Геннадий Нечаев
Рoccия начала иcпытывать нoвoе пoкoление ракет-нocителей «Ангара», экoнoмичных и вынocливых. Разрабoтка технoлoгии пoвтoрнoгo иcпoльзoвания cамoй дoрогой чаcти ракеты позволит cократить затраты на выведение грузов в коcмоc.
«Ангара» cоздана на оcнове универcального ракетного модуля c киcлородно-кероcиновым двигателем, являющимcя роccийским ноу-хау. Семейство этих двигателей включает в себя носители от легкого до тяжелого класса и обладает уникальным диапазоном грузоподъемности – от 1,5 до 25 т. Именно с такими ракетами специалисты связывают развитие российской космонавтики в ближайшие десятилетия. 
Новый ракетный двигатель РД-191 разработки НПО «Энергомаш имени академика В.П. Глушко», предназначенный для перспективных носителей «Ангара» и многоразовых ракет-ускорителей «Байкал», поставлен для установки на действующее изделие. Об этом сообщило недавно Российское космическое агентство. Поскольку двигатель относится к среднему классу, то кроме основного применения он может быть использован в качестве первой ступени в ракетах-носителях (РН) при запуске телекоммуникационных космических аппаратов.
РД-191 представляет собой дальнейшее развитие двигателей семейства РД-170/171, которые были разработаны для универсальной транспортной системы «Энергия», а сейчас используются в составе РН «Зенит». Семейство развивалось в направлении создания более легких двигателей. Если РД-170, примененный в первой ступени тяжелой РН «Энергия», был четырехкамерным, то созданный на его базе экспортный мотор для модернизированных американских носителей семейства Atlas III/IV РД-180 представляет собой как бы его «половинку» с двумя камерами сгорания.
РД-191 – это и вовсе «четвертинка» двигателя «Энергии»: камера сгорания в нем всего одна. Тем не менее, он развивает рекордную в своем классе тягу – 221 т при собственном весе 2,2 т. Такой показатель достигнут сочетанием хорошо выверенного еще советским ракетостроением решения, называемого «дожигание окислительного газа» (заключается в подаче выхлопа турбонасосных агрегатов в
камеру сгорания вместо бесполезного его выбрасывания), с новой формой камеры сгорания, отработанной на трехмерных математических моделях и обеспечивающей более оптимальное использование энергии горения ракетного топлива. Кстати, схема с дожиганием окислительного газа является своеобразной «визитной карточкой» предприятия «Энергомаш».
Но есть у нового двигателя еще одна особенность, крайне редко встречающаяся в ракетостроении и делающая его характеристики уникальными. Это – возможность плавного регулирования тяги от 38% до номинала.
Действительно, для обеспечения необходимой динамики разгона полная тяга необходима на начальных этапах полета, когда запас топлива еще не выработан и масса ракеты близка к стартовой. По мере выгорания горючего и окислителя тяга может быть уменьшена, что позволяет экономить топливо, необходимое, например, для орбитального маневрирования.
Следует отметить, что разработка двигателя идет с 1998 г. Первый массогабаритный макет РД-191, предназначенный для увязки интерфейса ракеты и двигателя, был поставлен НПО «Энергия» в 1999 г., а первое огневое испытание на наземном стенде состоялось еще в июле 2001 г.
С принятием в сентябре 2004 г. правительственного решения об ускорении работ по программе «Ангара» были интенсифицированы и работы по двигательной установке, которые фактически свелись к большой серии наземных огневых испытаний (более 100 огневых циклов) с последующим анализом и устранением выявленных недостатков, ведь большой ресурс – один из важнейших показателей для РД-191.
Дело в том, что двигатель изначально задуман как многоразовый. Традиционно при запуске ракеты отработавшая первая ступень всегда падает на Землю, чем создает определенную экологическую и физическую опасность в районе падения. Ступень же для «Ангары» под названием «Байкал» сделана управляемой, возвращаемой и многоразовой.
Разработка технологии возвращения и повторного использования наиболее дорогостоящих частей ракеты позволит в несколько раз сократить затраты на выведение в космос полезных грузов. В условиях ограниченных финансовых возможностей разработка такой технологии представляется наиболее экономически целесообразной.
Отметим глав
ное – новый РД уже существует в металле, он успешно прошел полный цикл наземных испытаний. И здесь будет к месту вспомнить уже вошедшую в анналы истории шутку академика Валентина Петровича Глушко, чье имя носит НПО «Энергомаш». А звучит она так: «Если есть ракетный двигатель, то к нему хоть забор привяжи – он полетит!».
Все космические аппараты до сих пор строились как универсальные. Практически одни и те же корабли используются для доставки на орбиту людей и грузов. Думается, настало время делать корабли специализированные, отдельно грузовики с повышенной экономичностью, т.е. меньшей стоимостью вывода килограмма груза на орбиту, и отдельно пассажирские корабли (они же спасательные капсулы) с повышенной комфортностью и безопасностью для доставки на орбиту и спуска с орбиты людей. Но «движок», в принципе, им понадобится один и тот же. Он у нас уже есть!
Новый ракетный двигатель РД-191 разработки НПО «Энергомаш имени академика В.П. Глушко», предназначенный для перспективных носителей «Ангара» и многоразовых ракет-ускорителей «Байкал», поставлен для установки на действующее изделие. Об этом сообщило недавно Российское космическое агентство. Поскольку двигатель относится к среднему классу, то кроме основного применения он может быть использован в качестве первой ступени в ракетах-носителях (РН) при запуске телекоммуникационных космических аппаратов.
РД-191 представляет собой дальнейшее развитие двигателей семейства РД-170/171, которые были разработаны для универсальной транспортной системы «Энергия», а сейчас используются в составе РН «Зенит». Семейство развивалось в направлении создания более легких двигателей. Если РД-170, примененный в первой ступени тяжелой РН «Энергия», был четырехкамерным, то созданный на его базе экспортный мотор для модернизированных американских носителей семейства Atlas III/IV РД-180 представляет собой как бы его «половинку» с двумя камерами сгорания.
РД-191 – это и вовсе «четвертинка» двигателя «Энергии»: камера сгорания в нем всего одна. Тем не менее, он развивает рекордную в своем классе тягу – 221 т при собственном весе 2,2 т. Такой показатель достигнут сочетанием хорошо выверенного еще советским ракетостроением решения, называемого «дожигание окислительного газа» (заключается в подаче выхлопа турбонасосных агрегатов в
камеру сгорания вместо бесполезного его выбрасывания), с новой формой камеры сгорания, отработанной на трехмерных математических моделях и обеспечивающей более оптимальное использование энергии горения ракетного топлива. Кстати, схема с дожиганием окислительного газа является своеобразной «визитной карточкой» предприятия «Энергомаш».
Но есть у нового двигателя еще одна особенность, крайне редко встречающаяся в ракетостроении и делающая его характеристики уникальными. Это – возможность плавного регулирования тяги от 38% до номинала.
Действительно, для обеспечения необходимой динамики разгона полная тяга необходима на начальных этапах полета, когда запас топлива еще не выработан и масса ракеты близка к стартовой. По мере выгорания горючего и окислителя тяга может быть уменьшена, что позволяет экономить топливо, необходимое, например, для орбитального маневрирования.
Следует отметить, что разработка двигателя идет с 1998 г. Первый массогабаритный макет РД-191, предназначенный для увязки интерфейса ракеты и двигателя, был поставлен НПО «Энергия» в 1999 г., а первое огневое испытание на наземном стенде состоялось еще в июле 2001 г.
С принятием в сентябре 2004 г. правительственного решения об ускорении работ по программе «Ангара» были интенсифицированы и работы по двигательной установке, которые фактически свелись к большой серии наземных огневых испытаний (более 100 огневых циклов) с последующим анализом и устранением выявленных недостатков, ведь большой ресурс – один из важнейших показателей для РД-191.
Дело в том, что двигатель изначально задуман как многоразовый. Традиционно при запуске ракеты отработавшая первая ступень всегда падает на Землю, чем создает определенную экологическую и физическую опасность в районе падения. Ступень же для «Ангары» под названием «Байкал» сделана управляемой, возвращаемой и многоразовой.
Разработка технологии возвращения и повторного использования наиболее дорогостоящих частей ракеты позволит в несколько раз сократить затраты на выведение в космос полезных грузов. В условиях ограниченных финансовых возможностей разработка такой технологии представляется наиболее экономически целесообразной.
Отметим глав
ное – новый РД уже существует в металле, он успешно прошел полный цикл наземных испытаний. И здесь будет к месту вспомнить уже вошедшую в анналы истории шутку академика Валентина Петровича Глушко, чье имя носит НПО «Энергомаш». А звучит она так: «Если есть ракетный двигатель, то к нему хоть забор привяжи – он полетит!».
Все космические аппараты до сих пор строились как универсальные. Практически одни и те же корабли используются для доставки на орбиту людей и грузов. Думается, настало время делать корабли специализированные, отдельно грузовики с повышенной экономичностью, т.е. меньшей стоимостью вывода килограмма груза на орбиту, и отдельно пассажирские корабли (они же спасательные капсулы) с повышенной комфортностью и безопасностью для доставки на орбиту и спуска с орбиты людей. Но «движок», в принципе, им понадобится один и тот же. Он у нас уже есть!
