В этот день… №1-01 (1-15 ноября)
Здравствуйте, дорогие друзья!
Сегодня мы открываем календарь событий, связанных с космонавтикой и ракетной техникой. Буквально каждый день в истории ракетостроения чем-то примечателен. Мы постараемся не пропустить ничего значимого и интересного. Итак, мы начинаем!
1 ноября 1932 года на экспериментальной станции «Куммерсдорф-Запад» (Kummersdorf-West), относящейся к военному ведомству, в 27 километрах от Берлина, приступил к работе первый штатский служащий Вернер фон Браун (Wernher von Braun). Вторым был механик Генрих Грюнов (Heinrich Gruenow). Позднее, в ноябре к ним присоединился специалист по ракетным двигателям Вальтер Ридель (Walther Riedel). Так начиналась история создания ракеты «Agregat-4», более известная как Фау-2 (V-2, Vergeltungswaffe-2, Оружие возмездия-2).
3 ноября 1957 года был запущен второй в мире искусственный спутник Земли (ИСЗ) с биологическим объектом на борту (собака Лайка). Вывод спутника был осуществлён ракетой-носителем Р-7. Жидкостные ракетные двигатели и первой, и второй ступеней ракеты были разработаны в ОКБ-456 (ныне ОАО «НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко») главного конструктора В.П. Глушко.
ЖРД РД-107 (первая ступень) и РД-108 (вторая ступень) были разработаны в 1954-1957 годах. Конструкция этих кислородно-керосиновых двигателей почти идентична, за исключением количества рулевых двигателей (2 — на РД-107 и 4 — на РД-108) и конструкции дросселя соотношения компонентов.
Основные характеристики РД-108:
- тяга — 941 кН;
- давление в камере сгорания — 5,1 МПа;
- удельный импульс — 3090 м/с;
- время работы — 310 с;
- масса двигателя — 1250 кг.
При выведении ИСЗ-2 двигатели выполнили свою задачу без замечаний. С тех пор они используются уже 58 лет! Конечно, их конструкция совершенствуется, надёжность повышается, и они по-прежнему остаются единственными ЖРД ракет-носителей, предназначенных для вывода космических кораблей «Союз».
Собачке Лайке повезло меньше. Спутник не предусматривал возможность возвращения на землю, система жизнеобеспечения не была отработана и собака погибла от перегрева на одном из первых витков.
В 1962 году ни один из шести пусков советских межпланетных автоматических станций, предназначенных для полёта к Венере и Марсу, не увенчался успехом.
Так, при старте ракеты-носителя 8К78 с космическим аппаратом 2МВ-3 04.11.1962 (полёт к Марсу со спускаемым аппаратом), произошла авария 4-й ступени по причине отказа двигательной установки блока «Л». Блок «Л» оснащался двигателем С1.5400 (11Д33), работавшем на жидком кислороде и керосине. Двигатель был разработан в 1958-1960 годах специалистами ОКБ-1 (ныне РКК «Энергия») под руководством М.В. Мельникова. Однокамерный ЖРД развивал тягу 66,7 кН при уровне внутрикамерного давления 5,35 МПа. Величина удельного импульса — 3335 м/с. Время работы — 207 с. Первый двигатель с дожиганием генераторного газа. Его первый полёт состоялся в 1960 году.
На 3-й ступени ракеты-носителя (блок «И») был установлен двигатель РД-0107, разработанный в КБ химавтоматики (КБХА). Двигатель открытой схемы представлял собой связку из четырех камер с одним турбонасосным агрегатом.
Его характеристики:
- тяга — 298 кН;
- давление в камере сгорания — 6,8 МПа;
- удельный импульс — 3195 м/с;
- время работы — 240 с;
- масса двигателя — 410 кг.
Ведущим конструктором двигателя был Я.И. Гершкович.
К сожалению, через год, 11.11.1963 при выводе очередной марсианской автоматической межпланетной станции (АМС), двигатель блока «Л» опять подвёл по причине кавитации на входе в насосы ТНА. Межпланетную станцию, застрявшую на околоземной орбите, назвали спутником «Космос-21».
9 ноября 1967 года была запущена ракета-носитель «Сатурн-5» (Saturn-5) с беспилотным космическим кораблём «Аполлон-4» (Apollo-4). На околоземную орбиту был выведен груз 140 тонн. Этим полётом завершался этап беспилотной отработки ракеты-носителя и космического корабля для лунной программы.
Суммарная тяга двигателей F-1 первой ступени достигала 33,85 МН. В пяти километрах от стартового комплекса рухнула крыша павильона телевизионной компании «Коламбиа бродкастинг системс» (Columbia Broadcasting Systems). Вызванная работой двигателей первой ступени воздушная ударная волна была зарегистрирована геологической обсерваторией в шт. Нью-Йорк в 1770 км от места старта. После этого запуска была доработана система подавления шума, возникающего при работе двигателей первой ступени ракеты-носителя «Сатурн-5». Двигатель разгонной ступени, запущенный в космосе поднял орбиту корабля со 185 км до 17210 км. Затем, после отделения корабля от ступени и включения своего маршевого двигателя, корабль увеличил высоту орбиты до 18072 км. При повторном включении маршевого двигателя корабля «Аполлон» он начал вход в атмосферу Земли, моделируя условия возвращения корабля по окончании лунной экспедиции.
Основу команды разработчиков ракеты-носителя составляли немецкие конструкторы и ученые, руководимые Вернером фон Брауном.
Основные характеристики двигателя F-1:
- разработчик — Rocketdyne;
- руководитель разработки Роберт Биггс (Robert Biggs);
- годы разработки — 1959-1971;
- открытая схема;
- тяга — 6,77 МН;
- компоненты: керосин + кислород;
- давление в камере сгорания — 7 МПа;
- удельный импульс — 263 с;
- масса — 8353 кг.
15 ноября 1988 года осуществлён запуск ракеты-носителя «Энергия» с орбитальным самолётом «Буран». Через полтора часа полёта «Буран» осуществил автоматическую посадку. Повторить это достижение специалисты США смогли лишь в ХХI веке.
На второй ступени носителя «Энергия» установлены ЖРД РД-0120, разработанные в КБ химавтоматики (КБХА). Это был первый советский летающий ЖРД на топливных компонентах водород + кислород.
Первоначальное техническое задание, утвержденное в декабре 1974 года, предусматривало создание двигателя тягой 2,5 МН. В апреле 1976 года было проведено уточнение технического задания на новую размерность (тяга 2,0 МН). Уменьшение силы тяги позволило повысить надёжность ракетной системы за счёт резервирования (возможности выключения аварийного двигателя). Количество двигателей в блоке было увеличено с трёх до четырёх.
Технические характеристики двигателя:
- удельный импульс — 4462 м/с;
- давление в камере сгорания — 21,8 МПа (двигатель с дожиганием генераторного газа);
- время работы — 500 с;
- масса двигателя — 3450 кг.
Руководители разработки — Чурсин Г.И., Рачук В.С. Ведущий конструктор — Никитин Л.Н.
При разработке двигателя был изучен и использовался опыт других КБ по кислородно-водородным двигателям 11Д56 и 11Д57, научный задел НИИТП (научно-исследовательского института тепловых процессов) и ЦИАМа (центрального института авиационного моторостроения). Анализировалась информация по американскому аналогу ЖРД SSME. В проект двигателя были заложены принципиальные решения, позволившие выполнить требования технического задания. Позже мы рассмотрим подробно историю создания ЖРД РД-0120, основные «изюминки» его конструкции, проблемы, которые были успешно решены специалистами КБ и завода-производителя.
При подготовке материала были использованы следующие источники:
- Космонавтика. Маленькая энциклопедия. — М.: «Советская Энциклопедия», 1968.
- Двигатели 1944-2000 авиационные, ракетные, морские, промышленные. — М.: «АКС-Конверсалт», 2000.
- Б. Е. Черток. Ракеты и люди. Горячие дни «холодной войны». — М.: «РТСофт», 2007.
- К. Гэтланд и др. Космическая техника. — М.: «Мир», 1986.
- КБ химавтоматики. Страницы истории. Том 1. — Воронеж, 1995.
| В этот день… №1-02 (16-30 ноября) | » |
