Интервью одного из разработчиков ракетного двигателя РД-180. Разработчики ракетных двигателей


Интервью одного из разработчиков ракетного двигателя РД-180

На фоне недавних провалов в космической отрасли у России остается все меньше козырей. Одним из немногих поводов для гордости остается двигатель РД-180, который США стабильно закупают на протяжении последних 20 лет вопреки всему и до сих пор не в состоянии создать собственный аналог. Создатель легендарного движка — лауреат премии «Глобальная энергия» академик РАН Борис Иванович Каторгин — рассказал «Ленте.ру» о перспективах освоения космоса, отношении к Илону Маску и необходимости возвращения на Луну.

– Какие ракетные двигатели, помимо российских, вы считаете лучшими в мире сейчас и прежде?

Очень интересным двигателем был F-1. Соединенные Штаты Америки использовали его для первой ступени ракеты Saturn V, на которой осуществлялись запуски на Луну. Этот двигатель имел тягу 680 тонн и работал на кислороде с керосином. Для своего времени он был весьма передовым и эффективным: американцы высадились на Луну в 1969 году. Конечно, российские двигателестроители шли немного другим путем, создавая двигатели с более совершенным использованием химической энергии топлива.

Из двигателей меньшей тяги обязательно надо отметить двигатель RL-10, созданный фирмой Pratt Whitney. Этот кислородно-водородный двигатель имел тягу порядка десяти тонн и использовался на верхних ступенях ракет. В модернизированном виде его применяют в ракетах Atlas, где также стоит российский двигатель РД-180, который у нас активно покупают американцы. Я бы упомянул и двигатель SSME, который устанавливали на американских шаттлах. Он работал на кислороде с водородом и совершил много успешных полетов.

– Не боитесь, что американцы откажутся от закупок двигателей?

В 1996 году мы подписывали контракт на разработку керосиново-кислородного двигателя РД-180 тягой 400 тонн, который стоит на первой ступени Atlas. Тогда мы договорились о поставке США 101 двигателя. Из них мы успели поставить 87, улетели — 72. Конечно, США хотят иметь свой двигатель. Но без России в космос американцы не улетят: в этом году вдобавок к 101 двигателю они заказали еще 20, забыв про все санкции. И эта программа будет выполнена в полном объеме.

Мы работали с американцами, и в политику никто из нас не вдавался. Крупных инцидентов никогда не было, а атмосфера была поистине дружеской. Серьезные споры были даже при заключении договоров, но всегда удавалось находить общее взаимовыгодное решение.

Политикам есть чему поучиться у российских конструкторов. Сумеют ли американцы создать что-то такое же или лучше — не знаю. Посмотрим. Создание нового двигателя — дело небыстрое.

– А как вам двигатель Merlin, который используется Space X?

Конечно, это очень интересный двигатель. По своим параметрам он уступает нашим, но работает — слава богу, как говорится. В Америке приветствуются частные компании и инновации. Очень надеюсь, что и у нас до этого дойдет.

Существует немало интересных проектов, которые требуют немалых инвестиций. Окупаемость, конечно, довольно длительный процесс для таких программ. Для начала надо организовать государственно-частное партнерство в космической сфере: от туризма до создания крупных космических электростанций, которые передавали бы энергию на Землю.

– Когда контракт на поставку РД-180 закончится, чем займется НПО «Энергомаш»?

На базе наших наработок — двигателей РД-170, РД-171, РД-180, РД-191 — можно строить ракеты тяжелого и сверхтяжелого классов. В этом отношении у нас большое конкурентное преимущество перед другими производителями ракетно-космической техники.

Времена меняются, появляются новые вызовы. Тридцать лет устройство автомобильного двигателя в целом было таким же, как сейчас. Впрочем, новые двигатели лучше прежних. Такая же ситуация и в ракетно-космической сфере: у нас есть хорошие наработки, которые можно и нужно совершенствовать — например, в сторону меньших массовых и больших энергетических характеристик.

– Как насчет создания двигателей многоразового использования?

Систему «Буран» мы создавали как многоразовую. И самый большой и самый энергоэффективный в мире двигатель РД-170 тягой 800 тонн был предназначен как раз для многократного использования. К слову, в секунду в нем сгорает около 2,5 тонны топлива.

Без съема со стенда РД-170 работал у нас около 20 раз. Ракета «Энергия» имела четыре боковые ступени с этими двигателями. На верхних частях ступеней можно было заметить утолщения в виде полуконических колпаков: там должна была размещаться система спасения ступеней ракеты. Планировали поставить туда и парашютные системы, и тормозные двигатели.

– Илон Маск вообще научился ловить ступени на баржу…

Честь и хвала Илону Маску! Надо отдать ему должное, он идет непроторенной дорогой. Технически использование возвращенных Space X ступеней возможно, но надо детально отрабатывать технологию и особое внимание уделять тому, чтобы ничто не было повреждено при спасении. И все это достигается опытным путем.

Илон Маск молодец, но с полетом на Марс он торопится. Торопиться в этом вопросе абсолютно не надо — надо отправить для изучения планеты больше беспилотных аппаратов. Марс таит немало загадок и опасностей, в том числе и для человека.

– Вас не смущает появление у России мощных конкурентов?

Нет. За последние десятилетия, например, Китай продемонстрировал большой прогресс. Мир на месте не стоит, и это очень хорошо.

– В России НПО «Энергомаш» работает на бесконкурентной основе. Вас это не смущает?

Конкуренция подстегивает делать все лучше и лучше, двигаться дальше. Но надо ли плодить аналоги НПО «Энергомаш»? Не думаю.

Так сложилось исторически. Например, существовала фирма, которую возглавлял Николай Дмитриевич Кузнецов. Изначально она существовала для создания воздушно-реактивных двигателей для самолетов и сделала в этом отношении очень много. Но когда выбирали двигатель для ракеты Н-1, которая предназначалась для полета на Луну, конкурировали как раз НПО «Энергомаш» и фирма Кузнецова. Тогда Сергей Королев остановил свой выбор на команде Кузнецова, хотя их двигатель почти не отличался от предложенного нами.

– И что получилось у Кузнецова?

Двигатель тягой 150 тонн при давлении в камере 150 атмосфер — это был колоссальный скачок в сравнении с предыдущими разработками: по давлению почти в два раза и по тяге почти в два раза.

Кузнецов с задачей справился, двигатель сделал, но все четыре запуска ракеты Н-1 были неудачными. Впоследствии эта программа была закрыта, а на ее месте открылась «Энергия-Буран», которую возглавил академик Глушко.

Она была реализована весьма успешно: провели замечательный тестовый полет, а ракета «Энергия» запускалась два раза — один раз с полезной нагрузкой, а второй — в автоматическом беспилотном режиме с космическим самолетом «Буран». Это был гигантский успех, но, к сожалению, при развале Советского Союза наша программа и многие другие важные начинания были забыты.

– Как ракетной отрасли удавалось выживать в этот непростой период?

Могу сказать только одно: к счастью для России, генеральные конструкторы оказались стойкими к переменам. Они старались не развалить предприятия, сохранить их в работоспособном состоянии, и это во многом получилось. Я не боюсь этих слов, но именно благодаря этому отрасль удалось сохранить. А вот авиация понесла в те годы большие потери, и я не уверен, что мы когда-нибудь сможем преодолеть последствия этого.

– А как обстоят дела с «молодой кровью»?

В нашей отрасли уехать за рубеж, конечно, сложно, но можно. На наших предприятиях работают такие люди, которые никуда не ездят, за исключением разве что командировок. Конечно, в 1990-е произошло вымывание среднего уровня специалистов, которые после вуза успели отработать не более 10 лет. Когда было плохо с зарплатой — не платили по нескольку месяцев, — многие разбегались по разным структурам, в том числе коммерческим.

Генеральные конструкторы, в том числе я, сами руководили кафедрами при наших фирмах: старались специалистов удержать и воспитать. И нам это удалось. Впрочем, отъезд специалистов за рубеж или их уход из отрасли — это все-таки трагедия.

– По крайней мере, в России больше не пытаются запускать «гравицапу».

Знаете, у нас часто появляются изобретательские идеи, граничащие с безумием. Иногда они появляются из-за того, что люди банально не знают законов термодинамики.

– Какие достижения последних лет вы бы назвали главными?

Пожалуй, строительство космодрома Восточный. Первый пуск — это прекрасно. Но, без сомнения, космодром надо развивать дальше. Особый акцент следует сделать на создании инфраструктуры для запуска тяжелых и сверхтяжелых ракет, в том числе с прицелом на Луну.

– Вроде ее уже покорили — какой смысл лететь туда?

По космическим меркам тридцать лет — это мгновенье. Луна человеком не познана и не освоена, хотя может быть отличным плацдармом для изучения космоса. Так что работать в этом направлении никогда не поздно и не рано.

Многие пытаются понять, почему американцы так резко прекратили полеты на Луну. Возобновление этих начинаний — это отличный шаг, особенно в контексте освоения космической энергетики.

Кроме того, рассматриваются варианты создания высокоорбитальных станций, которые будут располагаться далеко за пределами так называемых «опорных околоземных орбит». Они будут ремонтируемыми и посещаемыми, так что в этом отношении мысль работает.

– Как прокомментируете приобретение платформы «Морской старт»?

У этого проекта большое будущее, и очень хорошо, что его выкупили. На начальной стадии мы вместе с генеральным конструктором РКК «Энергия» Юрием Павловичем Семеновым активно им занимались и поддерживаем его до сих пор.

Ракета «Зенит» сделана на Украине, но двигатели первой и второй ступени — наши: 800-тонный РД-171 и 85-тонный РД-120. Третья ступень — уже не наша разработка.

Мы ждем, когда возобновятся запуски с экватора: это очень удобно и крайне выгодно. Россия вложила в этот проект немало своих интеллектуальных достижений.

– Сильно ли повлияли последние события на взаимодействие с украинскими коллегами?

Пока ситуация носит неопределенный характер и развивается по неопределенному сценарию. В человеческом плане мы как были хорошими друзьями, так и остались. Главное, что люди остаются людьми, и политическая ситуация не влияет на их мировоззрение и отношение к старым товарищам.

– Какой из отложенных в долгий ящик российских проектов стоило бы возродить?

Без сомнения, мы обязаны вернуться к программе «Энергия-Буран». Прошло более четверти века, но проект не устарел, его можно воспроизвести как минимум в виде тяжелой или сверхтяжелой ракеты, которые России сейчас очень нужны. Зачем придумывать новое решение, когда есть уже готовое и пригодное для качественной модификации?

На фундаментальной науке нельзя экономить — она не только позволяет стране двигаться вперед, но и открывает новые горизонты.

lenta.ru/articl…

Favorite
Твоим друзьям это понравится!

kosmoturizm.ru

Ядерный ракетный двигатель Википедия

Классификация ядерных ракетных двигателей[1]

Я́дерный раке́тный дви́гатель (ЯРД) — разновидность ракетного двигателя, которая использует энергию деления или синтеза ядер для создания реактивной тяги.

Традиционный ЯРД в целом представляет собой конструкцию из нагревательной камеры с ядерным реактором как источником тепла, системы подачи рабочего тела и сопла. Рабочее тело (как правило — водород) подаётся из бака в активную зону реактора, где, проходя через нагретые реакцией ядерного распада каналы, разогревается до высоких температур и затем выбрасывается через сопло, создавая реактивную тягу. Существуют различные конструкции ЯРД: твёрдофазный, жидкофазный и газофазный — соответствующие агрегатному состоянию ядерного топлива в активной зоне реактора — твёрдое, расплав или высокотемпературный газ (либо даже плазма).

В СССР развёрнутое постановление правительства по проблеме создания ЯРД было подписано в 1958 году. Этим документом руководство работами в целом было возложено на академиков Келдыша М. В., Курчатова И. В. и Королёва С. П.[2][3]. К работам были подключены десятки исследовательских, проектных, конструкторских, строительных и монтажных организаций. ЯРД активно разрабатывались КБХА в Воронеже и испытывались в СССР (см. РД-0410) и США (см. NERVA) с середины 1950-х годов. Исследования ведутся и в 2018 году[4].

По оценкам А. В. Багрова, М. А. Смирнова и С. А. Смирнова ядерный ракетный двигатель может добраться до Плутона за 2 месяца[5][6] и вернуться обратно за 4 месяца с затратой 75 тонн топлива, до Альфы Центавра за 12 лет, а до Эпсилон Эридана за 24,8 года[7].

Твёрдофазный ядерный ракетный двигатель

В твёрдофазных ЯРД (ТфЯРД) делящееся вещество, как и в обычных ядерных реакторах, размещено в сборках-стержнях (ТВЭЛах) сложной формы с развитой поверхностью, что позволяет эффективно нагревать газообразное рабочее тело (обычно — водород, реже — аммиак), одновременно являющееся теплоносителем, охлаждающим элементы конструкции и сами сборки. Температура нагрева ограничена температурой плавления элементов конструкции (не более 3000 К). Удельный импульс твердофазного ЯРД, по современным оценкам, составит 8000—9000 м/с, что более, чем вдвое превышает показатели наиболее совершенных химических ракетных двигателей. Наземные демонстраторы технологий ТфЯРД в ХХ веке были созданы и успешно испытаны на стендах (программа NERVA в США, РД-0410 в СССР).

Жидкофазный ядерный ракетный двигатель

Газофазный ядерный ракетный двигатель

Газофазный ядерный реактивный двигатель (ГЯРД) — концептуальный тип реактивного двигателя, в котором реактивная сила создаётся за счёт выброса теплоносителя (рабочего тела) из ядерного реактора, топливо в котором находится в газообразной форме или в виде плазмы. Считается, что в подобных двигателях удельный импульс составит 30000—50000 м/с. Перенос тепла от топлива к теплоносителю достигается в основном за счёт излучения, большей частью в ультрафиолетовой области спектра (при температурах топлива около 25 000 °C).

Ядерный импульсный двигатель

Атомные заряды мощностью примерно в килотонну на этапе взлёта должны взрываться со скоростью один заряд в секунду. Ударная волна — расширяющееся плазменное облако — должна была приниматься «толкателем» — мощным металлическим диском с теплозащитным покрытием и потом, отразившись от него, создать реактивную тягу. Импульс, принятый плитой толкателя, через элементы конструкции должен передаваться кораблю. Затем когда высота и скорость вырастут, частоту взрывов можно будет уменьшить. При взлёте корабль должен лететь строго вертикально чтобы минимизировать площадь радиоактивного загрязнения атмосферы.

В США космические разработки с использованием импульсных ядерных ракетных двигателей осуществлялись с 1958 по 1965 год в рамках проекта «Орион» компанией «Дженерал Атомикс» по заказу ВВС США.

Космический корабль проекта «Орион», рисунок художника

По проекту «Орион» проводились не только расчёты, но и натурные испытания. Лётные испытания моделей летательного аппарата с импульсным приводом (для взрывов использовалась обычная химическая взрывчатка). Были получены положительные результаты о принципиальной возможности управляемого полёта аппарата с импульсным двигателем. Также для исследования прочности тяговой плиты проведены испытания на атолле Эниветок. Во время ядерных испытаний на этом атолле покрытые графитом стальные сферы были размещены в 9 м от эпицентра взрыва. Сферы после взрыва найдены неповреждёнными, тонкий слой графита испарился (аблировал) с их поверхностей.

Программа развития проекта «Орион» была рассчитана на 12 лет, расчётная стоимость — 24 миллиарда долларов, что было сопоставимо с запланированными расходами на лунную программу «Аполлон» («Apollo»). Интересно, что разработчики проводили предварительные расчёты постройки на базе этой технологии корабля поколений с массой до 40 млн тонн и экипажем до 20 000 человек[8]. Согласно их расчётам один из уменьшенных вариантов такого ядерно-импульсного звездолёта (массой 100 тыс. т) мог бы достичь Альфы Центавра за 130 лет, разогнавшись до скорости 10 000 км/с.[9][10] Однако приоритеты изменились, и в 1965 году проект был закрыт.

В СССР аналогичный проект разрабатывался в 1950—70х годах[11]. Устройство содержало дополнительные химические реактивные двигатели, выводящие его на 30-40 км от поверхности Земли и затем предполагалось включать основной ядерно-импульсный двигатель. Основной проблемой была прочность экрана-толкателя, который не выдерживал огромных тепловых нагрузок от близких ядерных взрывов. Вместе с тем были предложены несколько технических решений, позволяющих разработать конструкцию плиты-толкателя с достаточным ресурсом. Проект не был завершён. Реальных испытаний импульсного ЯРД с подрывом ядерных устройств не проводилось.

Другие разработки

В 1960-х годах США были на пути к Луне. Менее известным является тот факт, что в Зоне 25 (рядом со знаменитой Зоной 51) на полигоне Невады учёные работали над одним амбициозным проектом — полётом на Марс на ядерных двигателях. Проект был назван NERVA. Работая на полную мощность, ядерный двигатель должен был нагреваться до температуры в 2026,7 °C. В январе 1965 года были произведены испытания ядерного ракетного двигателя под кодовым названием «КИВИ»(KIWI).

В ноябре 2017 года Китайская корпорация аэрокосмической науки и техники (China Aerospace Science and Technology Corporation, CASC) опубликовала дорожную карту развития космической программы КНР на период 2017—2045 годы. Она предусматривает, в частности, создание многоразового корабля, работающего на ядерном ракетном двигателе[12].

В феврале 2018 года появились сообщения о том, что НАСА возобновляет научно-исследовательские работы по ядерному ракетному двигателю[13][14].

Ядерная электродвигательная установка

ЯЭДУ используется для выработки электроэнергии, она, в свою очередь, используется для работы электрического ракетного двигателя.

С 2010 года в России начались работы над проектом ядерной электродвигательной установки (ЯЭДУ) мегаваттного класса для космических транспортных систем[15][16]. По словам директора и генерального конструктора ОАО «НИКИЭТ» Юрия Драгунова, чьё предприятие конструирует реакторную установку, согласно плану ЯЭДУ должна быть готова в 2018 году[17][18]. На начало 2016 года завершено эскизное проектирование[19], проектная документация[20], завершены испытания системы управления реактором[21], проведены испытания ТВЭЛ[22], проведены испытания корпуса реактора[23], проведены испытания полномасштабных макетов радиационной защиты реакторной установки[24].

См. также

Примечания

  1. ↑ Паневин, Прищепа, 1978.
  2. ↑ Центр Келдыша, 2003, с. 192.
  3. ↑ Энергомаш, 2008, Очерк разработки ядерных ракетных двигателей в КБ Энергомаш.
  4. ↑ Роскосмос занялся разработкой ядерного космического корабля, Lenta.ru, 28.10.2009.
  5. ↑ АКАДЕМИИ НАУК СССР КОМИССИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ НАУЧНОГО НАСЛЕДИЙ К. Э. ЦИОЛКОВСКОГО ГОСУДАРСТВНЫЙ МУЗЕЙ ИСТОРИИ КОСМОНАВТИКИ им. к.э. ЦИОЛКОВСКОГО ТРУДЫ ДВАДЦАТЫХ ЧТЕНИЙ К. Э.ЦИОЛКОВСКОГО Секция «Проблемы ракетной и космической техники» Калуга, 1985 г. А. В. Багров, М. А. Смирнов, С. А. Смирнов МЕЖЗВЕЗДНЫЕ КОРАБЛИ С МАГНИТНЫМ ЗЕРКАЛОМ
  6. ↑ Багров А. В., Смирнов М. А. Каравеллы для звездоплавателей // Наука и человечество. 1992—1994. — М.: Знание, 1994.
  7. ↑ Международный ежегодник «Гипотезы прогнозы наука и фантастика» 1991 г. XXI век: строим звездолет. Александр Викторович Багров. Михаил Александрович Смирнов
  8. ↑ http://www.astronautix.com/lvs/oritsink.htm Orion Starship — Heat Sink, Encyclopedia Astronautica www.astronautix.com
  9. ↑ http://www.astronautix.com/lvs/oriative.htm Orion Starship — Ablative, Encyclopedia Astronautica www.astronautix.com
  10. ↑ Looking Back at Orion by Paul Gilster on September 23, 2006, Centauri Dreams (centauri-dreams.org)
  11. ↑ Российские ядерные двигатели могут быть использованы при полёте на Марс
  12. ↑ Andrew Jones //China sets out long-term space transportation roadmap including a nuclear space shuttle. gbtimes.com. 2017-11-16.
  13. ↑ NASA Is Bringing Back Nuclear-Powered Rockets to Get to Mars//Fortune, новостной портал, по информации Bloomberg. 15 февраля 2018.
  14. ↑ Даниил Ревадзе//NASA возвращается к идее ядерного двигателя для космических кораблей. Портал hightech.fm. 17 февраля 2018.
  15. ↑ В России создается принципиально новая энергодвигательная установка для космических миссий
  16. ↑ Росатом разработка новой космической ядерной установки идет по плану
  17. ↑ В России собрали первый в мире ТВЭЛ для космической энергоустановки. // Lenta.ru
  18. ↑ Завершены испытания системы управления реактором космической ЯЭДУ
  19. ↑ Первая часть проекта ядерного двигателя для корабля будет заверена в 2012 г
  20. ↑ В 2016 году Росатом приступит к созданию космического реактора
  21. ↑ Завершены испытания регулирующего органа реактора ЯЭДУ мегаваттного класса
  22. ↑ Космические ядерные энергодвигательные установки сейчас возможны только в России
  23. ↑ В России успешно завершены испытания корпуса ядерного реактора для космоса
  24. ↑ АО «НИКИЭТ» успешно завершило испытания полномасштабных макетов радиационной защиты реакторной установки для транспортно-энергетического модуля

Литература

  • Паневин И. Г., Прищепа В. И. Космические ядерные ракетные двигатели. — М.: «Знание», 1978. — 64 с.
  • КОРОТЕЕВ А.С., КОНЮХОВ Г.В., ДЕМЯНКО Ю.Г. ЯДЕРНЫЕ РАКЕТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ. — М.: Норма-Информ, 2001. — 415 с.
  • Демянко Ю. Г., Конюхов Г. В., Коротеев А. С., Кузьмин Е. П., Павельев А. А. Ядерные ракетные двигатели. 2001.
  • АКИМОВ В.Н., КОРОТЕЕВ А.С., ГАФАРОВ А.А. и другие. Ядерные ракетные двигатели: воспоминания о будущем // Исследовательский центр имени М. В. Келдыша. 1933-2003 : 70 лет на передовых рубежах ракетно-космической техники. — М: "Машиностроение", 2003. — С. 190—209. — 439 с. — ISBN 5-217-03205-7.
  • Коротеев А. С. Ракетные двигатели и энергетические установки на основе ядерного реактора.
  • Письма и документы В. П. Глушко из архивов РКК «Энергия» им. С. П. Королёва (1944-1980 гг). Очерк разработки ядерных ракетных двигателей в КБ Энергомаш. 26.07.1973 г. // Избранные работы академика В.П.Глушко / Судаков В. С. — Химки: НПО «Энергомаш», 2008. — Т. 1. — 419 с. — 250 экз.

Ссылки

wikiredia.ru

Интервью одного из разработчиков ракетного двигателя РД-180 – Журнал "Все о Космосе"

1:39 02/02/2017

👁 455

На фоне недавних провалов в космической отрасли у России остается все меньше козырей. Одним из немногих поводов для гордости остается двигатель РД-180, который США стабильно закупают на протяжении последних 20 лет вопреки всему и до сих пор не в состоянии создать собственный аналог. Создатель легендарного движка — лауреат премии «Глобальная энергия» академик РАН Борис Иванович Каторгин — рассказал «Ленте.ру» о перспективах освоения космоса, отношении к Илону Маску и необходимости возвращения на Луну.

– Какие ракетные двигатели, помимо российских, вы считаете лучшими в мире сейчас и прежде?

Очень интересным двигателем был F-1. Соединенные Штаты Америки использовали его для первой ступени ракеты “Saturn V”, на которой осуществлялись запуски на Луну. Этот двигатель имел тягу 680 тонн и работал на кислороде с керосином. Для своего времени он был весьма передовым и эффективным: американцы высадились на Луну в 1969 году. Конечно, российские двигателестроители шли немного другим путем, создавая двигатели с более совершенным использованием химической энергии топлива.

Из двигателей меньшей тяги обязательно надо отметить двигатель RL-10, созданный фирмой Pratt Whitney. Этот кислородно-водородный двигатель имел тягу порядка десяти тонн и использовался на верхних ступенях ракет. В модернизированном виде его применяют в ракетах “Atlas”, где также стоит российский двигатель РД-180, который у нас активно покупают американцы. Я бы упомянул и двигатель SSME, который устанавливали на американских шаттлах. Он работал на кислороде с водородом и совершил много успешных полетов.

– Не боитесь, что американцы откажутся от закупок двигателей?

В 1996 году мы подписывали контракт на разработку керосиново-кислородного двигателя РД-180 тягой 400 тонн, который стоит на первой ступени “Atlas”. Тогда мы договорились о поставке США 101 двигателя. Из них мы успели поставить 87, улетели — 72. Конечно, США хотят иметь свой двигатель. Но без России в космос американцы не улетят: в этом году вдобавок к 101 двигателю они заказали еще 20, забыв про все санкции. И эта программа будет выполнена в полном объеме.

Мы работали с американцами, и в политику никто из нас не вдавался. Крупных инцидентов никогда не было, а атмосфера была поистине дружеской. Серьезные споры были даже при заключении договоров, но всегда удавалось находить общее взаимовыгодное решение.

Политикам есть чему поучиться у российских конструкторов. Сумеют ли американцы создать что-то такое же или лучше — не знаю. Посмотрим. Создание нового двигателя — дело небыстрое.

– А как вам двигатель Merlin, который используется SpaceX?

Конечно, это очень интересный двигатель. По своим параметрам он уступает нашим, но работает — слава богу, как говорится. В Америке приветствуются частные компании и инновации. Очень надеюсь, что и у нас до этого дойдет.

Существует немало интересных проектов, которые требуют немалых инвестиций. Окупаемость, конечно, довольно длительный процесс для таких программ. Для начала надо организовать государственно-частное партнерство в космической сфере: от туризма до создания крупных космических электростанций, которые передавали бы энергию на Землю.

– Когда контракт на поставку РД-180 закончится, чем займется НПО «Энергомаш»?

На базе наших наработок — двигателей РД-170, РД-171, РД-180, РД-191 — можно строить ракеты тяжелого и сверхтяжелого классов. В этом отношении у нас большое конкурентное преимущество перед другими производителями ракетно-космической техники.

Времена меняются, появляются новые вызовы. Тридцать лет устройство автомобильного двигателя в целом было таким же, как сейчас. Впрочем, новые двигатели лучше прежних. Такая же ситуация и в ракетно-космической сфере: у нас есть хорошие наработки, которые можно и нужно совершенствовать — например, в сторону меньших массовых и больших энергетических характеристик.

– Как насчет создания двигателей многоразового использования?

Систему «Буран» мы создавали как многоразовую. И самый большой и самый энергоэффективный в мире двигатель РД-170 тягой 800 тонн был предназначен как раз для многократного использования. К слову, в секунду в нем сгорает около 2,5 тонны топлива.

Без съема со стенда РД-170 работал у нас около 20 раз. Ракета «Энергия» имела четыре боковые ступени с этими двигателями. На верхних частях ступеней можно было заметить утолщения в виде полуконических колпаков: там должна была размещаться система спасения ступеней ракеты. Планировали поставить туда и парашютные системы, и тормозные двигатели.

– Илон Маск вообще научился ловить ступени на баржу…

Честь и хвала Илону Маску! Надо отдать ему должное, он идет непроторенной дорогой. Технически использование возвращенных SpaceX ступеней возможно, но надо детально отрабатывать технологию и особое внимание уделять тому, чтобы ничто не было повреждено при спасении. И все это достигается опытным путем.

Илон Маск молодец, но с полетом на Марс он торопится. Торопиться в этом вопросе абсолютно не надо — надо отправить для изучения планеты больше беспилотных аппаратов. Марс таит немало загадок и опасностей, в том числе и для человека.

– Вас не смущает появление у России мощных конкурентов?

Нет. За последние десятилетия, например, Китай продемонстрировал большой прогресс. Мир на месте не стоит, и это очень хорошо.

– В России НПО «Энергомаш» работает на бесконкурентной основе. Вас это не смущает?

Конкуренция подстегивает делать все лучше и лучше, двигаться дальше. Но надо ли плодить аналоги НПО «Энергомаш»? Не думаю.

Так сложилось исторически. Например, существовала фирма, которую возглавлял Николай Дмитриевич Кузнецов. Изначально она существовала для создания воздушно-реактивных двигателей для самолетов и сделала в этом отношении очень много. Но когда выбирали двигатель для ракеты Н-1, которая предназначалась для полета на Луну, конкурировали как раз НПО «Энергомаш» и фирма Кузнецова. Тогда Сергей Королев остановил свой выбор на команде Кузнецова, хотя их двигатель почти не отличался от предложенного нами.

– И что получилось у Кузнецова?

Двигатель тягой 150 тонн при давлении в камере 150 атмосфер — это был колоссальный скачок в сравнении с предыдущими разработками: по давлению почти в два раза и по тяге почти в два раза.

Кузнецов с задачей справился, двигатель сделал, но все четыре запуска ракеты Н-1 были неудачными. Впоследствии эта программа была закрыта, а на ее месте открылась «Энергия-Буран», которую возглавил академик Глушко.

Она была реализована весьма успешно: провели замечательный тестовый полет, а ракета «Энергия» запускалась два раза — один раз с полезной нагрузкой, а второй — в автоматическом беспилотном режиме с космическим самолетом «Буран». Это был гигантский успех, но, к сожалению, при развале Советского Союза наша программа и многие другие важные начинания были забыты.

– Как ракетной отрасли удавалось выживать в этот непростой период?

Могу сказать только одно: к счастью для России, генеральные конструкторы оказались стойкими к переменам. Они старались не развалить предприятия, сохранить их в работоспособном состоянии, и это во многом получилось. Я не боюсь этих слов, но именно благодаря этому отрасль удалось сохранить. А вот авиация понесла в те годы большие потери, и я не уверен, что мы когда-нибудь сможем преодолеть последствия этого.

– А как обстоят дела с «молодой кровью»?

В нашей отрасли уехать за рубеж, конечно, сложно, но можно. На наших предприятиях работают такие люди, которые никуда не ездят, за исключением разве что командировок. Конечно, в 1990-е произошло вымывание среднего уровня специалистов, которые после вуза успели отработать не более 10 лет. Когда было плохо с зарплатой — не платили по нескольку месяцев, — многие разбегались по разным структурам, в том числе коммерческим.

Генеральные конструкторы, в том числе я, сами руководили кафедрами при наших фирмах: старались специалистов удержать и воспитать. И нам это удалось. Впрочем, отъезд специалистов за рубеж или их уход из отрасли — это все-таки трагедия.

– По крайней мере, в России больше не пытаются запускать «гравицапу».

Знаете, у нас часто появляются изобретательские идеи, граничащие с безумием. Иногда они появляются из-за того, что люди банально не знают законов термодинамики.

– Какие достижения последних лет вы бы назвали главными?

Пожалуй, строительство космодрома Восточный. Первый пуск — это прекрасно. Но, без сомнения, космодром надо развивать дальше. Особый акцент следует сделать на создании инфраструктуры для запуска тяжелых и сверхтяжелых ракет, в том числе с прицелом на Луну.

– Вроде ее уже покорили — какой смысл лететь туда?

По космическим меркам тридцать лет — это мгновенье. Луна человеком не познана и не освоена, хотя может быть отличным плацдармом для изучения космоса. Так что работать в этом направлении никогда не поздно и не рано.

Многие пытаются понять, почему американцы так резко прекратили полеты на Луну. Возобновление этих начинаний — это отличный шаг, особенно в контексте освоения космической энергетики.

Кроме того, рассматриваются варианты создания высокоорбитальных станций, которые будут располагаться далеко за пределами так называемых «опорных околоземных орбит». Они будут ремонтируемыми и посещаемыми, так что в этом отношении мысль работает.

– Как прокомментируете приобретение платформы «Морской старт»?

У этого проекта большое будущее, и очень хорошо, что его выкупили. На начальной стадии мы вместе с генеральным конструктором РКК «Энергия» Юрием Павловичем Семеновым активно им занимались и поддерживаем его до сих пор.

Ракета «Зенит» сделана на Украине, но двигатели первой и второй ступени — наши: 800-тонный РД-171 и 85-тонный РД-120. Третья ступень — уже не наша разработка.

Мы ждем, когда возобновятся запуски с экватора: это очень удобно и крайне выгодно. Россия вложила в этот проект немало своих интеллектуальных достижений.

– Сильно ли повлияли последние события на взаимодействие с украинскими коллегами?

Пока ситуация носит неопределенный характер и развивается по неопределенному сценарию. В человеческом плане мы как были хорошими друзьями, так и остались. Главное, что люди остаются людьми, и политическая ситуация не влияет на их мировоззрение и отношение к старым товарищам.

– Какой из отложенных в долгий ящик российских проектов стоило бы возродить?

Без сомнения, мы обязаны вернуться к программе «Энергия-Буран». Прошло более четверти века, но проект не устарел, его можно воспроизвести как минимум в виде тяжелой или сверхтяжелой ракеты, которые России сейчас очень нужны. Зачем придумывать новое решение, когда есть уже готовое и пригодное для качественной модификации?

На фундаментальной науке нельзя экономить — она не только позволяет стране двигаться вперед, но и открывает новые горизонты.По материалам Открытый космос

aboutspacejornal.net

Где и как делают самые лучшие ракетные двигатели в мире (21 фото + 3 видео)

Представилась возможность оказаться на предприятии где создавались и создаются ракетные двигатели, которые вытягивали почти всю советскую космическую программу, а теперь тянут российскую, украинскую, южнокорейскую и, частично, даже американскую. Знакомьтесь: НПО «Энергомаш», недавно вошедшее в Объединенную ракетно-космическую корпорацию России, место где делают самые лучшие и мощные жидкостные ракетные двигатели в мире.

Эти слова не пафос. Судите сами: здесь, в подмосковных Химках, разработаны двигатели для советско-российских ракет «Союз» и «Протон»; для российской «Ангары»; для советско-украинских «Зенита» и «Днепра»; для южнокорейской KSLV-1 и для американской ракеты Atlas-5. Но обо всем по порядку…

После проверки паспорта и прибытия сопровождающего, с проходной выдвигаемся в музей завода, или как тут его называют «Демонстрационный зал».

Хранитель зала Владимир Судаков — начальник Отдела информации. Судя по всему, с обязанностями он справляется неплохо — он один из всех моих собеседников знал кто такой «Zelenyikot».

Владимир провел короткую, но емкую экскурсию в музее.

Видите на столе 7 сантиметровую пшикалку? Вот с нее вырос весь советский и российский космос.

НПО «Энергомаш» развился из небольшой группы энтузиастов ракетостроения, сформированной в 1921 году, а в 1929-м названной Газодинамическая лаборатория, руководителем там был Валентин Петрович Глушко, позже он же стал генеральным конструктором НПО «Энергомаш».

Диск со сферой в центре — это не модель Солнечной системы, как я подумал, а макет электроракетного космического корабля. На диске предполагалось размещать солнечные батареи. На дальнем плане — первые модели жидкостных ракетных двигателей разработки ГДЛ.

За первыми концептами 20-30-х гг. пошли реальные работы на госфинансировании. Тут ГДЛ работало уже вместе с Королевским ГИРД. В военное время в «шарашке» разрабатывали ракетные ускорители для серийных военных самолетов. Создали целую линейку двигателей, и полагали, что являются одними из мировых лидеров жидкостного двигателестроения.

Но всю погоду испортили немцы, которые создали первую баллистическую ракету А4, более известную в России под названием «Фау-2».

Ее двигатель более чем на порядок превосходил советские разработки (25 тонн против 900 кг), и после войны инженеры принялись наверстывать упущенное.

Сначала создали полную реплику А4 под названием Р-1, но с использованием полностью советских материалов. На этом периоде нашим инженерам еще помогали немецкие. Но к секретным разработкам их старались не подпускать, поэтому дальше наши работали сами.

Первым делом инженеры принялись форсировать и облегчать немецкую конструкцию, и добились в этом немалых успехов — тяга повысилась до 51 тс.

Но дальше возникли проблемы нестабильности горения топлива в большей сферической камере сгорания. Глушко понял, что это тупик и занялся разработкой двигателей с цилиндрической камерой.

На этом поприще он преуспел. В руках хранителя музея — первый рабочий прототип, подтвердивший верность выбранной схемы. Что самое удивительное — внутренняя часть камеры сгорания — медный сплав. Кажется, что элемент где давление превышает сотни атмосфер, а температура — тысячу градусов Цельсия, надо делать из какого-нибудь тугоплавкого титана или вольфрама. Но оказалось камеру проще охлаждать, а не добиваться неограниченной термостойкости. Камера охлаждалась жидкими компонентами топлива, а медь использовалась из-за своей высокой теплопроводности.

Первые разработки с новым типом камеры сгорания были военные. В демонстрационном зале они запрятаны в самый дальний и темный угол. А на свету — гордость — двигатели РД-107 и РД-108, которые обеспечили Советскому Союзу первенство в космосе, и позволяют России лидировать в пилотируемой космонавтике по сей день.

Владимир Судаков показывает рулевые камеры — дополнительные ракетные двигатели, которые позволяют управлять полетом.

В дальнейших разработках от подобной конструкции отказалось — решили просто отклонять маршевую камеру двигателя целиком.

Проблемы с нестабильностью горения в больших камерах до конца решить так и не удалось, поэтому большинство двигателей конструкции КБ Глушко — многокамерные.

В зале имеется только один однокамерный гигант, который разрабатывался для лунной программы, но в серию так и не пошел — победил конкурирующий вариант НК-33 для ракеты Н1.

Разница их в том, что Н1 запускали на смеси кислород-керосин, а Глушко был готов запускать людей на диметилгидразине-тетраоксиде азота. Такая смесь эффективнее, но намного токсичнее керосина. В России на ней летает только грузовой «Протон». Впрочем, это ни сколь не мешает Китаю сейчас запускать своих тайконавтов именно на такой смеси.

Можно взглянуть и на двигатель «Протона».

А двигатель для баллистической ракеты Р-36М, до сих пор стоит на боевом дежурстве в ракетах «Воевода», широко известных под натовским названием «Сатана».

Впрочем, сейчас их, под названием «Днепр» тоже запускают с мирными целями.

Наконец добираемся до жемчужины КБ Глушко и гордости НПО «Энергомаш» — двигателю РД-170/171.

На сегодняшний день — это самый мощный кислород-керосиновый двигатель в мире — тяга 800 тс. Превосходит американский лунный F-1 на 100 тс, но достигает этого за счет четырех камер сгорания, против одной у F-1.

РД-170 разрабатывался для проекта «Энергия-Буран», в качестве двигателей боковых ускорителей. По первоначальному проекту предполагалось многоразовость ускорителей, поэтому двигатели были разработаны и сертифицированы для десятикратного использования. К сожалению, возврат ускорителей так и не был реализован, но двигатели сохраняют свои возможности. После закрытия программы «Буран», РД-170 повезло больше чем лунному F-1 — ему нашли более утилитарное применение в ракете «Зенит». В советское время ее, так же как и «Воеводу» разрабатывало КБ «Южное», которое после развала СССР оказалось за границей. Но в 90-е политика не помешала российско-украинскому сотрудничеству, а к 1995 году, совместно с США и Норвегией начал реализовываться проект «Морской старт». Хотя он так и не вышел на прибыльность, прошел реорганизацию и сейчас решается его дальнейшая судьба, но ракеты летали и заказы на двигатели поддерживали «Энергомаш» в годы космического безденежья 90-х- начала 2000-х.

Владимир Судаков демонстрирует фантастическую разработку инженеров «Энергомаша» — составной сильфон узла качания двигателя.

Как добиться подвижности узла при высоких давлениях и экстремальных температурах? Да фигня вопрос: всего лишь 12 слоев металла и дополнительные кольца бронирования, зальем меж слоев жидким кислородом и нет проблем…

Такая конструкция позволяет жестко закрепить двигатель, но управлять полетом отклонением камеры сгорания и сопла, при помощи карданного подвеса. На двигателе он виден чуть ниже и правее центра, над панелью с красными заглушками.

Американцы про свой космос любят повторять «Мы стоим на плечах гигантов». Глядя на такие творения советских инженеров понимаешь, что эта фраза всецело относится и к российской космонавтике. Та же «Ангара» хоть и детище уже российских конструкторов, но ее двигатель — РД-191 эволюционно восходит к РД-171.

Точно так же «половинка» РД-171, под названием РД-180 внесла свой вклад, и в американскую космонавтику, когда «Энергомаш» в 1995 году победил в конкурсе Lockheed Martin. Я спрашивал, не было ли в этой победе пропагандистского элемента — могли ли американцы заключить контракт с русскими, для демонстрации завершения эры соперничества и начала сотрудничества в космосе. Мне не ответили, но рассказали про офигевшие глаза американских заказчиков, когда они увидели творения сумрачного химкинского гения. По слухам, характеристики РД-180 почти вдвое превышали характеристики конкурентов. Причина в том, что в США так и не освоили ракетные двигатели с закрытым циклом. В принципе, можно и без него, тот же F-1 был с открытым циклом или Merlin от SpaceX. Но в соотношении «мощность/масса» двигатели закрытого цикла выигрывают, хоть и проигрывают в цене.

Вот тут на видео испытаний двигателя Merlin-1D видно как из трубки рядом с соплом хлещет струя генераторного газа:

В замкнутом цикле этот газ возвращается в камеру сгорания, что позволяет более эффективно использовать топливо. В музее отдельно установлен ротор бустерного насосного агрегата окислителя. Подобные роторы еще не единожды будут нам встречаться на экскурсии по НПО «Энергомаш».

Наконец, завершение экспозиции — надежда предприятия — двигатель РД-191. Это пока самая младшая модель семейства. Он создавался для ракеты «Ангара», успел поработать в корейской KSLV-1, и его рассматривает в качестве одного из вариантов американская компания Orbital Scienses, которой понадобилась замена самарского НК-33 после аварии ракеты Antares в октябре.

На заводе эту троицу РД-170, РД-180, РД-191 в шутку называют «литр», «поллитра» и «четвертинка».

Ух, что-то объемная получилась экскурсия. Давайте осмотр завода отложим на следующий день. Там тоже много интересного, а главное получилось увидеть, как такое чудо инженерной мысли создается из кучи стальных и алюминиевых болванок

Другие статьи:

nlo-mir.ru