Время работы ракетных двигателей

РД-180

РД-180

Модель двигателя РД-180
Тип жидкостный ракетный двигатель
Топливо керосин
Окислитель жидкий кислород
Камер сгорания 2
Страна Россия
Использование
Время эксплуатации 2000 год — настоящее время
Применение «Атлас III и Атлас V» (первая ступень)
Производство
Конструктор НПО Энергомаш имени академика В. П. Глушко
Время создания 1994—1999 гг.
Производилось 1999—2021 гг.
Массогабаритные
характеристики
Полная масса 5950 кг
Сухая масса 5480 кг
Высота 3600 мм
Диаметр 3200 мм
Рабочие характеристики
Тяга вакуум: 423,4 тс
уровень моря: 390,2 тс
Удельный импульс вакуум: 338,4 c
уровень моря: 311,9 с
Время работы 270 c
Давление в камере сгорания 261,7 кгс/см² (253,3 атм)
Степень расширения 36,87:1
Тяговооружённость 77,3
Медиафайлы на Викискладе

РД-180 — российский двухкомпонентный (горючее — керосин, окислитель — жидкий кислород) жидкостный ракетный двигатель закрытого цикла с дожиганием окислительного генераторного газа после турбины, оснащён двумя камерами сгорания и двумя соплами.
Разработан в середине 1990-х годов на основе мощнейшего советского двигателя РД-170 [1] , производится на территории России в «НПО Энергомаш имени академика В. П. Глушко». Проект двигателя РД-180 был разработан под руководством Б. И. Каторгина [2] [3] .

Содержание

  • 1 История
  • 2 Конструкция
  • 3 Использование
    • 3.1 Ситуация с американским рынком сбыта
  • 4 Модификация
    • 4.1 Русь-М
  • 5 См. также
  • 6 Примечания
  • 7 Ссылки

История [ править | править код ]

РД-180 был создан в середине 1990-х годов на основе жидкостного ракетного двигателя РД-170 [1] под руководством Бориса Ивановича Каторгина, в 1996 году проект РД-180 выиграл конкурс на создание и продажу двигателей для РН США «Атлас-3» и «Атлас-5» [3] .

В 1996 году право на использование двигателя приобрела компания General Dynamics. Ею он был впервые использован 24 мая 2000 года в качестве первой ступени РН «Атлас IIA-R» — модификации ракеты «Атлас IIA»; в дальнейшем ракета была переименована в «Атлас III». После первого запуска была проведена дополнительная работа по сертификации двигателя с целью его использования на универсальном ракетном модуле (англ. Common Core Booster ) основной ступени ракеты «Атлас-5». Цена одного двигателя по состоянию на 2010 год составляла 9 млн долл [4] . Таким образом, с начала 1999 года двигатель РД-180 используется в РН «Атлас-3» и «Атлас-5».

РД-180, который использовался на испытательном стенде, был показан на 23-й встрече Большой восьмёрки (июнь 1997 года, Денвер, США).

Так как целью программы использования двигателя являются запуски коммерческих спутников и спутников правительства США, то для соответствия поставок американскому законодательству совместным производителем РД-180 считается Pratt & Whitney. При этом, несмотря на распространяемые в интернет-СМИ и блогах многочисленные слухи [5] [6] , патентные права на конструкцию двигателя принадлежали НПО «Энергомаш» [7] [8] [9] до октября 2019 года (срок действия патента США — 20 лет [10] ); на конец 2018 года всё производство двигателя сосредоточено в России [11] . Продажа осуществлялась совместным предприятием «Pratt & Whitney» и НПО «Энергомаш», называемым СП « РД-Амрос [en] »; приобретение и монтаж производились United Launch Alliance (ULA). C мая 2014 года заключение новых контрактов временно прекращено по постановлению суда, в связи с иском конкурента — компании SpaceX; поставки двигателей по старым контрактам продолжаются [12] .

Конструкция [ править | править код ]

Двигатель состоит из:

  • двух камер сгорания,
  • турбонасосного агрегата,
  • бустерного насосного агрегата горючего,
  • бустерного насосного агрегата окислителя,
  • газогенератора,
  • регулятора расхода горючего в газогенераторе, дросселя окислителя, дросселя горючего, пуско-отсечных клапанов окислителя и горючего,
  • блока баллонов, двух ампул с пусковым горючим, пускового бачка.
  • системы рулевых приводов, системы приводов автоматики, блока управления автоматикой и датчиков системы аварийной защиты,
  • рамы двигателя, донного экрана, теплообменника для подогрева гелия на наддув бака окислителя.

Массовое соотношение окислителя и горючего — 2,72, дросселирование возможно в диапазоне 40—100 %.

Использование [ править | править код ]

Космические запуски с использованием РД-180 включают миссию к Плутону «Новые горизонты» (2006), миссию к Луне LRO (2009), аппараты для исследования Солнца «Обсерватория солнечной динамики» (2010) и Solar Orbiter (2020), миссию к Юпитеру «Юнона» (2011), миссии к Марсу MRO (2005), «Марсианская научная лаборатория» (2011), MAVEN (2013), InSight (2018) и «Марс-2020» (2020), миссию за грунтом астероида OSIRIS-REx (2016).

В конце 2018 года проект носителя с шестью боковыми блоками, оснащенными РД-171, и одним центральным, снабженным РД-180, был выбран в качестве базового облика новой российской сверхтяжелой ракеты. Готовность ракеты планируется на 2027 год, а пуск носителя — на 2028 год с космодрома «Восточный» [13] .

Ситуация с американским рынком сбыта [ править | править код ]

В 2008—2009 годах чистый убыток «Энергомаша» от поставок двигателей РД-180 в США составил 880 миллионов рублей или почти 68 % всех убытков компании. Счётная палата России выявила, что двигатели продавались только за половину стоимости затрат на их производство [14] . По словам исполнительного директора НПО «Энергомаш» Владимира Солнцева, до 2010 года ракетные двигатели продавались с убытком, поскольку себестоимость производства росла более высокими темпами, чем цена, по которой удавалось наладить сбыт. В 2010—2011 годах был принят ряд мер, и ситуацию удалось выправить [15] .

В связи с ухудшением российско-американских отношений (с 2014 года), политики обеих стран выдвигали предложения о прекращении поставок двигателя, используемых американцами. В частности, запрет на закупки двигателя введён поправкой Джона Маккейна [16] . С инициативой запрета использования двигателя для военных запусков США выступал зам. председателя Правительства РФ Дмитрий Рогозин [17] .

В качестве замены РД-180, в США рассматривался новый двигатель, на разработку которого Пентагоном выделено [ когда? ] 160 млн долларов. Ожидалось, что он будет готов к использованию не ранее 2019 или даже 2025 года [16] . Альтернативным вариантом является разворачивание производства РД-180, по имеющейся у США лицензии (до 2030 года), на заводе ULA в Декейтере [18] .

В 2014 году был заключён контракт с частной компанией Blue Origin на создание аналога российского РД-180; их новый двигатель BE-4 (в качестве горючего используется метан) был представлен в начале 2017 года [19] .

В августе 2018 директор НАСА Джим Брайденстайн в интервью телеканалу C-Span заявил, что американские разработчики трудятся над тем, чтобы создать альтернативу российским двигателям РД-180 [20] .

В январе 2018 года Financial Times со ссылкой на представителей НПО «Энергомаш» заявило о том, что китайская компания Great Wall Industry ведет переговоры о покупке технологии ракетных двигателей; издание отмечало, что РД-180 развивает в три раза бо́льшую тягу, чем самый мощный китайский двигатель YF-100, который создан на основе более раннего двигателя РД-120 [21] [22] .

В декабре 2018 года глава SpaceX Илон Маск заявил о неловкости факта, что Boeing/Lockheed вынуждены использовать российский двигатель на ракете Atlas, а сам двигатель назвал великолепным [23] .

12 февраля 2019 года главный конструктор НПО «Энергомаш» Пётр Левочкин отметил, что двигатель РД-180 сертифицирован с 10 % запасом, а это значит, что давление в его камере сгорания может быть выше 280 атмосфер [24] .

20 декабря 2019 года ракета-носитель «Атлас V» с российскими двигателями РД-180 запустила с авиабазы на мысе Канаверал на орбиту космический корабль CST-100 Starliner компании Boeing [25] [26] .

Летом 2020 года ULA получила первый тестовый двигатель BE-4 производства «Blue Origin» [27] .

Читать еще:  Starline a91 не работает датчик температуры двигателя

По состоянию на 08 апреля 2021 года (более 20 лет с момента первого пуска РН «Атлас» с РД-180) в США поставлено 116 двигателей, состоялось 92 пуска, все они признаны успешными [28] [29] .

16 апреля 2021 года Роскосмос сообщил об отправке в США последней партии из 6 двигателей РД-180. [30]

Модификация [ править | править код ]

Русь-М [ править | править код ]

РД-180В для первой ступени планировалось использовать в новой разработке — серии российских ракет-носителей «Русь-М»; в различных модификациях ракеты могло использоваться от 1 до 5 двигателей. Но в 2013 году НПО «Энергомаш» прекратило работу над этим двигателем, так как ранее «Роскосмос» отказался от самой ракеты [31] .

Твердотопливные ракетные двигатели

История твердотопливных двигателей

Первой работой КБ «Южное» в области создания твердотопливных ракетных двигателей (РДТТ) является начатая в 1963 г. опытно-конструкторская разработка маршевого РДТТ первой ступени 15Д15 для комбинированной ракеты 8К99.

Первый пуск двигателя был проведен в апреле 1965 г.

Однако в октябре 1969 г., несмотря на серию полностью успешных пусков ракеты 8К99, ее разработка была прекращена. Опыт создания РДТТ позволил выработать новые прогрессивные подходы к определению наиболее оптимального облика будущих маршевых РДТТ.

В 1969 г. в КБ «Южное» была начата разработка МБР 15Ж43 и, в том числе, РДТТ первой ступени – 15Д122.

При создании двигателя был предложен ряд прогрессивных решений:

  • комбинированный корпус со стеклопластиковой трубой продольно-поперечной намотки и металлическими днищами;
  • моноблочный заряд из смесевого твердого топлива на основе бутилового каучука, прочноскрепленный с корпусом;
  • центральное частично утопленное в камеру сгорания стационарное сопло с системой управления вектором тяги вдувом горячего камерного газа в утопленную сверхзвуковую часть сопла.

Проведенные огневые испытания двигателя 15Д122 подтвердили его работоспособность и требуемые характеристики системы управления вектором тяги на основе «горячего» вдува.

В этот период в КБ были разработаны управляющие твердотопливные двигатели для разведения космических объектов с увеличенным временем работы и управляющими усилиями (15Д161, 15Д171, 15Д221). В двигателях использовались заряды торцевого горения из безметального смесевого топлива с оригинальной конструкцией скрепления с корпусом и уникальной конструкцией уплотнения в подшипниках вращающихся сопел.

Следующей работой КБ «Южное» по созданию РДТТ стала разработка маршевого двигателя 3Д65 для первой ступени ракеты морского базирования 3М65 (разработки конструкторского бюро им. Макеева), в конструкции которого были применены самые передовые инженерные решения:

  • цельномотанный корпус типа «кокон» с силовой оболочкой из высокопрочного органоволокна и закладными элементами из титанового сплава;
  • прочноскрепленный с корпусом заряд из высокоэнергетического смесевого топлива на основе бутилкаучука;
  • стационарное сопло с системой управления вектором тяги по трем каналам на основе «горячего» вдува;
  • ряд конструкторских решений, обусловленных спецификой применения двигателя в составе ракеты морского базирования (старт, как из надводного, так и подводного положения).

В 1982 г. двигатель 3Д65 был допущен к серийному производству.

В середине 1970-х годов КБ «Южное» приступило к разработке маршевых РДТТ первой ступени – 15Д206 и второй ступени – 15Д207 для шахтной МБР 15Ж44 и мобильной МБР 15Ж52.

С целью сокращения объема и сроков экспериментальной отработки двигатель 15Д206 был спроектирован как полный аналог двигателя 3Д65, изменения состояли в повышении уровня расходно-тяговых характеристик, увеличении диаметра критического сечения и величины давления в камере сгорания.

При разработке двигателя 15Д207 были применены следующие новые технические решения:

  • стационарное сопло с выдвижным высотным насадком;
  • углерод-углеродные композиционные материалы для вкладыша критического сечения;
  • рецептуры топлива с повышенным уровнем энергетических характеристик;
  • моноблочный заряд с высоким коэффициентом заполнения камеры сгорания.

Наземная отработка двигателей была начата в 1979 г.

Однако в 1983 г. было принято решение о прекращении разработки ракет 15Ж44 и 15Ж52 и о создании на их базе МБР 15Ж60 и 15Ж61 с улучшенными тактико-техническими характеристиками и повышенным уровнем стойкости к поражающим факторам ядерного оружия.

Для мобильных ракет 15Ж61 был создан новый двигатель второй ступени – 15Д290, улучшенные характеристики которого были получены за счет применения нового высокоэнергетического смесевого топлива и внедрения ряда конструкторских решений, повышающих стойкость двигателя к воздействию поражающих факторов ядерного оружия.

Для ракеты 15Ж60 предъявленные требования к маршевым РДТТ первой и второй ступеней привели к необходимости создания принципиально нового двигателя первой ступени и модернизации двигателя второй ступени (15Д305 и 15Д339 соответственно).

При разработке двигателя 15Д305 были заложены следующие уникальные решения:

  • высокоэнергетическое топливо на основе октогена;
  • корпус типа «кокон»;
  • центральное поворотное сопло на эластичном опорном шарнире с моноблочным вкладышем критического сечения из объемно-армированного углерод-углеродного материала.

Для двигателя 15Д339 было создано многофункциональное покрытие, защищающее корпус от всех поражающих факторов ядерного оружия, а также улучшено массовое совершенство конструкции и повышена эрозионная стойкость сопла.

В результате проведенных работ в 1986-1988 гг. была завершена отработка РДТТ 15Д290, 15Д305 и 15Д339 и начато их серийное производство.

В 1988 г. КБ «Южное» была поручена разработка двигательной установки первой ступени (15Д365) МБР 15Ж65.

Особенностями конструкции двигателя 15Д365 являются:

  • моноблочный заряд с поворотным управляющим соплом на эластичном опорном шарнире, с качанием по круговой диаграмме;
  • органопластиковый корпус типа «кокон»;
  • прочноскрепленный заряд из смесевого топлива, на основе октогена.

Было проведено пять огневых испытаний с выпуском заключения о допуске двигателя 15Д365 к летным испытаниям. Однако из-за распада СССР все работы по теме в КБ «Южное» были прекращены.

Наряду с маршевыми и управляющими РДТТ в КБ «Южное» разработана большая группа (82 типа) малогабаритных твердотопливных двигателей, аккумуляторов давления и газогенераторов.

С их помощью решен широкий круг технических задач:

  • минометный старт ракеты;
  • минометное разделение ступеней ракеты;
  • заклон ракеты при минометном старте;
  • изменение геометрии надувного наконечника головного обтекателя;
  • увеличение высотности сопла маршевого двигателя;
  • отделение и увод с траектории ракеты различных объектов;
  • управление полетом частей ракеты;
  • выброс с ракеты объектов и обеспечение их полета с заданной скоростью;
  • стабилизация объектов вращением.

Многолетний опыт успешной эксплуатации ракет подтвердил высокую надежность и высокую стойкость разработанных РДТТ к воздействию внешних эксплуатационных факторов.

Время работы ракетных двигателей

В феврале 2021 года было объявлено о завершении формирования холдинга ракетного двигателестроения во главе с Научно-производственным объединением «Энергомаш» имени академика В.П. Глушко (входит в состав Госкорпорации «Роскосмос»). Процесс длился с 2015 года. Теперь в одном холдинге собраны практически все отечественные компетенции в области ракетного двигателестроения и двигателей для космических аппаратов.

О новой структуре, разработке ракетных двигателей на метане и водороде, о стоимости двигателей для ракеты «Ангара», поставках продукции в США и отношении к Илону Маску в интервью РИА Новости в преддверии Дня космонавтики рассказал генеральный директор НПО Энергомаш Игорь Арбузов.

— Одна из работ, которую вы должны завершить в ближайшее время — создание двигателя РД-171МВ для ракеты «Союз-5». Расскажите, как идет работа над двигателем? Когда планируется изготовить первый серийный образец?

— В конце прошлого года мы начали испытания первого доводочного двигателя, а до этого для примерочных испытаний отправили макет еще одного РД-171МВ в Самару. Дальше будет собран двигатель для постановки в макет ракеты. Всего до конца года наша задача — собрать четыре двигателя для различных испытаний, в том числе огневых в составе первой ступени. В 2022 году мы начинаем поставку РД-171МВ для летных испытаний, и нет никаких сомнений, что мы выполним свои обязательства.

Читать еще:  Генератор из шагового двигателя своими руками схема

— Сколько всего двигателей предполагается изготавливать в год?

— По сегодняшним оценкам — по 3-4 серийных двигателя в год после 2023 года. Все будет зависеть от того, как будет формироваться спрос на рынке пусковых услуг на ракету «Союз-5».

— Что отличает РД-171МВ для «Союза-5» от РД-171М для «Зенита»?

— В новой версии двигателя мы полностью поменяли всю систему управления на российскую. Кроме того, за небольшим исключением практически все узлы и агрегаты были подвергнуты изменениям с учетом того опыта, который мы получили при создании двигателей РД-180 для ракет Atlas 5 и РД-191 для «Ангары», в первую очередь с точки зрения прочностных характеристик, надежности, качества выпускаемой продукции.

— Можно ли модернизировать под ракеты «Союз-5» оставшиеся в запасах двигатели для ракеты «Зенит»?

— С учетом требований, заложенных в ракету «Союз-5», имеющиеся двигатели невозможно модернизировать. Пока судьба их непонятна.

— Раньше звучала идея разработки более мощного двигателя РД-175 на базе РД-171М. Сейчас в каком она состоянии?

— Периодически возвращаемся к этой идее. В свое время по РД-175 были проведены работы, сделан эскизный проект, но пока на этом остановились.

— В прошлом году было завершено изготовление двигателей РД-276 для ракет «Протон». Сколько комплектов двигателей осталось использовать до завершения программы? Не планируется ли возобновлять их производство?

— В начале 2020 года мы отгрузили в Центр Хруничева (входит в состав Госкорпорации «Роскосмос») последние два комплекта двигателей. На этом их производство закончено. Сегодня вся оснастка законсервирована, оборудование находится в состоянии мобилизационной готовности. Никаких решений по поводу возобновления производства двигателей пока нет.

— Ваше предприятие производит двигатели для ракеты «Ангара», которая сменит «Протон». Когда планируется изготовить первый двигатель РД-191М для модернизированной «Ангары-А5М»?

— Сейчас практически полностью завершена разработка конструкторской документации на этот двигатель. Полностью изменена кооперация. Практически все, что раньше закупалось вне интегрированной структуры ракетного двигателестроения, теперь изготавливается на предприятиях холдинга. В Перми завершается строительство нового, современного завода для производства этого двигателя, и ведется закупка материалов для изготовления первых двух РД-191М. Первый экземпляр планируется изготовить в середине 2022 года и в том же году на площадке в Химках приступить к его испытаниям. В 2023 году мы должны поставить серийные двигатели для летных испытаний.

— Новая версия двигателя для «Ангары-А5М» будет дешевле первоначальной версии для «Ангары-А5»?

— Мы делаем все возможное, чтобы снизить цену двигателя, сделать ракету конкурентной. Для этого проводится целый комплекс мероприятий — это и перевод на пермскую площадку, и применение современных технологий, и оптимизация процессов производства. Все эти шаги позволят добиться снижения цены.

— Сможет ли по объемам производства двигатель для «Ангары» для пермского предприятия «Протон-ПМ» (входит в состав Госкорпорации «Роскосмос») стать заменой ранее выпускавшегося двигателя для ракет «Протон»?

— Мощностей для производства двигателей хватает. Но таких объемов, когда в самые напряженные времена производилось по 16 комплектов двигателей РД-276 в год, а пуски Протона были раз в месяц, наверное, уже не будет.

— Можете пояснить: производство двигателя для «Ангары» передается в Пермь, у вас остается производство двигателей для ракеты «Союз-5». Что еще будет производиться на подмосковной площадке, а что в филиалах?

— НПО «Энергомаш» сохранит производство РД-171МВ, а производственная база будет использоваться как опытный завод для создания перспективных образцов ракетных двигателей. Из-за того, что на «Энергомаше» производятся два типа двигателей для США, двигатели для «Ангары» и «Союза-5», мы не можем сконцентрироваться на создании опытных образцов перспективных двигателей, не мешая серийному производству. Освобождая производство, мы даем себе возможность ускорить процессы разработки новых двигателей до 3-4 лет. Скорость вывода двигателя на рынок очень важна, даже принципиальна. Темпы, которые мы позволяли себе раньше, по 10-15 лет, никого в мире не устраивают. И потенциальных партнеров интересует наша возможность поставить для них двигатели максимум за 3-5 лет. На этом рынке очень высокая конкуренция. И еще надо понимать, что все страны, в основном, пытаются локализовать производство двигателей у себя, потому что это продукция двойного назначения.

В Перми на «Протон-ПМ», как уже было сказано, будет развернуто производство РД-191М, а также производство газотурбинных электростанций, компонентов авиационных двигателей.

Что касается Воронежского центра ракетного двигателестроения, то там продолжат производить двигатели для вторых ступеней ракет «Союз» и «Ангара», будет вестись работа по водородной и метановой тематике. С местом размещения производства коммерческого двигателя мы пока не определились. Рассматриваем варианты.

— Какие перспективы у двигателя РД-180МВ для ракет «Союз-6», и где он будет производиться?

— Все зависит от решения, которое будет принято по «Союзу-6» и сверхтяжелой ракете, в которой двигатель должен стоять на центральном блоке. Если решение о создании ракет будет принято, будем производить его в Химках.

— Как вы упомянули, метановая тематика будет сконцентрирована в Воронеже. Сообщалось, что до конца этого года планируется изготовить демонстрационный метановый двигатель РД-0177. Эти планы сохраняются?

— Да, мы сегодня ведем над ним активную работу.

— Какие перспективы имеются у метанового топлива? Какие преимущества и недостатки вы могли бы назвать?

— Сегодня метановая тема захватила весь мир, стала модным трендом. Все начали заниматься метаном. Ближе всего к реализации американцы с ракетой Vulcan и двигателем BE-4. Обещают, что в 2022 году полетят. Метановой тематикой занимаются Китай и Япония. Если говорить о преимуществах метана, то, в первую очередь, он выгоден в многоразовых системах. Во-первых, метан дешевле керосина. Во-вторых, практически не образует сажи, которая является главным препятствием для сокращения сроков и затрат подготовки двигателя для повторного применения. Есть и недостатки — из-за низкой плотности по сравнению с керосином требуются большие по размерам баки.

В свое время основатель НПО Энергомаш Валентин Петрович Глушко, возглавляя совет по ракетным топливам при Академии наук, исследовал комбинации веществ в качестве окислителя и горючего применительно к ракетным топливам. Была исследована практически вся таблица Менделеева, в том числе и метан. И в результате было показано, что при более высоком удельном импульсе (на примерно 10-15%), чем у кислородно-керосиновых жидкостных двигателей, баки ракеты с метаном той же массы, что и керосин, будут тяжелее. Поэтому идея создания метанового двигателя была отложена, и задачи работать по этой тематике долгое время не ставились.

— Можете ли сравнить разрабатываемый в России РД-0169 с американскими двигателями Raptor и BE-4? Наш лучше?

— Понимаете, всегда нужно сравнивать сравнимое. BE-4 с тягой 250 тонн, наш РД-0169 создается с тягой около 100-120 тонн. Как их сравнивать? Что касается Raptor, то он тоже в другой весовой категории находится. Время покажет, кто создаст более совершенную конструкцию.

— На ваш взгляд, будет ли у американцев готов в 2022 году двигатель BE-4 — замена РД-180?

— Мне сложно судить. Пуск первой ракеты Vulcan сдвигается с 2017 года. Понятно, что создание двигателя там идет не без трудностей, но они уже вышли на стендовые испытания. Частный инвестор — компания Blue Origin — очень заинтересована в успехе, ведь в создание двигателя уже вложены значительные средства.

Читать еще:  Двигатель вятка число оборотов

— Если заговорили про американцев, как вы относитесь к главе компании SpaceX Илону Маску?

— Как к конкуренту. С уважением. На самом деле, он хороший раздражитель не только для нас, но и для американского рынка. При нем пошел новый виток именно коммерческого использования многоразовости. И очевиден результат серьезного прорыва. Но мы все понимаем, что никаких особых супер инновационных решений в его двигателях нет.

— Вернемся к метановому топливу. Сообщалось, что в случае, если российская сверхтяжелая ракета для полета на Луну будет на метане, то на нижних ступенях могут поставить более мощный двигатель РД-182, чем изначально предполагавшийся РД-0169. Расскажите подробнее об этом.

— У нас была и остается идея создания более мощного метанового двигателя для нижних ступеней «сверхтяжа». Ведь при тяге РД-0169 около 100 тонн придется поставить на ракету три десятка таких двигателей. Специалисты РКЦ «Прогресс» (входит в состав Госкорпорации «Роскосмос») согласны с нами, что неразумно ставить «гроздь» маленьких двигателей, поэтому предложен двигатель тягой 250 или даже 600 тонн. Есть понимание, как его сделать, и в свое время такие работы проводились на «Энергомаше».

— Расскажите о работах по созданию водородных двигателей РД-0146 и РД-0150?

— Проектирование и создание опытного образца РД-0146, предназначенного для разгонного блока КВТК (кислородно-водородный разгонный блок тяжелого класса для ракет семейства «Ангара» — ред.), было завершено в 2014-2017 годах. Потом была пауза. Но сейчас все решения по созданию двигателя приняты.

По (двигателям — ред.) РД-0150, предназначенным для третьей ступени ракеты «Ангара-А5В», проведены все работы по эскизному проектированию, теперь необходимо получить решение по нему и дальнейшее финансирование этого проекта. Пока их нет.

— То есть многолетняя задержка в создании КВТК не была связана с двигателем?

— Она была связана с отсутствием задач для этого разгонного блока. Парадокс в том, что мы стояли у истоков создания водородных двигателей, но являемся единственной страной среди космических держав, которая его не применяет. При этом высокоэффективная и самая высокоэнергетическая топливная пара — кислород и водород — особенно важна, учитывая наше географическое положение. Надеюсь, что в ближайшее время мы примем решение по использованию водородных технологий.

— А почему не сложилось с водородом?

— Потому что это влечет создание дополнительной наземной инфраструктуры. И сочетание различных компонентов топлива на одном старте является сдерживающим фактором. К тому же мы долгие годы живем с традиционными парком надежных ракет и наземной инфраструктуры. А водород требует очень серьезных инженерных решений и, соответственно, больших затрат на создание, прежде всего, заправочной инфраструктуры.
Тем не менее, я считаю, что эффект от него будет значительно выше наших традиционных решений. Это перспективный путь.

— В 1990-е годы Россия помогла Индии в создании водородного ракетного двигателя. Какие из ваших двигателей больше всего интересуют зарубежных партнеров сейчас?

— Вся гамма двигателей в зависимости от уровня развития технологий в той или иной стране.

— Ранее Китай интересовался российскими наработками в области двигателестроения для нужд создания своей сверхтяжелой ракеты. В итоге Китай на своих двигателях будет делать «сверхтяж»?

— А по сотрудничеству с Индией можете что-то сказать?

— Переговоры ведутся, и интерес у этого партнера к развитию сотрудничества довольно высокий.

— В этом году планируется поставка в США шести двигателей РД-180. Это последние заказанные двигатели или планируются еще?

— Эти двигатели лежат готовые, но пандемия коронавируса не дает нам возможности вывезти их в США. Поставим их в этом году. Они последние по действующему контракту.

— Насколько ощутимым для «Энергомаша» станет завершение контрактов на поставку двигателей в США?

— Говорить о том, что это пройдет бесследно для нас, было бы необъективно, поскольку это серьезный объем работ. Помимо экономической выгоды это и постоянный обмен специалистами, и внедрение современных технологий. Но если говорить об объемах, то российских заказов довольно много. И, скажем так, мы ушли от зависимости только от зарубежных контрактов. Многообразие позволяет диверсифицировать портфель заказов и не испытывать серьезных рисков.

— А ведь когда-то зарубежный заказ спас предприятие.

— Естественно, спас. Тут можно не стесняясь говорить об этом. Это серьезно улучшило возможности и потенциал предприятия. В тот период за счет зарубежных контрактов было серьезно подтянуто качество изготовления двигателей. И система менеджмента качества, которая была внедрена, серьезно помогает нам сейчас в изготовлении двигателей для внутреннего рынка.

Время работы ракетных двигателей

2-х компонентные ЖРДМТ

С 1971 года в КБхиммаш началась разработка жидкостных ракетных двигателей малой тяги (ЖРДМТ) и двигательных установок для систем управления космическими аппаратами. За это время создано 11 типов двигателей тягой от 6 до 2250 Н на двухкомпонентном самовоспламеняющемся топливе и 8 типов на однокомпонентном топливе тягой от 5 до 50 Н.

Эти двигатели нашли широкое применение в космических аппаратах различного назначения. Они предназначены для точной ориентации, стабилизации и коррекции орбиты космических аппаратов, проведения манёвров по стыковке и расстыковке с другими аппаратами. Двигатели отличаются стабильностью характеристик, экономичностью, быстродействием, многоразовостью включений, длительностью включений от сотых долей секунды до сотен и тысяч секунд.

В двигателях ДОТ-5 и ДОТ-25, работающих на однокомпонентном топливе, используется термокаталитическое разложение гидразина на проволочном катализаторе, предварительно разогретом электронагревателем до температуры не ниже 350°С.

В двигателях ДОК-10 и ДОК-50 используется каталитическое разложение гидразина. Применяемый катализатор на основе иридия обеспечивает включение без предварительного электроподогрева. Для стабилизации динамических и энергетических характеристик двигатели ДОК-10 и ДОК-50 снабжены электронагревателем, повышающим предпусковую температуру катализатора.

Наряду с высокими энергомассовыми характеристиками однокомпонентные двигатели обладают прозрачным факелом, обеспечивающим надежную работу бортовых астрофизических приборов.

Двухкомпонентные двигатели малой тяги ДСТ-25, ДСТ-100, ДСТ-100А, ДСТ-200, ДСТ-200А и ДМТ-600 работают на традиционных для предприятия компонентах топлива — азотном тетроксиде и несимметричном диметилгидразине.

Надёжность работы и высокие характеристики обеспечиваются применением камеры сгорания из ниобиевого сплава с защитным покрытием, радиационного и внутреннего плёночного охлаждения.

Двигатель ДМТ-600, обладающий камерой сгорания абляционного охлаждения в сочетании с внутренним охлаждением, показал высокие энергомассовые характеристики не только на традиционном горючем, но и на монометилгидразине, применяемом в зарубежной практике.

В настоящее время головными организациями Федерального космического агентства разрабатываются планы формирования экономически устойчивой, конкурентоспособной, диверсифицированной ракетно-космической промышленности, обеспечивающей гарантированный доступ и необходимое присутствие России в космическом пространстве. Возрастают требования к космическим летательным аппаратам, к их двигательным установкам систем управления и к ЖРДМТ, прежде всего, с точки зрения увеличения срока активного существования до 15…20 лет, повышения надёжности и экономичности. На передний план выходит требование оптимизации стоимости отработки и изготовления, которое может стать определяющим фактором при выборе того или иного двигателя. С учётом названных требований КБхиммаш им. А.М. Исаева – филиалом ФГУП «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева модернизируются ранее созданные и разрабатываются новые надёжные ЖРДМТ с повышенными энергомассовыми характеристиками.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector