| RD0146 | |
|---|---|
| Tip de | motor rachetă fără gaz cu combustibil lichid cu aprindere cu electroplasmă |
| Combustibil | hidrogen lichid |
| Oxidant | oxigen lichid |
| camere de ardere | unu |
| Țară | Rusia |
| Utilizare | |
| Aplicație |
Proton-M , Angara-A5 , Rus-M |
| Productie | |
| Constructor | Biroul de proiectare pentru automatizări chimice (designer șef N.E. Titkov, proiectant principal I.V. Liplyaviy) |
| Timpul creației | 1997 - 2010 |
| Producător | TsSKB-Progress , KBHA |
| Produs | 2010 |
| Opțiuni |
RD-0146, RD-0146D, RD-0146DM |
Caracteristici de greutate și dimensiune |
|
| Greutate | 242 kg [1] |
| Înălţime | 2200 mm |
| Diametru | 1250 mm |
| Caracteristici de operare | |
| împingere | 98 kN |
| Impulsul specific | 463 kgf s/kg |
| Ore de lucru | 560 s |
| Presiunea în camera de ardere | 7,9 MPa |
| Aprindere | aprindere prin electroplasmă |
RD-0146 este o serie de motoare rachete cu propulsie lichidă (LRE) fără gaze dezvoltate de Biroul de proiectare a automatizării chimice (KBKhA) din Voronezh . Proiectat pentru a fi utilizat ca parte a etapelor superioare și a treptelor superioare ale vehiculului de lansare, inclusiv vehiculului de lansare Angara .
Primul motor de rachetă cu propulsie lichidă din Rusia construit după o schemă fără generator de gaz, care asigură o fiabilitate ridicată, în special cu incluziuni multiple [2] .
Pentru prima dată în lume, motorul este realizat conform unei scheme independente cu doi arbori pentru alimentarea componentelor de combustibil cu alimentare secvențială cu gaz la turbine, ceea ce a făcut posibilă demonstrarea operabilității sistemului de alimentare cu caracteristicile optime ale unităților. [3] .
Combustibilul fiert este folosit în locul gazului obișnuit generator de temperatură înaltă (până la 800 °C) pentru a antrena turbopompe . Hidrogenul lichid trece prin mantaua de răcire a camerei de ardere, se gazifică , încălzindu-se până la 30–150 °C [4] , trece prin turbinele unităților de pompare, apoi intră în camera de ardere [5] .
Turbopompa de combustibil dezvoltată pentru RD-0146 este cea mai rapidă din lume dintre LRE -urile în serie [6], cu o viteză de funcționare a rotorului de până la 125.000 rpm [7] . Doar pe un singur motor această valoare a fost depășită: rotorul unei turbopompe nucleare cu hexan de dimensiuni mici RD-0410 , dezvoltată tot de KBKhA, dar nu pusă în serie, s-a rotit la o frecvență de până la 160.000 rpm [5] .
Pre-pompele cu viteză mică, care fac parte din motor, asigură performanța motorului la presiuni scăzute ale rezervorului componentelor. [3]
Proiectarea motorului utilizează: aprinderea cu electroplasmă, aripile peretelui de foc al camerei, supape de pornire cu bilă, aliaje moderne de titan și aluminiu, unitățile încărcate ale unităților de turbopompe sunt fabricate din titan folosind tehnologia granulară [2] .
Duza inferioară a camerei este realizată din material compozit carbon-carbon răcit cu radiații [2] .
| Versiune | RD-0146 | RD-0146D | RD-0146DM | RD-0146D-1 |
|---|---|---|---|---|
| Componentele combustibilului | oxigen lichid / hidrogen lichid | oxigen lichid / hidrogen lichid | oxigen lichid / gaz natural lichefiat | oxigen lichid / hidrogen lichid |
| Raportul de combustibil (O/G) | 5,9 / 1,0 | 5,9 / 1,0 | ||
| Împingere în spațiul gol , tf (kN) | 10,0 (98,0) | 7,5 (68,6) | 6,6 (64,7) | 9 |
| Impuls specific de tracțiune în spațiul gol , kgf s/kg (m/s) | 463 (4542) | 470 (4690) | 362 (3547) | 470 (4690) |
| Presiune în camera de ardere , kg/cm² (MPa) | 80,8 (7,9) | 60,0 (5,9) | 60,0 (5,9) | 71,5 |
| Revoluții ale combustibilului THA , rpm | 123 200 | 98 180 | 45 230 | |
| Revolutions TNA oxidant , rpm | 40 600 | 32 800 | ||
| Timp maxim de zbor , s | 560 | 1350 | 190 | |
| Numărul de incluziuni în zbor | unu | 5 | unu | |
| Înălțime , mm | 2200 | 3558 | 2200 | |
| Diametru de tăiere a duzei , mm | 710 | 960 | 960 | |
| Diametru tăiat duză cu duză , mm | 1250 | 1950 | 1250 | |
| Începutul dezvoltării | 1997 | 2008 | 2007 | 2018 |
Pe baza motorului RD-0146, este dezvoltat un motor de rachetă cu oxigen-hidrogen RD-0146D cu o tracțiune de 7,5 tf (designer șef S.D. Lobov, proiectant șef Yu.P. Kosmachev). Motorul este destinat utilizării ca parte a treptei superioare oxigen-hidrogen (RB) din clasa grea a vehiculelor de lansare Angara și poate fi folosit și în etapele superioare ale vehiculelor de lansare promițătoare [9] . RD-0146D are capacitatea de a se porni în mod repetat în timpul zborului [3] . O caracteristică a motorului RD-0146D este execuția părții de ieșire a duzei supersonice sub forma unei duze glisante pentru răcirea cu radiații dintr-un material compozit carbon-carbon [4] .
Din 2018, KBKhA a dezvoltat un motor RD0146D-1 modificat cu o tracțiune de 9 tf pentru vehiculul de lansare Angara .
Înainte de RD-0146, o astfel de schemă nu a fost dezvoltată în URSS și Rusia. La începutul lucrărilor la motorul 11D56 în cadrul proiectului N-1 / L-3 , Biroul de Proiectare de Inginerie Chimică (KBKhM) a considerat o schemă fără gaze, dar a abandonat-o din mai multe motive [10] [11] [12] . KBHA a început să lucreze cu hidrogen imediat la RD-0120 de 200 de tone pentru vehiculul de lansare Energia (LV) , pe care, cu o astfel de schemă, a fost extrem de dificil să implementeze caracteristici specifice ridicate (în primul rând, presiune mare în cameră. , forța de proiectare și impulsul specific pe sol, precum și dimensiunile și masa) [5] .
Motorul rachetă cu propulsie lichidă RO-95 poate fi considerat predecesorul primului motor autohton fără oxigen și hidrogen. În 1988, KBKhA a primit de la RSC Energia termenii de referință pentru realizarea acestui motor pentru treptele superioare ale vehiculelor de lansare Buran-T și Vulkan, dar lucrarea s-a limitat doar la proiectarea preliminară [13] .
În 1997, KBKhA , conform termenilor de referință ai GKNPT im. M. V. Khrunichev a început dezvoltarea unui motor de oxigen-hidrogen RD-0146 cu o tracțiune de 10 tf cu o duză de mare altitudine [3] . Dezvoltarea a fost finanțată și de compania americană Pratt & Whitney , care a plătit pentru realizarea modelului RD-0146 prezentat la Le Bourget 2001 , precum și pentru producerea unui model de banc pentru testarea la foc și prezentarea potențialilor cumpărători din SUA . În plus, Pratt & Whitney a încheiat un contract cu KBHA pentru vânzarea de motoare în întreaga lume, cu excepția țărilor CSI . Din 2004, era planificată începerea vânzării RD-0146 [5] [7] .
10 octombrie 2009[ precizați ] a fost finalizată dezvoltarea unei unități de turbopompe pentru RD-0146.
În prezent[ când? ] [4] [14] :
Când lucrați la RD-0146, metodologia de testare a fost schimbată. Conform metodologiei de testare naționale adoptate anterior, un motor rachetă cu circuit închis cu combustibil lichid a fost plasat pe bancă în formă asamblată. În cazul oricăror defecte de proiectare în timpul testării, întregul motor a defectat. După aceea, a fost necesar să se efectueze peretele etanș, detectarea defectelor și să se facă modificări în proiectare [5] .
Noua tehnică constă în împărțirea motorului în trei părți: instalații experimentale pentru sisteme cu oxigen lichid , instalații experimentale pentru sisteme cu hidrogen lichid și camere de aprindere. Și numai după ce se lucrează separat aceste sisteme, motorul începe să fie testat în formă asamblată. Deci, la testarea sistemului de alimentare cu oxigen lichid , a fost descoperit și corectat un defect de proiectare și tehnologia [5] .
În etapa următoare, camera de ardere a fost testată. Încercările au fost efectuate la sarcini de 60–70% din valoarea nominală. În timpul testelor a fost elaborat un sistem de aprindere a componentelor combustibilului în diferite stări de agregat [5] .
Ultima instalație testată a fost hidrogenul lichid . Pentru a-l obține , KBHA a construit special o fabrică cu o capacitate de 100 kg/zi [7] , care a devenit a doua din Rusia [5] .
Pe 9 octombrie 2001 au trecut primele teste de tragere ale RD-0146. La prima pornire, motorul a funcționat doar 8,5 secunde la un mod corespunzător la 50% din valoarea nominală [5] .
Până în 2011, au fost efectuate 30 de teste de incendiu pe 4 eșantioane de motor cu un timp total de funcționare de 1680 de secunde [2] . Testele au arătat abateri de la modelul matematic cu 2-4% [5] . Nu au existat defecțiuni și accidente în timpul testelor [2] .
Pe 23 august 2012 au fost finalizate cu succes primele teste de ardere ale motorului oxigen-hidrogen RD-0146D [15] [16] .
La 30 noiembrie 2012, primele teste de incendiu ale motorului cu oxigen-hidrogen RD-0146D cu un sistem de aprindere cu laser dezvoltate în comun de KBKhA și Centrul de Cercetare numit după M.V. Keldysh , dezvoltate ca parte a lucrării de dezvoltare „Dvina-KVTK” [ 17] [18 ] .
La 28 octombrie 2013 a fost realizată cu succes prima serie de teste de incendiu din stadiul de teste de dezvoltare a motorului RD-0146D [19] [20] .
Pe 20 noiembrie 2013, testele de incendiu ale motorului RD-0146D au fost efectuate cu succes la altitudini mari - pentru prima dată, a fost efectuată o lansare în condiții normale de vid și a fost asigurată o scurgere continuă în duză prin utilizarea unui tub gazodinamic [21] [22] .
Au fost efectuate peste 100 de teste cu un timp total de funcționare de peste 5000 de secunde [3] . Ca parte a creării unui motor de rachetă cu propulsie lichidă din familia RD-0146, au fost efectuate teste de incendiu [4] :
Pe 29 decembrie 2021, Roscosmos a anunțat testarea cu succes a motorului RD0146D-1, timp în care motorul a fost pornit, funcționat în modurile specificate și oprit în deplină conformitate cu programul programat. [23] [24]
| Motoare de rachete sovietice și rusești | ||
|---|---|---|
| motoare rachete la joasă altitudine | ||
| motoare rachete de mare altitudine | ||
| CURTE | RD-0410 | |