Русская Википедия:РД-0146

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Шаблон:Другие значения/аббревиатура Шаблон:Ракетный двигатель РД-0146 — серия безгазогенераторных жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), разработанных Конструкторским бюро химавтоматики (КБХА) в Воронеже. Предназначены для использования в составе верхних ступеней и разгонных блоков РН, в том числе РН Ангара.

Конструкция

Первый в России ЖРД построенный по безгазогенераторной схеме, обеспечивающей высокую надежность, особенно при многократных включениях[1].

Двигатель впервые в мире выполнен по независимой двухвальной схеме подачи компонентов топлива с последовательной подачей газа на турбины, что позволило продемонстрировать работоспособность системы подачи с оптимальными характеристиками агрегатов[2].

Для привода турбонасосных агрегатов вместо обычного высокотемпературного генераторного газа (до 800 °С) применяется закипевшее горючее. Жидкий водород проходит через рубашку охлаждения камеры сгорания, газифицируется, нагреваясь до 30—150 °C[3], проходит через турбины насосных агрегатов, после чего попадает в камеру сгорания[4].

Разработанный для РД-0146 турбонасос горючего является самым скоростным в мире среди серийных ЖРД[5] при рабочей частоте вращения ротора до Шаблон:Num[6]. Лишь на одном двигателе это значение было превзойдено: ротор малогабаритного гексанового турбонасоса ядерного РД-0410, также разработанного КБХА, но не пошедшего в серию, вращался с частотой до Шаблон:Num[4].

Низкооборотные преднасосы, входящие в состав двигателя, обеспечивают работоспособность двигателя при низких баковых давлениях компонентов.[2]

В конструкции двигателя применены: электроплазменное зажигание, оребрение огневой стенки камеры, шаровые пуско-отсечные клапаны, современные титановые и алюминиевые сплавы, нагруженные узлы турбонасосных агрегатов выполнены из титана по гранульной технологии[1].

Нижнее сопло камеры выполнено радиационно охлаждаемым из углерод-углеродного композитного материала[1].

Варианты

Сравнение различных вариантов РД-0146[3]Шаблон:Sfn
Версия РД-0146 РД-0146Д РД-0146ДМ РД-0146Д-1
Компоненты топлива жидкий кислород / жидкий водород жидкий кислород / жидкий водород жидкий кислород / сжиженный природный газ жидкий кислород / жидкий водород
Соотношение компонентов топлива (О/Г) 5,9 / 1,0 5,9 / 1,0
Тяга в пустоте, тс (кН) 10,0 (98,0) 7,5 (68,6) 6,6 (64,7) 9
Удельный импульс тяги в пустоте, кгс·с/кг (м/с) 463 (4542) 470 (4690) 362 (3547) 470 (4690)
Давление в камере сгорания, кг/см² (МПа) 80,8 (7,9) 60,0 (5,9) 60,0 (5,9) 71,5
Обороты Шаблон:Abbr горючего, об/мин Шаблон:Num Шаблон:Num Шаблон:Num
Обороты Шаблон:Abbr окислителя, об/мин Шаблон:Num Шаблон:Num
Максимальное время работы в полёте, с 560 1350 190
Количество включений в полёте 1 5 1
Высота, мм 2200 3558 2200
Диаметр среза сопла, мм 710 960 960
Диаметр среза сопла с насадком, мм 1250 1950 1250
Начало разработки 1997 2008 2007 2018

РД-0146Д

На базе двигателя РД-0146 разрабатывается кислородно-водородный ЖРД РД-0146Д тягой 7,5 тс (главный конструктор Лобов С. Д., ведущий конструктор Космачев Ю. П.). Двигатель предназначен для использования в составе кислородно-водородного разгонного блока (РБ) тяжёлого класса РН «Ангара», а также может найти применение на верхних ступенях перспективных РН[7]. РД-0146Д обладает возможностью многократного включения в ходе полёта[2]. Особенностью двигателя РД-0146Д является исполнение выходной части сверхзвукового сопла в виде сдвижного насадка радиационного охлаждения из углерод-углеродного композиционного материала[3].

РД0146Д-1

С 2018 года КБХА занимается разработкой модифицированного двигателя РД0146Д-1 тягой 9 тс для РН Ангара.

Предыстория

До РД-0146 в СССР и России ЖРД подобной схемы не разрабатывались. Конструкторское бюро химического машиностроения (КБХМ) в начале работ по двигателю 11Д56 по проекту Н-1/Л-3 рассматривало безгазогенераторную схему, но отказалось от неё по ряду причин[8][9][10]. КБХА приступило к работе с водородом сразу на 200-тонном РД-0120 для ракеты-носителя (РН) «Энергия», на котором при такой схеме было крайне сложно реализовать высокие удельные характеристики (прежде всего, высокое давление в камере, расчётную тягу и удельный импульс на земле, а также габариты и массу)Шаблон:Sfn.

Предшественником первого отечественного безгазогенераторного кислородно-водородного двигателя можно считать ЖРД РО-95. В 1988 году КБХА получило от РКК «Энергия» техническое задание на создание этого двигателя для разгонных блоков РН «Буран-Т» и «Вулкан», но работы ограничились только эскизным проектированиемШаблон:Sfn.

Разработка

В 1997 году КБХА по техническому заданию ГКНПЦ им. М. В. Хруничева начата разработка кислородно-водородного двигателя РД-0146 тягой 10 тс с высотным соплом[2]. Разработку финансировала и американская компания Pratt & Whitney, оплатившая 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[4][6].

10 октября 2009Шаблон:Уточнить года была завершена разработка турбонасосного агрегата для РД-0146.

В настоящее времяШаблон:Когда[3][11]:

Испытания

При работе над РД-0146 была изменена методика испытаний. По ранее принятой отечественной методике испытаний ЖРД замкнутой схемы ставился 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[4].

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 испытывать в собранном виде. Так при испытании системы подачи жидкого кислорода был обнаружен и исправлен конструкторско-технологический дефект[4].

На следующем этапе испытывалась камера сгорания. Испытания проходили при нагрузках 60—70 % от номинальной. Во время испытаний была отработана система поджига компонентов топлива в разных агрегатных состояниях[4].

Последней испытывалась установка с жидким водородом. Для его получения КБХА специально построило завод мощностью Шаблон:Num[6], который стал вторым в России[4].

9 октября 2001 года прошли первые огневые испытания РД-0146. При первом пуске двигатель проработал всего 8,5 секунд при режиме, соответствующем 50 % штатного[4].

К 2011 году проведено 30 огневых испытаний на 4 образцах двигателя с суммарной наработкой в 1680 секунд[1]. Испытания показали отклонения от математической модели на 2—4 %[4]. Отказов и аварий при испытаниях не было[1].

23 августа 2012 года успешно прошли первые огневые испытания кислородно-водородного двигателя РД-0146Д[12][13].

30 ноября 2012 года успешно прошли первые огневые испытания кислородно-водородного двигателя РД-0146Д с лазерной системой зажигания совместной разработки КБХА и Исследовательского центра имени М. В. Келдыша, разрабатываемой в рамках опытно-конструкторской работы «Двина-КВТК»[14][15].

28 октября 2013 года успешно проведена первая серия огневых испытаний этапа доводочных испытаний двигателя РД-0146Д[16][17].

20 ноября 2013 года успешно проведены огневые испытания двигателя РД-0146Д в высотных условиях — впервые реализован запуск в штатных условиях вакуума и обеспечено безотрывное истечение в сопле за счет использования газодинамической трубы[18][19].

Проведено более 100 испытаний с суммарной наработкой свыше 5000 секунд[2]. В рамках создания ЖРД семейства РД-0146 были проведены огневые испытания[3]:

  • двигателя РД-0146 с лазерным поджигом компонентов топлива;
  • двигателя РД-0146Д в штатных условиях вакуума;
  • двигателя РД-0146ДМ на топливе жидкий кислород — сжиженный природный газ.

29 декабря 2021 года Роскосмос сообщил о успешном испытании двигателя РД0146Д-1, в ходе которого включение, работа на заданных режимах и останов двигателя прошли в полном соответствии с заложенной программой.[20][21]

См. также

Примечания

Шаблон:Примечания

Литература

Ссылки

Шаблон:Советские и российские ракетные двигатели Шаблон:Нет иллюстрации

Партнерские ресурсы
Криптовалюты
Магазины
Хостинг
Разное

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 Шаблон:Cite web
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 Шаблон:Cite web
  3. ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 Шаблон:Cite web
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,6 4,7 4,8 Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок НК-2001-12 не указан текст
  5. ↑ Шаблон:Cite web
  6. ↑ 6,0 6,1 6,2 Шаблон:Cite web
  7. ↑ Шаблон:Cite web
  8. ↑ Шаблон:Статья
  9. ↑ Шаблон:Статья
  10. ↑ Шаблон:Статья
  11. ↑ Шаблон:Cite web
  12. ↑ Шаблон:Cite web
  13. ↑ Шаблон:Cite web
  14. ↑ Шаблон:Cite web
  15. ↑ Шаблон:Cite web
  16. ↑ Шаблон:Cite web
  17. ↑ Шаблон:Cite web
  18. ↑ Шаблон:Cite web
  19. ↑ Шаблон:Cite web
  20. ↑ Шаблон:Cite web
  21. ↑ Шаблон:Cite web
Источник — http://wikihandbk.com/ruwiki/index.php?title=Русская_Википедия:РД-0146&oldid=10669906