РД-107
 Двигатель РД-107 на выставке в Музее ракетно-космической техники в Санкт-Петербурге. | |
| Страна происхождения |  Советский Союз  Россия |
|---|---|
| Дизайнер | ООН-456 |
| Производитель | ОАО «Кузнецов» [ 1 ] |
| Приложение | Ракета-носитель/первая ступень |
| Связанный ЛВ | Семейство Р-7 |
| Предшественник | РД-105 |
| Статус | В производстве |
| Жидкотопливный двигатель | |
| Порох | ЛОКС / РП-1 |
| Цикл | Газогенератор |
| Производительность | |
| Тяга, вакуум | 1020 кН (230 000 фунтов силы ) |
| Тяга, на уровне моря | 839 кН (189 000 фунтов силы ) |
| Удельный импульс , вакуум | 320,2 с (3,140 км/с) |
| Удельный импульс , на уровне моря | 263,3 с (2,582 км/с) |
| Размеры | |
| Сухая масса | 1190 кг (2620 фунтов) |
| Ссылки | |
| Ссылки | [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] |
| Примечания | Характеристики приведены для РД-107А. |
РД -107 и его брат РД-108 — это тип ракетного двигателя , используемый в семействе ракет Р-7 . В каждом ускорителе используются двигатели РД-107, в центральной зоне — РД-108. Двигатели имеют четыре основные камеры сгорания (каждая с соплом ) и две (РД-107) или четыре (РД-108) нониусные камеры.
Двигатели были впервые разработаны в середине 1950-х годов для запуска Р-7 «Семёрка» , первой межконтинентальной баллистической ракеты . Позже Р-7 была адаптирована для использования в космических ракетах-носителях , а двигатели совершенствовались в течение нескольких поколений. Самые последние версии — двигатели РД-107А и РД-108А используются для запуска корабля «Союз-2» , который находится в активной эксплуатации с 2024 года. [update].
Дизайн
[ редактировать ]
РД-107 был разработан под руководством Валентина Глушко в ОКБ-456 в 1954–1957 годах. В качестве топлива он использует жидкий кислород и керосин , работая по газогенераторному циклу. Как это было типично для всех потомков ракетной техники Фау-2 , турбина приводится в движение паром, образующимся в результате каталитического разложения H₂O₂ . В парогенераторе используется твердый катализатор Ф-30-ПГ . Они основаны на гранулах переменного размера, покрытых водным раствором перманганата калия и натрия . В каждом двигателе используются четыре фиксированные основные камеры сгорания. РД-107 имеет две дополнительные с нониусом камеры сгорания , которые могут обеспечивать вектор тяги в одной плоскости для обеспечения ориентации. РД-108 имеет четыре верньера для обеспечения полного векторного управления столиком «Блок-А». Одноосный турбонасосный агрегат включает паровую турбину, насос окислителя, топливный насос и газогенератор азота для наддува баков. [ 3 ]
Двигатели РД-107 используются в каждом из ускорителей ракеты «Союз-2» , а одиночный РД-108 — в ступени «Блок-А» (центральная 1-я ступень).
Одним из важных нововведений этого двигателя была возможность использовать переменное соотношение смеси топлива и окислителя. Естественные различия в производстве каждого двигателя означали, что без активного контроля расхода топлива каждый ускоритель мог истощать кислород и топливо с разной скоростью. Это может привести к тому, что к концу горения останутся десятки тонн неиспользованного топлива. Это создаст огромную нагрузку на конструкцию и вызовет трудности с рулевым управлением из-за дисбаланса массы. Система регулирования соотношения смесей была разработана для обеспечения одновременного расхода пороховой массы между четырьмя ускорителями Р-7. [ 3 ] [ 7 ]
Производство
[ редактировать ]Двигатели РД-107 и РД-108 производятся на заводе ОАО «Кузнецов» в Самаре, Россия , под руководством Приволжского филиала НПО «Энергомаш» , также известного как Волжский филиал. [ 1 ] [ 3 ] [ 5 ] Приволжский филиал был организован как филиал ОКБ-456 в 1958 году специально для производства двигателей РД-107 и РД-108. До 1960 года филиалом руководил Ю.Д. Соловьев, до 1975 года — Р.И. Зеленев, до 1978 года — А.Ф. Удалов, в настоящее время руководит А.А. Ганин. [ 8 ]
Версии
[ редактировать ]
Варианты РД-107
[ редактировать ]Модификации конструкции РД-107 привели к производству нескольких различных версий двигателя:
- РД-107 ( код ГРАУ : 8Д74 ): Оригинальная версия. [ 4 ] Used on the R-7 , Sputnik , Vostok and Voskhod . [ 3 ]
- РД-107К (код ГРАУ: 8Д74К ): улучшенная версия 8Д74. Используется на Молнии (8К78). [ 3 ]
- РД-107ММ (код ГРАУ: 8Д728 или 8Д74М ): тяга увеличена по сравнению с 8Д74К на 5%. [ 4 ] Used on the Molniya-M (8К78М) and Soyuz (11A511). [ 3 ]
- РД-117 (код ГРАУ: 11Д511 ): Улучшены структурные изменения. [ 4 ] Используется на кораблях «Союз-У» (11А511У) и «Союз-У2» (11А511У2). [ 3 ]
- РД-107А (код ГРАУ: 14Д22 ): улучшенная версия 11Д511 с новой конструкцией форсунки, устранившей высокочастотные нестабильности сгорания. [ 4 ] Используется на кораблях «Союз-ФГ» (11А511У-ФГ), «Союз-СТА» (372РН21А) и «Союз-СТБ» (372РН21Б). [ 3 ]
- РД-107А (код ГРАУ: 14Д22ХЗ ): вариант 14Д22 с химическим зажиганием. Используется на кораблях «Союз-2.1а» (14А14-1А) и «Союз-2.1б» (14А14-1Б). [ 3 ] [ 9 ]
| Двигатель | РД-107 | РД-107К | РД-107ММ | РД-117 | РД-107А | РД-107А |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Код ГРАУ | 8Д74 | 8Д74К | 8Д728 или 8Д74М | 11Д511 | 14Д22 | 14Д22ХЗ |
| Разработка | 1954-1959 | 1965-1976 | 1969-1975 | 1993-2001 | 2001-2004 | |
| Цикл двигателя | Жидкостный ракетный двигатель, сжигающий РГ-1 / LOX в газогенераторном цикле с приводом турбины от пара, образующегося при каталитическом разложении H 2 O 2 | |||||
| Давление в камере сгорания | 5,88 МПа (853 фунта на квадратный дюйм) | 5,88 МПа (853 фунта на квадратный дюйм) | 5,85 МПа (848 фунтов на квадратный дюйм) | 5,32 МПа (772 фунта на квадратный дюйм) | 6,00 МПа (870 фунтов на квадратный дюйм) | 6,00 МПа (870 фунтов на квадратный дюйм) |
| Тяга, уровень моря | 813,98 кН (182 990 фунтов силы) | 818,88 кН (184 090 фунтов силы) | 755,14 кН (169 760 фунтов силы) | 778,68 кН (175 050 фунтов силы) | 839,48 кН (188720 фунтов силы) | 839,48 кН (188720 фунтов силы) |
| Тяга, вакуум | 1000,31 кН (224 880 фунтов силы) | 995,41 кН (223780 фунтов силы) | 921,86 кН (207 240 фунтов силы) | Неизвестный | 1019,93 кН (229 290 фунтов силы) | 1019,93 кН (229 290 фунтов силы) |
| Удельный импульс, уровень моря | 256 с (2,51 км/с) | 256,2 с (2,512 км/с) | 257 с (2,52 км/с) | 253 с (2,48 км/с) | 263,3 с (2,582 км/с) | 263,3 с (2,582 км/с) |
| Удельный импульс, вакуум | 313 с (3,07 км/с) | 313,3 с (3,072 км/с) | 314 с (3,08 км/с) | 316 с (3,10 км/с) | 320,2 с (3,140 км/с) | 320,2 с (3,140 км/с) |
| Высота | 2865 мм (112,8 дюйма) | 2865 мм (112,8 дюйма) | 2865 мм (112,8 дюйма) | 2865 мм (112,8 дюйма) | 2578 мм (101,5 дюйма) | 2578 мм (101,5 дюйма) |
| Диаметр | 1850 мм (73 дюйма) | 1850 мм (73 дюйма) | 1850 мм (73 дюйма) | 1850 мм (73 дюйма) | 1850 мм (73 дюйма) | 1850 мм (73 дюйма) |
| Использование по назначению | R-7 , Sputnik , Vostok , and Voskhod | Molniya (8К78) | Molniya-M (8К78М) and Soyuz (11A511) | Soyuz-U (11А511U) and Soyuz-U2 (11A511U2) | Союз-ФГ (11А511У-ФГ), Союз-СТА (372РН21А) и Союз-СТБ (372РН21Б) | Soyuz-2.1a (14A14-1A) and Soyuz-2.1b (14A14-1B) |
| Статус | Ушедший на пенсию | Ушедший на пенсию | Ушедший на пенсию | Ушедший на пенсию | В производстве | В производстве |
| Ссылки | Если не указано иное: [ 3 ] [ 4 ] | |||||
Варианты РД-108
[ редактировать ]Подобные модификации привели к созданию нескольких различных версий РД-108:
- РД-108 (код ГРАУ: 8Д75 ): Исходная версия. [ 4 ] Used on the R-7 , Sputnik , Vostok and Voskhod . [ 3 ]
- РД-108К (код ГРАУ: 8Д75К ): улучшенная версия 8Д74. Используется на Молнии (8К78). [ 3 ]
- РД-108ММ (код ГРАУ: 8Д727 или 8Д75М ): тяга увеличена по сравнению с 8Д74К на 5%. [ 4 ] Used on the Molniya-M (8К78М) and Soyuz (11A511). [ 3 ]
- РД-118 (код ГРАУ: 11Д512 ): Улучшены структурные изменения. [ 4 ] Используется на корабле «Союз-У» (11А511У). [ 3 ]
- РД-118ПФ (код ГРАУ: 11D512PF ): версия 11D5212, работающая на Syntin, а не на RG-1 . Он использовал выбранные форсунки, чтобы минимизировать нестабильность без изменения методов конструкции, но потребовалось произвести значительное количество двигателей, чтобы получить форсунки, соответствующие строгим спецификациям. Используется на корабле «Союз-У2» (11А511У2). [ 3 ] [ 10 ]
- РД-108А (код ГРАУ: 14Д21 ): улучшенная версия 11Д511 с новой конструкцией форсунки, устранившей высокочастотные нестабильности сгорания. [ 4 ] Используется на кораблях «Союз-ФГ» (11А511У-ФГ), «Союз-СТА» (372РН21А) и «Союз-СТБ» (372РН21Б). [ 3 ]
- РД-108А (код ГРАУ: 14Д21ХЗ ): вариант 14Д22 с химическим зажиганием. Используется на кораблях «Союз-2.1а» (14А14-1А) и «Союз-2.1б» (14А14-1Б). [ 3 ] [ 9 ]
| Двигатель | РД-108 | РД-108К | RD-108ММ | РД-118 | РД-118ПФ | РД-108А | РД-108А |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Код ГРАУ | 8Д75 | 8Д75К | 8Д727 или 8Д75М | 11Д512 | 11Д512ПФ [ 10 ] | 14Д21 | 14Д21ХЗ |
| Разработка | 1954-1959 | 1965-1976 | 1969-1975 | 1979-1981 | 1993-2001 | 2001-2004 | |
| Цикл двигателя | Жидкостный ракетный двигатель сжигания РГ-1 / ЛОХ в газогенераторном цикле с приводом турбины от пара, образующегося при каталитическом разложении H 2 O 2 | ||||||
| Порох | РГ-1 / ЛОКС | Я согрешил / LOX [ 10 ] | РГ-1 / ЛОКС | ||||
| Давление в камере сгорания | 5,10 МПа (740 фунтов на квадратный дюйм) | 5,10 МПа (740 фунтов на квадратный дюйм) | 5,32 МПа (772 фунта на квадратный дюйм) | 5,85 МПа (848 фунтов на квадратный дюйм) | 5,39 МПа (782 фунта на квадратный дюйм) | 5,44 МПа (789 фунтов на квадратный дюйм) | 5,44 МПа (789 фунтов на квадратный дюйм) |
| Тяга, уровень моря | 745,33 кН (167 560 фунтов силы) | 745,33 кН (167 560 фунтов силы) | 676,68 кН (152 120 фунтов силы) | 818,88 кН (184 090 фунтов силы) | Неизвестный | 792,41 кН (178 140 фунтов силы) | 792,41 кН (178 140 фунтов силы) |
| Тяга, вакуум | 941,47 кН (211 650 фунтов силы) | 941,47 кН (211 650 фунтов силы) | 833,60 кН (187 400 фунтов силы) | 1000,31 кН (224 880 фунтов силы) | Неизвестный | 921,86 кН (207 240 фунтов силы) | 921,86 кН (207 240 фунтов силы) |
| Удельный импульс, уровень моря | 248 с (2,43 км/с) | 248,2 с (2,434 км/с) | 253 с (2,48 км/с) | 257 с (2,52 км/с) | 263,5 с (2,584 км/с) | 257,7 с (2,527 км/с) | 257,7 с (2,527 км/с) |
| Удельный импульс, вакуум | 315 с (3,09 км/с) | 314,2 с (3,081 км/с) | 316 с (3,10 км/с) | 314 с (3,08 км/с) | Неизвестный | 320,6 с (3,144 км/с) | 320,6 с (3,144 км/с) |
| Высота | 2865 мм (112,8 дюйма) | 2865 мм (112,8 дюйма) | 2865 мм (112,8 дюйма) | 2865 мм (112,8 дюйма) | 2865 мм (112,8 дюйма) | 2865 мм (112,8 дюйма) | 2865 мм (112,8 дюйма) |
| Диаметр | 1950 мм (77 дюймов) | 1950 мм (77 дюймов) | 1950 мм (77 дюймов) | 1950 мм (77 дюймов) | 1950 мм (77 дюймов) | 1950 мм (77 дюймов) | 1950 мм (77 дюймов) |
| Использование по назначению | R-7 , Sputnik , Vostok and Voskhod | Molniya (8К78) | Molniya-M (8К78М) and Soyuz (11A511) | Soyuz-U (11А511U) | Soyuz-U2 (11A511U2) | Союз-ФГ (11А511У-ФГ), Союз-СТА (372РН21А) и Союз-СТБ (372РН21Б) | Soyuz-2.1a (14A14-1A) and Soyuz-2.1b (14A14-1B) |
| Статус | Ушедший на пенсию | Ушедший на пенсию | Ушедший на пенсию | Ушедший на пенсию | Ушедший на пенсию | В производстве | В производстве |
| Ссылки | Если не указано иное: [ 3 ] [ 4 ] | ||||||
Работы над двигателями 14Д21 и 14Д22 начались в 1986 году, а предварительный проект был завершен в 1993 году. Эти двигатели оснащены новой конструкцией головки форсунки для увеличения удельного импульса . Первый запуск грузового космического корабля "Прогресс" с использованием ракеты-носителя, оснащенной этими двигателями, состоялся в мае 2001 года. Первый полет человека в космос с использованием этих двигателей состоялся в октябре 2002 года. [ 5 ]
Гиперголическое и пиротехническое зажигание
[ редактировать ]Выпускаемые в настоящее время двигатели воспламеняются пиротехнической системой зажигания. Энергомаш сообщает, что новая гипергольная система зажигания (на двигателях 14Д21ХЗ и 14Д22ХЗ) готова к сертификации и летным испытаниям. [ 5 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б «РД-107, РД-108» . ОАО Кузнецов. Архивировано из оригинала 21 июля 2015 года.
- ^ «РД-107-8Д74» . Энциклопедия космонавтики. Архивировано из оригинала 21 марта 2002 года . Проверено 14 июля 2015 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с "ЖРД РД-107 и РД-108 и их модификации" [RD-107 and RD-108 and their modifications] (in Russian) . Retrieved 2024-02-19 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к «Перечень двигателей НПО Энергомаш» . НПО Энергомаш . Архивировано из оригинала 7 ноября 2014 года.
- ^ Перейти обратно: а б с д «РД-107/108» . НПО Энергомаш . Архивировано из оригинала 2 апреля 2015 года.
- ^ Джон Р. Лондон III (октябрь 1994 г.). LEO по дешевке (PDF) . Издательство Воздушного университета. стр. 68–69. ISBN 0-89499-134-5 . Архивировано из оригинала (PDF) 14 мая 2008 г.
- ^ Черток, Борис (июнь 2006 г.). «Глава 16 — Семь проблем ракеты Р-7». Ракеты и люди Том. 2 — Создание ракетной промышленности (PDF) . Том. 2 (НАСА СП-2006-4110). НАСА . п. 292 . Проверено 15 июля 2015 г.
- ^ «История» . НПО Энергомаш . Архивировано из оригинала 18 ноября 2014 года.
- ^ Перейти обратно: а б Зак, Анатолий. «Ракета-носитель Союз-2 (14А14)» . Русская космическая паутина .
- ^ Перейти обратно: а б с Пилле, Николя. «Le lanceur Союз-У2 (11А511У-2)» [Раконосцей «Союз-У2» (11А511У-2)] (на французском языке). Космонавтика.com . Проверено 14 июля 2015 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
