Универсальный ракетный двигатель РД-193. Мнение инженера-разработчика
Автор: Огнев В.
Люди, связавшие свою трудовую деятельность с ракетно-космической техникой или просто интересующиеся данным направлением технического развития, хорошо осведомлены о продукции ОАО «НПО Энергомаш имени академика В. П. Глушко» и той роли в деле исследования космоса, которую она сыграла и продолжает играть в нашей стране и в мире.
Надежные жидкостные ракетные двигатели (ЖРД) предприятия установлены на нижних, а в некоторых случаях и на верхних, ступенях отечественных РН «Союз», «Протон», «Зенит», американского Atlas 5 и ряда других. Мощные РД-170 обеспечили успешные полеты сверхмощного носителя «Энергия».
Сегодня «Энергомаш» серийно выпускает РД-171М, РД-180, РД-191 и осуществляет авторское сопровождение производства ранее созданных ЖРД. Наряду с этим ОКБ продолжает разработку новых двигателей с диапазоном тяги от 200 до 1000 тc, в том числе для вновь проектируемых многоразовых ракетно-космических систем (МРКС).
Одна из последних работ – двигатель РД-193, прототип-демонстратор которого успешно прошел серию огневых испытаний в октябре 2012 г. Это однокамерный кислородно-керосиновый ЖРД, выполненный по замкнутой схеме с дожиганием окислительного газа после турбины. РД-193 спроектирован по техническому заданию ГНПРКЦ «ЦСКБ – Прогресс». При испытаниях прототипа-демонстратора была воспроизведена циклограмма работы, соответствующая указанной в техзадании.
Основные характеристики РД-193:
Тяга двигателя:
- на уровне моря – 196 тс
- в пустоте – 212.6 тс
Удельный импульс тяги:
- на уровне моря – 311.2 кгс/кг
- в пустоте – 337.5 кгс/кг
Масса ~1900 кг
Диапазон дросселирования составляет от 100 до 40 %.
В настоящее время РД-193 рассматривается в качестве маршевого двигателя первой ступени легкой РН «Союз 2.1В», в которой управление вектором тяги осуществляется специальным рулевым двигателем с качающимися камерами.
Конструкции основных узлов и агрегатов заимствованы с двигателя РД-191, созданного для РН «Ангара». Основное отличие от прототипа – отсутствие узла качания камеры и связанных с ним других конструктивных элементов, что привело к упрощению конструкции, уменьшению габаритов, снижению массы примерно на 300 кг и удешевлению двигателя.
Идея создания такого двигателя возникла в 2003 г., когда предприятие рассмотрело возможность замены стартовых твердотопливных ускорителей (СТУ) носителя Atlas 5 на жидкостные, на базе РД-191. В ходе проработки было решено упростить исходный двигатель за счет исключения из конструкции узла качания и связанных с ним элементов, так как управление вектором тяги на этапе работы первой ступени ракеты Atlas 5 осуществляется качанием камер маршевого РД-180, а ускорители в этом процессе не участвуют.
Из статистики пусков американского носителя известно, что максимальный угол отклонения камер РД-180 составил около 3.5° (конструкция узла качания допускает поворот до 8.5°) в одном из пусков варианта v551, полностью укомплектованного СТУ (пять штук), в момент отрыва ракеты от стартового стола. Для справки: тяга одного ускорителя – 170 тс. Данный факт показывает достаточные запасы управляющих моментов, реализуемых РД-180, и заставляет вспомнить об идее использования ЖРД с неподвижной камерой в навесных стартовых ускорителях при наличии в центральном блоке достаточно мощного маршевого двигателя с управляемым вектором тяги.
Полный текст статьи читайте на страницах нашего журнала
