Mesin roket. Mesin roket sejarah pembuatan Rd 180

Semua informasi tentang kerja sama Rusia-Amerika di bidang RD-180, yang tersedia dalam bahasa Rusia, adalah kebohongan terburuk - setengah kebenaran. Di mana fakta-fakta terpisah yang benar-benar benar terjalin dengan penyembunyian informasi kunci dan diikat dengan kebohongan halus yang tepat.

Segera setelah saya menulis artikel kemarin tentang pemalsuan luar angkasa Rusia, saya langsung dibombardir dengan "contoh" Amerika Serikat yang tertinggal dari Rusia di sektor luar angkasa. Mereka mengatakan bahwa roket Amerika terbang dengan mesin RD-180 Rusia, dan tanpa mesin Rusia ini, program luar angkasa Amerika akan segera macet. Dengan banyak link. Jadi, kata mereka, orang Amerika tidak akan pergi kemana-mana tanpa ibu yang terpencar.

Mengklik tautan yang dikirimkan kepada saya menunjukkan bahwa semua informasi tentang kerja sama Rusia-Amerika di bidang RD-180, yang tersedia dalam bahasa Rusia, adalah jenis kebohongan terburuk - setengah kebenaran. Di mana fakta-fakta yang terpisah dan benar-benar jujur ​​(produksi mesin sepenuhnya terkonsentrasi di Rusia) terkait dengan menyembunyikan informasi penting dan diikat dengan kebohongan yang halus dan tepat.

Mari kita mulai dengan fakta bahwa tidak ada "mesin RD-180 Rusia" di alam. Ada mesin RD-180, dibuat sebagai bagian dari kerja sama Rusia-Amerika, yang dikembangkan di Rusia atas pesanan Amerika Serikat, dan saat ini sedang diproduksi oleh perusahaan Amerika Pratt & Whitney di Rusia fasilitas produksi. Oleh karena itu, penyajian materi di media Rusia, yang menulis bahwa "Amerika Serikat membeli mesin di Rusia" adalah 100% kebohongan yang tebal. Ini seperti menulis bahwa "Apple membeli iPhone-nya di China" hanya karena semua produksinya terkonsentrasi di sana.

Namun, izinkan saya menceritakan semuanya secara berurutan, karena ceritanya sangat menarik.

Pada akhir 1950-an, Amerika Serikat dipersenjatai dengan beberapa ratus rudal balistik Atlas. Ketika krisis Karibia terjadi, Amerika menganggap bahwa misil ini tidak cukup efektif untuk melawan ancaman Soviet, mereka disingkirkan dari layanan, tetapi tidak dibuang, tidak dibuang. Menurut konsep yang kemudian diadopsi di Amerika Serikat, dan masih berlaku, semua rudal balistik militer harus dapat digunakan sebagai kendaraan peluncuran untuk membawa kargo ke orbit.

Oleh karena itu, dengan dihapuskannya Atlas, departemen luar angkasa AS menerima sekitar seratus roket luar angkasa siap pakai untuk meluncurkan satelit dan pesawat luar angkasa ke luar angkasa. Dan saya perhatikan - ini sangat penting - sebenarnya rudal gratis, gratis, karena Pentagon telah membayarnya lebih awal.

Atlas banyak digunakan pada tahun-tahun awal eksplorasi ruang angkasa sebagai pembawa utama (di Atlas itulah kosmonot Amerika pertama John Glenn lepas landas), dan kemudian - sebagai roket "cadangan". Ketika, misalnya, Challenger meledak, program Shuttle ditangguhkan hingga penyebab bencana tersebut diklarifikasi, dan semua peluncuran luar angkasa dilakukan di Atalas.

Sementara itu, pada 1990-an, menjadi jelas bahwa roket Titan, tempat semua peluncuran "menengah" Amerika dilakukan, harus dihentikan - konsekuensi negatif dari penggunaan aerozine beracun sebagai bahan bakar terlalu kuat.

Dan ratusan Atlas gratis masih tersisa untuk konservasi. Diputuskan untuk melengkapi Atlas ini dengan mesin baru yang lebih bertenaga dan mengganti Titan dengan mereka. Perusahaan Amerika General Dynamic, yang bertanggung jawab atas Atlas, mengumumkan tender pada tahun 1995 untuk pengembangan mesin baru, dan tender ini dimenangkan tanpa syarat oleh perusahaan Rusia NPO Energomash, yang menawarkan harga beberapa kali lebih rendah daripada pesaing.

Masa-masa sulit di Rusia, kami harus membuangnya. Tapi yang terpenting, Energomash memiliki awal yang baik. Untuk mendapatkan mesin dengan karakteristik yang dibutuhkan orang Amerika, hanya perlu "setengah" mesin yang ada dari roket Energia, untuk membuat hanya dua, bukan empat ruang.

Akibatnya, Energomash "mengembangkan" mesin yang dibutuhkan, yang diberi nama RD-180, mengalihkan semua hak dan semua dokumentasi untuk produksinya ke Amerika, dan mereka, sesuai dengan ketentuan tender, menempatkan produksi mesin tersebut di Rusia di pabrik Energomash, karena sudah ada semua peralatan teknologi yang diperlukan.

Perlu dicatat bahwa kontrak ini kemudian menjadi bumerang yang kuat bagi kompleks industri militer Rusia, karena ketika Rusia sendiri membutuhkan mesin "setengah" untuk rudal Rus-M dan Angara, ternyata berdasarkan ketentuan kontrak, itu tidak dapat memproduksi RD-180 untuk keperluannya sendiri, tetapi harus membelinya dari perusahaan Amerika Pratt & Whitney.

Akibatnya, Rus-M harus melakukan pengembangan "alternatif", RD-180V (yang tidak pernah selesai), dan bukan "setengah", tetapi mesin RD-191 "seperempat" dipasang di Angara.

Nah, untuk Atlas Amerika, rudal yang dilengkapi dengan RD-180 pertama kali menerima indeks R (ini bukan "Mesin Rusia", seperti yang mereka katakan di sini, tetapi hanya indeks lain, itu terjadi), dan kemudian sepenuhnya dimodernisasi untuk RD-180 . Dan mereka menerima sebutan Atlas-5.

Jadi semua Atlas 5 Amerika sekarang memiliki tahap pertama yang dilengkapi dengan mesin Pratt & Whitney RD-180, yang dirakit di Rusia.

Oleh karena itu, ketika Rusia terkena sanksi, produksi ini juga terkena sanksi. Awalnya, diputuskan untuk mengalihkan produksi RD-180 dari Rusia ke Amerika Serikat.

Tapi kemudian Elon Musk muncul dengan perusahaan SpaceX-nya dan berkata: "Saya bisa melakukan yang lebih baik dan lebih murah." Mereka menemukan jawabannya, ternyata jauh lebih murah dan akan lebih baik memberi berturut-turut

Di Rusia, tentu saja, mereka akan senang dengan situasi seperti itu, tetapi di AS, lebih dari apa pun, mereka takut akan monopoli pasar. Semua otoritas pengatur terkait segera mengeluarkan kesimpulan bahwa pengalihan kontrak ke SpaceXv akan mengarah pada pembentukan monopoli yang tidak dapat diterima.

Namun dari hasil diskusi tersebut, ternyata selama ini tidak ada lagi alasan untuk mengalihkan produksi RD-180 ke Amerika Serikat. Apa yang “murah” pada tahun 1995 sekarang menjadi “mahal”.

RD-180 adalah mesin yang sangat bagus, tetapi sudah sangat ketinggalan zaman, untuk produksinya perlu menghidupkan kembali teknologi yang telah lama ditinggalkan di seluruh dunia. Sains dan teknologi tidak tinggal diam, dan di Amerika Serikat sendiri ada banyak perusahaan yang dapat melakukan apa yang diperlukan, jauh lebih baik, lebih cepat, dan yang terpenting, sudah jauh lebih murah dibandingkan dengan Energomash.

Singkatnya, ternyata RD-180 sudah tidak dibutuhkan lagi.

Oleh karena itu, General Dynamic mengadakan tender baru yang dimenangkan oleh dua perusahaan Amerika. United Launch Services yang mulai tahun 2019 akan mulai memasok mesin Vulcan BE-4 yang akan menggantikan RD-180. Dan Aerojet Rocketdyne, yang akan mengembangkan mesin fundamental baru generasi berikutnya, yang pada gilirannya akan menggantikan Vulcan BE-4.

Nah, untuk memperjelas apa yang terjadi, saya hanya akan menyebutkan satu detail - seluruh kontrak dengan United Launch Services berharga $ 46 juta - ini hanya biaya lima RD-180.

Dan Kongres AS, untuk memastikan dan membuat cadangan untuk masa transisi, mengizinkan Energomash memproduksi 18 unit RD-180 lagi. RD-180 terakhir dalam sejarah.

Faktanya, inilah yang ada di balik tajuk utama media Rusia "Amerika tidak dapat hidup tanpa mesin Rusia".

Ada cara yang sangat sederhana untuk memahami lawan mana yang menulis komentar di artikel Anda, ketika dia melakukannya dengan tulus, karena keyakinannya sendiri, dan ketika dia melakukannya "sebagai bagian dari tugas pekerjaan".

Ketika lawannya "tulus", maka komentarnya dapat muncul kapan saja, biasanya "tunggal", dan beberapa prinsip asli biasanya muncul di dalamnya, bahkan jika itu dikumpulkan olehnya beberapa menit yang lalu di Wikipedia.

Namun ketika “dalam kerangka penugasan pelayanan”, gambarannya akan berbeda. Komentar seperti itu tidak pernah langsung muncul. Lagi pula, beberapa waktu harus berlalu sebelum "tugas layanan" ini terbentuk dan menurutnya " pedoman". Dalam hal ini, para "komentator" selalu muncul dengan penundaan setengah hingga satu setengah hari, mereka langsung muncul di kerumunan dan semua orang mengulangi "argumen" yang sama yang diterima selama pengarahan. Dan semua orang menyukai komentar satu sama lain dalam lingkaran. Singkatnya - gambarannya jelas dan tidak memerlukan penyelidikan khusus.

Dengan lawan tipe pertama, saya biasanya berdialog, kecuali mereka berusaha untuk menceritakan kembali artikel Wikipedia kepada saya. Lawan dari tipe kedua, untuk alasan yang jelas, saya memblokir bahkan di jalan. Setelah itu, di suatu tempat di sumber pihak ketiga, topik-topik pasti muncul bahwa Shipilov takut untuk berdiskusi dan membungkam lawan-lawannya. Tapi tidak ada yang bisa dilakukan tentang itu, ini adalah biaya hidup seseorang yang biasa dengan posisi hidup aktif.

Mengapa saya mengatakan ini.

Sebuah artikel tentang apa yang terkenal " Mesin Rusia RD-180" yang tanpanya "Amerika tidak dapat melakukannya", ini sebenarnya adalah mesin Amerika, meskipun diproduksi di Rusia dan dikembangkan di Rusia atas perintah Amerika Serikat, tampaknya saya menginjak titik sakit seseorang. Setelah mengobrol tentang topik baik di Facebook maupun di situs web saya, itu tidak berhasil, banyak diskusi dibuat di situs lain dan jejaring sosial, di mana banyak "ahli" berdebat dengan tautan ke "sumber utama" dari realitas paralel dibuat oleh mereka, mereka mengatakan kepada masyarakat umum bahwa "Shipilov berbohong", "Shipilov buta huruf". Dan bahkan saluran Lafnews mencurahkan beberapa cerita untuk memfitnah "Shipilov yang buta huruf".

Singkatnya, kaitkan mereka dengan kuat.

Saya tidak pernah memperhatikan hal-hal seperti itu. Tapi inilah kasus ketika pencemaran nama baik mencapai tujuannya. Belakangan ini, beberapa teman yang tampaknya masuk akal dan memadai mulai memberi saya nasihat bahwa jika saya sudah "berbohong", lebih baik saya bertobat dan mengakui kesalahan saya, jadi mereka mengatakan reputasi saya tidak akan rusak.

Dan saya pikir, karena kontra-propaganda yang begitu kuat telah mulai mengaburkan bahkan otak pemikiran dan orang yang berakal sehat, lalu apa yang bisa kita katakan tentang orang lain.

Singkatnya, kita perlu memperbaiki bug. Tidak atas kesalahan saya, tentu saja, yang tidak ada. Dan atas kesalahan para propagandis Kremlin.

Di bawah ini adalah argumen yang mereka gunakan dan komentar saya tentang argumen tersebut.

“Fakta bahwa semua hak atas mesin diberikan kepada perusahaan Amerika Pratt & Whitney dan dialah yang menjadi milik mereka produsen resmi, adalah murni taktik hukum untuk menghindari undang-undang kontrol ekspor.”

Jika saya meminta Anda untuk menjelaskan secara rinci "pembatasan ekspor" spesifik apa yang dilewati oleh "trik hukum" ini, Anda tidak akan dapat melakukannya. Bukankah begitu?

Dan apa hubungannya "pembatasan ekspor" dengan itu, jika mesinnya diimpor - Anda juga tidak bisa menjelaskannya?

Fakta bahwa pabrikan mesin RD-180 adalah perusahaan Amerika Pratt & Whitney adalah fakta. Dan "pembenaran" macam apa untuk fakta ini yang tidak dapat Anda buat, mereka tidak membatalkan fakta ini dengan cara apa pun.

“Jadi bagaimana jika mesinnya dipesan oleh Shatami dan dibuat khusus untuk Amerika! Itu dikembangkan di Rusia, diproduksi di Rusia, yang berarti ini adalah mesin Rusia, bukan mesin Amerika.

Jika Anda membeli kentang di pasar, itu akan menjadi kentang Anda, dan bukan orang yang menanamnya dan menjualnya kepada Anda.

Apa yang kamu katakan? Apakah kentang adalah contoh yang buruk? Apakah ada perbedaan besar antara kentang dan teknologi tinggi? OKE! Ini contoh lain untuk Anda, dari bidang teknologi tinggi.

Anda memerlukan situs web, Anda memesannya ke programmer, dan kemudian programmer yang sama dipekerjakan untuk memelihara dan mendukung situs tersebut. Situs siapa itu? Milik Anda atau programmer yang Anda pekerjakan?

“Mesinnya tidak dibuat khusus untuk Amerika dari awal, itu adalah mesin Soviet yang sudah jadi dari Energia, yang hanya dibuat ulang sesuai kebutuhan Amerika. Artinya, ini bukan mesin Amerika, tapi mesin Rusia.

Uh-huh, dan jika programmer yang Anda pekerjakan untuk membuat situs web untuk Anda, menulis kodenya bukan dari awal, tetapi menggunakan draf sebelumnya, apakah ini mengubah hak Anda ke situs web Anda sendiri?

“Pratt & Whitney memiliki hak atas mesin hanya di Amerika Serikat, dan hak global dilindungi oleh Rusia. Jadi RD-180 adalah mesin Rusia."

Ah-ah-ah, ini dia!

Kalau begitu, beri nama saya setidaknya satu roket Rusia yang akan menggunakan mesin Rusia ini.

Kamu tidak bisa? Apa kamu tahu kenapa?

Ya, karena sekarang semua elemen kunci RD-180 dilindungi oleh hak paten AS! Nah, begitu saja, agar tidak tidak berdasar: US Patent 6244041, US Patent 6226980, USPatent 6442931. Selain itu, meskipun "basis dasar" mesin diambil dari Soviet RD-170, semua mekanik dan otomatisasi kontrol halus: pompa , katup, sirkuit kontrol - ini semua - pengembangan Amerika asli Amerika yang dimiliki oleh Lockheed dan Martin.

Dan oleh karena itu, ketika Rusia membutuhkan mesin seperti RD-180 untuk rudal Rus-M, Rusia harus mulai mengembangkan analog Rusia yang lengkap - RD-180V, yang tidak akan menggunakan paten Amerika dan perkembangan Amerika. Tidak mungkin menyelesaikan masalah ini: pada saat itu, masih ada spesialis dalam produksi mesin di Rusia, tetapi tidak ada lagi spesialis dalam pengembangannya.

“Amerika Serikat tidak memiliki teknologi untuk membuat mesin seperti RD-180, tetapi Rusia memilikinya”

Secara umum, ini benar. Tetapi arti dari kebenaran ini masih berbeda.

Saya percaya bahwa teknologi pembuatan lokomotif uap di Amerika Serikat juga telah hilang. Tetapi sama sekali tidak berarti bahwa mereka tidak tahu bagaimana membuat lokomotif diesel dan lokomotif listrik.

Kenyataannya adalah bahwa di Rusia selama tiga puluh tahun terakhir ini belum dikembangkan, tidak ada satu pun mesin roket yang benar-benar baru yang muncul. Semua mesin Rusia "terbaru": RD-181, RD-191, RD-193 - dengan nama ini, satu kamar diproduksi dari mesin RD-170 empat kamar yang dikembangkan pada tahun 80-an. Oleh karena itu, semua teknologi roket Rusia modern berasal dari tahun 80-an abad lalu.

AS tidak benar-benar memiliki teknologi semacam itu lagi. Di sana, perkembangan baru di bidang mesin roket muncul setiap tahun. Ada prinsip, tujuan, dan metode implementasi yang sangat berbeda.

“Amerika Serikat tidak dapat melakukannya tanpa mesin roket Rusia, ini adalah fakta”

Jika "mesin roket Rusia" berarti "mesin RD-180 Amerika yang diproduksi di Rusia", maka ya - di sini dan saat ini - mereka tidak bisa. Berkeliling" sedikit darah" - tidak bisa.

Reservasi, "sedikit pertumpahan darah", dibuat di sini karena Amerika Serikat dan Badan Antariksa Eropa memiliki cukup operator alternatif untuk menggantikan Atlas-5, tempat RD-180 ditempatkan. Tapi itu akan mahal dan salah.

Dan oleh karena itu, setelah sanksi, Amerika Serikat memesan 20 RD-180 lagi untuk membuat "cadangan" untuk masa transisi, sampai RD-180 mulai diganti di Amerika Serikat. Keadaan teknologi roket saat ini di Amerika Serikat memungkinkan untuk bertemu tiga tahun dari awal pengembangan mesin hingga peluncurannya Produksi massal.

“Dan jika mesin ini sudah sangat ketinggalan jaman, lalu mengapa negara bagian menggunakannya, dan bukan desain modern mereka”

Ya, hanya karena ia melakukan semua yang diminta, memenuhi tugasnya dengan sempurna, dan yang terpenting, pada saat tender harganya sangat murah.

Anda juga, saya kira, untuk membawa kentang dari dacha, lebih suka membeli Zhiguli, dan bukan Mitsubishi Pajero. Masalah lain adalah waktu berlalu, dan di zaman kita RD-180 sama sekali tidak semurah dibandingkan dengan rekan-rekannya, seperti di tahun 90-an. Jadi pertanyaan untuk menggantinya sudah diajukan, sanksi hanya mendorong proses ini ke depan.

Pada 1950-an, para ahli Soviet dan Amerika, hampir secara independen satu sama lain, menemukan jalan keluar dari jalan buntu. (Ngomong-ngomong, setelah ini era roket luar angkasa dimulai.) Cangkang nosel terbuat dari dua lapisan, di antaranya mengalir cairan pendingin: dinding tipis bagian dalam mentransfer panas gas panas dengan baik, dinding luar yang tebal beban daya yang dirasakan. Di balik kesederhanaan yang tampak adalah karya besar para ahli teknologi, tidak mudah menggabungkan tiga komponen menjadi satu kesatuan...

RD-170 di stand.

Pada zaman kita, pembuatan lambung dua lapis telah disempurnakan, dan untuk meningkatkan tenaga mesin, diperlukan yang baru secara fundamental. Itu diwujudkan dalam RD-170. Ini secara artifisial menciptakan kondisi di mana wilayah suhu maksimum terletak di sepanjang sumbu ruang bakar, dan di pinggirannya jauh lebih "dingin". Yang terakhir dicapai dengan mengubah rasio optimal bahan bakar (minyak tanah) dan pengoksidasi (oksigen).

Kelebihan minyak tanah disuntikkan ke area periferal melalui nozel tambahan. Selain itu, bagian dari minyak tanah, yang berperan sebagai pendingin, merembes melalui lubang kapiler di bagian dalam nosel. Artinya, api yang berkobar di dekat tembok sebagian padam ... dengan bahan bakar! Ini memungkinkan untuk meningkatkan suhu di inti ruangan, dan akibatnya, tenaga mesin.

Itu tumbuh berkat fitur lain. Faktanya adalah tidak mudah untuk mencapai pembakaran sempurna dari semuanya campuran bahan bakar di dalam ruangan; sebagian darinya, meskipun kecil, biasanya dikeluarkan dari nosel. Oleh karena itu, "koktail" bahan bakar dan pengoksidasi harus disiapkan dengan sangat cepat dan efisien. Para desainer mencoba semua jenis mixer dan nozel: jet, slotted, lattice, vortex, centrifugal ... Dan di tahun 60an, RD-253 (meluncurkan Proton ke luar angkasa) menggunakan sesuatu yang akan membuat spesialis api bergidik keamanan: mandiri komponen pemicu dicampur langsung di dalam pipa, hingga ke ruang bakar! Tentu saja, saya harus memperhitungkan banyak kehalusan, tetapi yang utama adalah mesinnya bekerja dengan sukses. Namun, selama hampir 30 tahun, tidak ada yang berani mengulangi skema tersebut. Sebelum munculnya RD-170.

Gambar tersebut menunjukkan bahwa semua oksigen yang masuk ke dalam unit turbopump dan sebagian minyak tanah sudah tercampur. Para perancang membuat api dalam mode desain mesin - karena kelebihan oksigen, suhu campuran (dan di sini komposisinya tidak optimal untuk pembakaran) naik menjadi hanya 400 ° C. Namun, apa itu a campuran panas dengan kelebihan oksigen? Lingkungan yang sangat agresif, bencana bagi logam apa pun. Dinding pipa tentunya bisa dibuat sangat tebal, namun di jalur aliran korosif terdapat pipa bellow yang tipis dan fleksibel. Anda tidak dapat membuatnya berbeda - saat mengendalikan roket, mesin harus berputar dalam dua bidang sebesar 6 - 8 derajat. Di sini, ahli kimia telah mencoba dan menciptakan paduan nikel unik untuk nosel (yang komposisinya tentu saja diklasifikasikan), mampu menahan campuran agresif dengan tekanan 270 - 300 atm.

Di ruang bakar, ia bergabung dengan minyak tanah panas yang telah melewati jaket pendingin, dan sekarang nyala api berkobar dengan kekuatan dan kekuatan utama: meskipun tekanan turun menjadi 250 atm, suhunya mencapai 3500 ° C! Pada saat yang sama, di dinding (kita sudah tahu alasannya) suhunya kira-kira 2800°C lebih rendah. Gas keluar dari nosel dengan impuls spesifik 330 detik dan menciptakan daya dorong 800 ton/detik (dengan massa mesin sekitar 11 ton).

Banyak hal di RD-170 yang menimbulkan kekaguman di kalangan spesialis Amerika, namun bagi NPO Energomash, ini sudah merupakan tahapan yang telah dilewati. Gambar LRE tiga komponen pertama di dunia (oksigen, hidrogen, minyak tanah) sudah ada di meja Direktur Jenderal, Doctor of Technical Sciences Boris Katorgin. Sementara itu disebut RD-701. Massa mesin akan menjadi 1,8 ton, dan akan mengembangkan daya dorong maksimum 200 ton / detik. Ini akan bekerja dalam dua mode, mengonsumsi 6% hidrogen, 12,6% minyak tanah, dan 81,4% oksigen setelah start, dan dengan akselerasi lebih lanjut - tanpa minyak tanah sama sekali. Penggunaan mesin baru telah ditentukan - pesawat ulang-alik lepas landas dari pesawat jenis Mriya.
http://epizodsspace.no-ip.org/bibl/tm/1993/6/rd-170.html
Momen penting dalam kegiatan internasional NPO Energomash harus dipertimbangkan pada tahun 1992, ketika pada tanggal 26 Oktober "Perjanjian Pemasaran Bersama dan Lisensi Teknologi" ditandatangani dengan Pratt & Whitney dari United Technologies Corporation, di mana NPO Energomash menunjuk United Technologies Corporation sebagai miliknya perwakilan pemasaran eksklusif sehubungan dengan pembuatan, penggunaan, atau penjualan sistem propulsi dan teknologi berlisensi di Amerika Serikat.

Sesuai dengan perjanjian yang ditandatangani, NPO Energomash dan Pratt & Whitney melakukan kegiatan pemasaran yang aktif dan sukses. Pada bulan Januari 1994, dalam laporan terbitan Markas Besar NASA "Access to Space" untuk pertama kalinya, secara resmi disebutkan kemungkinan menggunakan mesin yang dikembangkan oleh NPO Energomash sebagai mesin penggerak utama kendaraan peluncuran luar angkasa Amerika. Mesin seperti itu bisa jadi mesin RD-180, turunan dua ruang dari mesin RD-170 yang digunakan pada tahap pertama kendaraan peluncuran Zenit dan Energiya.

Selain itu, dalam kerangka salah satu kontrak, pada 11-25 Oktober 1995, di West Palm Beach, Florida, tiga peluncuran bangku mesin roket RD-120 yang dikembangkan oleh NPO Energomash berhasil dilakukan di Pratt & Whitney bangku api. Dalam waktu singkat, serangkaian pekerjaan besar dilakukan di Amerika Serikat untuk mempersiapkan pangkalan uji Amerika untuk uji tembak mesin roket serial Rusia. Keberhasilan program ini menjadi bukti penting dari kelayakan nyata dari kerja sama yang bermanfaat antara spesialis Rusia dan Amerika.

Pada tahun 1995 yang sama, Lockheed Martin mengumumkan kompetisi mesin untuk kendaraan peluncuran Atlas IIAR yang baru. Untuk hak mewakili mesin baru RD-180 dikembangkan oleh NPO Energomash untuk Atlas IIAR pada tahap pertama bersaing dengan dua perusahaan Amerika - Pratt & Whitney dan Rocketdine. Pada Agustus 1995, pilihan dibuat untuk Pratt & Whitney. Langsung dalam kompetisi, selain proyek mesin RD-180, mesin NK-33 dari perusahaan Rusia "Trud" dinamai menurut namanya. N.D. Kuznetsov dari Samara dan varian mesin Rocketdine MA-5. Pada 12 Januari 1996 di Denver, Colorado, Lockheed Martin mengumumkan pemilihan mesin roket berbahan bakar cair RD-180 sebagai mesin tahap pertama kendaraan peluncuran Atlas IIAR.

Dalam waktu yang sangat singkat, NPO Energomash melakukan banyak pekerjaan pengembangan mesin, termasuk uji api di stand NPO Energomash. Pada tahun 1998, empat uji api demonstrasi yang sukses dari mesin RD-180 No. 4A dilakukan di AS. Hasilnya, mesin roket RD-180 baru dikembangkan, yang pada Maret 1999 disertifikasi untuk digunakan dalam kendaraan peluncuran Atlas III.

Banyak pekerjaan yang dilakukan oleh dinas kegiatan ekonomi asing untuk mendapatkan dukungan negara bagi proyek Rusia-Amerika untuk pengembangan dan penjualan mesin RD-180. Kementerian Pertahanan Federasi Rusia dan Badan Antariksa Rusia memberikan bantuan besar dalam hal ini. Bekerja sama erat dengan organisasi-organisasi ini, pada tahun 1997, keputusan Presiden Federasi Rusia disiapkan dan ditandatangani, yang mengizinkan NPO Energomash untuk menjual mesin RD-180 di pasar Amerika dan mengatur produksi paralel mesin ini di AS sebagai bagian dari dari usaha patungan AS-Rusia.

Pada tanggal 27 Januari 1997, NPO Energomash dan Pratt & Whitney menandatangani perjanjian pendirian perseroan terbatas RD AM ROSS, LLS. Usaha patungan diciptakan untuk pemasaran, implementasi dan organisasi basis produksi di AS untuk produksi paralel mesin RD-180 dan modifikasinya.

Pada 16 Mei 1997, Perjanjian lima pihak ditandatangani tentang penggunaan mesin RD-180 yang diproduksi oleh NPO Energomash dan untuk mendukung produksi paralel RD-180 di AS, di mana Badan Antariksa Rusia, NPO Energomash, Lockheed Martin, RD AMROSS, dan Pratt & Whitney menetapkan kewajiban bersama jika Lockheed Martin Astronautics memenangkan putaran final kompetisi EELV. Dalam dokumen ini, Lockheed Martin menjamin pembelian 101 mesin komersial RD-180.

Fitur dari proyek Rusia-Amerika, di mana NPO Energomash berpartisipasi, adalah bahwa kontraktor utama, perusahaan Amerika Lockheed Martin, hampir bersamaan mengembangkan dua kendaraan peluncuran baru, salah satunya (Atlas III) dimaksudkan terutama untuk meluncurkan roket komersial ke orbit muatan, dan yang lainnya (Atlas V) dikembangkan di bawah program EELV (Advanced Expendable Launch Vehicle) dan harus menjadi dasar seluruh keluarga kendaraan peluncuran menengah dan berat yang digunakan dalam peluncuran ruang angkasa untuk kepentingan pemerintah AS. dan pelanggan komersial.

Saat ini, mesin RD-180 juga disertifikasi untuk digunakan pada kendaraan peluncuran Atlas V (EELV) baik kelas menengah maupun berat.

Pada tanggal 28 Maret 1997, sebuah kontrak ditandatangani untuk penyediaan mesin roket RD-180 ke AS antara NPO Energomash dan RD AMROSS, LLS.

Mesin komersial pertama RD-180 dikirim ke AS pada 2 Januari 1999. Pada awal September 2011, 55 mesin komersial telah dikirim ke AS. Enam peluncuran kendaraan peluncuran Atlas III dengan mesin RD-180 dilakukan (yang pertama pada 24 Mei 2000). Semua peluncuran berlalu tanpa memperhatikan pengoperasian mesin.

Misi utama yang ditugaskan oleh NASA termasuk peluncuran Lunar Surface Orbiter dan Lunar Crater Exploration Orbiter (LRO/LCROSS), Mars Surface Exploration Spacecraft, Pluto Exploration Spacecraft dan satelitnya Charon sebagai bagian dari Misi ke Cakrawala Baru untuk Pluto”, "Observatorium Dinamika Matahari" untuk mendapatkan data ilmiah baru secara kualitatif tentang studi Matahari. Pada akhir 2011, direncanakan untuk meluncurkan Mars Science Laboratory pada kendaraan peluncuran Atlas 5.

Semua penemuan utama yang digunakan dalam pengembangan dan produksi mesin RD-180 dilindungi oleh hak paten internasional. Memperoleh 20 paten AS dan 13 paten EPO.

Pada awal pengerjaan mesin 11D520 dan 11D521, NPO Energomash (nama sebelumnya OKB-456 dan KB EM) memiliki pengalaman dalam membuat mesin dengan tekanan tinggi di CS, dibangun di sirkuit tertutup dan beroperasi pada komponen bertekanan tinggi ( AT dan UDMH).

Secara khusus, untuk rudal balistik, mesin 15D119 (RD-263/264) dengan daya dorong P c = 1040 kN (106 t) dan tekanan pada COP 20,6 MPa, dan 15D168 (RD-268) dengan daya dorong sebesar P c = 1147 kN (117 t ) dan dengan tekanan pada COP 22,6 MPa. Dalam proses pengerjaan mesin ini, pabrik di Biro Desain meningkatkan teknologi pengecoran baja dari komponen daya yang kompleks (misalnya, selongsong pompa dan unit otomasi, yang sebelumnya terbuat dari logam non-besi). Untuk mengecualikan terjadinya ketidakstabilan pembakaran di ruang LRE, baffle anti-denyut plastik diperkenalkan, dipasang pada kepala pencampur dan berkontribusi pada pelemahan denyut tekanan.

Dasar tertentu juga diberikan oleh pengembangan mesin 8D420 (RD-270) dengan daya dorong 640 ton dan tekanan pada COP 26,1 MPa, yang beroperasi sesuai dengan skema "gas-gas". Antara lain, segel parkir HPP khusus dikembangkan untuk mesin ini untuk memastikan penyalaan berkali-kali, dan untuk mengurangi bobot dan dimensi HPS, desain pompa pendorong dikembangkan dengan bilah turbin yang terletak langsung pada sekrup impeler pompa.

Pengalaman merancang dan pengujian eksperimental mesin dan unit skala besar yang beroperasi pada tekanan hingga 60 MPa, serta teknologi yang dikuasai untuk pembuatan unit tersebut, digunakan saat bekerja pada mesin 11D520 dan 11D521.

Unit turbopump terletak di antara bilik, dan porosnya sejajar dengan poros bilik. Solusi ini memungkinkan Anda menempatkan mesin secara optimal dalam dimensi terbatas di bagian ekor kendaraan peluncuran.

Sambungan flensa yang dapat dilepas banyak digunakan untuk memastikan pemeliharaan struktur. Segel penghalang ganda self-sealing dengan gasket logam digunakan untuk menyegel flensa bertekanan berdiameter besar.

Selama pengembangan mesin, ketentuan dibuat untuk memastikan kemungkinan setidaknya dua puluh kali penggunaannya sebagai bagian dari pengangkut, termasuk pemeriksaan kebakaran antar-penerbangan sebagai bagian dari blok. Cadangan kinerja mesin yang dijamin dalam hal masa pakai dan jumlah penyalaan, melebihi yang disyaratkan dalam pengoperasian (sebelum penggunaan terakhir), harus minimal 5 kali untuk satu penerbangan.

Di penghujung tahun 80-an, jumlah maksimal pengujian pada satu salinan mesin adalah 21 pengujian.

Tabel 1. Spesifikasi teknis mesin

Mesin terdiri dari ruang bakar 1, unit pompa turbo 2, terdiri dari turbin 3, pompa bahan bakar dua tahap 4 dan pompa pengoksidasi satu tahap 5, dua generator gas 6, pompa pendorong bahan bakar 7 digerakkan oleh turbin hidrolik 8, dan pompa pendorong pengoksidasi 9 digerakkan oleh turbin gas 10.

Pompa penguat pengoksidasi (BNAO) 9 dihubungkan melalui pipa 11 ke saluran masuk pompa pengoksidasi 5, saluran keluarnya dihubungkan melalui katup penutup 12 ke rongga pengumpul 13 dari kepala pencampur 14 generator gas 6. Filter pengoksidasi dipasang di saluran masuk BNAO.

Pompa bahan bakar booster (BNAG) 7 melalui pipa 15 dihubungkan ke input tahap pertama 16 pompa bahan bakar 4. Tahap pertama pompa bahan bakar 16 dihubungkan ke input tahap kedua 17 pompa bahan bakar dan melalui pipa 18, di mana throttle 19 dengan penggerak listrik 20 dipasang, dihubungkan ke manifold 21 ruang bakar 1, dari mana bahan bakar didistribusikan melalui saluran 22 dari pendinginan regeneratif ruang bakar 1 .Filter bahan bakar dipasang di saluran masuk BNG.

Saluran 22 dari pendinginan regeneratif nosel 23 melalui manifold 24 dihubungkan ke katup penutup 25. Output dari katup ini dihubungkan ke manifold 26, yang terletak di bagian silinder ruang bakar. Outlet kolektor 26 melalui saluran regeneratif 27 dari pendinginan bagian silinder ruang bakar dihubungkan ke rongga bahan bakar 28 dari kepala pencampur 29 dari ruang bakar 1.

Tahap kedua 17 dari pompa bahan bakar 4 (yang melewati 20% dari total konsumsi bahan bakar) dihubungkan melalui pipa 30 ke input utama 31 dari draft regulator 32, dikendalikan oleh penggerak listrik 33 dan memiliki katup periksa 34 di saluran masuk Keluaran 35 dari draft regulator 32 dihubungkan ke ampul 36 ( 2 pcs.), diisi dengan triethylaluminum Al (C 2 H 5) awal yang mudah terbakar h. Outlet ampul ini melalui katup start-cut 37 terhubung ke rongga bahan bakar 38 dari kepala pencampur 39 dari generator gas 6. Outlet generator gas 40 terhubung ke turbin 3, outlet yang terhubung melalui pipa 41 ke rongga 42 dari kepala pencampur 29 dari ruang pembakaran 1.

Selain itu, saluran keluar turbin 3 melalui pipa 43, di mana penukar panas 44 dan katup tekanan 45 dipasang, dihubungkan ke manifold turbin 46 untuk menggerakkan pompa pendorong 9 dari pengoksidasi.

Skema pneumatik-hidraulik dari mesin roket juga berisi sistem peluncuran, yang meliputi tangki awal 47 dengan membran pemisah 48, pipa 49 untuk memasok gas bertekanan tinggi, dan pipa saluran keluar 50. Pipa saluran keluar 50 dari tangki awal 47 terhubung melalui katup pengisian 51 ke pipa 15 untuk memasok bahan bakar dari pompa pendorong bahan bakar 7 Selain itu, pipa saluran keluar 50, di satu sisi, melalui pipa 52, di mana katup periksa 53 dipasang, dihubungkan ke saluran masuk kedua 54 dari draft regulator 32, di mana mesin dihidupkan, dan sebaliknya, melalui katup periksa 55, dihubungkan ke ampul 56 , diisi dengan bahan bakar awal (hipergol), yang saluran keluarnya dihubungkan melalui katup 57 ke saluran 58 untuk memasok bahan bakar awal ke injektor pengapian 59 dari ruang bakar. Sebuah jet 60 dipasang di jalur 58, yang menyediakan pasokan bahan bakar awal terukur ke nosel penyalaan.

Untuk mengurangi pulsa efek samping, katup penutup bahan bakar dipasang di antara saluran pendingin nosel dan ruang bakar (katup 25), serta di depan pengumpul sabuk gorden kedua dan ketiga (ditunjukkan pada Gambar 2.2) .

Katup pneumatik digerakkan oleh helium dari blok silinder bertekanan tinggi menggunakan katup elektro.

Operasi mesin

Saat mesin dihidupkan, tangki 47 diberi tekanan dan bahan bakar dikeluarkan darinya, yang tekanannya menembus membran (tidak diperlihatkan) dari ampul awal 36 dan 56. Pada saat yang sama, katup start-cut 12 dan 37 dan 25 dibuka, masing-masing. Akibatnya, bahan bakar awal dari ampul 36 dan 56, di bawah aksi tekanan yang dibuat oleh tangki awal, memasuki generator gas (melalui katup terbuka 37) dan ruang (melalui katup periksa 57). Bahan bakar awal yang masuk ke generator gas dinyalakan dengan oksigen, yang juga disuplai ke generator gas karena tekanan pra-peluncuran tangki roket dan tekanan hidrostatis di dalamnya. Bahan bakar, setelah melewati jalur ruang bakar yang didinginkan, setelah waktu yang ditentukan memasuki kepala pencampur ruang bakar 1. Selama waktu tunda ini, proses pembakaran memiliki waktu untuk dimulai di generator gas dan putaran gas generator yang dihasilkan turbin 3 TNA 2. Setelah turbin, gas pengoksidasi masuk melalui empat saluran gas yang didinginkan 41 ke dalam kepala pencampur 29 dari empat ruang pembakaran, di mana ia menyala dengan bahan bakar awal yang berasal dari nosel penyalaan 59 dan selanjutnya dibakar dengan bahan bakar memasuki kamar. Waktu masuknya kedua komponen ke dalam ruang bakar dipilih agar HP 2 memiliki waktu untuk memasuki mode operasi, sementara tekanan balik belum terbentuk di ruang 1.

Saat tekanan di belakang pompa bahan bakar 17 meningkat, tangki start 47 secara otomatis dimatikan dari operasi dengan menutup katup periksa 53 dan 55, dan suplai bahan bakar ke generator gas 6 dialihkan ke pompa 17 karena pembukaan perangkat lunak dari throttle pengatur dorong 32.

Bagian dari gas pengoksidasi dari outlet turbin dibawa ke penggerak turbin gas dua tahap 10 dari booster prepump 9. Gas ini, melewati penukar panas 44, memanaskan gas yang akan memberi tekanan pada tangki roket. Setelah turbin 10, gas dibuang ke outlet header 11, di mana ia bercampur dengan aliran pengoksidasi utama dan mengembun. Penggunaan gas yang diambil dari outlet turbin HP sebagai fluida kerja untuk menggerakkan turbin pompa booster pengoksidasi memungkinkan untuk menurunkan suhu di generator gas dan, karenanya, mengurangi daya turbin HP.

Sebagian bahan bakar dari output pompa 4 disuplai ke penggerak turbin hidrolik satu tahap 8 dari pompa pendorong bahan bakar 7.

Sebagian kecil oksigen cair diambil dari pengumpul generator gas dan masuk ke jalur pendinginan rumah turbin dan saluran gas.

Pada seluruh tahap penyalaan mesin, bukaan throttle regulator dorong 32 dan throttle bahan bakar 19 diprogram dari posisi pengaturan awal ke posisi yang sesuai dengan mode nominal mesin menggunakan penggerak yang sesuai 33 dan 20.

Dengan demikian, mesin dihidupkan dengan mulus dengan akses ke mode utama setelah 3 detik.

Sebelum dimatikan, mesin dipindahkan ke mode tahap akhir, yaitu 50% dari nominal.

Tabel 1a. Cycogram sederhana dari pengoperasian mesin 11D521 sebagai bagian dari blok "A" kendaraan peluncuran Energia
(menurut program penerbangan pada 15 November 1988)

Chamber adalah unit satu bagian yang dilas dan terdiri dari kepala pencampur, ruang pembakaran, dan nosel. Ruang terpasang ke jalur gas melalui sambungan flensa.

Tabel 2. Parameter teknis kamera

Gbr.4. Skema penyediaan bahan bakar ke jalur pendinginan ruangan: pipa gas tengah bawah kepala pencampur depan (menembak) bagian bawah kepala pencampur nosel membentuk baffle anti-denyut (total 54 pcs.) nozel utama pasokan campuran pengapian (4 nozel diumpankan dari manifold terpisah) kolektor sabuk atas tirai manifold pasokan bahan bakar untuk mendinginkan bagian silinder ruang bakar kolektor sabuk gorden tengah 26 dan bawah 27 manifold utama untuk memasok bahan bakar ke stasiun kompresor dinding penahan beban luar CS manifold untuk mengeluarkan bahan bakar dari jalur pendinginan nosel dinding bagian dalam CS manifold suplai bahan bakar untuk mendinginkan outlet nozzle nosel bahan bakar bergerak ke nosel keluar melalui saluran genap (bersyarat) dan kembali melalui saluran ganjil pasokan bahan bakar untuk mendinginkan bagian outlet nosel pasokan bahan bakar dari pompa pasokan bahan bakar ke sabuk tengah dan bawah tirai penghalang dalam saluran bagian silinder dari CS kepala pencampur nosel pusat pencampuran kepala rongga gas berlubang bagian bawah kepala pencampur sabuk tengah jilbab sabuk kerudung bagian bawah

Badan bilik terdiri dari ruang bakar dan nosel. Badan bejana mencakup selubung daya luar 11 dan dinding api bagian dalam 13 dengan saluran giling yang membentuk jalur pendinginan regeneratif eksternal bejana, yang memiliki tiga saluran masuk pendingin. Masukan pertama dihubungkan dengan jalur pendinginan bagian kritis nosel, masukan kedua dihubungkan dengan jalur pendinginan bagian keluaran nosel, dan yang ketiga dihubungkan dengan jalur pendinginan ruang bakar. Dalam hal ini, pintu keluar pertama dihubungkan dengan pintu masuk ketiga, dan pintu masuk pertama, pintu masuk kedua dan suplai ke dua sabuk bawah tirai berlubang disatukan oleh pipa cabang yang sama, bercabang dan ditempatkan di luar ruangan.

Pendinginan internal disediakan oleh tiga sabuk tirai berlubang di bagian subkritis ruang bakar. Melalui mereka, sekitar 2% bahan bakar disuplai ke dinding dalam bentuk film yang menguap dan melindunginya dari aliran panas, yang pada bagian kritis nosel mencapai nilai sekitar 50 MW/m 2 .

Sarana penyalaan terbuat dari empat nosel jet 6 dengan jarak yang sama di sekitar lingkar, dipasang di belakang bagian depan (penembakan) bawah 3 di kotak daya ruang 11. badan daya dalam arah yang sama, dan sumbu bukaan aliran dari masing-masing nosel jet bersilangan sehubungan dengan sumbu bukaan aliran nosel tetangga. Nozel secara hidrolik disatukan oleh manifold umum.

Semua nozel adalah dua komponen dengan suplai gas pengoksidasi aksial dan suplai bahan bakar tangensial. Nosel yang terletak di dekat dinding api (bagian dalam) ruang dibuat dengan ketahanan hidrolik yang meningkat di sepanjang saluran bahan bakar dibandingkan dengan nosel lain karena penurunan diameter lubang pasokan bahan bakar, mis. memberikan pengurangan konsumsi bahan bakar dibandingkan dengan nozel lainnya.

Untuk menekan denyut tekanan, zona awal pembentukan dan pembakaran campuran, di mana, biasanya, osilasi frekuensi tinggi berasal, dibagi menjadi tujuh volume yang kira-kira identik dengan bantuan partisi anti-denyut, yang terdiri dari nosel yang menonjol di luar api. bawah, yang tidak pas satu sama lain di sepanjang generator silindernya. Karena itu, frekuensi osilasi alami dalam volume antar partisi meningkat tajam, bergeser jauh dari frekuensi resonansi desain ruang bakar. Selain itu, nosel yang menonjol meregangkan zona pembakaran, yang juga mengurangi kemungkinan fenomena frekuensi tinggi. Kesenjangan antara nosel menonjol yang berdekatan satu sama lain memiliki efek redaman tambahan.

Bagian nosel yang menonjol di luar dasar pembakaran didinginkan oleh bahan bakar yang melewati saluran spiral (screw swirler) 6 dari selongsong bagian dalam.

Nozel yang tersisa dikubur di dasar api (rongga keluarannya 4 masuk ke lubang berbentuk kerucut 5 di dasar api 7) dan dibuat dengan ketahanan hidrolik yang berbeda ketika bahan bakar disuplai dengan pembagian menjadi tiga kelompok sesuai dengan laju aliran massa bahan bakar dengan kemungkinan memberikan perbedaan konsumsi bahan bakar antara masing-masing kelompok dari 3% sampai dengan 10% pada mode nominal. Dalam hal ini, nosel (kecuali yang terletak di dekat dinding api ruangan) dipasang di dasar tembak dan dasar tengah sehingga nosel dari kelompok yang berbeda berdekatan satu sama lain dengan pengulangan spiral berturut-turut secara siklik dari pengaturan nosel dari kelompok pertama sampai kelompok terakhir.
Pengenalan injektor dengan laju aliran yang berbeda diperlukan untuk mengurangi efek osilasi frekuensi tinggi pada kondisi pengoperasian mesin.

Gbr.6.2 Susunan nozel pada kepala pencampur (gambar diperbesar),

Masing-masing dari empat kamar dilengkapi dengan unit goyang. Gaya traksi ditransmisikan dari kamera ke power frame melalui gimbal. Pasokan gas generator yang telah bekerja pada turbin ke stasiun kompresor dilakukan melalui bellow komposit 12 lapis yang ditempatkan di dalam suspensi cardan. Bellow dilapisi dengan cincin khusus dan didinginkan oleh sejumlah kecil oksigen dingin yang mengalir di antara permukaan bagian dalam bellow dan dinding bagian dalam yang tipis.

Gbr.8. Diagram unit ayunan

Unit ayun terdiri dari cincin pendukung 9 dan 10, yang masing-masing terhubung secara hermetis ke ruang bakar dan saluran gas (saluran keluar turbin), di mana terdapat elemen pendingin aliran eksternal 11 dan 12 yang dapat dikonsumsi, juga ditunjukkan dalam tampilan A. Bellow 13 terletak di dalam cardan ring 14. Cardan ring 14 melalui engsel 15, membentuk dua sumbu putar, dihubungkan dengan power bracket 16 dan 17 ke ring pendukung 9 dan 10. Di dalam bellow 13 terdapat dua cangkang 18 dan 19, yang masing-masing merupakan badan revolusi dan dikantilever, masing-masing, ke salah satu cincin penyangga yang disebutkan, dan ujung bebas cangkang 18 dibuat dalam bentuk puting dengan ujung bulat 20 dan dipasang dengan celah A di cangkang 19. Bagian tengah bola puting dengan ujung bulat 20 terletak di sumbu ayunan ruang. Nilai celah yang ditentukan dipilih untuk memastikan laju aliran fluida kerja pendingin (pengoksidasi) yang diperlukan untuk pendinginan bellow yang andal 13.

Bellow 13 dibuat berlapis-lapis dan dilengkapi dengan cincin pelindung 21 yang disisipkan di antara gelombang 22 dari bellow 13. Di luar cincin pelindung 21 ada selubung 23 yang berdekatan dengannya, terbuat dari lapisan spiral silinder 24, dihubungkan dengan mereka berakhir ke ring pendukung 9 dan 10 dari unit bellow. Lapisan spiral yang berdekatan berdekatan satu sama lain, dan belokannya dililitkan ke arah yang berlawanan.

Pemasangan casing daya logam dalam bentuk spiral silinder logam di luar cincin pelindung 21 dari bellow 13 meningkatkan sifat kekuatannya dan pada saat yang sama membatasi pembengkokan spontan dari bellow 13 saat memutar ruang mesin pada sudut yang relatif besar (10-12°), sehingga meningkatkan stabilitasnya.

Unit turbopump dibuat sesuai dengan skema poros tunggal dan terdiri dari turbin jet satu tahap aksial, pompa pengoksidasi sentrifugal auger satu tahap dan pompa bahan bakar sentrifugal auger dua tahap (tahap kedua digunakan untuk memasok bagian dari bahan bakar ke generator gas).

Di poros utama dengan turbin terdapat pompa pengoksidasi, secara koaksial dengan dua tahap pompa bahan bakar terletak di poros lainnya. Poros pengoksidasi dan pompa bahan bakar dihubungkan oleh pegas bergigi untuk melepaskan poros dari deformasi suhu akibat perbedaan suhu yang besar antara badan kerja pompa, serta untuk mencegah pembekuan bahan bakar.

Gbr.10. Poros dengan turbin, roda sentrifugal sekrup pompa pengoksidasi,
bantalan dan segel impeler

Untuk melindungi bantalan kontak sudut poros dari beban berlebih, perangkat bongkar muat otomatis yang efektif telah dikembangkan.

Dalam mesin sirkuit oksidasi tertutup, perlindungan unit saluran oksigen HP dari penyalaan saat terkena pemicu penyalaan yang tidak disengaja sangatlah penting. Karena tekanan yang sangat tinggi di saluran mesin 11D520 dan 11D521, serta karakteristik beban mekanis yang tinggi dari mesin yang bertenaga, masalah proteksi kebakaran selama pembuatannya menjadi sangat akut.

Untuk mencegah kebakaran karena kerusakan elemen struktural atau gesekan bagian yang berputar terhadap bagian tetap (karena pemilihan celah dari deformasi atau pengerasan kerja pada permukaan kawin dari getaran), celah antara bilah peralatan nosel dan rotor dibuat relatif besar, dan ujung bilahnya relatif tebal.

Untuk mencegah kebakaran dan penghancuran bagian jalur gas turbin, paduan nikel digunakan dalam desain, termasuk paduan tahan panas untuk saluran gas panas. Stator turbin dan saluran pembuangan didinginkan secara paksa dengan oksigen dingin. Di tempat celah radial atau ujung kecil, berbagai jenis pelapis pelindung panas digunakan (nikel untuk bilah rotor dan stator, logam-keramik untuk rotor), serta elemen perak atau perunggu yang mencegah kebakaran meskipun berputar dan bagian stasioner unit turbopump disentuh.

Untuk mengurangi ukuran dan massa partikel asing yang dapat menyebabkan penyalaan di jalur gas turbin, filter dengan ukuran jaring 0,16x0,16 mm dipasang di saluran masuk mesin.

Tekanan tinggi oksigen cair dan, akibatnya, peningkatan intensitas pengapian menentukan fitur desain pompa pengoksidasi.

Jadi, alih-alih cincin penyegel mengambang di bahu impeler (biasanya digunakan pada HP yang kurang bertenaga), digunakan segel berlubang tetap dengan lapisan perak, karena proses "mengambang" cincin disertai dengan gesekan pada titik kontak antara impeler dan rumahan dan dapat menyebabkan kebakaran pompa.

Sekrup, impeler, dan saluran keluar toroidal memerlukan pembuatan profil yang sangat hati-hati, dan rotor secara keseluruhan memerlukan tindakan khusus untuk memastikan keseimbangan dinamis selama pengoperasian. Jika tidak, karena denyut dan getaran yang besar, jaringan pipa akan hancur, kebakaran terjadi pada sambungan karena pergerakan bagian yang saling menguntungkan, gesekan dan pengerasan kerja.

Untuk mencegah kebakaran akibat kerusakan elemen struktur (auger, impeler, dan baling-baling pemandu) di bawah beban dinamis dengan pengapian selanjutnya karena menumbuk fragmen, sarana tersebut digunakan sebagai peningkatan kesempurnaan dan kekuatan struktural karena geometri, bahan, dan kebersihan penambangan. , dan juga pengenalan teknologi baru: pengepresan isostatik dari billet cor, penggunaan teknologi granular dan jenis lainnya.

Pompa penguat pengoksidasi terdiri dari sekrup tekanan tinggi dan turbin gas dua tahap, yang digerakkan oleh gas pengoksidasi yang diambil setelah turbin utama dan kemudian dilewati ke saluran masuk pompa utama.

Gbr.11a. Diagram sederhana dari unit pompa pendorong pengoksidasi (gambar diperbesar).

Rumah komposit, terdiri dari rumah 1 dan 2 yang dihubungkan oleh sambungan flensa, memiliki selongsong 4 yang dipasang pada tulang rusuk daya 3, rongga bagian dalamnya ditutup oleh fairing 5. Di dalam selongsong 4 terdapat bantalan bola 6, duduk pada impeler pompa, dibuat dalam bentuk auger 7. Fairing 5 liner 8 dipasang di selongsong 4. Di liner 8 terdapat lubang 9 yang menghubungkan rongga liner 8 dengan saluran tekanan tinggi 10. Perumahan 2 berisi fairing 11, dipasang di dalamnya dengan bantuan bilah pelurus 12. Fairing ini memiliki bantalan bola 13, dipasang dengan mur 14 pada sekrup 7. Sekrup memiliki bilah 15. Melalui bilah ini, sekrup dimasukkan ke dalam impeler turbin 16 (yang sebenarnya terdiri dari dua tahap, dan bukan dari satu tahap, seperti yang ditunjukkan pada diagram yang disederhanakan) dan dilas dengannya, yaitu. Impeller turbin dipasang pada bagian periferal impeller pompa. Baling-baling turbin memiliki bilah profil 17, ruang antar bilah yang dikomunikasikan oleh nozel di peralatan nosel dengan manifold saluran masuk. Pasokan produk pembakaran dengan oksigen berlebih dilakukan melalui pipa saluran masuk 18. Rongga saluran keluar turbin, dibuat di rumahan 2 dalam bentuk rongga silinder annular, berkomunikasi melalui saluran 19 dengan pipa annular berbentuk kerucut 20, yang berkomunikasi dengan outlet silinder 22 melalui lubang 21.

Selama operasi LLLW, oksigen cair disuplai ke saluran masuk pompa (ditunjukkan oleh panah), dan hasil pembakaran dengan kelebihan oksigen diambil dari pipa gas setelah turbin HPP utama (lihat PGM pada Gambar 2) diumpankan ke turbin saluran masuk (ditunjukkan oleh panah). Hasil pembakaran kemudian masuk ke bilah profil 17 turbin, menyediakan pasokan oksigen cair melalui sekrup 7. Di belakang turbin, hasil pembakaran masuk ke rongga pipa 20 melalui lubang 19, dan kemudian melalui lubang 21 ke outlet pompa, di mana mereka bercampur dengan oksigen cair dan mengembun. Untuk mengatasi masalah terjadinya pulsasi frekuensi rendah selama kondensasi gas, pemisahan aliran yang mengeluarkan gas digunakan.

Pembongkaran sekrup 7 dari aksi gaya aksial dipastikan dengan suplai oksigen cair bertekanan tinggi (lihat Gambar 2.2) melalui saluran bertekanan tinggi 10 ke dalam rongga bertekanan tinggi dari perangkat bongkar otomatis. Di tempat celah kecil antara impeler dan rumahan di rongga bertekanan tinggi dari bongkar muat otomatis, lapisan perak digunakan, yang mencegah kemungkinan kontak dengan api.

Katup "gas panas" yang baru dikembangkan (45 pada Gambar 2.1) dipasang di pipa untuk memasok produk pembakaran ke turbin BNAO, yang beroperasi di bawah kondisi gas generator oksigen dengan suhu tinggi dan tekanan tinggi.

Pompa pendorong bahan bakar terdiri dari auger bertekanan tinggi dan turbin hidrolik satu tahap yang ditenagai oleh minyak tanah yang diambil setelah pompa utama.

Secara struktural, fuel booster pump mirip dengan oxidizer booster pump dengan perbedaan sebagai berikut:

• turbin hidrolik satu tahap bekerja dengan bahan bakar yang diambil dari keluaran pompa bahan bakar HP utama;
• bahan bakar bertekanan tinggi dihilangkan dari aksi aksial auger dari inlet manifold dari hidroturbin BNAG.

Gbr.12. Unit pompa pendorong bahan bakar

Gbr.13. pembangkit gas

Generator gas zona tunggal yang menghasilkan gas dengan oksidator berlebih untuk menggerakkan turbin terdiri dari badan struktur yang dilas dengan selubung luar berbentuk bola dan pipa saluran keluar yang terhubung secara kaku dengannya, ruang api silinder dengan diameter 300 mm dan kepala pencampur yang dilengkapi dengan nosel pengoksidasi dua komponen dan dua tahap, desain yang dibuat dengan zona pembakaran dan zona pemberat gas di dalam nosel. Faktanya, setiap nosel, bersama dengan saluran dasar pembakaran berdinding tebal, tempatnya berada, membentuk generator gas dua zona tersendiri. Akibatnya, keseragaman medan suhu pada penampang aliran gas total yang dibentuk oleh nozel tersebut dipastikan pada laju aliran yang tinggi.

Gbr.14a. Skema generator gas,:
1 - cangkang daya bulat; 2 - pipa saluran keluar; 3 - penutup; 4 - busing; 5 - dasar tembak; 6 - melalui ruang di dasar tembak; 7 - rongga pengoksidasi; 8 - spacer (dinding luar ruang api); 9 - rongga annular; 10 - cangkang (dinding bagian dalam) dari ruang api; 11 - ruang api; 12 - modul pencampuran (nosel); 13 - rumah modul pencampuran; 14 - saluran bahan bakar; 15 - saluran annular dari oksidator; 16 - ruang pencampuran; 17 - pipa suplai bahan bakar; 18 - rongga bahan bakar; 19 - pipa pasokan pengoksidasi; 20 - jendela di lengan 4; 21 - lubang tangensial untuk memasok pengoksidasi; 22 - alur di permukaan luar badan nosel; 23 - saluran pasokan bahan bakar yang dikalibrasi; 25 - lubang pasokan bahan bakar tangensial; 26 - lubang berbentuk kerucut; 27 - rongga pendingin; 28 - saluran yang membentuk rongga pendingin; 29 - lubang untuk memasok pengoksidasi ke rongga pendingin; 30 - slot annular untuk keluarnya oksidator dari rongga pendingin.

Selama pengoperasian generator gas, bahan bakar dari pipa 17 mengisi rongga 18 dan diumpankan melalui saluran 23 yang dikalibrasi dan lubang tangensial 25 ke dalam saluran 14 dan selanjutnya ke dalam ruang pencampuran 16. Oksidator diumpankan melalui pipa 19 ke dalam rongga annular 9, melalui jendela 20 mengisi rongga 7. lubang tangensial 21 memasuki ruang pencampur 16, di mana, bercampur dengan bahan bakar, menyebabkan penyalaannya. Melalui slot 22, pengoksidasi juga dimasukkan ke dalam ruang 6, menghasilkan pencampuran produk pembakaran suhu tinggi. Selanjutnya, di ruang api 11, produk pembakaran suhu tinggi didinginkan dengan penguapan cairan dan pemanasan gas oksidator secara bersamaan. Di saluran keluar generator gas, pengoksidasi yang disuplai melalui slot annular 30 dicampur dengan produk pembangkit gas.

Gambar 14b. HPS dengan generator gas

Generator gas menyediakan gas pengoksidasi di saluran keluar dalam kisaran suhu yang luas (dari 190 hingga 600°C), yang memungkinkan Anda menyesuaikan daya dorong mesin dari 30 hingga 105% dari nilai nominal.

Sambungan rumahan dan kepala pencampur dilakukan menggunakan flensa belah. Segel dengan gasket logam digunakan untuk memastikan kekencangan.

Untuk memastikan tingkat tekanan termal yang dapat diterima di bagian tubuh bantalan, saluran gas antara generator gas, turbin, dan bilik didinginkan dengan oksigen.

Untuk mencegah kebakaran di saluran gas, unit goyang dari kepala pencampur ruangan, katup pengoksidasi, persyaratan yang ditingkatkan (dibandingkan dengan mesin yang kurang bertenaga) untuk kebersihan jalur gas dan pencegahan keberadaan zat organik ditetapkan.

		Ampul berisi bodi 1 dengan inlet 2 dan outlet 3 nozel unit membran 4 dan 5 dipasang di dalam bodi 1, dan sarana untuk mengisi bodi dengan bahan bakar awal 6. Setiap unit membran 4, 5 berisi piston 7, yang dapat dibuat utuh dengan membran 8 atau di mana membran 8 terhubung secara hermetis ke permukaan luarnya. Piston 7 dipasang di pemandu 9 rumahan dengan pas geser. Bagian periferal dari membran 8 dilas secara hermetis ke bodi 1 di bawah pemandu 9. Piston 7 terhubung ke betis 10, yang dapat dibuat berbentuk silinder atau bentuk lainnya dan ditempatkan di selongsong 11. Selongsong 11 di tanda kurung 12 dipasang ke badan 1 ampul. Selongsong 11 memiliki kait pegas 13, misalnya dibuat dalam bentuk cincin pegas, dan betis 10 dibuat dengan alur annular 14. Saat rakitan membran digerakkan, kait pegas 13 membatasi pergerakan betis 10. Betis 10 dibuat dengan lubang 15 untuk mengeluarkan gas dari zona stagnan saat mengisi ampul. Selaput 8 pada sisi inlet 2 dibuat tipis berupa annular bridge 16 yang sobek saat berinteraksi dengan medium kerja dengan diameter D. Ukuran D agak lebih kecil dari diameter piston 7. Pada persimpangan membran 8 dengan piston 7, dibuat dengan ketebalan yang lebih kecil untuk menghilangkan lecet saat piston 7 bergerak di panduan 9 dari rumahan 1.
Gbr.16. Skema ampul dengan bahan bakar awal (gambar diperbesar).

Desainnya mencakup sarana untuk mengisi rumahan dengan bahan bakar awal 6, yang dipasang di sekat 17 dari rumahan 1 dan terdiri dari dua sumbat - sumbat pengisi 18 dan sumbat pembuangan 19, yang dipasang masing-masing di pengisi 20 dan tiriskan 21 saluran. Setiap colokan memiliki colokan berulir 22, colokan penyegel 23, paking penyegel 24 dan mur 25. Steker sekrup 22 memiliki port aliran 26.

Pengisian ampul dengan bahan bakar awal dilakukan sebagai berikut. Pada ampul yang sudah dirakit, sebelum memasang mur 25 dan sumbat penyegel 23, sumbat berulir 22 tidak disekrup seluruhnya, sehingga lubang lubang pengisian 20 dan saluran pembuangan 21 dipastikan melalui lubang 26. badan 1 antara simpul membran 4 dan 5, lalu melalui saluran pembuangan ke saluran pembuangan. Setelah ampul diisi, sumbat ulir 22 disekrup hingga berhenti, setelah itu bahan bakar awal dikuras di depan sumbat ulir 22 sumbat pengisi 18 dan setelah sumbat ulir 22 sumbat penguras 19. Setelah itu, pasang sealing plug 23, sealing gasket 24 dan mur 25. Setelah itu, ampul siap dipasang pada mesin roket. Di rongga bagian dalam ampul di wadah 1, di antara membran 8, bantalan gas terbentuk sebagai hasil perakitan dan pengisian ampul. Kehadiran bantalan gas membantu memastikan keandalan ampul selama penyimpanan dan pergerakan efisien dengan akselerasi piston 8 saat tekanan sedang diterapkan ke saluran masuk ampul.

Perangkat berfungsi sebagai berikut. Ketika komponen bertekanan tinggi dari sisi saluran masuk bekerja pada rakitan membran 4, membran 8 berubah bentuk, dan kemudian dihancurkan di sepanjang keliling D. Dalam kasus penghancuran membran 8 yang tidak rata, dengan munculnya kebocoran, tekanan di depan piston 7 tidak turun, akibat pengoperasian celah pelambatan yang dibentuk oleh body guide 9 dan piston 7, piston 7 terus bergerak, dan setelah membran 8 hancur total, ia berakselerasi. Pergerakan piston 7 dengan percepatan dipastikan karena adanya gaya dari perbedaan tekanan yang bekerja pada luas permukaan yang ditentukan oleh diameter D.

Panjang "A" di mana piston bergerak dengan akselerasi dan jarak antara piston 7 dan pemandu 9 dipilih sedemikian rupa untuk memastikan pemotongan membran 8 yang terjamin di sekeliling seluruh perimeter, penundaan yang diperlukan dalam pembukaan bagian bagian garis setelah membran 8 dipotong, dan percepatan piston 7 diperlukan untuk menggerakkan kait pegas 13. Dimensi jumper membran 8 ditentukan berdasarkan tekanan yang diberikan, yang memastikan penghancuran jumper .

Selanjutnya, betis yang bergerak 10 di sepanjang aliran dipasang dengan bantuan kait pegas 13, sedangkan karakteristik hidrolik rakitan membran terbuka 4 direproduksi dengan akurasi tinggi, karena tidak ada elemen struktural dengan posisi tak terbatas dalam aliran komponen .

Setelah rakitan membran 4 dibuka, karena tekanan bahan bakar awal yang meningkat, rakitan membran 5 terbuka dengan cara yang sama.

Pada mesin RD-170 dan RD-171, opsi berbeda untuk mengayunkan bilik dan kontrol defleksinya digunakan.

Ruang mesin RD-170 sebagai bagian dari blok A roket Energia berayun di dua bidang: di bidang radial yang melewati sumbu longitudinal mesin dan sumbu ruang, dan di bidang tangensial yang tegak lurus terhadapnya. Skema kontrol seperti itu lebih efisien dalam struktur paket roket Energiya, tetapi membutuhkan mesin kemudi yang lebih bertenaga yang mengatasi beban yang diciptakan oleh aliran aerodinamis yang datang pada bagian yang menonjol dari nosel ruang bakar di luar parameter kontur luar. blok ketika menyimpang dalam arah radial.

Ruang bakar mesin RD-171 tahap pertama "Zenith" menyimpang saat dikendalikan hanya di bidang gelinding tangensial. Nosel ruang tidak memasuki aliran aerodinamis di sekitar panggung dan tidak mengalami bebannya. Mesin kemudi secara signifikan kurang bertenaga. Efisiensi kontrol opsi ini cukup untuk roket Zenith.

Sistem mesin yang tersisa disatukan.

Pada tahap akhir pengembangan mesin, V.P. Glushko memprakarsai pengembangan desain mesin yang lebih maju, yang, dibandingkan dengan mesin RD-170 (RD-171), memberikan daya dorong yang lebih tinggi (meningkatkan 5%) dan tindakan apa yang harus diambil untuk mengurangi tegangan dinamis umpan unit. Dokumentasi desain yang sesuai dikembangkan dan mesin tersebut akhirnya diberi nama RD-173.

Hingga tahun 1996, 28 mesin diproduksi, yang menjalani berbagai pengujian. Mesin RD-173 menggunakan desain unit suplai yang lebih canggih, terutama HP utama. Sistem kendali mesin RD-170 telah mengalami perubahan serius. Selama pengembangan RD-173, dipastikan bahwa start mesin, operasinya di semua mode yang direncanakan ditandai dengan operasi yang stabil dari semua unit dan sistem dengan karakter start yang diperlukan dan keakuratan mempertahankan parameter tanpa menggunakan oxidizer chokes. Pengecualian pengoksidasi tersedak dari mesin dan, karenanya, dua penggerak menyederhanakan desainnya, meningkatkan keandalan, dan mengurangi bobot mesin. Desain bellow unit ayun paduan nikel diperkenalkan, yang juga meningkatkan keandalan mesin.

Akumulasi pengalaman menyiapkan sistem kontrol mesin dalam proses kontrol dan pengujian teknologi menggunakan eksternal masukan memungkinkan, dalam proses pengembangan mesin RD-173, untuk beralih ke sistem kontrol yang lebih sederhana, terdiri dari dua penggerak digital yang secara langsung mengontrol pengatur dorong dan throttle SOB. Penyederhanaan sistem kontrol meningkatkan keandalan mesin dan mengurangi bobotnya.

Pada mesin RD-173, dengan mempertimbangkan statistik positif yang besar dari pengoperasian generator gas, kepala pencampur dilas, berbeda dengan sambungan flensa pada mesin RD-170 (RD-171), yang menyediakan kemungkinan penggantian segera kepala setelah uji kontrol dan teknologi. Ini, serta solusi lain yang diperoleh selama pengembangan mesin RD-173, digunakan dalam pengembangan mesin RD-180.

Pesanan untuk pembuatan mesin RD-171 dihentikan pada tahun 1995. Pada saat yang sama, NPO Energomash terus memproduksi modifikasi mesin RD-170 (RD-171) yang lebih canggih - mesin RD-173. Sejak 1995, NPO Energomash telah memasok mesin RD-171 untuk program Sea Launch, yang dimodifikasi dari mesin RD-170 yang sebelumnya diproduksi untuk tahap pertama kendaraan peluncuran Energia. Mesin ini menjadi dasar untuk implementasi program hingga tahun 2004. Untuk pengembangan lebih lanjut dari program ini, produksi mesin di NPO Energomash perlu dilanjutkan. Mempertimbangkan akumulasi pengalaman dalam pengembangan mesin RD-173 dan RD-180, di mana solusi telah diperkenalkan yang bertujuan untuk meningkatkan keandalan dan memastikan pemaksaan sebesar 5%, NPO Energomash mengusulkan untuk memproduksi mesin RD-173 untuk program Peluncuran Laut . Proposal ini didukung oleh pengembang utama kendaraan peluncuran Zenit, SDO Yuzhnoye, dan disetujui oleh pelanggan kendaraan peluncuran tersebut. Mesin menerima penunjukan RD-171M. Sertifikasi mesin RD-171M selesai pada 5 Juli 2004. Delapan pengujian dengan durasi 1093,6 detik dilakukan pada mesin sertifikasi, dan pengujian terakhir (melebihi rencana) dilakukan pada mode 105%. Mesin komersial pertama RD-171M dikirim ke Ukraina pada 25 Maret 2004 setelah uji coba berdurasi 140 detik.

Pada tahun 2006, mesin RD-171M disertifikasi untuk digunakan sebagai bagian dari kendaraan peluncuran Zenit-M selama implementasi program pemerintah RF.

Sistem diagnostik teknis dikembangkan secara paralel dengan pembuatan mesin sebagai alat untuk menilai kondisi teknis mesin dan memprediksi kinerjanya. Selain itu, ini digunakan untuk menganalisis kegagalan dan cacat, karena memungkinkan untuk mengeksplorasi lebih dalam hubungan antara parameter dan karakteristik statistiknya.

Sistemnya adalah kumpulan sarana teknis, metode diagnosis dan objek diagnosis, serta tindakan organisasi dan teknis untuk mengumpulkan, mengubah, menyimpan, menganalisis informasi, dan membuat keputusan tentang status mesin. Sistem harus menyediakan penetapan lokasi dan penyebab kesalahan.

Sistem diagnostik teknis memiliki subsistem berikut:

• informasi dan pengukuran;
• diagnostik fungsional;
• uji diagnostik sebagai metode pemantauan kondisi non-destruktif.

Selama pengembangan sistem diagnostik, berikut ini dibuat:

• metode untuk memantau stabilitas karakteristik peluncuran, mode utama, dan mode tahap akhir. Teknik ini dimaksudkan untuk mengevaluasi nilai parameter yang berubah perlahan dan kecepatannya yang diperoleh selama uji api, dengan mempertimbangkan bidang batas yang diizinkan;
• metode kontrol toleransi parameter dalam mode utama dan mode tahap akhir; itu dimaksudkan untuk menilai kepatuhan parameter mesin yang diukur selama uji kebakaran dengan nilai yang dihitung diperoleh dengan menggunakan model matematika Dan karakteristik model unit sesuai dengan pengujian otonomnya, yang ditentukan oleh lokasi parameter di bidang toleransi;
• metode menghubungkan kontur perlahan mengubah parameter; dimaksudkan untuk mengevaluasi fungsi mesin secara keseluruhan dan sirkuitnya dalam mode stasioner dengan membandingkan nilai yang diukur dan dihitung dari parameter yang berubah perlahan pada titik-titik karakteristik;
• metodologi untuk menilai stabilitas dan menentukan karakteristik vibroacoustic; dimaksudkan untuk mengontrol tingkat denyut dan getaran agar sesuai dengan toleransi statistik dan menilai stabilitas ruang bakar dan generator gas, dengan analisis sifat fisik spektrum dan penentuan penurunan redaman osilasi;
• metodologi untuk memperkirakan jumlah sumber daya yang habis unit perakitan; itu didasarkan pada teori kelelahan material siklus tinggi dan memperhitungkan beban dinamis yang disebabkan oleh denyut dan getaran; nilai integral dari kerusakan kelelahan diperkirakan selama uji kontrol dan teknologi, nilainya selama operasi diperkirakan, dan jumlahnya dibandingkan dengan nilai batas yang ditentukan dari hasil uji multi-masa pakai;
• teknik kontrol parametrik - digunakan untuk mendiagnosis dalam mode stasioner untuk melokalisasi kesalahan; analisis didasarkan pada perkiraan karakteristik fungsional agregat;
• kompleks metode kontrol non-destruktif.

Dalam produksi massal, setelah pembuatan dan siklus kontrol penuh, setiap mesin menjalani uji teknologi kontrol otonom, yang dilakukan di bangku tembak pabrikan dengan mesin dihidupkan sesuai dengan program penerbangan penuh atau agak dipercepat. Setelah tes bangku api, mesin dapat mengalami sekat. Ini berarti bahwa untuk memastikan bahwa kualitas struktur tetap terjaga setelah uji kebakaran, dilakukan pembongkaran sebagian unit individu.

1. Gubanov B.I. Kemenangan dan tragedi Energia
2. George P. Sutton. Elemen Propulsi Roket, edisi ke-7
3. Katorgin B.I. Prospek pembuatan mesin roket cair yang kuat
4. George P. Sutton "Sejarah Mesin Roket Propelan Cair"
5. Prospek NPO "Energomash"
6. Deskripsi penemuan untuk paten Federasi Rusia RU 2159351. Pembangkit gas ( Paten AS 6244040).
7. Deskripsi penemuan paten Federasi Rusia RU 2159349. Modul generator gas ( Paten AS 6212878).
8. Deskripsi penemuan paten Federasi Rusia RU 2158841. Ruang LRE dan badannya ( Paten AS 6244041).
9. Dobrovolsky M.V. Mesin roket cair. - M.: MGTU, 2005.
10. Deskripsi penemuan paten Federasi Rusia RU 2159352. Unit ayunan ruang LRE dengan afterburning.
11. Deskripsi penemuan paten Federasi Rusia RU 2158839. LRE dengan afterburning turbogas ( Paten AS 6226980
12. NPO Energomash dinamai Akademisi V.P. Glushko. Cara dalam peroketan. Ed. B.I.Katorgin. M., Penerbangan Mashinostroenie, 2004.

Akademisi Boris Katorgin, pencipta mesin roket cair terbaik di dunia, menjelaskan mengapa Amerika masih tidak dapat mengulangi pencapaian kami di bidang ini dan bagaimana mempertahankan keunggulan Soviet di masa depan

Pada 21 Juni, Penghargaan Energi Global diberikan di Forum Ekonomi St. Petersburg. Komisi otoritatif pakar industri dari berbagai negara memilih tiga lamaran dari 639 yang diajukan dan menyebutkan pemenang penghargaan 2012, yang sudah biasa disebut "Hadiah Nobel untuk Energi". Hasilnya, 33 juta rubel bonus dibagikan tahun ini oleh seorang penemu terkenal Inggris, Profesor Rodney John Allam, dan dua ilmuwan luar biasa kami, Akademisi Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia Boris Katorgin dan Valery Kostyuk.

Ketiganya terkait dengan penciptaan teknologi kriogenik, studi tentang sifat-sifat produk kriogenik dan penerapannya di berbagai pembangkit listrik. Akademisi Boris Katorgin dianugerahi "untuk pengembangan mesin roket propelan cair berkinerja tinggi pada bahan bakar kriogenik, yang memastikan, pada parameter energi tinggi, pengoperasian sistem ruang angkasa yang andal untuk penggunaan ruang secara damai." Dengan partisipasi langsung Katorgin, yang mengabdikan lebih dari lima puluh tahun untuk perusahaan OKB-456, sekarang dikenal sebagai NPO Energomash, mesin roket propelan cair (LRE) diciptakan, yang kinerjanya sekarang dianggap yang terbaik di dunia. Katorgin sendiri terlibat dalam pengembangan skema pengorganisasian proses kerja pada mesin, pembentukan campuran komponen bahan bakar dan penghilangan denyut di ruang bakar. Yang juga dikenal adalah karya fundamentalnya pada mesin roket nuklir (NRE) dengan impuls spesifik tinggi dan perkembangan di bidang pembuatan laser kimia berkelanjutan yang kuat.

Di masa-masa tersulit bagi organisasi intensif sains Rusia, dari tahun 1991 hingga 2009, Boris Katorgin mengepalai NPO Energomash, menggabungkan posisi direktur umum dan perancang umum, dan berhasil tidak hanya menyelamatkan perusahaan, tetapi juga menciptakan sejumlah perusahaan baru. mesin. Tidak adanya pesanan internal untuk mesin memaksa Katorgin mencari pelanggan di pasar luar negeri. Salah satu mesin baru adalah RD-180, yang dikembangkan pada tahun 1995 khusus untuk berpartisipasi dalam tender yang diselenggarakan oleh perusahaan Amerika Lockheed Martin, yang memilih mesin roket berbahan bakar cair untuk kendaraan peluncuran Atlas yang kemudian ditingkatkan. Akibatnya, NPO Energomash menandatangani kontrak untuk penyediaan 101 mesin dan pada awal 2012 telah mengirimkan lebih dari 60 LRE ke Amerika Serikat, 35 di antaranya berhasil dikerjakan di Atlas selama peluncuran satelit untuk berbagai keperluan.

Sebelum penyerahan penghargaan "Ahli", saya berbicara dengan akademisi Boris Katorgin tentang keadaan dan prospek pengembangan mesin roket cair dan menemukan mengapa mesin berdasarkan perkembangan berusia empat puluh tahun masih dianggap inovatif, dan RD- 180 tidak dapat dibuat ulang di pabrik-pabrik Amerika.

Boris Ivanovich, apa sebenarnya kelebihan Anda dalam pembuatan mesin jet propelan cair dalam negeri, yang kini dianggap terbaik di dunia?

Untuk menjelaskan hal ini kepada non-spesialis, Anda mungkin memerlukan keahlian khusus. Untuk LRE, saya mengembangkan ruang bakar, generator gas; secara umum, dia memimpin pembuatan mesin itu sendiri untuk eksplorasi damai di luar angkasa. (Dalam ruang pembakaran, bahan bakar dan oksidator dicampur dan dibakar, dan sejumlah gas panas terbentuk, yang kemudian dikeluarkan melalui nosel, menciptakan dorongan jet; generator gas juga membakar campuran bahan bakar, tetapi untuk pengoperasian pompa turbo, yang, di bawah tekanan yang sangat besar, memompa bahan bakar dan pengoksidasi ke dalam ruang bakar yang sama. - "Pakar".)

Anda berbicara tentang penjelajahan luar angkasa yang damai, meskipun jelas bahwa semua mesin dengan daya dorong dari beberapa puluh hingga 800 ton, yang dibuat di NPO Energomash, ditujukan terutama untuk kebutuhan militer.

Kami tidak harus menjatuhkan satu bom atom pun, kami tidak mengirimkan satu pun muatan nuklir ke sasaran misil kami, dan terima kasih Tuhan. Semua perkembangan militer pergi ke ruang damai. Kita bisa bangga atas kontribusi besar teknologi roket dan ruang angkasa kita bagi perkembangan peradaban manusia. Berkat astronotika, seluruh kelompok teknologi lahir: navigasi luar angkasa, telekomunikasi, televisi satelit, sistem suara.

Mesin untuk rudal balistik antarbenua R-9, yang Anda kerjakan, kemudian menjadi dasar dari hampir seluruh program berawak kami.

Kembali ke akhir 1950-an, saya melakukan pekerjaan komputasi dan eksperimental untuk meningkatkan pembentukan campuran di ruang bakar mesin RD-111, yang ditujukan untuk roket yang sama. Hasil pekerjaan masih digunakan dalam mesin RD-107 dan RD-108 yang dimodifikasi untuk roket Soyuz yang sama, sekitar dua ribu penerbangan luar angkasa dilakukan padanya, termasuk semua program berawak.

Dua tahun lalu, saya mewawancarai kolega Anda, akademisi peraih Energi Global Alexander Leontiev. Dalam percakapan tentang spesialis yang tertutup untuk masyarakat umum, yang pernah menjadi Leontiev sendiri, dia menyebut Vitaly Ievlev, yang juga melakukan banyak hal untuk industri luar angkasa kita.

Banyak akademisi yang bekerja untuk industri pertahanan diklasifikasikan - ini adalah fakta. Sekarang banyak yang telah dideklasifikasi - ini juga fakta. Saya sangat mengenal Alexander Ivanovich: dia mengerjakan pembuatan metode perhitungan dan metode pendinginan ruang bakar berbagai mesin roket. Memecahkan masalah teknologi ini tidaklah mudah, terutama ketika kami mulai memeras energi kimia campuran bahan bakar secara maksimal untuk mendapatkan impuls spesifik maksimum, antara lain meningkatkan tekanan di ruang bakar hingga 250 atmosfer. Ambil mesin kami yang paling bertenaga - RD-170. Konsumsi bahan bakar dengan pengoksidasi - minyak tanah dengan oksigen cair melalui mesin - 2,5 ton per detik. Aliran panas di dalamnya mencapai 50 megawatt per meter persegi - ini adalah energi yang sangat besar. Suhu di ruang bakar adalah 3,5 ribu derajat Celcius. Pendinginan khusus untuk ruang bakar perlu dibuat agar dapat bekerja dengan perhitungan dan menahan tekanan panas. Alexander Ivanovich melakukan hal itu, dan, harus saya katakan, dia melakukan pekerjaan dengan baik. Vitaly Mikhailovich Ievlev - Anggota Koresponden Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia, Doktor Ilmu Teknik, profesor, sayangnya, yang meninggal cukup awal - adalah seorang ilmuwan dengan profil terluas, memiliki pengetahuan ensiklopedis. Seperti Leontiev, dia banyak mengerjakan metodologi untuk menghitung struktur termal tegangan tinggi. Pekerjaan mereka berpotongan di suatu tempat, terintegrasi di suatu tempat, dan sebagai hasilnya, diperoleh teknik yang sangat baik yang memungkinkan untuk menghitung kerapatan panas dari setiap ruang pembakaran; sekarang, mungkin, dengan menggunakannya, siswa mana pun dapat melakukannya. Selain itu, Vitaly Mikhailovich mengambil bagian aktif dalam pengembangan mesin roket nuklir plasma. Di sini minat kami bersinggungan pada tahun-tahun ketika Energomash melakukan hal yang sama.

Dalam percakapan kami dengan Leontiev, kami menyentuh penjualan mesin RD-180 Energomash di AS, dan Alexander Ivanovich mengatakan bahwa dalam banyak hal mesin ini adalah hasil pengembangan yang dilakukan tepat ketika RD-170 dibuat, dan pada akal, setengahnya. Apa itu - benar-benar hasil dari penskalaan terbalik?

Mesin apa pun dalam dimensi baru, tentu saja, adalah perangkat baru. RD-180 dengan daya dorong 400 ton sebenarnya berukuran setengah dari RD-170 dengan daya dorong 800 ton. RD-191, dirancang untuk roket Angara baru kami, memiliki daya dorong 200 ton. Apa kesamaan dari mesin-mesin ini? Semuanya memiliki satu pompa turbo, tetapi RD-170 memiliki empat ruang bakar, RD-180 "Amerika" memiliki dua, dan RD-191 memiliki satu. Setiap mesin membutuhkan unit turbopumpnya sendiri - lagipula, jika RD-170 empat ruang mengkonsumsi sekitar 2,5 ton bahan bakar per detik, di mana pompa turbo dengan kapasitas 180 ribu kilowatt dikembangkan, yang lebih dari dua kali lebih besar, misalnya, dari kekuatan reaktor pemecah es nuklir Arktika , maka RD-180 dua ruang hanya setengahnya, 1,2 ton. Saya berpartisipasi langsung dalam pengembangan pompa turbo untuk RD-180 dan RD-191 dan pada saat yang sama mengawasi pembuatan mesin ini secara keseluruhan.

Jadi, ruang bakarnya sama pada semua mesin ini, hanya jumlahnya yang berbeda?

Ya, dan ini adalah pencapaian utama kami. Dalam satu ruangan dengan diameter hanya 380 milimeter, sedikit lebih dari 0,6 ton bahan bakar per detik terbakar. Tanpa berlebihan, ruangan ini adalah peralatan dengan tekanan panas tinggi yang unik dengan sabuk pelindung khusus terhadap aliran panas yang kuat. Perlindungan dilakukan tidak hanya karena pendinginan eksternal dinding ruang, tetapi juga karena metode cerdik "melapisi" lapisan bahan bakar di atasnya, yang menguap, mendinginkan dinding. Atas dasar ruang yang luar biasa ini, yang tidak ada bandingannya di dunia, kami memproduksi mesin terbaik kami: RD-170 dan RD-171 untuk Energia dan Zenit, RD-180 untuk Atlas Amerika dan RD-191 untuk roket Rusia yang baru "Angara".

- Angara seharusnya menggantikan Proton-M beberapa tahun yang lalu, tetapi pembuat roket menghadapi masalah serius, uji terbang pertama berulang kali ditunda, dan proyek tersebut tampaknya terus tergelincir.

Memang ada masalah. Sebuah keputusan sekarang telah dibuat untuk meluncurkan roket pada tahun 2013. Keunikan Angara adalah berdasarkan modul roket universalnya, dimungkinkan untuk membuat seluruh keluarga kendaraan peluncuran dengan kapasitas muatan 2,5 hingga 25 ton untuk meluncurkan kargo ke orbit rendah Bumi berdasarkan minyak tanah oksigen universal yang sama. mesin RD-191. Angara-1 memiliki satu mesin, Angara-3 - tiga dengan total daya dorong 600 ton, Angara-5 akan memiliki daya dorong 1000 ton, artinya, ia akan mampu membawa lebih banyak kargo ke orbit daripada Proton. Selain itu, alih-alih heptyl yang sangat beracun yang dibakar di mesin Proton, kami menggunakan bahan bakar yang ramah lingkungan, setelah pembakaran yang tersisa hanya air dan karbon dioksida.

Bagaimana bisa RD-170 yang sama, yang dibuat pada pertengahan 1970-an, sebenarnya masih tetap menjadi produk inovatif, dan teknologinya digunakan sebagai dasar untuk mesin roket baru?

Hal serupa terjadi pada pesawat yang dibuat setelah Perang Dunia Kedua oleh Vladimir Mikhailovich Myasishchev (pembom strategis jarak jauh seri M, yang dikembangkan oleh OKB-23 Moskow tahun 1950-an. - "Ahli"). Dalam banyak hal, pesawat itu mendahului waktunya sekitar tiga puluh tahun, dan kemudian pabrikan pesawat lain meminjam elemen desainnya. Jadi di sinilah: di RD-170 ada banyak elemen, material, solusi desain baru. Menurut perkiraan saya, mereka tidak akan menjadi usang selama beberapa dekade. Ini terutama karena pendiri NPO Energomash dan perancang umumnya, Valentin Petrovich Glushko, dan Anggota Terkait Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia Vitaly Petrovich Radovsky, yang mengepalai perusahaan setelah kematian Glushko. (Perhatikan bahwa energi dan karakteristik kinerja RD-170 sebagian besar disediakan karena solusi Katorgin untuk masalah menekan ketidakstabilan pembakaran frekuensi tinggi dengan mengembangkan sekat anti-denyut di ruang bakar yang sama. - "Ahli".) Dan mesin RD-253 tahap pertama untuk kendaraan peluncuran Proton? Diadopsi kembali pada tahun 1965, sangat sempurna sehingga belum ada yang terlampaui sejauh ini. Inilah tepatnya yang diajarkan Glushko untuk merancang - pada batas kemungkinan dan selalu di atas rata-rata dunia. Hal penting lainnya yang perlu diingat adalah bahwa negara tersebut telah berinvestasi dalam masa depan teknologinya. Bagaimana di Uni Soviet? Kementerian Teknik Umum, yang bertanggung jawab, khususnya ruang angkasa dan roket, menghabiskan 22 persen dari anggaran besarnya untuk R&D saja - di semua bidang, termasuk propulsi. Saat ini, jumlah dana untuk penelitian jauh lebih sedikit, dan ini berbicara banyak.

Bukankah pencapaian kualitas sempurna tertentu oleh LRE ini, dan ini terjadi setengah abad yang lalu, bahwa mesin roket dengan sumber energi kimia, dalam arti tertentu, menjadi usang: penemuan utama telah dibuat pada generasi baru LRE , sekarang kita berbicara lebih banyak tentang apa yang disebut inovasi pendukung?

Tentu tidak. Mesin roket berbahan bakar cair sedang diminati dan akan dibutuhkan untuk waktu yang sangat lama, karena tidak ada teknologi lain yang mampu mengangkat kargo dari Bumi dengan lebih andal dan ekonomis dan menempatkannya di orbit dekat Bumi. Mereka ramah lingkungan, terutama yang menggunakan oksigen cair dan minyak tanah. Tetapi untuk penerbangan ke bintang dan galaksi lain, mesin roket, tentu saja, sama sekali tidak cocok. Massa seluruh metagalaxy adalah 10 pangkat 56 gram. Untuk berakselerasi pada mesin roket berbahan bakar cair hingga setidaknya seperempat dari kecepatan cahaya, diperlukan jumlah bahan bakar yang sangat luar biasa - 10 hingga 3200 gram, jadi memikirkannya pun bodoh. LRE memiliki ceruknya sendiri - mesin penopang. Pada mesin cair, Anda dapat mempercepat kapal induk ke kecepatan luar angkasa kedua, terbang ke Mars, dan hanya itu.

Langkah selanjutnya - mesin roket nuklir?

Tentu. Apakah kita akan hidup untuk melihat beberapa tahapan tidak diketahui, dan banyak yang telah dilakukan untuk mengembangkan YARD waktu Soviet. Sekarang, di bawah kepemimpinan Keldysh Center, dipimpin oleh Akademisi Anatoly Sazonovich Koroteev, modul transportasi dan energi sedang dikembangkan. Para perancang sampai pada kesimpulan bahwa adalah mungkin untuk membuat reaktor nuklir berpendingin gas yang tidak terlalu membuat stres dibandingkan di Uni Soviet, yang akan bekerja baik sebagai pembangkit listrik maupun sebagai sumber energi untuk mesin plasma saat bergerak di luar angkasa. . Reaktor semacam itu saat ini sedang dirancang di NIKIET dinamai N. A. Dollezhal di bawah bimbingan Anggota Koresponden Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia Yuri Grigorievich Dragunov. Biro Desain Kaliningrad "Fakel" juga berpartisipasi dalam proyek tersebut, di mana mesin jet listrik sedang dibuat. Seperti di zaman Soviet, Biro Desain Otomasi Kimia Voronezh tidak dapat melakukannya tanpanya, di mana turbin gas dan kompresor akan diproduksi untuk menggerakkan cairan pendingin - campuran gas - melalui sirkuit tertutup.

Sementara itu, ayo terbang dengan mesin roket?

Tentu saja, dan kami melihat dengan jelas prospek pengembangan lebih lanjut dari mesin ini. Ada tugas taktis jangka panjang, tidak ada batasan: pengenalan lapisan baru yang lebih tahan panas, baru bahan komposit, mengurangi massa mesin, meningkatkan keandalannya, menyederhanakan skema kontrol. Sejumlah elemen dapat diperkenalkan untuk lebih mengontrol keausan suku cadang dan proses lain yang terjadi di mesin. Ada tugas-tugas strategis: misalnya pengembangan metana dan asetilena cair bersama dengan amonia sebagai bahan bakar atau bahan bakar tiga komponen. NPO Energomash sedang mengembangkan mesin tiga komponen. LRE semacam itu dapat digunakan sebagai mesin untuk tahap pertama dan kedua. Pada tahap pertama, ia menggunakan komponen yang dikembangkan dengan baik: oksigen, minyak tanah cair, dan jika Anda menambahkan sekitar lima persen hidrogen lagi, impuls spesifik akan meningkat secara signifikan - salah satu karakteristik energi utama mesin, yang berarti lebih banyak muatan dapat dikirim ke luar angkasa. Pada tahap pertama, semua minyak tanah dengan penambahan hidrogen diproduksi, dan pada tahap kedua, mesin yang sama beralih dari bahan bakar tiga komponen menjadi bahan bakar dua komponen - hidrogen dan oksigen.

Kami telah membuat mesin eksperimental, bagaimanapun, dengan dimensi kecil dan daya dorong hanya sekitar 7 ton, melakukan 44 pengujian, membuat elemen pencampur skala penuh di nozel, di generator gas, di ruang bakar dan menemukan bahwa itu adalah mungkin untuk bekerja pertama pada tiga komponen, dan kemudian dengan lancar beralih ke dua. Semuanya berhasil, efisiensi pembakaran yang tinggi tercapai, tetapi untuk melangkah lebih jauh, kami membutuhkan sampel yang lebih besar, kami perlu menyempurnakan dudukan untuk meluncurkan komponen yang akan kami gunakan di mesin nyata ke dalam ruang bakar: hidrogen cair dan oksigen, serta minyak tanah. Saya pikir ini adalah arah yang sangat menjanjikan dan langkah maju yang besar. Dan saya berharap untuk melakukan sesuatu dalam hidup saya.

Mengapa orang Amerika, setelah menerima hak untuk mereproduksi RD-180, tidak dapat melakukannya selama bertahun-tahun?

Orang Amerika sangat pragmatis. Pada 1990-an, di awal bekerja dengan kami, mereka menyadari bahwa di bidang energi kami jauh di depan mereka dan kami perlu mengadopsi teknologi ini dari kami. Misalnya, mesin RD-170 kami dalam satu peluncuran, karena dorongan spesifiknya yang lebih tinggi, dapat mengeluarkan muatan dua ton lebih banyak daripada F-1 terkuat mereka, yang pada saat itu berarti kemenangan sebesar 20 juta dolar. Mereka mengumumkan kompetisi untuk mesin 400 ton untuk Atlas mereka, yang dimenangkan oleh RD-180 kami. Kemudian orang Amerika berpikir bahwa mereka akan mulai bekerja dengan kami, dan dalam empat tahun mereka akan menggunakan teknologi kami dan memperbanyaknya sendiri. Saya segera memberi tahu mereka: Anda akan menghabiskan lebih dari satu miliar dolar dan sepuluh tahun. Empat tahun telah berlalu, dan mereka berkata: ya, dibutuhkan enam tahun. Lebih banyak tahun telah berlalu, kata mereka: tidak, kami membutuhkan delapan tahun lagi. Tujuh belas tahun telah berlalu, dan mereka belum mereproduksi satu mesin pun. Mereka sekarang membutuhkan miliaran dolar hanya untuk peralatan bangku. Kami memiliki stan di Energomash di mana Anda dapat menguji mesin RD-170 yang sama di ruang bertekanan, yang tenaga jetnya mencapai 27 juta kilowatt.

Dua puluh tujuh gigawatt adalah kekuatan jet yang berkembang dalam waktu yang relatif singkat. Saat diuji di atas dudukan, energi pancaran pertama kali dipadamkan di kolam khusus, kemudian di pipa dispersi dengan diameter 16 meter dan tinggi 100 meter. Untuk membangun dudukan seperti itu, di mana mesin ditempatkan yang menghasilkan tenaga seperti itu, Anda perlu menginvestasikan banyak uang. Orang Amerika sekarang telah meninggalkan ini dan mengambil produk jadi. Akibatnya, kami tidak menjual bahan mentah, tetapi produk dengan nilai tambah yang sangat besar, di mana tenaga intelektual tinggi telah diinvestasikan. Sayangnya, di Rusia ini adalah contoh langka penjualan teknologi tinggi di luar negeri dalam volume yang begitu besar. Tapi itu membuktikan bahwa dengan rumusan pertanyaan yang tepat, kita mampu melakukan banyak hal.

Untuk tetap berada di pasar dunia, kita harus terus bergerak maju dan menciptakan produk baru. Ternyata, sampai kami benar-benar terdesak dan guntur melanda. Tetapi negara perlu menyadari bahwa tanpa perkembangan baru ia akan berada di pinggiran pasar dunia, dan hari ini, dalam masa transisi ini, sementara kita belum tumbuh menjadi kapitalisme normal, negaralah yang pertama-tama harus berinvestasi dalam yang baru. Kemudian Anda dapat mentransfer pengembangan untuk rilis serangkaian perusahaan swasta dengan syarat yang menguntungkan baik negara maupun bisnis. Saya tidak percaya bahwa tidak mungkin menemukan metode yang masuk akal untuk menciptakan sesuatu yang baru, tanpanya tidak ada gunanya berbicara tentang pengembangan dan inovasi.

Ada bingkai. Saya mengepalai departemen di Institut Penerbangan Moskow, tempat kami melatih insinyur mesin dan laser. Orang-orang itu pintar, mereka ingin melakukan apa yang mereka pelajari, tetapi kita perlu memberi mereka dorongan awal yang normal agar mereka tidak pergi, seperti banyak orang sekarang, untuk menulis program untuk mendistribusikan barang di toko. Untuk itu perlu diciptakan lingkungan laboratorium yang sesuai, memberikan gaji yang layak. Untuk membangun struktur interaksi yang benar antara sains dan Kementerian Pendidikan. Akademi Ilmu Pengetahuan yang sama memecahkan banyak masalah yang berkaitan dengan pelatihan personel. Memang, di antara anggota aktif akademi, anggota terkait, ada banyak spesialis yang mengelola perusahaan teknologi tinggi dan lembaga penelitian, biro desain yang kuat. Mereka secara langsung tertarik pada departemen yang ditugaskan ke organisasi mereka untuk melatih spesialis yang diperlukan di bidang teknologi, fisika, kimia, sehingga mereka segera menerima tidak hanya lulusan universitas khusus, tetapi juga spesialis siap pakai dengan beberapa kehidupan dan ilmiah dan pengalaman teknis. Selalu seperti ini: spesialis terbaik lahir di institut dan perusahaan tempat departemen pendidikan berada. Di Energomash dan di NPO Lavochkin, kami memiliki departemen Kometa cabang MAI, yang saya kelola. Ada kader-kader tua yang bisa menularkan pengalamannya kepada yang muda. Tetapi hanya ada sedikit waktu yang tersisa, dan kerugiannya tidak dapat diperbaiki: untuk sekadar kembali ke level saat ini, Anda harus mengeluarkan lebih banyak upaya daripada yang dibutuhkan hari ini untuk mempertahankannya.

ctrl Memasuki

Diperhatikan osh s bku Sorot teks dan klik Ctrl+Enter

Mesin RD-109

UDMH adalah cairan higroskopis tidak berwarna dengan bau amonia. Kepadatan dan titik lelehnya kira-kira sama dengan minyak tanah, pada suhu biasa dan tanpa udara stabil, tetapi pada suhu di atas 350 ° C terurai dengan pelepasan panas dan pembentukan produk gas yang mudah terbakar; ketika terlalu panas di ruang terbatas meledak. Ini lebih stabil dan tidak mudah meledak dibandingkan bahan bakar hidrazin lainnya, stabil bila disimpan dalam wadah tertutup rapat. Ini larut dengan baik dalam air, alkohol, hidrokarbon, amina dan eter. Korosi tidak aktif dalam kaitannya dengan banyak bahan struktural. Dari sifat negatif UDMH, orang dapat menyebutkan, pertama-tama, biaya perolehan yang tinggi, titik didih yang agak rendah (63 ° C) dan toksisitas yang sangat tinggi. Dengan asumsi untuk memulai pengembangan keluarga besar mesin roket berbahan bakar cair dengan bahan bakar baru, V.P. Glushko memahami bahwa dukungan yang kuat diperlukan untuk penyebaran pekerjaan skala besar. Dia berharap mendapatkannya dari S.P. Korolev, yang dia usulkan untuk membuat mesin berbahan bakar "oksigen cair - UDMH" untuk tahap ketiga kendaraan peluncuran, yang dirancang untuk meluncurkan pesawat ruang angkasa ke Bulan dan menempatkan satelit berat ke orbit sekitar Bumi (dua langkah pertama - modifikasi R-7). V.P. Glushko mengorientasikan pelanggan ke nilai besar yang belum pernah terdengar dari impuls spesifik LRE - 350 unitnya! Rocketeers, yang beroperasi pada saat itu dengan nilai yang jauh lebih kecil, mau tidak mau terinspirasi oleh angka ini. Menurut perhitungan balistik, roket dengan tahap optimal dengan mesin roket propelan cair baru memungkinkan untuk meluncurkan peralatan ke Bulan dengan massa lebih dari dua kali lebih besar daripada pembawa dengan tahap oksigen-minyak tanah yang sesuai. (Awalnya, S.P. Korolev mengusulkan untuk membuat mesin roket oksigen-minyak tanah untuk tahap ketiga kapal induk berdasarkan ruang kemudi mesin tahap pertama dari "tujuh".) Jika dibandingkan dengan mesin roket oksigen-minyak tanah yang diusulkan , keunggulan mesin yang diperhitungkan pada bahan bakar baru terlihat sangat-sangat menonjol. S.P. Korolev percaya pada bahan bakar baru. Opsi ini menjadi yang utama, tetapi bukan satu-satunya: lebih memilih untuk meminimalkan risiko yang terkait dengan pembuatan produk pada komponen bahan bakar yang sedikit dipelajari, Kepala Perancang OKB-1 menginstruksikan karyawan departemen mesinnya untuk menyiapkan proyek untuk mesin roket oksigen-minyak tanah alternatif. Pada 10 Februari 1958, dia bertemu dengan kepala Voronezh OKB-254 (sekarang Biro Desain Otomasi Kimia) S.A. Kosberg dan menginstruksikannya untuk membuat mesin cadangan untuk pengangkutnya berdasarkan proyek ini menggunakan ruang bakar kemudi dari " tujuh” dirancang oleh M. V. Melnikov dan TNA baru dikembangkan di Voronezh. Pada awal tahun 1958, pengembangan kendaraan peluncuran dimulai di Podlipki, yang seharusnya memastikan peluncuran kendaraan ke Bulan pada musim gugur dan musim dingin di tahun yang sama. Pengerjaan proyek pengangkut didukung oleh Keputusan Komite Sentral dan Dewan Menteri yang relevan pada 20/03/1958. Rancangan desain ditandatangani oleh S.P. Korolev pada 01/07/1958.

LV "Vostok" dengan satelit "Photon", dibuat berdasarkan pengintaian foto satelit buatan "Zenit-2"

Mempertimbangkan kedua mesin, perancang OKB-1 menyadari bahwa roket yang sedang dikembangkan akan memiliki prospek yang bagus sebagai kapal induk. Secara khusus, massa satelit yang berat, yang awalnya dianggap sebagai satelit pengintaian foto, menjadi cukup untuk merancang pesawat ruang angkasa berawak (SC) atas dasar itu. Berdasarkan karakteristik yang direncanakan dari mesin roket propelan cair tahap ketiga, parameter pesawat ruang angkasa dan kendaraan peluncuran dipilih untuk menempatkannya di orbit. Menurut perhitungan mereka, ternyata mesin roket propelan cair yang menggunakan bahan bakar sintetik baru, dibandingkan dengan mesin minyak tanah, memungkinkan penambahan bobot kapal sebesar 23%. Mesin V.P. Glushko, yang memiliki sebutan "berpemilik" RD-109, adalah mesin roket propelan cair satu kamar untuk tahap atas roket luar angkasa. Nilai impuls spesifik yang belum pernah terjadi sebelumnya seharusnya dicapai tidak hanya dengan menggunakan bahan bakar berenergi tinggi baru, tetapi juga karena tekanan tinggi di ruang bakar (lebih dari 75 atm) dan nosel ketinggian tinggi dengan tingkat tinggi ekspansi (tekanan pada pemotongan - 0,1 atm). Komponen bahan bakar dimasukkan ke dalam ruangan dengan bantuan TNA; setelah mengerjakan turbinnya, gas dialihkan ke nosel kemudi, yang berfungsi untuk mengontrol roket dalam penerbangan. LRE terdiri dari ruang bakar berpendingin bahan bakar dengan kepala nosel datar dan nosel profil, THA dua poros dengan generator gas, unit otomasi, dan unit perakitan umum. Untuk menggerakkan turbin TNA, digunakan generator gas (GG), yang tidak beroperasi dengan gas uap, seperti pada mesin desain sebelumnya, tetapi pada hasil pembakaran bahan bakar utama dengan kelebihan bahan bakar yang besar (gas "manis"). ). Namun, selama pengujian pendahuluan, karena konsumsi pengoksidasi yang terlalu rendah, kesulitan serius terungkap dengan start yang andal, sehingga pekerjaan lebih lanjut dengan GG dua komponen dihentikan. Percepatan pengembangan dan penyempurnaan generator gas satu komponen yang beroperasi berdasarkan prinsip dekomposisi katalitik termal UDMH dimulai.

Skema mesin RD-109

Ruang bakar dengan nosel ketinggian tinggi adalah produk pertama dari jenis ini yang dikembangkan oleh OKB-456. Pada saat yang sama, kemungkinan pendinginannya dengan dimetilhidrazin diperiksa dan kemungkinannya sifat operasional. Hasil ini dimaksudkan untuk selanjutnya digunakan untuk mengembangkan mesin yang kuat pada bahan bakar baru. Pembakaran bahan bakar di RD-109 terjadi lebih dari suhu tinggi dan tekanan daripada di LRE sebelumnya, dan biliknya bekerja dalam kondisi termodinamika yang lebih parah. Situasi diperparah oleh fakta bahwa efisiensi sistem pendingin ruangan ternyata lebih rendah dari yang dihitung. Berita tentang kesulitan yang dihadapi pencipta RD-109, S.P. Korolev disambut dengan pengertian. Dia dengan jelas membayangkan bahwa V.P. Glushko sedang membuat prototipe dari jenis mesin roket yang benar-benar baru. Pada pertengahan tahun 1958, sikap V.P. Glushko terhadap mesinnya berubah secara nyata. Karena kesulitan besar dalam mengerjakan ruang bakar dan generator gas, Valentin Petrovich memilih mundur dan menunggu. Pada saat ini, OKB-456 memulai pembuatan mesin roket berbahan bakar cair untuk rudal baru - R-14 dan R-16, yang beroperasi pada komponen "asam nitrat - UDMH". Bahan bakar ini ternyata jauh lebih mudah untuk disempurnakan - tidak mengandung komponen kriogenik dan terbakar pada suhu yang lebih rendah daripada oksigen-UDMH, sehingga ruang mesin baru bekerja dalam kondisi yang tidak terlalu menegangkan. Selain itu, komponen propelan secara spontan menyala saat bersentuhan satu sama lain, yang sangat menyederhanakan sistem peluncuran. Semua ini mengarah pada fakta bahwa, meskipun dimensi besar dari mesin baru, kemajuan dengan mereka jauh lebih jelas dibandingkan dengan RD-109. Mengacu pada sangat sibuk mengerjakan mesin roket baru, V.P. Glushko tidak memperhatikan anak sulungnya. Pekerjaan aktif di atasnya melambat. Jelaslah bahwa harapan untuk membuat LRE pada musim gugur 1958 dan partisipasinya dalam peluncuran pertama kendaraan ke Bulan tidak berdasar ... Tetap berharap bahwa LRE baru akan siap pada kuartal keempat tahun 1959 untuk memulai peluncuran kapal satelit yang berat. Pengembangan elemen dan sistem RD-109 berlanjut, tetapi dengan kecepatan yang sama sekali berbeda. Sejumlah besar pengujian generator gas dilakukan, di mana terungkap bahwa pada suhu di bawah 100°C, dekomposisi UDMH berhenti, dan ketika dinding dipanaskan di atas 250°C, ledakan terjadi pada pendinginan GG. jalur. Bench fire menguji RD-109 in set lengkap baru dimulai pada Januari 1959. Mereka mengkonfirmasi kemungkinan membuat LRE dengan daya dorong spesifik tinggi, mengerjakan UDMH. Pengujian start-up dilakukan pada dudukan yang dilengkapi dengan ruang tekanan dengan volume 90 m3, yang memastikan pengoperasian mesin pada tekanan sekitar 1 mm Hg. Seni. Selama uji kebakaran, urutan pemberian perintah untuk meluncurkan mesin roket dipilih, konsumsi bahan bakar pada tahap awal ditentukan, mode pembersihan berhasil, dan pengoperasian perangkat penyalaan piro diperiksa. Selama pengujian, ditemukan bahwa zona operasi mesin yang stabil berada di atas nilai yang diasumsikan sebelumnya, yang memungkinkan peningkatan tekanan nominal di ruang bakar dari 76 menjadi 79 atm. Sebagai hasil kerja keras, HPP efisien berkecepatan tinggi dengan kotak roda gigi berpendingin telah dibuat. Penyempurnaan unit dilakukan dalam kondisi yang mendekati nyata. Selama uji bangku salinan pertama turbin, ternyata daya yang dikembangkannya agak lebih rendah dari yang dibutuhkan. Ini membutuhkan tindakan khusus untuk memperbaikinya. Dalam proses menyelesaikan tes selama tahun 1959, mereka mengerjakan start mesin dan memeriksa operasi bersama semua unit dan rakitannya, dan beberapa di antaranya harus dimodifikasi secara signifikan. Jadi, atas instruksi biro desain - pelanggan, mereka membuat dan mengerjakan desain asli mixer untuk memberi tekanan pada tangki bahan bakar. Sayangnya, selama proses finishing, tidak mungkin menghilangkan retakan pada sambungan las sudu dengan cakram turbin. Versi pengikat bilah yang lebih kompleks dan berat dengan kunci jenis pohon Natal digunakan. Namun demikian, tes masa pakai menunjukkan bahwa mesin RD-109 beroperasi untuk waktu tertentu.

Unit turbopump dari mesin RD-109

Semuanya akan baik-baik saja, tetapi hasil utama menginspirasi para ilmuwan roket: dorongan spesifik ternyata jauh lebih rendah dari nilai yang ditetapkan dan hampir tidak mencapai 334 unit. Sementara itu, bahkan sampel pertama dibuat dalam waktu singkat - hanya sembilan bulan! - mesin oksigen-minyak tanah cadangan RD-0105, yang menerima nama "berpemilik" RO-5 di Voronezh, memiliki dorongan spesifik lebih dari 316 unit. Pengembangnya tidak melihat kesulitan khusus untuk meningkatkan indikator ini sebanyak 10-15 unit lagi dalam waktu dekat. Secara alami, perbedaan kecil dalam dorongan spesifik dari dua mesin yang bersaing meniadakan keunggulan RD-109 untuk kapal induk tiga tahap: perkiraan massa maksimum PG (kendaraan bulan otomatis) dari versi "utama" dari kendaraan peluncuran turun menjadi 424 kg, dan versi "duplikat" bertambah menjadi 373 kg. Pemain pengganti menjadi nomor satu - menarik dan menjanjikan, dan opsi utama berisiko menghilang sama sekali dari panggung. Nyatanya, dorongan spesifik yang dicapai bukanlah kejutan bagi karyawan OKB-456. Faktanya adalah pengaruh sejumlah besar faktor yang tidak diketahui selama desain telah mengurangi efisiensi, keandalan, dan kinerja ruang bakar dan HP dibandingkan dengan yang dihitung. Itu diperlukan untuk melaksanakan Pekerjaan tambahan untuk meningkatkan mesin yang sudah dibuat. V.P. Glushko berusaha untuk membuktikan kepada semua orang bahwa melalui perubahan kecil pada desain yang ada, nilai awal dari parameter desain bahkan dapat dilampaui. Setelah mempertimbangkan semua pro dan kontra, S.P. Korolev menolak untuk menggunakan LRE pada oksigen-UDMG untuk pengangkutan pesawat ruang angkasa berawak, namun, V.P. Glushko berjanji bahwa “setelah mendapatkan karakteristik akhir dari mesin OKB-1, masalah penggunaan mesin ini pada produk yang baru dikembangkan dan mengoordinasikan hasilnya dengan OKB-456. LRE pada oksigen - UDMH dengan parameter yang ditentukan dalam proyek roket tiga tahap tidak muncul baik pada tahun 1958 maupun tahun 1959. Pada awal tahun 1960, pengerjaan RD-109 dihentikan karena dimulainya pengembangan mesin RD-119 yang lebih canggih.

Mesin RD-119

Mesin roket propelan cair baru berbeda dari RD-109 dalam daya dorong spesifik yang meningkat secara signifikan (tinggi nosel meningkat lebih dari satu setengah kali, proses pembentukan campuran di dalam ruangan ditingkatkan), serta secara signifikan berat badan lebih rendah dan keandalan yang lebih besar. Sejumlah perubahan mendasar dilakukan pada desain ruang RD-119, yang bertujuan untuk meningkatkan karakteristik massa energinya, meningkatkan pendinginan dinding bagian dalam ruang, menciptakan sabuk slot ganda untuk pendinginan tirai tambahan; kepala injektor baru dikembangkan, yang meningkatkan stabilitas proses kerja dan memastikan pembakaran komponen bahan bakar yang lebih sempurna. Langkah-langkah ini memungkinkan untuk mendapatkan impuls dorong spesifik tertinggi dalam ruang hampa (352 unit) pada masanya. Pada saat yang sama, karena pilihan profil rasional dari bagian supersonik nosel, serta karena penggunaan paduan titanium yang luas dalam desain bilik, hal itu dimungkinkan, meskipun terjadi peningkatan yang signifikan pada saluran keluar. diameter nosel, untuk mengurangi massa ruang bakar.

Ruang bakar mesin RD-119

TNA dari mesin RD-119 dibuat menurut skema poros tunggal. Berkat penyederhanaan unit dan peningkatan karakteristiknya, konsumsi bahan bakar untuk penggerak turbin dan bobot HP dapat dikurangi secara signifikan. Generator gas mesin memiliki rumah yang tidak didinginkan. Untuk meningkatkan efisiensi sistem kontrol penerbangan pada detik-detik pertama pengoperasian RD-119, serta RD-109, direncanakan untuk mem-bypass gas dari generator gas ke nosel kemudi, melewati turbin. Peningkatan keandalan mesin yang signifikan dicapai berkat kepala injektor, yang memastikan proses kerja yang stabil di ruang bakar, serta karena pengenalan sambungan las di turbin dan generator gas alih-alih flensa dan pengerjaan proses teknologi produksi komponen dan rakitan. Untuk kontrol kualitas, setiap mesin RD-119 diuji di bangku sesuai dengan metode baru: dengan pembakaran kontrol selama 150 detik dan uji batch selektif untuk sumber daya 260 detik. Mesin roket baru dikembangkan pada periode 1960-1963, pada tahun 1963 lulus uji finishing dan diproduksi massal. Namun, bahkan sebelum saat itu, pada tahun 1962, nasib terbangnya dimulai. Seperti yang Anda pahami, saat ini dimulai tahap baru dalam kehidupan Khimki Motor. Namun, dia tidak lagi dikaitkan dengan Biro Desain S.P. Korolev. RD-119 baru saja akan berdiri, dan Voronezh RO-5 telah berhasil diuji dalam penerbangan pada versi tiga tahap dari "tujuh" ketika "Lunnik" pertama diluncurkan. Langkah selanjutnya dari kapal induk ini adalah roket untuk satelit berawak. Mesin RD-119 sudah memenuhi persyaratan yang ditetapkan dalam proyek pengangkut untuk kapal, tetapi ternyata masih tidak berfungsi. Tidak peduli bagaimana V.P. Glushko membuktikan keunggulannya dibandingkan oksigen-minyak tanah, S.P. Korolev tetap bersikukuh. Mungkin dia berpikir: “Mengapa kita membutuhkan mesin baru yang menjanjikan? Itu kucing di dalam tas. Kami sudah punya bermotor yang handal yang tampil baik. Dan selain itu, belum diketahui bagaimana perilaku komponen baru tersebut dalam pengoperasiannya. Dan kami memiliki persahabatan lama dengan minyak tanah. Dan praktis tidak perlu memodernisasi kompleks peluncuran yang sudah jadi ... ”Namun, hal utama tampaknya bukan ini: mesin RD-0109 (RO-7) yang dikembangkan oleh S.A. Kosberg (versi yang ditingkatkan dari RO- 5) sudah memiliki dorongan spesifik sebanyak 326 unit. Keunggulan RD-119 tidak signifikan. Dan kerugian seperti toksisitas UDMH yang tinggi dan uapnya, tingginya biaya bahan bakar, serta suhu rendah itu mendidih, melebihi.

Mesin oksigen-minyak tanah RD-0109

Jadi, S.P. Korolev pasti berpikir ketika dia memutuskan untuk meninggalkan UDMH demi minyak tanah di roketnya untuk penerbangan luar angkasa berawak. Apakah dia menyimpulkan dengan benar? Dari ketinggian hari ini, cukup jelas ya. Dengan pengecualian kemungkinan membuat generator gas satu komponen, LRE pada bahan bakar oksigen-UDMH praktis tidak memiliki keunggulan dibandingkan mesin oksigen-minyak tanah dengan parameter desain serupa (pada tekanan yang sama di ruang bakar dan tingkat ekspansi dari nozel). Kerugiannya jelas. Setelah penolakan S.P. Korolev dari mesin Khimki, V.P. Glushko, tentu saja, tidak putus asa: tidak semua LRE yang dikembangkan diproduksi secara massal. Namun, terlalu banyak usaha dan waktu dihabiskan untuk pembuatannya. Pada salah satu pertemuan bersama di industri tersebut, Valentin Petrovich melamar M.K. Yangel RD-119. Mikhail Kuzmich berjanji untuk memikirkannya.