Время работы маршевого двигателя

Главный конструктор НПО Энергомаш: мы готовы поставлять многоразовые двигатели для российских ракет

Петр Левочкин рассказал о текущих разработках и международных проектах

Москва. 12 апреля. INTERFAX.RU — НПО Энергомаш (входит в ГК «Роскосмос») – один из мировых лидеров ракетного двигателестроения. Предприятие производит двигатели для российских и иностранных ракет, а также занимается разработкой перспективных решений для дальнейшего освоения космоса. О текущих разработках, международных проектах и о том, на каких двигателях полетит создаваемая российская ракета сверхтяжелого класса, в интервью корреспонденту «Интерфакса» Илье Морозову рассказал главный конструктор НПО Энергомаш Петр Левочкин.

— Петр Сергеевич, какие проекты сегодня реализуются в конструкторском бюро, что есть в портфеле двигателестроителей на перспективу?

— Сегодня практически вся перспектива предприятия связана с созданием двигателей для ракет-носителей (РН) «Союз-5» и РН «Амур». Посудите сами: на РН «Союз-5», на первой ступени будет использоваться двигатель РД171МВ. Это модификация проверенных временем двигателей РД170 и РД171(171М), разработанных для РН «Зенит» и многоразовой космической системы (МРКС) «Энергия-Буран». Двигатель РД171МВ, в отличие от своих предшественников, получит полностью российскую систему управления вектором тяги (отклонения камер), более эффективную систему аварийной защиты (САЗ), кроме того, в конструкцию будут внедрены улучшения отдельных агрегатов по результатам эксплуатации их аналогов в двигателях РД180 и РД191, которые были разработаны позднее.

Также при создании двигателя РД171МВ мы решаем задачи по освоению цифровых технологий для повышения качества и снижения стоимости конечного продукта. Здесь мы должны перейти на новую идеологию проектирования двигателя, когда ЗD-модель становится подлинником конструкторской документации. Эту модель дальше берут технологи и создают техпроцессы под новое, современное оборудование со значительным снижением трудоемкости.

Кроме этого, освоение 3D-технологий расширяет возможности математического моделирования. Освоение этого инструмента в дальнейшем может существенно снизить сроки и стоимость отработки ЖРД.

Что касается РН «Амур», то здесь на первой ступени планируется использовать двигатель РД191М, который является форсированной на 10% версией двигателя РД191. Эта работа потребует очень вдумчивого подхода.

Конечно, специалисты предприятия думают и о перспективных проектах, и к ним относятся работы по совершенствованию двигателей, находящихся в эксплуатации, освоению и внедрению в конструкции деталей, изготовленных по новым технологиям с применением новых, в том числе композиционных материалов.

Что касается перспективных и прорывных проектов, то наше предприятие не так давно, по поручению Дмитрия Олеговича Рогозина, подготовило и направило ему предложение по созданию многоразовой космической системы класса «Земля-космос-Земля». Этот аппарат потребует новых типов двигателей –комбинированных. Мы считаем, что данный проект – революционный и должен получить поддержку на самом высоком уровне.

— Игорь Александрович Арбузов в прошлом году в интервью «Интерфаксу» рассказывал о перспективах двигателей на метане. В частности, речь шла о завершении «Конструкторским бюро химавтоматики» (КБХА) разработки технического предложения и эскизного проекта опытного образца кислородно-метанового ракетного двигателя тягой 85 тонн. На каком этапе сегодня эта работа?

— В рамках Федеральной космической программы (ФКП) в России создается опытный демонстратор этого двигателя. Воронежское КБХА достаточно далеко продвинулось в изучении метана как компонента ракетного топлива. В перспективе они должны сделать демонстратор, более того, сейчас обсуждается вопрос более активного выполнения этой работы, чтобы к 2024-2025 году иметь уже двигатель, а не демонстратор. Сейчас идет работа по формированию идеологии подхода к использованию метана в нашей отрасли.

Метан имеет лучшую энергетику, чем керосин, но у него есть недостаток, он имеет низкую плотность, поэтому нужно делать больше баки. В космическом пространстве, где минусовая температура, метану не нужна такая же теплоизоляция, как, например, водороду и в верхних ступенях ракет для дальних полетов метан может быть более выгодным. Поэтому в этом направлении работают все страны, разрабатывающие ракетную технику.

— Сегодня все двигатели НПО Энергомаш по факту одноразовые, хотя некоторые из них могут использоваться многократно. Когда у России появится свой серийный двигатель многоразового использования? Где его можно было бы применять?

— Двигатели у нас используются как одноразовые нашими ракетчиками. Мы давно ведем с ними работу по вопросу многоразовости применения, и могу сказать, что нас услышали. Сегодня уже ведутся работы под руководством генерального конструктора по средствам выведения и наземной космической инфраструктуры ЦНИИмаш Александра Медведева по созданию демонстратора многоразовой ракеты-носителя. Тема непростая. Когда создавалась система «Энергия-Буран», боковые блоки, которые потом стали первой ступенью ракеты-носителя «Зенит» с двигателем РД170, планировалось делать возвращаемыми и использовать несколько раз. Поэтому соответствующие требования были заданы к двигателю. Для отрасли это было абсолютно новой работой, потому что до этого момента мы создавали только одноразовые двигатели. А здесь нужно было сделать ремонтопригодный агрегат с большим запасом прочности и надежности, а также с возможностью межполетной обработки. Все необходимые технологии были освоены, при сертификации РД170 подтвердил свою работу при более чем 20 пусках без съема со стенда и был сертифицирован на 10-кратное полетное использование. Мы сохранили эти технологии и транслировали их в линейке кислород-керосиновых двигателей на базе РД170. Речь идет о РД180, РД191. Все они обладают потенциалом многоразового использования в перспективных РН.

— Недавно Энергомаш и Шестая академия китайской космической корпорации науки и техники подписали протокол сотрудничества в конце 2018 года. Какого рода сотрудничество он предусматривает?

— Китайским специалистам очень интересен наш опыт создания мощных жидкостных ракетных двигателей по всем направлениям. Они приняли политику отказа от ядовитых компонентов топлива на своих ракетах и переходят на экологически чистые компоненты: кислород-керосин, кислород-водород. Им удалось достичь определенных успехов в этом вопросе, но, тем не менее, интерес к нашим разработкам остался. На сегодняшний день изучается возможность сотрудничества по направлениям кислород-керосиновых двигателей большой тяги, кислородно-водородных и кислородно-метановых двигателей большой и малой тяги. По нашему законодательству, для осуществления сотрудничества мы должны получить разрешение Правительства РФ. В настоящее время китайская сторона готовит в наш адрес запрос с проектом технических заданий, чтобы мы обратились в «Роскосмос» для анализа возможности удовлетворения их запроса.

— Один из ключевых вопросов в сотрудничестве с Китаем – это соблюдение прав на интеллектуальную собственность. Как учитывается этот аспект?

— Между Россией и китайской стороной подписано соглашение об охране технологий, тем не менее, ракетные двигатели являются категорированной продукцией: любые прямые технические разговоры специалистов запрещены. Законом установлен порядок, при котором мы должны общаться через службу лицензирования и только с разрешения Правительства РФ.

— Сегодня у НПО Энергомаш есть зарубежные контракты, помимо соглашения с США на поставку двигателей РД180/РД181?

— Кроме Китая ведется активная переговорная работа со многими странами, в их числе Аргентина, Бразилия, Индия. С Индией подписан протокол, в котором обе стороны зафиксировали свои дальнейшие намерения. До конца апреля 2019 будут проведены переговоры по конкретизации каждого из направлений сотрудничества, а к концу первого полугодия будет утверждена дорожная карта дальнейших совместных действий.

— С американским контрактом все в порядке?

— Действующий контракт охватывает 2019 и 2020 годы, что касается поставок, на следующие годы, то пока мы находимся в процессе переговоров.

— Работы по двигателю РД171МВ для «Союза-5» идут по графику?

— Первый «Союз-5» должен полететь в 2022 году, соответственно, двигатели нужно поставить за год – в 2021 году. У нас заключен контракт с ракетно-космическим центром (РКЦ) «Прогресс», идет его исполнение, мы должны отработать определенные моменты, поскольку двигатель содержит новые конструктивные и управленческие элементы, отличающие его от РД171. Нужно проверить и подтвердить их работоспособность и надежность. Первый двигатель в этом году должен выйти на огневые испытания.

— Хотелось бы поставить точку в вопросе с недавно раздутой шумихой вокруг РД191, в процессе создания которого были выявлены проблемы с низкочастотными вибрациями при определенном уровне дросселирования. Проблема решена? Есть ли вероятность ее проявления на отдельных образцах?

— РД191 уникален. На «Ангаре-А5» двигатель центрального блока, пока работают боковушки, должен работать в щадящем режиме, экономя топливо. Для этой ракеты был выбран режим 30-процентного, глубокого дросселирования. Что происходит в этот момент с агрегатами? Чтобы было понятно, это как тронуться с места на автомобиле с механической коробкой не с первой, а с четвертой передачи. У вас не только двигатель – вся машина завибрирует и задрожит. То же самое происходит с ЖРД. Например, в ракетном двигателе при таком дросселировании температура в газогенераторе составляет 90 градусов, а в номинальном режиме – 600 градусов. Мы внедрили в конструкцию двигателя ряд решений по подавлению этих низкочастотных колебаний и добились с Центром Хруничева того, что эти мероприятия позволяют двигателю нормально работать и соответствовать техзаданию.

Сегодня двигатель полностью соответствует техническому заданию Центра Хруничева. Многоступенчатая система контроля при его изготовлении и испытаниях не позволяет сдать заказчику негодный двигатель. Задача по РД191 –решена, но мы продолжаем работу по изучению этих процессов, так как у космического ракетного комплекса сверхтяжелого класса (КРК СТК) центральный блок тоже будет дросселироваться. Ведем научный поиск, выясняем природу протекающих процессов. Подчеркну еще раз, что сегодня двигатель полностью соответствует требованиям. Мы уже поставили более 40 двигателей для тяжелой «Ангары». В этом году прошел огневые испытания 41-й двигатель, мы его готовим к отправке в омское ПО «Полет».

— Сегодня много говорится про освоение дальнего космоса, Луны, Марса. Грубо говоря, у нас есть двигатели, чтобы туда слетать, доставить корабль, опустить его на планету и вернуть обратно?

— Чтобы улететь от Земли все есть. Вы знаете, что с осени и до января «Роскосмос» занимался подготовкой материалов Федеральной целевой программы по созданию КРК СТК, в ней рассмотрены вопросы создания взлетно-посадочного модуля, орбитального лунного кораблей и так далее. В СССР занимались лунной темой, но многие вещи нужно будет создавать заново. Сегодня в указе президента РФ обозначено, что мы полетим на Луну не для посещения, а для ее освоения. Для страны такая задача ставится впервые. Задел по маршевым двигателям, системам маневрирования и управления у предприятий космического двигателестроения большой, но многие вещи придется создавать заново — иного выхода нет. Человечество обречено исследовать космос.

ЗРК «Стрела-10»

Военная кафедра Казахского национального университета имени аль-Фараби

5. Двигательная установка ракеты 9М37 ЗРК «Стрела-10»

1. Назначение, состав, устройство и принцип действия двигательной установки

Двигательная установка (ДУ) предназначена для сообщения ракете поступательного движения с заданной скоростью на стартовом участке и поддержания среднего ее значения на маршевом участке траектории полета ракеты. ДУ представляет собой однокамерный двухрежимный реактивный двигатель на твердом топливе с постоянным критическим сечением.

ДУ состоит из двигателя, заряда и воспламенительного устройства (рис. 1).

Основными элементами двигателя являются камера сгорания и сопловой блок.

В камере сгорания происходит сгорание топлива и образование газов. Она представляет собой цилиндрическую трубу, внутренняя поверхность которой покрыта теплозащитным материалом. Сопловой блок предназначен для ускорения газов и получения реактивной струи.

Заряд представляет собой цилиндрический моноблок твердого топлива, состоящий из стартовой и маршевой частей. Часть наружной поверхности заряда бронирована.

Воспламенительное устройство предназначено для поджига заряда ДУ.

Первый режим работы ДУ предназначен для быстрого разгона ракеты (до 700 м/с), на стартовом участке, а второй режим – для поддержания средней скорости ее полета (550 м/с) на маршевом участке траектории.

В первом режиме (продолжительностью 2,1 с) необходимо более интенсивное горение топлива, чтобы иметь большое количество газов и соответственно большую реактивную тягу. Для этого конфигурация заряда сделана таким образом, чтобы обеспечить большую площадь горения топлива.

Рис. 1. Двигательная установка.

Во втором режиме поверхность горения ограничивают, тем самым увеличивая время и уменьшая интенсивность горения топлива.

Для обеспечения двух режимов работы топливный заряд сделан в виде моноблока с разной геометрией передней и задней части и частичным их бронированием. Вначале интенсивно сгорает передняя часть, затем более медленно – задняя.

Принцип действия двигательной установки.

При поступлении команды ПУСК из аппаратуры запуска на электровоспламенитель подается импульс тока. Электровоспламенитель срабатывает, струя его огня зажигает воспламенитель.

Продукты горения воспламенителя направляются на заряд и воспламеняют его. Горение заряда происходит по небронированным поверхностям.

Давление газов прорывает колпачок, и через сопло двигателя происходит истечение газов, образующихся при горении заряда, в результате создается сила тяги, сообщающая ракете начальную стартовую скорость.

Давлением газов поворачиваются флажки механизма стопорения ракеты в контейнере и ракета стартует.

2. Назначение, общее устройство и принцип действия канала крена

Ракета 9М37 в полете подвергается воздействию различных неблагоприятных факторов. Основным из них является обтекающий ракету воздушный поток, возмущенный ее рулями, который вращает ракету вокруг продольной оси.

Это вращение называется вращением ракеты по крену и является источником ошибок наведения. При значительной скорости вращения ракета может стать неуправляемой. Для уменьшения этих ошибок необходимо ограничивать угловую скорость вращения ракеты по крену.

Канал крена предназначен для ограничения угловой скорости вращения ракеты вокруг своей продольной оси.

В состав канала крена входят газогенератор и блок крена.

Газогенератор размещен на контейнере ракеты. Он предназначен для разгона роторов блока крена и состоит из камеры, в которой помещается пороховой заряд, электровоспламенителя и газопровода с соплами (рис. 2).

Рис. 2. Газогенератор канала крена

Блок крена располагается вокруг сопла ДУ и состоит из корпуса, двух рамок с роторами, имеющими лопатки на ободе (рис. 3). Каждая рамка связана с парой элеронов, являющимися исполнительными элементами канала крена. Поворот одной рамки приводит к повороту другой на такой же угол, но в противоположную сторону.

Рис. 3. Блок крена.

Принцип действия блока крена.

При нажатии кнопки ПУСК из аппаратуры запуска подается напряжение на электровоспламенитель газогенератора, который воспламеняет пороховой заряд. Образующиеся газы по газопроводу и соплам поступают на лопатки роторов блока крена и приводят их во вращение. В полете роторы работают на выбеге (по инерции). При крене ракеты роторы удерживают элероны в исходном положении. Создается тормозящий аэродинамический момент, который ограничивает угловую скорость вращения ракеты.

• • Учебное пособие
  • Авторский коллектив
  • Сдать экзамен экстерном

• Содержание

  • 1. Общее устройство ЗРК «Стрела-10»
  • 2. Общее устройство ракеты 9М37 ЗРК «Стрела-10»
  • 3. Оптическая ГСН ракеты 9М37 ЗРК «Стрела-10»
  • 4. Автопилот ракеты 9М37 ЗРК «Стрела-10»
  • 5. Двигательная установка ракеты 9М37 ЗРК «Стрела-10»
  • 6. Боевой отсек ракеты 9М37 ЗРК «Стрела-10»
  • 7. Энергоблок и пусковой контейнер ракеты 9М37 ЗРК «Стрела-10»
  • 8. Пусковая установка ЗРК «Стрела-10»
  • 9. Аппаратура запуска ЗРК «Стрела-10»
  • 10. Аппаратура оценки зоны ЗРК «Стрела-10»
  • 11. Система прицеливания и привод пусковой установки ЗРК «Стрела-10»
  • 12. Средства обнаружения воздушных целей ЗРК «Стрела-10»
  • 13. Аппаратура приема целеуказаний ЗРК «Стрела-10»
  • 14. Аппаратура реализации целеуказаний ЗРК «Стрела-10»
  • 15. Устройство и работа средств связи ЗРК «Стрела-10»
  • 16. Устройство базовой машины ЗРК «Стрела-10»
  • 17. Устройство ЗРК ближнего действия
  • 18. Ходовая часть и электрооборудование МТ-ЛБ

Тоекин М.Р., КазНУ им. аль-Фараби, г.Алматы, 2017 г. | Free CSS Templates | TurboSite

Движение вверх: космические двигатели «Кузнецова»

9 апреля 2020 года на космодроме Байконур состоялся первый пилотируемый старт ракеты-носителя «Союз-2.1а», которая доставит корабль «Союз МС-16» с российско-американским экипажем на Международную космическую станцию. Ракета полностью оснащена российскими комплектующими, в том числе маршевыми двигателями РД-107А и РД-108А производства ПАО «Кузнецов». Примечательно, что в состав экипажа вошел космонавт-испытатель Роскосмоса Иван Вагнер, работавший ранее инженером-конструктором в АО «ОДК-Климов».

«Кузнецов» сегодня является единственным предприятием Объединенной двигателестроительной корпорации , которое специализируется на создании не только авиационной, но и ракетной техники. С 1960-х годов здесь производятся двигатели, с помощью которых человек впервые поднялся в космическое пространство.

«Кузнецовскими» двигательными установками РД-107А/РД-108А и НК-33 оснащаются все ракеты-носители «Союз». Доля предприятия в сегменте ракетных двигателей на российском рынке составляет 80%, а по пилотируемым пускам – 100%. Мир до сих пор не предложил модель космического двигателя, которая бы превзошла советские/российские разработки по стоимости и надежности в эксплуатации. Они до сих пор составляют основу отечественной космонавтики.

От «Гномов» до великанов

История ПАО «Кузнецов» началась в 1912 году, когда в Москве был открыт механический завод французского общества «Гном» (позже − «Гном и Рон») по сборке одноименных авиационных двигателей. В царской России двигатели устанавливались на покупные самолеты и авиатехнику отечественного производства. Моторы «Гном и Рон» поднимали в небо практически все самолеты времен Первой мировой войны, причем всех сторон конфликта.

После революции завод был национализирован и получил обозначение «№2», а после объединения с заводом №4 в 1927 году стал Государственным заводом №24 имени М.В. Фрунзе. Здесь выпускались в серию первые советские двигатели для легкомоторной авиации и один из лучших поршневых двигателей в мире АМ-34. В 1937 году на самолетах АНТ-25 с двигателями АМ-34 советские летчики под командованием Валерия Чкалова совершили легендарный беспосадочный перелет Москва – Северный полюс – Ванкувер (США).

Н.Д. Кузнецов

В 1941 году завод эвакуируется в Куйбышев (ныне − Самара) и продолжает производить двигатели для военных самолетов и кораблей. В конце 1940-х − начале 1950-х на заводе осваивается выпуск первого в СССР серийного турбореактивного двигателя ВК-1 конструктора Владимира Климова.

В 1949 году в Куйбышев приезжает конструктор Николай Кузнецов , который возглавляет Государственный союзный опытный завод №2 по разработке и производству опытных реактивных двигателей. Под его руководством создается 57 оригинальных и модифицированных двигателей марки «НК» для самолетов, ракетно-космических комплексов и наземного применения. В 1996 году предприятию присваивается имя конструктора, а после объединения с другими машиностроительными предприятиями Самары весь комплекс получает имя «Кузнецов».

Выход на новые орбиты

Космическая страница в истории предприятия была открыта в 1958 году, когда самарский завод освоил производство новых двигателей РД-107 и РД-108, разработанных в ОКБ-456 специально для межконтинентальной баллистической ракеты Р-7.

Р-7 была жидкостной двухступенчатой ракетой. Первая ступень представляла собой четыре конических боковых блока длиной 19 метров и наибольшим диаметром три метра. На каждом блоке первой ступени были установлены двигатели РД-107. Они располагались симметрично вокруг центрального блока, второй ступени. Каждый двигатель имел шесть камер сгорания, две из которых использовались как рулевые.

Запуск ракеты-носителя «Восток-1» с Юрием Гагариным

В качестве двигателя второй ступени применялся РД-108, конструктивно основанный на РД-107. РД-108 отличался большим количеством рулевых камер и был способен работать дольше силовых установок блоков первой ступени. Запуск двигателей первой и второй ступени производился одновременно во время старта на Земле при помощи пирозажигательных устройств в каждой из 32 камер сгорания.

Конструкция Р-7 оказалась настолько удачной и надежной, что на ее основе было создано целое семейство ракет-носителей. Они подняли в космос первый искусственный спутник Земли, корабль «Восток» Юрия Гагарина, отправили в полет межпланетные станции для изучения Луны и космического пространства. С помощью двигателей РД-107 и РД-108 и сегодня доставляют на орбиту российских космонавтов, американских астронавтов и космических туристов из разных стран.

РД-107/108: двигатель-рекордсмен

С 1960 года РД-107/РД-108 продолжает совершенствоваться, создаются новые модификации. К настоящему времени были проведены работы по модернизации базовых двигателей РД-107 для первой ступени (основные модернизации – двигатели 8Д74, 8Д728, 11Д511 и 14Д22) и двигателей РД-108 для второй ступени (основные модернизации – двигатели 8Д75, 8Д727, 11Д512 и 14Д21) – всего 18 модификаций для различных программ.

Двигатель РД-107/РД-108 уже поставил свой космический рекорд по долголетию. Конечно, когда-нибудь и его время пройдет, но еще сегодня ему нет альтернативы во всем мире. В наши дни все космонавты, не только российские, добираются до МКС благодаря этим двигателям. Когда в 2011 году эксплуатация американских шаттлов прекратилась, «Союзы» с двигателями РД-107/РД-108 остались единственным средством доставки на МКС астронавтов NASA и Европейского космического агентства.

9 апреля этого года с космодрома Байконур впервые с космонавтами на борту стартовала ракета-носитель «Союз-2.1а». Она доставит корабль «Союз МС-16» с российско-американским экипажем на Международную космическую станцию. Ракета полностью оснащена российскими комплектующими, в том числе маршевыми двигателями РД-107А и РД-108А производства ПАО «Кузнецов». Всего же за все время серийного производства с помощью двигателей РД-107, РД-108 и их модификаций выполнено более 1900 запусков космических кораблей.

Трансляция запуска «Союз МС-16». Видео: Россия-24

НК-33: возвращение «лунного» двигателя

В 1960-е годы после первых успехов в освоении космоса СССР включается в «лунную» гонку. Советские ученые разрабатывают сверхтяжелую ракету для полета на Луну. Фантастический по масштабам проект реализовывается силами многих КБ. Для создания двигателя, который смог бы доставить космонавтов на Луну и вернуть их обратно, разработчик ракеты Сергей Королев выбирает Государственный союзный опытный завод №276. Здесь под руководством Николая Кузнецова создается жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) НК-15 для первой ступени ракеты-носителя Н1.

В процессе летных испытаний двигатели дорабатываются до модели НК-33 и разрабатываются модификации для всех четырех ступеней ракеты − НК-15В (НК-43), НК-19 (НК-39), НК-21 (НК-31). Коллектив Кузнецова смог создать высокоэффективный и простой в эксплуатации двигатель. Главным преимуществом НК-33 стал минимальный вес к тяге и чрезвычайная надежность, подтвержденная многократными испытаниями. НК-33 стал первым в мире двигателем в своем классе, выполненным по замкнутой схеме, работающим на компонентах кислород-керосин и предназначенным для многократного применения.

Фото: ПАО «Кузнецов»

Как известно, американцы опередили Советский Союз в высадке на Луну, и в 1974 году отечественная «лунная» программа была свернута. Более сотни уже изготовленных двигателей НК-33 и НК-43 подлежали уничтожению. Однако Кузнецов пошел наперекор властям и сохранил свое детище, законсервировав и спрятав двигатели на предприятии под Куйбышевым.

В 1990-е годы, когда система госзаказа рушилась на глазах, многие оборонные предприятия находились в режиме выживания. Государство дало им «зеленый свет» на самостоятельную международную торговлю. Здесь и получила продолжение история двигателей НК-33. Извлеченные Николаем Кузнецовым из запасников, они с большим успехом были продемонстрированы широкой публике и привлекли внимание иностранцев.

Зарубежные специалисты поразились оригинальности конструкции НК-33. Созданный КБ − разработчиком авиационных двигателей, он даже внешне сильно отличался от своих ракетных собратьев. Другой особенностью НК-33 была высочайшая надежность. Огромные ресурсы позволили Кузнецову на этапе испытаний выработать около 100 двигателей. Один из образцов НК-33 проработал на стенде более 4 часов, при том что расчетное время работы двигателя в космосе – около 200 секунд. Особенно двигателем заинтересовались американцы, которые затем выкупили часть сохранившихся НК-33 для своей космической программы.

Старт ракеты-носителя легкого класса «Союз-2-1в». Фото: Роскосмос

Работа американцев по доводке двигателей велась совместно с самарскими специалистами. Параллельно проводились отечественные опытно-конструкторские работы по модернизации НК-33 и его адаптации к современным условиям. В 2012 году после испытаний было принято решение использовать ЖРД НК-33 в качестве маршевого двигателя для первой ступени ракеты-носителя легкого класса «Союз-2-1в». В 2013 году «кузнецовский» двигатель спустя 40 с лишним лет после его создания поднялся в небо – первые полеты совершили и американская, и российская ракеты. Современная модификация НК-33А сегодня используется для запуска ракет «Союз-2-1в» и продолжает совершенствоваться.

События, связанные с этим

Ту-155: начало криогенной авиации

Петр Брацлавец: создатель космического телевидения

Время работы маршевого двигателя

ПД-14 – первый авиационный маршевый двигатель, созданный в современной России. Последней аналогичной разработкой был авиадвигатель четвертого поколения ПС-90А, выпущенный в СССР в конце 1980-х.Идея создания двигателя нового поколения появилась в конце 90-х годов. Российской двигателестроительной отрасли требовался проект, который стимулировал бы ее развитие и помог устранить накопившееся технологическое отставание от стран-лидеров. Конечно, подобный глобальный проект не мог быть реализован одним конструкторским бюро или заводом. К проекту были подключены лучшие вузы, чьи исследования были поддержаны Министерством науки и высшего образования Российской Федерации в рамках Постановления №218. Среди вузов, принявших участие в разработке двигателя Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Национальный Исследовательский Технологический Университет «МИСиС» и Уфимский государственный авиационный технический университет, Санкт-Петербургский государственный морской технический университет. Головным разработчиком и головным изготовителем стали пермские предприятия Госкорпорации Ростех «ОДК-Авиадвигатель» и «ОДК-Пермские моторы» соответственно.

Первые наземные испытания ПД-14 прошли в 2012 году, первые летные – в 2015-м. В 2018 году Росавиация выдала двигателю сертификат типа, подтверждающий готовность изделия к производству и эксплуатации. В связи с вступлением в силу в январе 2020 года нового международного стандарта, в котором были изменены нормы дымности и эмиссии нелетучих частиц, ПД-14 прошел дополнительные испытания по определению эмиссии и получил соответствующее одобрение главного изменения в Росавиации.
Двигатель ПД-14 разработан для перспективного российского лайнера МС-21-310 («Магистральный самолет XXI века»). Он относится к самому массовому сегменту пассажирских самолетов − ближне-среднемагистральным узкофюзеляжным авиалайнерам. МС-21 – авиамашина нового поколения, которая объединяет в себе передовую аэродинамику, современные материалы, высокоэффективную силовую установку и продвинутые системы управления, а также новые решения для комфорта пассажиров. По прогнозам экспертов, МС-21 может занять от 5 до 10% мирового рынка в своем сегменте.
Стоит отметить, что на сегодняшний день в мире существует всего четыре государства, способные по полному циклу создавать современные турбовентиляторные двигатели: Россия, США, Великобритания и Франция. И каждое строго охраняет результаты исследований и свои ноу-хау в двигателестроении.
Одним из показателей уровня двигателестроения в стране является собственное производство лопаток турбин для авиадвигателей. Это один из самых наукоемких и сложных в изготовлении компонентов газотурбинных двигателей, принимающий на себя весь тепловой удар. Во время работы двигателя внутри турбины температура невероятно высока, огненная струя, вылетающая из реактивного сопла, наглядное тому подтверждение. Сегодня стоимость изготовления лопатки для авиационного двигателя сравнима с ценой легкового автомобиля. Ведь для ее создания используют дорогостоящее оборудование и редкие металлы, обладающие столь же редкими физическими свойствами. Редкие металлы, которые применяют при изготовлении лопаток для авиационного двигателя – это цирконий, молибден, ванадий, бериллий, рений.
В рамках Постановления правительства №218 над лопатками для ПД-14 работали ПАО «ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение», Уфимский государственный авиационный технический университет, Пермский национальный исследовательский политехнический университет и Национальный Исследовательский Технологический Университет (НИТУ) «МИСиС».
В рамках проекта конструкторами было разработано и внедрено 16 ключевых технологий. Внедренные инновации позволили снизить расход топлива, сделав ПД-14 более экологичным и экономичным. Предполагается, что эксплуатационные расходы ПД-14 будут ниже на 14-17%, чем у существующих аналогичных двигателей, а стоимость жизненного цикла ниже на 15-20%.
Необходимо подчеркнуть, что сфера применения двигателей семейства ПД не ограничится летательными аппаратами. Турбореактивные двигатели на базе единого газогенератора можно будет использовать в промышленных целях в составе электрогенераторных и газоперекачивающих установок.