| RD0146 | |
|---|---|
| Type | gasfri raketmotor med flydende drivmiddel med elektroplasmatænding |
| Brændstof | flydende brint |
| Oxidationsmiddel | flydende ilt |
| forbrændingskamre | en |
| Land | Rusland |
| Brug | |
| Ansøgning |
Proton-M , Angara-A5 , Rus-M |
| Produktion | |
| Konstruktør | Chemical Automation Design Bureau (chefdesigner N.E. Titkov, ledende designer I.V. Liplyaviy) |
| Skabelsetiden | 1997 - 2010 |
| Fabrikant | TsSKB-Progress , KBHA |
| Produceret | 2010 |
| Muligheder |
RD-0146, RD-0146D, RD-0146DM |
| Vægt- og størrelsesegenskaber |
|
| Vægt | 242 kg [1] |
| Højde | 2200 mm |
| Diameter | 1250 mm |
| Driftsegenskaber | |
| fremstød | 98 kN |
| Specifik impuls | 463 kgf s/kg |
| Arbejdstimer | 560 s |
| Tryk i forbrændingskammeret | 7,9 MPa |
| Tænding | elektroplasma tænding |
RD-0146 er en serie af gasfri flydende raketmotorer (LRE) udviklet af Chemical Automation Design Bureau (KBKhA) i Voronezh . Designet til brug som en del af løfterakettens øvre trin og øvre trin, inklusive Angara løfteraket .
Den første raketmotor med flydende drivmiddel i Rusland bygget i henhold til en gasgeneratorfri ordning, som sikrer høj pålidelighed, især med flere indeslutninger [2] .
For første gang i verden er motoren lavet i henhold til et uafhængigt to-akslet skema til forsyning af brændstofkomponenter med sekventiel gasforsyning til turbinerne, hvilket gjorde det muligt at demonstrere driften af forsyningssystemet med enhedens optimale egenskaber [3] .
Kogt brændstof bruges i stedet for den sædvanlige højtemperaturgeneratorgas (op til 800 °C) til at drive turbopumpeenheder . Flydende brint passerer gennem forbrændingskammerets kølekappe, forgasses , opvarmes til 30-150 °C [4] , passerer gennem pumpeenhedernes turbiner og kommer derefter ind i forbrændingskammeret [5] .
Brændstofturbopumpen udviklet til RD-0146 er den hurtigste i verden blandt serielle LRE'er [6] med en driftsrotorhastighed på op til 125.000 rpm [7] . Kun på én motor blev denne værdi overgået: rotoren på en lille hexan-atomturbopumpe RD-0410 , også udviklet af KBKhA, men ikke sat i serie, roterede med en frekvens på op til 160.000 omdr./min . [5] .
Lavhastigheds forpumper, som er en del af motoren, sikrer motorens ydeevne ved lave komponenttanktryk. [3]
Motorens design bruger: elektroplasmatænding, finning af kammerets brandvæg, kuglestartventiler, moderne titanium- og aluminiumslegeringer, belastede enheder af turbopumpeenheder er lavet af titanium ved hjælp af granulær teknologi [2] .
Den nederste dyse af kammeret er lavet af strålingskølet kulstof-kulstof kompositmateriale [2] .
| Version | RD-0146 | RD-0146D | RD-0146DM | RD-0146D-1 |
|---|---|---|---|---|
| Brændstofkomponenter | flydende ilt / flydende brint | flydende ilt / flydende brint | flydende ilt / flydende naturgas | flydende ilt / flydende brint |
| Brændstofforhold (O/G) | 5,9 / 1,0 | 5,9 / 1,0 | ||
| Tryk i tomt rum , tf (kN) | 10,0 (98,0) | 7,5 (68,6) | 6,6 (64,7) | 9 |
| Specifik trykimpuls i tomt rum , kgf s/kg (m/s) | 463 (4542) | 470 (4690) | 362 (3547) | 470 (4690) |
| Tryk i forbrændingskammeret , kg/cm² (MPa) | 80,8 (7,9) | 60,0 (5,9) | 60,0 (5,9) | 71,5 |
| Omdrejninger af THA- brændstof , rpm | 123 200 | 98 180 | 45 230 | |
| Revolutions TNA oxidationsmiddel , rpm | 40 600 | 32 800 | ||
| Maksimal flyvetid , s | 560 | 1350 | 190 | |
| Antal indeslutninger under flyvning | en | 5 | en | |
| Højde , mm | 2200 | 3558 | 2200 | |
| Dyseskåret diameter , mm | 710 | 960 | 960 | |
| Dyseskåret diameter med dyse , mm | 1250 | 1950 | 1250 | |
| Start af udvikling | 1997 | 2008 | 2007 | 2018 |
På basis af RD-0146-motoren udvikles en ilt-brint RD-0146D raketmotor med flydende drivmiddel med et tryk på 7,5 tf (chefdesigner S.D. Lobov, chefdesigner Yu.P. Kosmachev). Motoren er beregnet til brug som en del af oxygen-brint øvre trin (RB) i Angara løfteraket tunge klasse, og kan også bruges i de øvre trin af lovende løfteraketer [9] . RD-0146D har evnen til at tænde gentagne gange under flyvningen [3] . Et kendetegn ved RD-0146D-motoren er udførelsen af udgangsdelen af den supersoniske dyse i form af en glidende dyse til strålingskøling fra et carbon-carbon-kompositmateriale [4] .
Siden 2018 har KBKhA udviklet en modificeret RD0146D-1-motor med et tryk på 9 tf til Angara løfteraket .
Før RD-0146 blev en sådan ordning ikke udviklet i USSR og Rusland. I begyndelsen af arbejdet med 11D56-motoren under N-1 / L-3- projektet overvejede Design Bureau of Chemical Engineering (KBKhM) en gasfri ordning, men opgav den af en række årsager [10] [11] [12] . KBHA begyndte straks at arbejde med brint på 200 tons RD-0120 til Energia løfteraket (LV) , hvor det med en sådan ordning var ekstremt vanskeligt at implementere høje specifikke egenskaber (først og fremmest højt tryk i kammeret) , designtryk og specifikt momentum på jorden, samt dimensioner og masse) [5] .
RO-95 raketmotoren med flydende drivmiddel kan betragtes som forgængeren for den første gasfrie ilt-brintmotor i hjemmet. I 1988 modtog KBKhA fra RSC Energia kommissoriet for skabelsen af denne motor til de øverste stadier af Buran-T og Vulkan løfteraketter, men arbejdet var kun begrænset til det foreløbige design [13] .
I 1997 blev KBKhA ifølge kommissoriet for GKNPT'erne im. M. V. Khrunichev begyndte udviklingen af en ilt-brint motor RD-0146 med et tryk på 10 tf med en dyse i stor højde [3] . Udviklingen blev også finansieret af det amerikanske firma Pratt & Whitney , som betalte for skabelsen af RD-0146-modellen præsenteret på Le Bourget 2001 , samt produktionen af en bænkmodel til brandprøvning og fremvisning for potentielle købere i USA . Derudover indgik Pratt & Whitney en kontrakt med KBHA om salg af motorer på verdensplan, med undtagelse af CIS-landene . Siden 2004 var det planlagt at begynde at sælge RD-0146 [5] [7] .
10. oktober 2009[ specificer ] udviklingen af en turbopumpeenhed til RD-0146 blev afsluttet.
I øjeblikket[ hvornår? ] [4] [14] :
Under arbejdet med RD-0146 blev testmetoden ændret. Ifølge den tidligere vedtagne indenlandske testmetode blev en raketmotor med flydende drivmiddel med lukket kredsløb placeret på bænken i samlet form. I tilfælde af designfejl under testning svigtede hele motoren. Derefter var det nødvendigt at udføre dets skot, fejldetektion og foretage ændringer i designet [5] .
Den nye teknik består i at opdele motoren i tre dele: flydende oxygen - systemer eksperimentelle faciliteter, flydende brint -systemer eksperimentelle faciliteter, og tænder kamre. Og først efter at have udarbejdet disse systemer separat, begynder motoren at blive testet i samlet form. Så ved test af det flydende iltforsyningssystem blev en design- og teknologisk defekt opdaget og rettet [5] .
På næste trin blev forbrændingskammeret testet. Testene blev udført ved belastninger på 60-70 % af den nominelle. Under testene blev der udarbejdet et system til antændelse af brændstofkomponenter i forskellige aggregattilstande [5] .
Det sidste anlæg, der blev testet, var flydende brint . For at opnå det byggede KBHA et anlæg med en kapacitet på 100 kg/dag [7] , som blev det andet i Rusland [5] .
Den 9. oktober 2001 bestod de første skudprøver af RD-0146. Ved første start arbejdede motoren kun i 8,5 sekunder i en tilstand svarende til 50 % af den nominelle [5] .
I 2011 blev der udført 30 brandforsøg på 4 motorprøver med en samlet driftstid på 1680 sekunder [2] . Tests viste afvigelser fra den matematiske model med 2-4 % [5] . Der var ingen fejl og uheld under testene [2] .
Den 23. august 2012 blev de første affyringstest af oxygen-brint-motoren RD-0146D [15] [16] gennemført med succes .
Den 30. november 2012 blev de første brandforsøg af ilt-brint-motoren RD-0146D med et lasertændingssystem udviklet i fællesskab af KBKhA og Forskningscentret opkaldt efter M.V. Keldysh , udviklet som en del af udviklingsarbejdet "Dvina-KVTK" [ 17] [18] .
Den 28. oktober 2013 blev den første serie af brandtest af udviklingsstadiet af RD-0146D-motoren [19] [20] udført med succes .
Den 20. november 2013 blev brandtest af RD-0146D-motoren med succes udført i store højder - for første gang blev der udført en opsendelse under normale vakuumforhold, og en kontinuerlig udstrømning i dysen blev sikret ved brug af en gasdynamisk rør [21] [22] .
Der er udført mere end 100 tests med en samlet driftstid på over 5000 sekunder [3] . Som en del af skabelsen af en raketmotor med flydende drivmiddel af RD-0146-familien blev der udført brandtests [4] :
Den 29. december 2021 annoncerede Roscosmos den vellykkede test af RD0146D-1-motoren, hvor motoren blev tændt, kørt i de specificerede tilstande og stoppet i fuld overensstemmelse med det programmerede program. [23] [24]
| Sovjetiske og russiske raketmotorer | ||
|---|---|---|
| raketmotorer i lav højde | ||
| raketmotorer i høj højde | ||
| GÅRD | RD-0410 | |