gh НОВОЕ ПОКОЛЕНИЕ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

В послевоенные годы были заложены основы ракетной промышленности в нашей стране и началось активное развитие ракетного двигателестроения. На всех этапах его возглавлял пионер ракетного жидкостного двигателестроения Валентин Петрович Глушко - академик, генеральный конструктор. Его вклад в развитие ракетной промышленности настолько объемен, что и сейчас, спустя 14 лет после его кончины, сформулированные им идеи и предсказания являются путеводной звездой для двигателестроителей-ракетчиков.

Магистральным направлением российской школы двигателистов в создании ЖРД всегда было и есть максимально полное использование химической энергии топлива, т.е. получение максимального удельного импульса, представляющего отношение тяги двигателя к секундному расходу топлива при обеспечении высокой надежностью двигателей. Российские двигателисты добились в этом впечатляющих результатов за счет увеличения степени расширения продуктов сгорания в соплах ракетных двигателей, а для мощных ЖРД, каковыми являются двигатели первых ступеней ракет-носителей (РН), это возможно только путем повышения давления в камерах сгорания (КС). Отечественные двигатели обеспечивают существенно более высокие значения импульсов, чем их зарубежные аналоги. При этом освоенные в России давления в КС составляют величины 150-260 ата, что часто в 2-3 раза превышает зарубежные показатели.

В отечественных ЖРД применяются две схемы организации рабочего процесса в двигателе: открытая (газ после привода турбины выбрасывается в окружающую среду с пониженным удельным импульсом) и замкнутая (газ после привода турбины поступает в основную камеру сгорания, что обеспечивает устранение потерь удельного импульса, характерных для первой схемы).

Отечественные двигатели, выполненные по открытой схеме - двигатели НПО "Энергомаш" РД - 107, РД - 108 для первой и второй ступеней ракеты Р-7 и ее многочисленных модификаций. По замкнутой схеме выполнен двигатель РД-253 ракеты "Протон", который по своим характеристикам является сегодня непревзойденным в мире в своем классе (несмотря на то, что он эксплуатируется с 1965 года). Наиболее выдающимися двигателями с замкнутой схемой и с реализованным давлением в камерах сгорания на уровне 250 ата являются двигатели РД-170 и РД-171 для РН "Энергия" и РН "Зенит". Это самые мощные в мире двигатели с тягой около 800 тонн на экологически чистых компонентах топлива (жидкий кислород и керосин).

Главным достижением последних лет является то, что в процессе создания двигателя РД-170 была отработана универсальная камера сгорания тягой 200 тонн со специальным высоконадежным и эффективным запатентованным на мировом уровне устройством для подавления высокочастотной неустойчивости рабочего процесса в ЖРД. Это обеспечило возможность создания мощных ЖРД: однокамерного тягой 200 тонн, двухкамерного тягой 400 тонн, трехкамерного тягой 600 тонн и четырехкамерного тягой 800 тонн (РД-170).

Созданы и запатентованы уникальные газогенераторы, обеспечивающие мировой приоритет российских двигателей с широким диапазоном регулирования (от 200 до 600 ата). Разработаны и внедрены уникальные узлы качания камер сгорания, позволяющие обеспечивать управление вектором тяги двигателя по всем необходимым направлениям. Отработаны способы обеспечения надежности газовых трактов высокого давления и температуры, способы разгрузки валов турбонасосных агрегатов от осевых усилий, способы запуска и аварийной защиты двигателей, а также найдены конструкторские решения, обеспечивающие многоразовость использования ЖРД.

Эти достижения российского двигателестроения оказались востребованными на мировом рынке настолько, что проект нового двигателя НПО "Энергомаш" РД-180, тягой 400 тонн на компонентах топлива кислород-керосин, победил в конкурсе двигателей для модернизации американской РН "Атлас". Сегодня уже совершено шесть успешных коммерческих запусков РН "Атлас III" и "Атлас IV" с российскими двигателями РД-180. Достижения, полученные в двигателе РД-180, внедряются в новейший двигатель НПО "Энергомаш" РД-191, который сегодня разрабатывается и уже испытывается для применения в ракетно-космических системах "Ангара" и "Онега".

Таким образом, реально сегодня российские космические программы обеспечены новейшим рядом высокосовершенных и надежных мощных ЖРД на экологически чистом топливе.

Российское ЖРД-строение располагает современной испытательной базой, позволяющей отрабатывать как отдельные агрегаты и узлы, так и испытания двигателя в целом. Это тем более важно, что по алгоритму создания двигателей, который используется в практике ведущей двигательной фирмы России - НПО "Энергомаш", каждый двигатель перед поставкой проходит огневые контрольно-технологические испытания точно по циклограмме полета ракеты (изменение тяги по времени полета).

В частности, в НПО "Энергомаш" созданы стенды, на которых испытываются ЖРД, сжигающие 2,4 тонны топлива в секунду при давлении 250 ата. При этом полностью соблюдаются все экологические требования.

В заключение докладчик отметил, что представленный сегодня ряд мощных кислородно-керосиновых двигателей различной размерности, а также перспективные разработки обеспечивают передовые мировые позиции российским жидкостным ракетным двигателям на ближайшие 5-10 лет.

***