РД-0146

РД-0146
Тип:	ЖРД с электроплазменным зажиганием
Топливо:	жидкий водород
Окислитель:	жидкий кислород
Рабочее тело:	жидкий водород + жидкий кислород
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:	РД-0146, РД-0146Д, РД-0146 (жидкий кислород + жидкий СПГ)
Массогабаритные характеристики
Масса:	242 кг
Высота:	2200 мм
Диаметр:	1250 мм
Рабочие характеристики
Тяга:	98 кН (РД-0146) 68,6 кН (РД-0146Д) 64,7 кН (РД-0146 (жидкий кислород + жидкий СПГ))
Удельный импульс:	4542 м/с (463 кгс·с/кг) (РД-0146) 4690 м/с (470 кгс·с/кг) (РД-0146Д) 3547 м/с (362 кгс·с/кг) (РД-0146 (жидкий кислород + жидкий СПГ))
Время работы:	560 с (РД-0146) 1350 с (РД-0146Д) 190 с (РД-0146 (жидкий кислород + жидкий СПГ))[1]
Давление в камере сгорания:	80,8 бар (РД-0146) 60 бар (РД-0146Д, РД-0146 (жидкий кислород + жидкий СПГ))
Зажигание:	электроплазменное зажигание

РД-0146 — безгазогенераторный жидкотопливный 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 нее по ряду причин (НК №12, 1999 и №1, 2, 2000). 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, расчетную тягу и удельный импульс на земле, а также габариты и массу)^[2].

Разработка началась в 1997 году. К 2010 году КБХА провело 30 огневых испытаний двигателя^[3]. Лётные испытания будут произведены в 2013 году на ракете-носителе Ангара-А5^[4].

Конструкция

В конструкции РД-0146 для привода турбонасосных агрегатов вместо обычного высокотемпературного генераторного газа (до 800°С) применяется 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^[2].

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^[2].

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^[2].

10 октября 2009 года была завершена разработка турбонасоса для РД-0146. Турбонасос КБХА является самым скоростным в мире среди серийных ЖРД^[4], работая на скорости 123 000^[5]—125 000 оборотов в минуту^[6].

В настоящее время^[5]:

• дорабатывается модификация двигателя с использованием в связке из четырёх двигателей для второй ступени ракет-носителей среднего класса повышенной грузоподъемности, которые будут запускаться с космодрома «Восточный»
• разрабатывается ЖРД РД-0146Д для разгонного блока ракеты-носителя Ангара-А5
• отработка двигателя РД-0146 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^[2].

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^[2].

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^[2].

Последней тестировалась установка с жидким водородом. Для его получения КБХА специально построила завод мощностью 100^[6] кг в сутки, который стал вторым в России^[2].

9 октября 2001 года прошли первые огневые испытания РД-0146. При первом пуске двигатель проработал всего 8,5 секунд при режиме, соответствующем 50% штатного^[2].

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

См. также

• RL-10

Примечания

1. ↑ За 6 включений при ОИ.
2. ↑ ^{1 2 3 4 5 6 7 8 9 10} И.Афанасьев Огневые испытания воронежского ЖРД. Журнал «Новости космонавтики» (Октябрь 2001 года). Архивировано из первоисточника 8 июля 2012. Проверено 26 декабря 2010.
3. ↑ ^{1 2 3} История. Официальный сайт «Конструкторского бюро химавтоматики». Архивировано из первоисточника 21 августа 2011. Проверено 26 декабря 2010.
4. ↑ ^{1 2} Двигатель «Ангары» оснастят уникальным турбонасосом. Газета «Известия» (8 октября 2009 года).(недоступная ссылка — история) Проверено 26 декабря 2010.
5. ↑ ^{1 2 3 4} РД0146. РД0146Д. Перспективные ракеты-носители («Ангара-А5», «Русь-М»). Официальный сайт «Конструкторского бюро химавтоматики». Архивировано из первоисточника 8 июля 2012. Проверено 26 декабря 2010.
6. ↑ ^{1 2} Воронежское КБ делает новые двигатели. Газета Известия (20 декабря 2002 года).(недоступная ссылка — история) Проверено 26 декабря 2010.

Ссылки

• РД-0146 на официальном сайте Pratt & Whitney

Для улучшения этой статьи желательно?: Добавить иллюстрации.