WikiSort.ru - Космос

РД0146
Тип	безгазогенераторный ЖРД с электроплазменным зажиганием
Топливо	жидкий водород (РД0146, РД0146Д) сжиженный природный газ (РД0146ДМ)
Окислитель	жидкий кислород
Рабочее тело	жидкий водород + жидкий кислород (РД0146, РД0146Д) сжиженный природный газ + жидкий кислород (РД0146ДМ)
Камер сгорания	1
Страна	Россия
Использование
Применение	Протон-М, Ангара-А5, Русь-МП, Русь-МТ-35, Русь-МТ-50
Производство
Конструктор	Конструкторское бюро химавтоматики
Время создания	1997—2010
Производитель	ЦСКБ-Прогресс
Производилось	2010 год
Варианты	РД0146, РД0146Д, РД0146ДМ
Массогабаритные характеристики
Масса	242 кг
Высота	2200 мм (РД0146, РД0146ДМ) 3558 мм (РД0146Д)
Диаметр	1250 мм (РД0146, РД0146ДМ) 1950 мм (РД0146Д)
Рабочие характеристики
Тяга	98 кН (РД0146) 68,6 кН (РД0146Д) 64,7 кН (РД0146ДМ)
Удельный импульс	4542 м/с (463 кгс·с/кг) (РД0146) 4690 м/с (470 кгс·с/кг) (РД0146Д) 3547 м/с (362 кгс·с/кг) (РД0146ДМ)
Время работы	560 с (РД0146) 1350 с (РД0146Д) 190 с (РД0146ДМ)[1]
Давление в камере сгорания	80,8 бар (РД0146) 60 бар (РД0146Д, РД0146ДМ)
Зажигание	электроплазменное зажигание

РД-0146 — безгазогенераторный жидкостный ракетный двигатель, разработанный Конструкторским бюро химавтоматики в Воронеже, аналог американского двигателя RL-10В-2.

Это первый российский ЖРД, выполненный по безгазогенераторной схеме. До РД-0146 в СССР и России ЖРД подобной схемы не разрабатывались. КБ химического машиностроения (КБХМ) в начале работ по двигателю 11Д56 по проекту Н-1/Л-3 рассматривало безгазогенераторную схему, но отказалось от неё по ряду причин^[2]. КБХА приступило к работе с водородом сразу на 200-тонном РД-0120 для РН «Энергия», на котором при такой схеме было крайне сложно реализовать высокие удельные характеристики (прежде всего, высокое давление в камере, расчётную тягу и удельный импульс на земле, а также габариты и массу)^[3].

Разработка началась в 1997 году. К 2011 году КБХА провело более 30 огневых испытаний двигателя^[4]. С тех пор создано четыре экземпляра двигателей.

Конструкция

В конструкции РД-0146 для привода турбонасосных агрегатов вместо обычного высокотемпературного генераторного газа (до 800°С) применяется закипевшее горючее^[5]. Жидкий водород проходит через рубашку охлаждения камеры сгорания, газифицируется, нагреваясь до 30—150 °C^[5], затем проходит через турбонасосный агрегат, после этого попадая в камеру сгорания^[3].

Разработка

Двигатель разрабатывался с 1997 года, а его разработку финансировали ГКНПЦ им. М. В. Хруничева и американская компания Pratt & Whitney. Она оплатила создание макета РД-0146, представленного на Ле Бурже 2001, а также изготовление стендового образца для огневых испытаний и показа потенциальным покупателям в США. Помимо этого компания Pratt & Whitney заключила контракт с КБХА на продажу двигателей по всему миру за исключением стран СНГ. C 2004 года планировалось начать продажу РД-0146^[3].

Двигатель разработали по безгазогенераторной схеме, что упростило его конструкцию и повысило надёжность. Но для такого двигателя требуется синхронная работа двух высокоскоростных турбонасосных агрегатов. КБХА долго не удавалось решить эту проблему^[3].

10 октября 2009 года была завершена разработка турбонасоса для РД-0146. Турбонасос КБХА является самым скоростным в мире среди серийных ЖРД^[6], работая на скорости 123 000^[5]—125 000 оборотов в минуту^[7].

В настоящее время^{[когда?][5]}:

• дорабатывается модификация двигателя с использованием в связке из четырёх двигателей для второй ступени ракет-носителей среднего класса повышенной грузоподъёмности, которые будут запускаться с космодрома «Восточный»
• разрабатывается ЖРД РД-0146Д для разгонного блока КВТК третьей версии ракеты-носителя Ангара-А5
• отработка модификации РД-0146ДМ с использованием сжиженного природного газа в качестве топлива

Испытания

При испытаниях двигателя РД-0146 была использована новая методика. Раньше ЖРД устанавливался на стенд в собранном виде. В случае каких-либо конструктивных недоработок во время испытаний весь двигатель выходил из строя. После этого необходимо было производить его переборку, дефектацию и вносить изменения в конструкцию^[3].

Новая методика заключается в разделении двигателя на три части: экспериментальные установки систем жидкого кислорода, экспериментальные установки систем жидкого водорода и камеры с запальниками. И только после отработки этих систем по отдельности двигатель начинают тестировать в собранном виде. Так при испытании системы подачи жидкого кислорода был обнаружен и исправлен конструкторско-технологический дефект^[3].

На следующем этапе тестировалась камера сгорания. Испытания проходили при нагрузках 60—70 % от номинальной. Во время испытаний была отработана система поджига компонентов топлива в разных агрегатных состояниях^[3].

Последней тестировалась установка с жидким водородом. Для его получения КБХА специально построило завод мощностью 100^[7] кг в сутки, который стал вторым в России^[3].

9 октября 2001 года прошли первые огневые испытания РД-0146. При первом пуске двигатель проработал всего 8,5 секунд при режиме, соответствующем 50 % штатного^[3].

К 2010 году проведено 30 огневых испытаний на 4 образцах двигателя с суммарной наработкой в 1680 с^[4]. Испытания показали отклонения от математической модели на 2—4 %^[3]. Отказов и аварий при испытаниях не было^[4].

28 октября 2013 года в КБХА успешно проведена первая серия огневых испытаний этапа доводочных испытаний (ДИ) двигателя РД0146Д.

См. также

• RL-10

Примечания

Ссылки

• РД-0146 на официальном сайте Pratt & Whitney