| RD0146 | |
|---|---|
| Típusú | gázmentes folyékony hajtóanyagú rakétamotor elektroplazma gyújtással |
| Üzemanyag | folyékony hidrogén |
| Oxidálószer | folyékony oxigén |
| égésterek | egy |
| Ország | Oroszország |
| Használat | |
| Alkalmazás |
Proton-M , Angara-A5 , Rus-M |
| Termelés | |
| Konstruktőr | Vegyipari Automatizálási Tervező Iroda (N. E. Titkov vezető tervező, I. V. Liplyaviy vezető tervező) |
| A teremtés ideje | 1997-2010 _ _ |
| Gyártó | TsSKB-Progress , KBHA |
| Gyártva | 2010 |
| Lehetőségek |
RD-0146, RD-0146D, RD-0146DM |
| Súly és méret jellemzői |
|
| Súly | 242 kg [1] |
| Magasság | 2200 mm |
| Átmérő | 1250 mm |
| Működési jellemzők | |
| tolóerő | 98 kN |
| Specifikus impulzus | 463 kgf s/kg |
| Munkaórák | 560 s |
| Nyomás az égéstérben | 7,9 MPa |
| Gyújtás | elektroplazma gyújtás |
Az RD-0146 gázmentes folyékony hajtóanyagú rakétamotorok (LRE) sorozata , amelyet a voronyezsi Chemical Automation Design Bureau (KBKhA) fejlesztett ki . A hordozórakéta felső és felső fokozatainak részeként való használatra tervezték, beleértve az Angara hordozórakétát is .
Az első folyékony hajtóanyagú rakétamotor Oroszországban, amelyet gázgenerátor-mentes séma szerint építettek, amely nagy megbízhatóságot biztosít, különösen többszörös beépítéssel [2] .
A világon először a motor független kéttengelyes rendszer szerint készül az üzemanyag-alkatrészek szekvenciális gázellátásával a turbinákba, amely lehetővé tette az ellátórendszer működőképességének bemutatását az egységek optimális jellemzőivel. [3] .
A turbószivattyús egységek meghajtásához a szokásos magas hőmérsékletű generátorgáz helyett forralt üzemanyagot használnak (800 °C-ig) . A folyékony hidrogén áthalad az égéstér hűtőköpenyén, elgázosodik , 30-150 °C- ra melegszik [4] , áthalad a szivattyúegységek turbináin, majd belép az égéstérbe [5] .
Az RD-0146-hoz kifejlesztett üzemanyag-turbószivattyú a leggyorsabb a világon a soros LRE -k között [6] , akár 125 000 ford./perc üzemi rotorfordulatszámmal [7] . Ezt az értéket csak egy motoron sikerült túlszárnyalni: a szintén KBKhA által kifejlesztett, de sorba nem állított, kis méretű hexán nukleáris turbószivattyú RD-0410 forgórészét 160 000 fordulat/perc sebességig forgatták [5] .
Az alacsony fordulatszámú előszivattyúk, amelyek a motor részét képezik, biztosítják a motor teljesítményét alacsony alkatrésztartálynyomás mellett. [3]
A motor kialakításában felhasználási módok: elektroplazma gyújtás, kamra tűzfal bordázata, golyós indítószelepek, modern titán és alumínium ötvözet, turbószivattyús egységek rakott egységei titánból készülnek granulált technológiával [2] .
A kamra alsó fúvókája sugárzással hűtött szén-szén kompozit anyagból készült [2] .
| Változat | RD-0146 | RD-0146D | RD-0146DM | RD-0146D-1 |
|---|---|---|---|---|
| Üzemanyag alkatrészek | folyékony oxigén / folyékony hidrogén | folyékony oxigén / folyékony hidrogén | folyékony oxigén / cseppfolyósított földgáz | folyékony oxigén / folyékony hidrogén |
| Üzemanyagarány (O/G) | 5,9 / 1,0 | 5,9 / 1,0 | ||
| Tolóerő üres térben , tf (kN) | 10,0 (98,0) | 7,5 (68,6) | 6,6 (64,7) | 9 |
| Fajlagos tolóerő impulzus üres térben , kgf s/kg (m/s) | 463 (4542) | 470 (4690) | 362 (3547) | 470 (4690) |
| Nyomás az égéstérben , kg/cm² (MPa) | 80,8 (7,9) | 60,0 (5,9) | 60,0 (5,9) | 71.5 |
| A THA üzemanyag fordulatszáma , ford./perc | 123 200 | 98 180 | 45 230 | |
| Revolutions TNA oxidálószer , rpm | 40 600 | 32 800 | ||
| Maximális repülési idő , s | 560 | 1350 | 190 | |
| A zárványok száma repülés közben | egy | 5 | egy | |
| Magasság , mm | 2200 | 3558 | 2200 | |
| A fúvóka vágási átmérője , mm | 710 | 960 | 960 | |
| Fúvóka vágási átmérője fúvókával , mm | 1250 | 1950 | 1250 | |
| A fejlesztés kezdete | 1997 | 2008 | 2007 | 2018 |
Az RD-0146 motor alapján 7,5 tf tolóerejű oxigén-hidrogén RD-0146D folyékony hajtóanyagú rakétamotort fejlesztenek (főtervező S.D. Lobov, főtervező Yu.P. Kosmachev). A motort az Angara hordozórakéta nehéz osztályának oxigén-hidrogén felső fokozatának (RB) részeként szánják , és az ígéretes hordozórakéták felső szakaszaiban is használható [9] . Az RD-0146D képes repülés közben többször is bekapcsolni [3] . Az RD-0146D motor egyik jellemzője a szuperszonikus fúvóka kimeneti részének kivitelezése csúszó fúvóka formájában, szén-szén kompozit anyagból történő sugárzásos hűtéshez [4] .
2018 óta a KBKhA módosított RD0146D-1 motort fejleszt 9 tf tolóerővel az Angara hordozórakétához .
Az RD-0146 előtt ilyen rendszert nem dolgoztak ki a Szovjetunióban és Oroszországban. Az N-1 / L-3 projekt keretében a 11D56 motoron végzett munka kezdetén a Vegyészmérnöki Tervező Iroda (KBKhM) gázmentes rendszert fontolgatott, de számos okból felhagyott vele [10] [11] [12] . A KBHA azonnal megkezdte a hidrogénnel való munkát az Energia hordozórakéta (LV) 200 tonnás RD-0120- án, amelyen egy ilyen sémával rendkívül nehéz volt magas fajlagos jellemzőket (elsősorban nagy nyomást a kamrában) megvalósítani. , tervezési tolóerő és fajlagos lendület a talajon, valamint méretek és tömeg) [5] .
Az RO-95 folyékony hajtóanyagú rakétamotor az első hazai gázmentes oxigén-hidrogén motor elődjének tekinthető. 1988-ban a KBKhA megkapta az RSC Energia -tól a Buran-T és a Vulkan hordozórakéta felső fokozataihoz szükséges hajtómű megalkotására vonatkozó feladatmeghatározást, de a munka csak az előzetes tervezésre korlátozódott [13] .
1997- ben a KBKhA a GKNPT -k feladatmeghatározása szerint im. M. V. Khrunichev megkezdte egy RD-0146 oxigén-hidrogén motor fejlesztését, 10 tf tolóerővel, nagy magasságú fúvókával [3] . A fejlesztést az amerikai Pratt & Whitney cég is finanszírozta , amely a Le Bourget 2001 -ben bemutatott RD-0146-os modell megalkotását, valamint a tűzvizsgálati és a potenciális vevőknek az USA -ban bemutatott próbapadi modell elkészítését finanszírozta . . Ezenkívül a Pratt & Whitney szerződést kötött a KBHA-val motorok világszerte történő értékesítésére, a FÁK-országok kivételével . 2004 óta tervezték az RD-0146 [5] [7] értékesítésének megkezdését .
2009. október 10[ adja meg ] befejeződött az RD-0146 turbószivattyús egység fejlesztése .
Az RD-0146-on végzett munka során a vizsgálati módszert megváltoztatták. A korábban elfogadott hazai vizsgálati módszertan szerint egy zárt rendszerű folyékony hajtóanyagú rakétahajtómű került a padra összeszerelt formában. Ha a tesztelés során bármilyen tervezési hibát észleltek, az egész motor meghibásodott. Ezt követően el kellett végezni a válaszfalát, a hibafeltárást és a tervezési változtatásokat [5] .
Az új technika abból áll, hogy a motort három részre osztják: folyékony oxigén rendszerek kísérleti létesítményei, folyékony hidrogén rendszerek kísérleti létesítményei és gyújtókamrák. És csak ezeknek a rendszereknek külön-külön történő kidolgozása után kezdik meg a motort összeszerelt formában tesztelni. Tehát a folyékony oxigénellátó rendszer tesztelésekor tervezési és technológiai hibát fedeztek fel és javítottak ki [5] .
A következő szakaszban az égésteret tesztelték. A vizsgálatokat a névleges 60-70%-os terhelés mellett végeztük. A tesztek során kidolgozták a különböző halmazállapotú üzemanyag-komponensek meggyújtására szolgáló rendszert [5] .
Az utolsó vizsgált üzem a folyékony hidrogén volt . Ennek megszerzéséhez a KBHA speciálisan 100 kg / nap kapacitású üzemet épített [7] , amely Oroszországban a második lett [5] .
2001. október 9-én sikeresek voltak az RD-0146 első tüzelési próbái. Az első indításkor a motor mindössze 8,5 másodpercig működött a névleges érték 50%-ának megfelelő üzemmódban [5] .
2011-ig 30 tűztesztet végeztek 4 motormintán, összesen 1680 másodperces üzemidővel [2] . A tesztek 2-4%-os eltérést mutattak ki a matematikai modelltől [5] . A tesztek során meghibásodás és baleset nem történt [2] .
2012. augusztus 23-án sikeresen befejeződtek az RD-0146D [15] [16] oxigén-hidrogén motor első tüzelési tesztjei .
2012. november 30-án a KBKhA és az M. V. Keldysh után elnevezett Kutatóközpont által közösen kifejlesztett RD-0146D oxigén-hidrogén motor első tűztesztje lézeres gyújtásrendszerrel , amelyet a „Dvina-KVTK ” fejlesztési munka részeként fejlesztettek ki. 17] [18] .
2013. október 28-án sikeresen lezajlott az RD-0146D motor [19] [20] fejlesztési szakaszának első tűzteszt-sorozata .
2013. november 20-án sikeresen elvégezték az RD-0146D motor tűzpróbáját nagy magasságban - először normál vákuumkörülmények között hajtották végre az indítást, és a fúvókában folyamatos kiáramlást biztosítottak gázdinamikus cső [21] [22] .
Több mint 100 tesztet hajtottak végre 5000 másodperc feletti teljes üzemidővel [3] . Az RD-0146 családba tartozó folyékony hajtóanyagú rakétamotor megalkotásának részeként tűzteszteket végeztek [4] :
2021. december 29-én a Roscosmos bejelentette az RD0146D-1 motor sikeres tesztelését, amelynek során a motort bekapcsolták, a megadott üzemmódokban működtek és a programozott programnak megfelelően leállították. [23] [24]
| Szovjet és orosz rakétahajtóművek | ||
|---|---|---|
| alacsony magasságú rakétahajtóművek | ||
| nagy magasságú rakétahajtóművek | ||
| UDVAR | RD-0410 | |