американского двигателя к 2022 году.

Как стало известно ранее, ВВС США опубликовали тендер на разработку систем, которые обеспечат стране гарантированный доступ в космос и позволят отказаться от РД-180 «несоюзнического производства».

По мнению Ивана Моисеева, отказ США от РД-180 — это политическое решение. Похожий метод Вашингтон использовал во времена холодной войны.

«Отказ Пентагона сотрудничать с фирмами, которые работают по контракту с Россией, является следствием напряжённой обстановки между двумя государствами, результатом санкций. Здесь есть политическая составляющая. Это уже было во времена СССР, когда США запретили поставку в Советский Союз своих спутников и любых других, где есть американские комплектующие. До 1995 года мы фактически не занимались коммерцией в космосе», — сказал собеседник RT.

Неоспоримое преимущество

В настоящий момент разработкой американской версии ракетного двигателя занимаются несколько частных компаний. Например, Blue Origin, которая принадлежит владельцу Amazon Джеффу Безосу, работает над созданием BE-4. Двигатель предназначен для ракеты-носителя Vulcan. Предполагается, что в будущем она заменит Atlas V, однако старт новой ракеты пока не был произведён.

Разработки ведёт также SpaceX Илона Маска. Компания взяла на себя обязательство вывести на орбиту в 2020 году военный спутник AFSPC-52 при помощи тяжёлой ракеты Falcon Heavy.

Помимо этого SpaceX создаёт двигатель Raptor, который будет использован для ракеты Starship. По мнению Маска, изобретение его компании превзошло РД-180, так как давление в камере сгорания двигателя достигло 268,9 бар (у РД-180 — 266,7 бар).

Однако, как пояснял главный конструктор НПО «Энергомаш» Пётр Лёвочкин, сравниваемые двигатели служат для ракет с разными топливными системами. Raptor работает на кислороде и метане, а РД-180 — на кислороде и керосине. Это всё равно, что сопоставлять дизельный и бензиновый двигатели, заметил он.

«Господин Маск, не будучи техническим специалистом, не учитывает, что в двигателе РД-180 для ракеты-носителя Atlas используется совершенно другая топливная схема — «кислород — керосин», а это иные параметры работы двигателя», — прокомментировал Лёвочкин.

Между тем Дмитрий Рогозин, комментируя высказывание Маска, заключил, что у РД-180 нет конкурентов.

«Хочу сказать, что дай бог им удачи создать двигатель лучше, чем у нас. Пока не получится, Россия в этой части номер один в мире», — сказал он.

Военный эксперт Алексей Леонков напомнил, что на сегодняшний день все американские космические программы по освоению дальнего космоса и вывода на геостационарные орбиты связаны с российскими двигателями. Этим доказывается их преимущество перед остальными аппаратами.

«Скоро в США будут запускать более дорогой BE-4 или (двигатель для. — RT) Falcon Heavy. Если бы они были выгоднее, чем российские двигатели, то американцы давно бы отказались от наших в пользу своих разработок», — заключил эксперт.

Читать еще:  Шатун пробил двигатель почему

Главное в Воронеже: пожар в автобусе и 300 млн рублей на производство черной икры

Воронеж. 03.09.2021. ABIREG.RU – Главное за неделю с 27 августа по 3 сентября – В Воронеже, на улице Богдана Хмельницкого, 27 августа загорелся низкопольный автобус «ЛИАЗ», следовавший по маршруту № 90. Все пассажиры были эвакуированы. СУ СК РФ по Воронежской области организовало доследственную проверку по факту оказания не отвечающих требованиям безопасности услуг по перевозке граждан. Спустя несколько дней пассажирский автобус, следовавший по маршруту № 5а, врезался в столб на площади Ленина (напротив входа театра оперы и балета). В результате ДТП пострадали две пассажирки, их госпитализировали в медучреждения Воронежа. Перевозчиком по обоим маршрутам выступает ООО ТК «Автолайн+».

На фоне этих новостей стоит отметить, что правительство Воронежской области намерено полностью компенсировать компаниям, специализирующимся на пассажирских перевозках, затраты на обеспечение автобусов системами видеонаблюдения. В региональном бюджете на эти цели заложили порядка 300 млн рублей. Эти деньги поступили в казну по федеральному гранту.

Общая повестка

Генеральный директор «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин прокомментировал пост в соцсетях основателя коммуникационной группы «Абирег» Дмитрия Орищенко с предложением перенести производство ракетных двигателей АО «Конструкторское бюро химавтоматики» из центра Воронежа. Дмитрий Рогозин ответил, что прочел предложение и его необходимо просчитать.

29 августа в возрасте 61 года скончался уроженец Воронежской области, председатель Общероссийского движения поддержки флота Михаил Ненашев. По предварительным данным, причиной смерти стала остановка сердца.

Большинство читателей «Абирега» считает, что уголовное дело директора ЛОС Игоря Житарюка повлияет на продажу активов организации мэрии Воронежа.

Губернатор Воронежской области Александр Гусев поручил заместителю председателя региона Сергею Честикину провести внутреннее расследование в Россоши. Так, губернатор уточнил, что расследование должны провести за текущую неделю. За это время должны быть установлены причины аварии на коллекторе в Россоши «с учетом относительно небольшого срока его эксплуатации».

28-29 августа прошла «Битва сезонов» управленческого конкурса «Лидеры России». В составе победившей команды были представители от Воронежской области – Дмитрий Сизонов и Евгения Кудашова, которые рассказали об изменениях в их карьере.

Воронежская компания по изготовлению интерьера авиационной техники АО «Русавиаинтер» не выплачивала своим сотрудникам заработную плату за июнь. На данный момент задолженность в 5,8 млн рублей погашена в полном объеме. Как уточнили в региональной Государственной инспекции труда, зарплату в июне не получили 158 работников. Виновных лиц привлекли к административной ответственности.

Воронежский аэропорт имени Петра I анонсировал прямые рейсы в Краснодар, Ростов-на-Дону и Минеральные воды в осенне-зимний период. В воздушной гавани пояснили, что авиакомпания «Азимут» продолжит выполнение регулярных перелетов из аэропорта Петра I с 31 октября 2021 года по 24 марта 2022 года. Полеты будут выполняться на самолете Sukhoi Superjet-100. Он будет вмещать в себя до 100 пассажиров.

Президент России Владимир Путин посмертно наградил орденами Мужества летчиков, которые погибли во время крушения созданного на воронежском авиазаводе «Ил-112В». Причиной крушения стала потеря упругости тяги правого элерона.

Ансамбль жилых домов с башней, который находится на пересечении Кольцовской и Ворошилова, внесли в реестр памятников истории и культуры.

Московское ОАО «Рот Фронт» заключило сделку с ОАО «Воронежская кондитерская фабрика» на поставку сырья на 74 млн рублей. Обе компании входят в холдинг «Объединенные кондитеры». Так, организации заключили договор, в рамках которого «Рот Фронт» будет обязан осуществить поставку масла какао, тертого какао и порошка какао для кондитерской фабрики. Срок окончания действия договора не раскрывается.

Инвестиции и новые проекты

В мэрии Воронежа пообещали открыть дорогу до Тенистого за 176 млн рублей этой осенью. Новая дорога свяжет воронежские микрорайоны Тенистый и Гардарика с проспектом Патриотов. Строительство автодороги ведется с весны 2021 года.

Производство черной икры до 2 тонн в год на ООО «Воронежское осетровое хозяйство» (ВОХ), которое расположено в селе Орлово Новоусманского района, планируют наладить к концу 2022 года. На данный момент предприятие представляет собой комплекс из трех цехов, из которых два уже запущены. Третий цех планируют ввести в эксплуатацию к концу текущего года. На предприятии будет создано до 30 новых рабочих мест. Общий объем инвестиций в производство – около 300 млн рублей. Развитие ВОХа финансирует частный инвестор.

Конкурс по поиску подрядчика для выполнения работ по строительству музея Воздушно-десантных войск за 179,4 млн рублей был признан несостоявшимся из-за отсутствия заявок на участие в торгах.

Воронежское АО «Конструкторское бюро химавтоматики» ищет подрядчика для второго этапа технического перевооружения производства ракетных двигателей для «Союза». Работы без учета оборудования обойдутся в 2,8 млрд рублей, а общая сумма контракта составит 3,52 млрд рублей.

Воронежский аэропорт имени Петра I вошел в число аэропортов «Новапорта», в которых будет базироваться лоукостер группы S7. Предполагается, что лоукостер S7 начнет работу с июля 2022 года. Низкобюджетный авиаперевозчик будет использовать для перелетов Airbus A320neo. Компания сконцентрируется на межрегиональных перевозках в обход Москвы.

Торги и банкротство

АО «Государственный космический научно-производственный центр им. Хруничева» (ГКНПЦ им. Хруничева, входит в Роскосмос) выставил на торги более 500 га земли в Воронежской области. Стоимость лота составляет 71,33 млн рублей.

9-й арбитражный апелляционный суд оставил без изменений решение первой инстанции, которая признала банкротом бывшего замминистра и основателя ныне не существующего воронежского холдинга «Маслопродукт» Алексея Бажанова.

Новости суда и следствия

В Центральном райсуде Воронежа состоялось очередное заседание по делу бывшего вице-мэра Алексея Антиликаторова, где были допрошены три свидетеля из администрации города – замглавы Людмила Бородина, замглавы управления развития предпринимательства Юлия Галкина и начальник отдела регистрации правовых актов мэрии Наталья Елизарова. Следующее заседание по делу назначили на 23 сентября. На него вызвали бывшего первого вице-мэра Сергея Курило и самого руководителя «Фрегата» Шамиля Битокова, которые не явились на сегодняшнее заседание.

СУ СК РФ по Воронежской области организовало доследственную проверку после сообщений СМИ о массовом отравлении отдыхающих на базе отдыха «Обломов» (располагается в районе Кожевенного кордона). На минувших выходных посетители турбазы получили пищевое отравление. По данным СМИ, число пострадавших достигло 16 человек, из них шестеро детей.

СУ СК по Воронежской области проводит проверку по факту обнаружения в водохранилище, в районе Петровской набережной, тела 59-летнего мужчины. Речь идет о главном тренере сборной Воронежской области по парусному спорту Андрее Коробове.

СУ УМВД России по Воронежу возбудило уголовное дело о мошенничестве в особо крупном размере по факту незаконного увеличения площади участка сети автозаправок «Юкон» в Семилуках.

19-й арбитражный апелляционный суд оставил в силе решение первой инстанции о введении обеспечительных мер, запрещающих «Россельхозбанку» любые действия с соглашениями, которые дают ему право на выкуп долей воронежской ГК «Эконива» по номинальной стоимости.

Ленинский райсуд Воронежа выпустил из-под домашнего ареста первого зампредседателя гордумы Александра Провоторова, обвиняемого в мошенничестве на выборах.

В Центральный районный суд Воронежа поступило уголовное дело о мошенничестве директора ООО «Безопасность информационных систем» Сергея Медяного. По подсчетам следователей, ущерб от действий бизнесмена составил 19 млн рублей. Прокуратура параллельно уголовному делу направила иск о взыскании этой суммы с Сергея Медяного.

Кадровые перестановки

Руководителем правового управления правительства Воронежской области назначена преподаватель ВГУ Светлана Бекетова. Соответствующий приказ 30 августа подписал губернатор Александр Гусев. На должность руководителя госпожу Бекетову назначили с учетом трехмесячного испытательного срока. Должность главы управления стала вакантной после смерти прежнего руководителя Андрея Шеина в декабре прошлого года.

Правительство Воронежской области поддерживает кандидатуру Дмитрия Проскурина на будущих выборах ректора опорного университета Воронежской области (Воронежского государственного технического университета, ВГТУ).

Интервью

Заместитель председателя правительства Виктор Логвинов уже шестой год ведет за собой аграрный комплекс региона и делает это довольно успешно – Воронежская область в лидерах по нескольким отраслям. Его вклад в этом году оценил Владимир Путин и наградил медалью ордена «За заслуги перед Отечеством». «Абирег» встретился с Виктором Логвиновым и узнал, как ударило сокращение господдержки по аграриям, как «Эконива» Штефана Дюрра переживает сложные времена, о новых инвестпроектах и долгоиграющих проблемах, которые до сих пор тяжело решить. Также в разговоре не обошли стороной борщевой набор, политические амбиции самого господина Логвинова и то, как аграрный клан лоббирует свои интересы в облдуме.

Воронежская компания «АльфаДон» на протяжении 10 лет занимается доставкой нерудных материалов, а с недавних пор и сельхозтоваров по всей России. Компания имеет миллиардный оборот, при этом, по словам руководителей, «АльфаДон» не собирается останавливаться на достигнутом и в течение ближайших 10 лет планирует выйти на мировой рынок. 35-летний генеральный директор ГК «АльфаДон» Дмитрий Колисниченко рассказал «Абирегу» о том, как организация собирается реализовать масштабные планы, как вести бизнес с другом и о том, как в 25 лет начать свое дело с одного самосвала.

Аналитика

В конце июля 2021 года воронежская архитектура понесла потерю в виде объекта культурного наследия «Дом жилой» по ул. Никитинская, 45 (он же Дом агронома Вагнера). У этого дома в центре Воронежа непростая участь. Особенно зданию досталось в последнее десятилетие. Ситуация с Домом Вагнера стала одной из основных тем воронежской новостной повестки. Во время разбора рабочими второго этажа исторического здания пострадал каркас первого. По данному факту возбудили уголовное и административные дела. Проводившая на объекте работы компания уверяет, что дом восстановят и ни о каких многоэтажках на его месте речи не идет. Однако всю идиллию и якобы законность ситуации разрушает молчание собственника Дома Вагнера девелопера Антона Евсеева. «Абирег» собрал мнения сторон о том, стоит ли горожанам переживать за объект культурного наследия и кто в ответе за его судьбу.

Читать еще:  Ваз largus какой двигатель

О двигателях для межконтинентальных баллистических ракет

Россия располагает развитыми стратегическими ядерными силами, основным компонентом которых являются межконтинентальные баллистические ракеты разных типов, используемые в составе стационарных или подвижных грунтовых комплексов, а также на подводных лодках. При определенном сходстве на уровне базовых идей и решений, изделия этого класса имеют заметные различия. В частности, используются ракетные двигатели разных типов и классов, соответствующие тем или иным требованиям заказчика.

С точки зрения особенностей силовых установок все устаревшие, актуальные и перспективные МБР можно разделить на два основных класса. Такое оружие может оснащаться жидкостными ракетными двигателями (ЖРД) или двигателями на твердом топливе (РДТТ). Оба класса имеют свои преимущества, благодаря чему находят применение в различных проектах, и пока ни один из них не смог вытеснить из своей области «конкурента». Вопрос силовых установок представляет большой интерес и стоит отдельного рассмотрения.

Известно, что первые ракеты, появившиеся много веков назад, оснащались твердотопливными двигателями на самом простом горючем. Такая силовая установка сохраняла свои позиции до прошлого века, когда были созданы первые системы на жидком топливе. В дальнейшем развитие двух классов двигателей шло параллельно, хотя ЖРД или РДТТ время от времени сменяли друг друга в качестве лидеров отрасли.

Первые дальнобойные ракеты, развитие которых привело к появлению межконтинентальных комплексов, оснащались жидкостными двигателями. В середине прошлого века именно ЖРД позволяли получить желаемые характеристики при использовании доступных материалов и технологий. Позже специалисты ведущих стран приступили к разработке новых сортов баллиститных порохов и смесового топлива, результатом чего стало появление РДТТ, пригодных для использования на МБР.

К настоящему времени в стратегических ядерных силах разных стран получили распространение как жидкостные, так и твердотопливные ракеты. Любопытно, что российские МБР комплектуются силовыми установками обоих классов, тогда как Соединенные Штаты еще несколько десятилетий назад отказались от жидкостных двигателей в пользу твердотопливных. Несмотря на такую разницу подходов, обеим странам удалось построить ракетные группировки желаемого облика с требуемыми возможностями.

В области межконтинентальных ракет первыми стали жидкостные двигатели. Такие изделия имеют ряд преимуществ. Жидкое горючее позволяет получить более высокий удельный импульс, а конструкция двигателя допускает изменение тяги сравнительно простыми способами. Большую часть объемов ракеты с ЖРД занимают баки топлива и окислителя, что определенным образом снижает требования к прочности корпуса и упрощает его производство.

Одновременно с этим ЖРД и ракеты, оснащенные ими, не лишены недостатков. В первую очередь, такой двигатель отличается высочайшей сложностью производства и эксплуатации, негативно сказывающейся на стоимости изделия. МБР первых моделей имели недостаток в виде сложности подготовки к запуску. Заправка топлива и окислителя осуществлялась непосредственно перед стартом, а кроме того, в некоторых случаях была связана с некоторыми рисками. Все это негативным образом сказывалось на боевых качествах ракетного комплекса.

Ракетный двигатель твердого топлива и построенная на его основе ракета имеет положительные стороны и преимущества перед жидкостной системой. Главный плюс – меньшая стоимость производства и упрощенная конструкция. Также у РДТТ отсутствуют риски утечек агрессивного топлива, а кроме того, они отличаются возможностью более длительного хранения. На активном участке полета МБР твердотопливный двигатель обеспечивает лучшую динамику разгона, сокращая вероятность успешного перехвата.

Твердотопливный двигатель проигрывает жидкостному по своему удельному импульсу. Поскольку горение заряда твердого топлива почти не поддается контролю, управление тягой двигателя, остановка или повторный запуск требуют особых технических средств, отличающихся сложностью. Корпус РДТТ выполняет функции камеры сгорания и потому должен иметь соответствующую прочность, что предъявляет особые требования к используемым агрегатам, а также негативно сказывается на сложности и стоимости производства.

ЖРД, РДТТ и СЯС

В настоящее время на вооружении стратегических ядерных сил России состоит около десятка МБР разных классов, предназначенных для решения актуальных боевых задач. Ракетные войска стратегического назначения (РВСН) эксплуатируют ракеты пяти типов и ожидают появления еще двух новых комплексов. Такое же количество ракетных комплексов используется на подводных подлодках ВМФ, однако в интересах морской компоненты «ядерной триады» пока не разрабатываются принципиально новые ракеты.

Несмотря на свой солидный возраст, в войсках все еще остаются ракеты УР-100Н УТТХ и Р-36М/М2. Подобные МБР тяжелого класса имеют в своем составе несколько ступеней с собственными жидкостными двигателями. При большой массе (более 100 т у УР-100Н УТТХ и около 200 т у Р-36М/М2) ракеты двух типов несут значительный запас горючего, обеспечивающий отправку тяжелой головной части на дальность не менее 10 тыс. км.

С конца пятидесятых годов в нашей стране изучалась проблематика применения РДТТ на перспективных МБР. Первые реальные результаты в этой области были получены к началу семидесятых. В последние десятилетия такое направление получило новый толчок, благодаря чему появилось целое семейство твердотопливных ракет, представляющих собой последовательное развитие общих идей и решений на основе современных технологий.

В настоящее время РВСН располагает ракетами РТ-2ПМ «Тополь», РТ-2ПМ2 «Тополь-М» и РС-24 «Ярс». При этом все подобные ракеты эксплуатируются как с шахтными, так и с подвижными грунтовыми пусковыми установками. Ракеты трех типов, созданные на основе общих идей, построены по трехступенчатой схеме и оснащаются твердотопливными двигателями. Выполнив требования заказчика, авторы проектов сумели минимизировать габариты и массу готовых ракет.

Ракеты комплексов РТ-2ПМ, РТ-2ПМ2 и РС-24 имеют длину не более 22,5-23 м при максимальном диаметре менее 2 м. Стартовая масса изделий – порядка 45-50 т. Забрасываемый вес, в зависимости от типа изделия, достигает 1-1,5 т. Ракеты линейки «Тополь» комплектуются моноблочной головной частью, тогда как «Ярс», по известным данным, несет несколько отдельных боевых блоков. Дальность полета – не менее 12 тыс. км.

Нетрудно заметить, что при основных летных характеристиках на уровне более старых жидкостных ракет, твердотопливные «Тополи» и «Ярсы» отличаются меньшими габаритами и стартовым весом. Впрочем, при всем этом они несут меньшую полезную нагрузку.

В будущем на вооружение РВСН должны поступит несколько новых ракетных комплексов. Так, проект РС-26 «Рубеж», создававшийся в качестве варианта дальнейшего развития системы «Ярс», вновь предусматривает использование многоступенчатой схемы с РДТТ на всех ступенях. Ранее появлялась информация, согласно которой система «Рубеж» предназначается для замены устаревающих комплексов РТ-2ПМ «Тополь», что и сказалось на основных особенностях ее архитектуры. По основным техническим характеристикам «Рубеж» не должен значительно отличаться от «Тополя», хотя возможно применение иной полезной нагрузки.

Еще одна перспективная разработка – тяжелая МБР типа РС-28 «Сармат». По официальным данным, этот проект предусматривает создание трехступенчатой ракеты с жидкостными двигателями. Сообщалось, что ракета «Сармат» будет иметь длину порядка 30 м при стартовой массе свыше 100 т. Она сможет нести «традиционные» специальные боевые блоки или гиперзвуковую ударную систему нового типа. За счет применения ЖРД с достаточными характеристиками предполагается получить максимальную дальность полета на уровне 15-16 тыс. км.

В распоряжении военно-морского флота имеется несколько типов МБР с разными характеристиками и возможностями. Основу морской компоненты СЯС в настоящее время составляют баллистические ракеты подводных лодок семейства Р-29РМ: собственно Р-29РМ, Р-29РМУ1, Р-29РМУ2 «Синева» и Р-29РМУ2.1 «Лайнер». Кроме того, несколько лет назад в арсеналы попала новейшая ракета Р-30 «Булава». Насколько известно, сейчас российская промышленность разрабатывает несколько проектов модернизации ракет для подлодок, но о создании принципиально новых комплексов речи пока не идет.

В области отечественных МБР для подлодок наблюдаются тенденции, напоминающие о развитии «сухопутных» комплексов. Более старые изделия Р-29РМ и все варианты их модернизации имеют три ступени и оснащаются несколькими жидкостными двигателями. При помощи такой силовой установки ракета Р-29РМ способна доставить на дальность не менее 8300 км четыре или десять боевых блоков разной мощности общей массой 2,8 т. В проекте модернизации Р-29МР2 «Синева» предусматривалось использование новых систем навигации и управления. В зависимости от имеющейся боевой нагрузки, ракета длиной 14,8 м и массой 40,3 т способна лететь на дальность до 11,5 тыс. км.

Более новый проект ракеты для подлодок Р-30 «Булава», наоборот, предусматривал использование твердотопливных двигателей на всех трех ступенях. Среди прочего, это позволило уменьшить длину ракеты до 12,1 м и сократить стартовый вес до 36,8 т. При этом изделие несет боевую нагрузку массой 1,15 т и доставляет ее на дальность до 8-9 тыс. км. Не так давно было объявлено о разработке новой модификации «Булавы», отличающейся иными габаритами и увеличенной массой, за счет чего удастся повысить боевую нагрузку.

Тенденции развития

Хорошо известно, что в последние десятилетия российское командование сделало ставку на разработку перспективных твердотопливных ракет. Результатом этого стало последовательное появление комплексов «Тополь» и «Тополь-М», а затем «Ярс» и «Рубеж», ракеты которых комплектуются РДТТ. ЖРД, в свою очередь, остаются только на сравнительно старых «сухопутных» ракетах, эксплуатация которых уже подходит к концу.

Впрочем, полный отказ от жидкостных МБР пока не планируется. В качестве замены для имеющихся УР-100Н УТТХ и Р-36М/М2 создается новое изделие РС-28 «Сармат» с аналогичной силовой установкой. Таким образом, жидкостные двигатели в обозримом будущем будут использоваться только на ракетах тяжелого класса, тогда как прочие комплексы будут оснащаться твердотопливными системами.

Ситуация с баллистическими ракетами подводных лодок выглядит похоже, но имеет некоторые отличия. В этой сфере так же сохраняется значительное число жидкостных ракет, но единственный новый проект предусматривает применение РДТТ. Дальнейшее развитие события можно предугадать, изучив имеющиеся планы военного ведомства: программа развития подводного флота явно указывает на то, какие ракеты имеют большое будущее, а какие со временем будут списаны.

Читать еще:  Что такое катализатор в двигателе внутреннего сгорания

Более старые ракеты Р-29РМ и их последние модификации предназначаются для АПЛ проектов 667БДР и 667БДРМ, тогда как Р-30 разрабатывались для использования на новейших ракетоносцах проекта 955. Корабли семейства «667» постепенно вырабатывают свой ресурс и со временем будут списаны ввиду полного морального и физического устаревания. Вместе с ними, соответственно, флоту придется отказаться и от ракет семейства Р-29РМ, которые попросту останутся без носителей.

Первые ракетные подводные крейсеры проекта 955 «Борей» уже приняты в боевой состав ВМФ, а кроме того, продолжается строительство новых подводных лодок. Это означает, что в обозримом будущем флот получит значительную группировку носителей ракет «Булава». Служба «Бореев» будет продолжаться в течение нескольких десятилетий, и поэтому ракеты Р-30 будут оставаться в строю. Возможно создание новых модификаций такого оружия, способных дополнить, а затем и заменить МБР базовой версии. Так или иначе, изделия семейства Р-30 со временем заменят устаревающие ракеты линейки Р-29РМ в роли основы морской составляющей стратегических ядерных сил.

Плюсы и минусы

Разные классы ракетных двигателей, используемые на современных стратегических ракетах, имеют свои плюсы и минусы того или иного рода. Жидкостные и твердотопливные системы превосходят друг друга по одним параметрам, но проигрывают в других. Как следствие, заказчикам и конструкторам приходится выбирать тип силовой установки в соответствии с имеющимися требованиями.

Условный ЖРД отличается от РДТТ более высокими показателями удельного импульса и иными преимуществами, что позволяет нарастить полезную нагрузку. Одновременно с этим соответствующий запас жидкого горючего и окислителя приводит к росту габаритов и массы изделия. Таким образом, жидкостная ракета оказывается оптимальным решением в контексте развертывания большого числа шахтных пусковых установок. На практике это означает, что в настоящее время значительная часть пусковых шахт занята ракетами Р-36М/М2 и УР-100Н УТТХ, а в будущем их заменят перспективные РС-28 «Сармат».

Ракеты типа «Тополь», «Тополь-М» и «Ярс» используются как с шахтными установками, так и в составе подвижных грунтовых комплексов. Последняя возможность обеспечена, в первую очередь, малым стартовым весом ракет. Изделие массой не более 50 т можно разместить на специальном многоосном шасси, чего не сделаешь с существующими или гипотетическими жидкостными ракетами. Новый комплекс РС-26 «Рубеж», рассматриваемый в качестве замены для «Тополя», так же основывается на похожих идеях.

Характерная черта ракет с РДТТ в виде сокращения габаритов и массы также имеет значение в контексте вооружений флота. Ракета для подлодки должна иметь минимальные размеры. Соотношение габаритов и летных характеристик ракет Р-29РМ и Р-30 показывает, как именно можно использовать подобные преимущества на практике. Так, в отличие от своих предшественников, новейшие АПЛ проекта 955 не нуждаются в крупной надстройке, прикрывающей верхнюю часть пусковых установок.

Впрочем, сокращение массы и габаритов имеет свою цену. Более легкие твердотопливные ракеты отличаются от других отечественных МБР меньшей боевой нагрузкой. Кроме того, специфика РДТТ приводит к менее высокому весовому совершенству в сравнении с жидкостными ракетами. Однако, по всей видимости, подобные проблемы решаются путем создания более эффективных боевых частей и систем управления.

Несмотря на длительные научные и конструкторские работы, а также массу споров, условное противостояние жидкостных и твердотопливных двигателей пока не закончилось безусловной победой одного из «конкурентов». Наоборот, российские военные и инженеры пришли к взвешенному выводу. Двигатели разных типов используются в тех сферах, где могут показать наилучшие результаты. Таким образом, легкие ракеты для сухопутных мобильных комплексов и подводных лодок получают РДТТ, тогда как тяжелые ракет с шахтным пуском и сейчас, и в будущем должны комплектоваться жидкостными установками.

В существующей ситуации, с учетом имеющихся возможностей и перспектив, подобный подход выглядит наиболее логичным и удачным. Он позволяет на практике получить максимальные результаты при заметном сокращении влияния негативных факторов. Вполне возможно, что такая идеология будет сохраняться и в будущем, в том числе и с применением перспективных технологий. Это означает, что в ближайшем и в отдаленном будущем российские стратегические ядерные силы смогут получать современные межконтинентальные баллистические ракеты с максимально возможными характеристиками и боевыми качествами, прямо влияющими на эффективность сдерживания и безопасность страны.

Как это работает. Ракетный двигатель

Фото: Объединенная двигателестроительная корпорация

Полеты в космос, одно из самых вдохновляющих достижений человечества, невозможны без ракетного двигателя. С одной стороны, принцип его работы максимально прост, а с другой – всего несколько стран могут похвастаться ракетными двигателями собственного производства.

С момента старта Гагарина и по сей день все российские космонавты поднимаются с поверхности Земли двигателями РД-107/108. Серийное производство этих исключительно надежных двигателей продолжается на самарском предприятии Ростеха «ОДК-Кузнецов». Рассказываем о том, как устроен и работает космический двигатель-долгожитель РД-107/108.

Космически просто

И правда, объяснить принцип действия реактивных двигателей, к которым относятся и ракетные двигатели, можно даже ребенку. Для этого достаточно отпустить надутый воздушный шарик, который под влиянием выталкиваемого воздуха полетит в противоположном направлении. Движение и шарика, и ракеты происходит согласно третьему закону Ньютона: действию всегда есть равное и противоположное противодействие. Действие из ничего не возникает. Чтобы обеспечить действие, требуется энергия. В шарике это потенциальная энергия сжатого, в меру возможностей ваших легких, воздуха. Отличие ракеты заключается в том, что для выхода за пределы атмосферы требуется выбрасывать большие массы вещества с очень большой скоростью, что требует подвода огромного количества энергии. Это и делает ракетный двигатель.

Фото: Космический центр «Восточный» / Роскосмос

Самым распространенным типом двигателей для космических программ сегодня являются жидкостные ракетные двигатели (ЖРД), в которых в качестве топлива используются жидкие горючее и окислитель. К этому типу относится и российский РД-107/108.

Жидкостные двигатели – на сегодняшний момент самые мощные и универсальные ракетные двигатели, с помощью которых совершается большинство полетов в космос. Они отличаются высоким удельным импульсом, то есть при меньшей массе израсходованного топлива создают большую тягу. Кроме того, ЖРД позволяют активно управлять уровнем тяги и могут использоваться много раз. При этом по сравнению с другими видами ракетных двигателей, например твердотопливными, они значительно сложнее и дороже, поэтому основная их сфера применения – космонавтика и обеспечение выведения орбитальных и межпланетных аппаратов.

Как работает жидкостный ракетный двигатель

Чтобы получить полезное действие, достаточное для прорыва в космос, нужно получить большое количество энергии − эффективно сжечь большое количество топлива. Как известно, любой процесс горения представляет собой химическую реакцию окисления. И если на Земле для других видов тепловых двигателей в качестве окислителя можно использовать атмосферный кислород, то для ракетного двигателя, и тем более в космосе, окислитель и горючее надо иметь непосредственно на ракете, и лучше всего в максимально плотном и удобном для подачи жидком виде. В РД-107/108 в качестве окислителя используется жидкий кислород, а в качестве горючего – керосин.

Фото: Объединенная двигателестроительная корпорация

В камере сгорания подаваемые специальными насосами в нужном количестве и с необходимым давлением окислитель и горючее смешиваются и сгорают. Горячие (с температурой в несколько тысяч градусов) продукты сгорания в конструкции особого профиля – сверхзвуковом сопле Лаваля – разгоняются до многократно сверхзвуковых скоростей и уходят в пространство. Если умножить сумму секундных расходов масс горючего и окислителя на скорость выхода продуктов сгорания из сопла, можно в первом приближении получить силу тяги двигателя. Так, в общих чертах, можно описать схему работы жидкостного ракетного двигателя.

Устройство РД-107/108

Двигатель РД-107/108 состоит из четырех камер сгорания, турбонасосного агрегата, газогенератора, испарителя азота для наддува баков ракеты и комплекта агрегатов автоматики. Для управления полетом ракеты на двигателях имеются рулевые камеры: два на РД-107 и четыре на РД-108.

Несоизмеримые с возможностями существующих металлов температуры горения и продуктов сгорания, большое количество выделяемого тепла требуют охлаждения стенок камеры сгорания и сопла. В РД-107/108 эта инженерная задача решается двухстеночной конструкцией камеры сгорания и сопла и организацией охлаждения стенки со стороны горячего тракта подачей горючего (керосина) в камеру сгорания через межстеночные пространства.

Вторая особенность РД-107/108 − открытая схема сброса генераторного газа. Окислитель и горючее хранятся в отдельных баках и подаются в систему с помощью турбонасосного агрегата (ТНА). Для привода насосов горючего и окислителя используется турбина, в качестве рабочего тела для которой используется парогаз – продукт каталитического разложения пероксида водорода. Выхлопы турбины выбрасываются за срез сопла.

Рекордсмен космоса

Разработка двигателей РД-107 и РД-108 проходила в 1954–1957 годах под руководством выдающегося конструктора Валентина Глушко. Двигатели предназначались для первой в мире межконтинентальной баллистической ракеты Р-7, модификация которой в 1957 году доставила в космос первый искусственный спутник Земли. В 1961 году двигатели обеспечили первый полет человека в космос. На протяжении более 60 лет российские ракеты «Союз» поднимаются в небо с помощью двигателей РД-107/108 и их модификаций. Серийное производство двигателей налажено на самарском заводе «ОДК-Кузнецов», входящем в Объединенную двигателестроительную корпорацию Ростеха.

Программа РД-107/108 продолжает развиваться, создаются новые модификации – всего разработано 18 вариантов для различных программ. Сегодня модификациями двигательных установок РД-107А/РД-108А оснащаются I и II ступени всех ракет-носителей среднего класса типа «Союз». Все пилотируемые и до 80% грузовых космических кораблей в России взлетают благодаря этим двигателям.

РД-107/108 уже поставил свой космический рекорд по долголетию. Конечно, когда-нибудь и его время пройдет, но сегодня запас для совершенствования двигателя еще не исчерпан.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector