- РД-0146
-
РД-0146 Тип: ЖРД с электроплазменным зажиганием Топливо: жидкий водород Окислитель: жидкий кислород Рабочее тело: жидкий водород + жидкий кислород Камер сгорания: 1 Страна: Россия Использование: Применение: Протон-М, Ангара-А5, Русь-МП, Русь-МТ-35, Русь-МТ-50 Производство: Конструктор: Конструкторское бюро химавтоматики Время создания: 1997—2010 Производитель: ЦСКБ-Прогресс Производилось: 2010 год Варианты: РД-0146, РД-0146Д, РД-0146 (жидкий кислород + жидкий СПГ) Массогабаритные
характеристикиМасса: 242 кг Высота: 2200 мм Диаметр: 1250 мм Рабочие характеристики Тяга: 98 кН (РД-0146)
68,6 кН (РД-0146Д)
64,7 кН (РД-0146 (жидкий кислород + жидкий СПГ))Удельный импульс: 4542 м/с (463 кгс·с/кг)
(РД-0146)
4690 м/с (470 кгс·с/кг)
(РД-0146Д)
3547 м/с (362 кгс·с/кг)
(РД-0146 (жидкий кислород + жидкий СПГ))Время работы: 560 с (РД-0146)
1350 с (РД-0146Д)
190 с (РД-0146 (жидкий кислород + жидкий СПГ))[1]Давление в камере сгорания: 80,8 бар (РД-0146)
60 бар (РД-0146Д, РД-0146 (жидкий кислород + жидкий СПГ))
Зажигание: электроплазменное зажигание РД-0146 — безгазогенераторный жидкотопливный ракетный двигатель, разработанный Конструкторским бюро химавтоматики в Воронеже, аналог американского двигателя RL-10В-2.
Это первый российский ЖРД, выполненный по безгазогенераторной схеме. До РД-0146 в СССР и России ЖРД подобной схемы не разрабатывались. КБ химического машиностроения (КБХМ) в начале работ по двигателю 11Д56 по проекту Н-1/Л-3 рассматривало безгазогенераторную схему, но отказалось от нее по ряду причин (НК №12, 1999 и №1, 2, 2000). КБХА приступило к работе с водородом сразу на 200-тонном РД-0120 для РН «Энергия», на котором при такой схеме было крайне сложно реализовать высокие удельные характеристики (прежде всего, высокое давление в камере, расчетную тягу и удельный импульс на земле, а также габариты и массу)[2].
Разработка началась в 1997 году. К 2010 году КБХА провело 30 огневых испытаний двигателя[3]. Лётные испытания будут произведены в 2013 году на ракете-носителе Ангара-А5[4].
Содержание
Конструкция
В конструкции РД-0146 для привода турбонасосных агрегатов вместо обычного высокотемпературного генераторного газа (до 800°С) применяется горючее[5]. Жидкий водород проходит через рубашку охлаждения камеры сгорания, газифицируется, нагреваясь до 30—150°C[5], затем проходит через турбонасосный агрегат, после этого попадая в камеру сгорания[2].
Разработка
Двигатель разрабатывался с 1997 года, а его разработку финансировали ГКНПЦ им. М.В.Хруничева и американская компания Pratt & Whitney. Она оплатила создание макета РД-0146, представленного на Ле Бурже 2001, а также изготовление стендового образца для огневых испытаний и показа потенциальным покупателям в США. Помимо этого компания Pratt & Whitney заключила контракт с КБХА на продажу двигателей по всему миру за исключением стран СНГ. C 2004 года планировалось начать продажу РД-0146[2].
Двигатель разработали по безгазогенераторной схеме, что упростило его конструкцию и повысило надёжность. Но для такого двигателя требуется синхронная работа двух высокоскоростных турбонасосных агрегатов. КБХА долго не удавалось решить эту проблему[2].
10 октября 2009 года была завершена разработка турбонасоса для РД-0146. Турбонасос КБХА является самым скоростным в мире среди серийных ЖРД[4], работая на скорости 123 000[5]—125 000 оборотов в минуту[6].
В настоящее время[5]:
- дорабатывается модификация двигателя с использованием в связке из четырёх двигателей для второй ступени ракет-носителей среднего класса повышенной грузоподъемности, которые будут запускаться с космодрома «Восточный»
- разрабатывается ЖРД РД-0146Д для разгонного блока ракеты-носителя Ангара-А5
- отработка двигателя РД-0146 с использованием сжиженного природного газа в качестве топлива
Испытания
При испытаниях двигателя РД-0146 была использована новая методика. Раньше ЖРД устанавливался на стенд в собранном виде. В случае каких-либо конструктивных недоработок во время испытаний весь двигатель выходил из строя. После этого необходимо было производить его переборку, дефектацию и вносить изменения в конструкцию[2].
Новая методика заключается в разделении двигателя на три части: экспериментальные установки систем жидкого кислорода, экспериментальные установки систем жидкого водорода и камеры с запальниками. И только после отработки этих систем по отдельности двигатель начинают тестировать в собранном виде. Так при испытании системы подачи жидкого кислорода был обнаружен и исправлен конструкторско-технологический дефект[2].
На следующем этапе тестировалась камера сгорания. Испытания проходили при нагрузках 60—70% от номинальной. Во время испытаний была отработана система поджига компонентов топлива в разных агрегатных состояниях[2].
Последней тестировалась установка с жидким водородом. Для его получения КБХА специально построила завод мощностью 100[6] кг в сутки, который стал вторым в России[2].
9 октября 2001 года прошли первые огневые испытания РД-0146. При первом пуске двигатель проработал всего 8,5 секунд при режиме, соответствующем 50% штатного[2].
К 2010 году проведено 30 огневых испытаний на 4 образцах двигателя с суммарной наработкой в 1680 с[3]. Испытания показали отклонения от математической модели на 2—4%[2]. Отказов и аварий при испытаниях не было[3].
См. также
Примечания
- ↑ За 6 включений при ОИ.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И.Афанасьев Огневые испытания воронежского ЖРД. Журнал «Новости космонавтики» (Октябрь 2001 года). Архивировано из первоисточника 8 июля 2012. Проверено 26 декабря 2010.
- ↑ 1 2 3 История. Официальный сайт «Конструкторского бюро химавтоматики». Архивировано из первоисточника 21 августа 2011. Проверено 26 декабря 2010.
- ↑ 1 2 Двигатель «Ангары» оснастят уникальным турбонасосом. Газета «Известия» (8 октября 2009 года).(недоступная ссылка — история) Проверено 26 декабря 2010.
- ↑ 1 2 3 4 РД0146. РД0146Д. Перспективные ракеты-носители («Ангара-А5», «Русь-М»). Официальный сайт «Конструкторского бюро химавтоматики». Архивировано из первоисточника 8 июля 2012. Проверено 26 декабря 2010.
- ↑ 1 2 Воронежское КБ делает новые двигатели. Газета Известия (20 декабря 2002 года).(недоступная ссылка — история) Проверено 26 декабря 2010.
Ссылки
Советские и российские ракетные двигатели низковысотные ЖРД высотные ЖРД ЯРД РДТТ ЭРД Для улучшения этой статьи желательно?: - Добавить иллюстрации.
Категория:- Ракетные двигатели
Wikimedia Foundation. 2010.