РД-0169 (J:-0169)

Перейти к навигации Перейти к поиску

РД-0169 — российский кислородно-метановый ракетный двигатель. Разрабатывается в КБХА, главный конструктор — Горохов Виктор Дмитриевич. В качестве горючего используется сжиженный природный газ (метан), в качестве окислителя используется жидкий кислород. Предназначен для использования в качестве маршевого двигателя в многоразовых ракетах-носителях (РН Амур-СПГ). Рабочий процесс в камере сгорания организован по типу «газ-газ». Преимуществами являются: удобство в эксплуатации, экологическая чистота, возможность многоразового использования. Планируется достижение тяги в 200 тонн. В штатном варианте выбрано давление в камере сгорания 175 кгс/см2[1]. Разрабатывается на основе РД0162 с промежуточным вариантом в виде РД0177, известно о двух модификациях РД0169А (двигатель первой ступени РН Амур-СПГ) и РД0169В (четырёхкамерный двигатель второй ступени РН Амур-СПГ).

Разработка

[править | править код]

В ОАО «Конструкторское бюро Химавтоматики» с 1994 г. проводилось исследование перевода на топливо кислород-метан серии двигателей РД0120, РД0124, РД0234, РД0242, РД0256. В 1996-1999 г. сделана расчетноконструкторская, материаловедческая и технологическая проработка ряда ЖРД тягой 5-240 тс (РД0139, РД0140, РД0134, РД0141, РД0142, РД0143А, РД0143К, РД0144, РД0149) на топливе кислород-метан. Прошли огневые испытания демонстрационные двигатели РД-0110МД, изготовленный на базе РД-0110, и РД-0146М.[2]

Ракетный двигатель РД0162 нового типа разрабатывался в воронежском Конструкторском бюро химавтоматики (КБХА) с 2006 года в варианте с тягой 2000 кН (203 тс), а с 2012 года с тягой 416 кН (42,42 тс) в варианте РД0162СД. Разработка двигателя включена в Федеральную космическую программу на 2016—2025 гг.

  • В 2012 г. в КБХА по ТЗ от Центра им. Хруничева разработан эскизный проект жидкостного кислородно-метанового двигателя РД0162 (главный конструктор А. Ф. Ефимочкин, ведущий конструктор С. А. Швец).
  • В декабре 2016 года состоялись успешные испытания двигателя-демонстратора РД0162Д2А[3]. По состоянию на первую половину 2017 года испытание первого завершенного экземпляра было запланировано на 2020 год[4].
  • В конце октября 2017 года состоялась серия огневых испытаний двигателя РД-0162Д2А тягой 40 тонн; разработан эскизный проект на кислородно-метановый двигатель тягой 85 тонн[5]. Следующий этап предусматривает выпуск конструкторской документации на двигатель тягой 85 тонн, а также продолжение подготовки производства и изготовление энергетических установок для отработки отдельных систем двигателя[6].
  • 17 апреля 2018 года вице-премьер РФ Дмитрий Рогозин, по итогам посещения производственной площадки Конструкторского бюро химавтоматики, заявил следующее[7]:

Кислород-керосиновые двигатели, безусловно, должны быть заменены уже в ближайшей перспективе на новые работы, которые будут основаны на кислород-водороде и кислород-метане, то есть на сжиженном природном газе. Это более простые решения, более дешевые, более надежные. Если и делать эту ракету «Союз-5», то надо делать её на современном двигателе, а не на двигателе, которому 50 лет.

31 мая 2018 генеральный директор НПО «Энергомаш» Игорь Арбузов в интервью СМИ сообщил, что до 2020 года должен быть создан и испытан двигатель с тягой 85 тонн[8].
  • 1 апреля 2019 года глава Роскосмоса Д. Рогозин заявил СМИ, что госкорпорация не может вести разработку перспективных метановых двигателей для многоразовых ракет по причине того, что все свободные деньги направлены на погашение долгов Центра им. Хруничева. В случае появления средств метановый двигатель, благодаря наработкам КБХА, можно было бы сделать за 2-3 года[9].
  • 23 мая 2019 глава Роскосмоса Д. Рогозин на лекции в МГУ сообщил, что создание метанового двигателя для многоразовой ракеты будет внесено в новую версию Федеральной космической программы[10].
  • 27 августа 2019 глава Роскосмоса Д. Рогозин на Международном авиационно-космическом салоне МАКС-2019 сообщил, что прототип метанового двигателя возможно создать за несколько лет[11].
  • 26 сентября 2019 года на сайте госзакупок был размещен контракт на создание Воронежским КБХА метанового двигателя с начальной (максимальной) ценой 765,78 млн рублей с датой окончания работ 15 ноября 2021 года («Создание ракетных двигателей нового поколения и базовых элементов маршевых двигательных установок перспективных средств выведения в части работ 2019—2021 годов»; шифр СЧ ОКР: «ДУ СВ» (2021)). Согласно техзаданию, двигатель получил название РД0177, тяга должна составлять 85 тс, земной удельный импульс — 312 с, а масса не должна превышать 2200 кг[12].
  • В мае 2020 года «Роскосмос» заключил контракт с КБ химавтоматики на сумму 6,3 миллиарда рублей на создание двигателя РД-0169: первый планируется создать к ноябрю 2023 года, ещё три — к ноябрю 2024 года и четыре — к ноябрю 2025 года.
  • 3 июня 2020 года в КБХА завершен очередной этап создания опытного образца РД-0177[13].
  • 27 августа 2020 года генеральный директор НПО «Энергомаш» Игорь Арбузов сообщил СМИ, что к настоящему моменту проведены испытания отдельных элементов агрегатов будущего метанового двигателя — газогенератора, смесительной головки. Теперь предприятие переходит к работам уже непосредственно по изготовлению двигателя-демонстратора РД-0177, который должен быть изготовлен в 2022 году. Лётный образец под названием РД-0169 должен быть изготовлен в 2022—2023 гг.[14].
  • В конце мая 2021 года из материалов, расположенных на сайте госзакупок, стало известно, что первый опытный метановый двигатель РД-0169 будет изготовлен и испытан к ноябрю 2025 года, что на два года позже, чем предполагалось ранее; остальные 7 двигателей также будут изготовлены и испытаны в ноябре 2025 года[15].
  • 18 сентября 2021 года генконструктор кислородно-водородного двигателя РД-0120, генеральный директор и генконструктор КБ химавтоматики (1993—2015 гг) Владимир Рачук сообщил СМИ, что в КБХА по контракту с Роскосмосом с 2016 года ведется разработка двигателя РД-0177/РД-0169 тягой 100 тонн для ракеты-носителя «Амур-СПГ». Выпущена конструкторская документация, ведется подготовка производства, изготовление агрегатов, огневые испытания установок. Начало огневых испытаний двигателя запланировано в середине 2023 года[16].
Внешние видеофайлы
Логотип YouTube Сюжет телестудии Роскосмоса о работах над метановым двигателем для РН «Амур-СПГ». Июнь 2023 года
  • 24 декабря 2021 года в испытательном комплексе Воронежского центра ракетного двигателестроения, успешно проведены огневые испытания штатной автономной системы зажигания многоразового кислородно-метанового ракетного двигателя РД-0177. Со слов главного конструктора КБХА Виктора Горохова была перевыполнена запланированная программа испытаний: в рамках одного пускового дня вместо пяти включений провели восемь, в ходе которых подтвердили работоспособность и возможность многоразового использования системы зажигания двигателя для перспективного применения в составе возвращаемых ступеней ракет-носителей, в том числе РН «Амур-СПГ»,[17]

Оценка стоимости создания и финансирование разработки

[править | править код]
  • В сентябре 2019 года, когда победителем конкурса Роскосмоса на разработку опытного образца метанового двигателя стало КБХА, цена контракта составила 765,78 млн рублей[12].
  • В мае 2020 года Роскосмос заключил контракт с КБ химавтоматики на сумму 6,3 млрд рублей на создание двигателя РД-0169.

Основные параметры российских метановых двигателей

[править | править код]
Основные параметры российских метановых двигателей
Вариант двигателя РД-0110МД РД-0162[18] РД-0162СД[2] РД-0162Д2А[19] РД-0177[20] РД-0169А РД-0169В
Топливо Кислород + метан
Назначение Двигатель-демонстратор для отработки технологий создания кислородно-метановых ЖРД с возможностью многократного использования для перспективных средств выведения Двигатель 1-й ступени Двигатель 2-й ступени
Применение Опытный образец РН Амур-СПГ РН Амур-СПГ
Период разработки с 1994 с 2006 2012-2016 - 2016 2016 — 2023 2020 — конец 2025 2020 — конец 2025
Статус двигателя Разработка завершена Разработка завершена Разработка завершена Разработка завершена Разрабатывается Разрабатывается Разрабатывается
Схема двигателя Дожигание восстановительного генераторного газа
Количество камер 1 4[21]
Соотношение компонентов топлива 3,5
Количество и период пусков 0 0 0 (2026 — гг.) 0 (2026 — гг.)
Кратность использования двигателя от 10 25 25 от 10 до 50 (возможно 100) не возвращается
Время межполетного обслуживания двигателя, дней
Угол качания камеры ±13 (в двух плоскостях)
Количество ТНА
Тяга, земная/пустотная, тс (кН) 24,98 (245) 203,9 (2000) / 225,9 40 (392,27) 85 (833,56) 100 (980,66) / 110 110 (1078,73)
Уровень форсирования по тяге, % 133 133
Удельная тяга, земной/пустотный, с 321 / 356 352 / 315/ 346
Удельный импульс двигателя, м/с 3149 / 3492 2948 / 3404
Давление в камере сгорания, кгс/см2 (МПа) 58,94 175 149,9 (14,7) 165
Масса, сухая/залитая, кг 2100 500
Габариты, высота/диаметр, мм 3552/1650 2000/930
Время работы, с 200 200
Цена одного двигателя, млн руб / млн дол

Аналоги

[править | править код]
  • TQ-15A китайского РН Zhuque-2[22] компании «Ланьцзянь». РН совершил первый успешный полёт (неуспешный был в декабре 2022) кислород-метанового РН 12.07.2023 с выведением макета полезной нагрузки.
  • Aeon с тягой от 126 до 1300 кН в РН Terran-1 (запуск в марте 2023 неудачен) и Terran-R от Relativity Space.
  • Blue Engine 4 (BE-4) американской Blue Orign
  • Raptor 1 и 2 американской SpaceX
  • демонстратор двигателя LM10-MIRA тягой 7,5 тс совместной разработки итальянской AVIO и КБХА (2014)[2]
  • демонстратор Chase-10 южнокорейской C&Space Inc.(CSI) тягой в вакууме 106,75 кН (пустотный удельный импульс 3150м/с), предназначенного для многократного использования (более 50 раз) и имеющего общий ресурс −10000 с. На 2014 испытывался только в течение 10 секунд. Двигатель был передан американской DARMA Technology[2]
  • демонстраторы XR-3М9 (2005 г), XR-4К5, XR-5М12, XR-4А3 и итоговый XR-5M15 с тягой 33 кН американской компании XCOR, которая обанкротилась в 2017.[2]
  • демонстратор американского RS-18 (2009 г) для возвращения с Марса и Луны тягой от 22 до 44 кН, проработал всего 0,5 с.[2]
  • демонстратор американского MAE (2005 г) с тягой 1,3 — 4,5 кН.[2]
  • демонстратор американского RCE с тягой 0,4 кН, тесты продолжительностью до 5-ти с.[2]

Ссылки

[править | править код]

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ ДВИГАТЕЛЬ РД-0162. НПО «Энергомаш». Дата обращения: 5 сентября 2019. Архивировано 5 сентября 2019 года.
  2. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Чудина Юлия Сергеевна. [https://mai.ru/upload/iblock/2e3/2e3a19b1211a55ec919900b767974624.pdf?referer=https://yandex.ru/clck/jsredir%3Ffrom%3Dyandex.ru;search/;web;; РАБОЧИЕ ПРОЦЕССЫ В РАКЕТНОМ ДВИГАТЕЛЕ МАЛОЙ ТЯГИ НА ГАЗООБРАЗНЫХ КОМПОНЕНТАХ ТОПЛИВА КИСЛОРОД И МЕТАН] (Ru) // Московский Авиационный институт : Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. — 2014. — С. 18. Архивировано 19 августа 2023 года.
  3. ↑ Новейший кислородно-метановый двигатель прошёл испытания Архивная копия от 19 февраля 2017 на Wayback Machine // 3dnews, 2016
  4. ↑ Татьяна Зимина На метане к Марсу Архивная копия от 24 мая 2017 на Wayback Machine // Наука и жизнь. — 2017. — № 5. — С. 47.
  5. ↑ "Энергомаш": создание нового двигателя в США стимулирует нас к развитию (20 октября 2017). Дата обращения: 21 октября 2017. Архивировано 21 октября 2017 года.
  6. ↑ КБХА. Завершена разработка экскизного проекта нового кислородно-метанового двигателя тягой 85 тонн Архивная копия от 1 сентября 2018 на Wayback Machine // Роскосмос, 14.11.2017
  7. ↑ Рогозин: кабмин рассмотрит проект ракеты "Союз-5" на метановом двигателе (14 апреля 2018). Дата обращения: 17 апреля 2018. Архивировано 17 апреля 2018 года.
  8. ↑ Гендиректор НПО Энергомаш: марсианский метан в будущем можно использовать для заправки ракет. Интерфакс (1 июня 2018). Дата обращения: 1 июня 2018. Архивировано 1 июня 2018 года.
  9. ↑ Рогозин рассказал, что мешает разработке метанового ракетного двигателя. РИА Новости (1 апреля 2019). Дата обращения: 1 апреля 2019. Архивировано 1 апреля 2019 года.
  10. ↑ Рогозин анонсировал создание метанового ракетного двигателя. РИА Новости (23 мая 2019). Дата обращения: 23 мая 2019. Архивировано 23 мая 2019 года.
  11. ↑ Рогозин рассказал о возможности создания метанового двигателя для ракет. РИА Новости (27 августа 2019). Дата обращения: 27 августа 2019. Архивировано 27 августа 2019 года.
  12. ↑ 1 2 Метановый ракетный двигатель за 765 млн рублей решили создать в России. Взгляд (27 сентября 2019). Дата обращения: 29 января 2021. Архивировано 3 февраля 2021 года.
  13. ↑ Завершен очередной этап создания кислородно-метанового двигателя. Роскосмос (3 июня 2020). Дата обращения: 13 февраля 2021. Архивировано 3 марта 2021 года.
  14. ↑ Глава НПО "Энергомаш": постепенно возвращаемся к переговорам с зарубежными партнерами. ТАСС (27 августа 2020). Дата обращения: 27 августа 2020. Архивировано 28 августа 2020 года.
  15. ↑ Срок изготовления двигателя российской многоразовой ракеты перенесли. РИА Новости (30 мая 2021). Дата обращения: 30 мая 2021. Архивировано 30 мая 2021 года.
  16. ↑ Эксперт: испытания двигателя для многоразовой ракеты начнутся в 2023 году. РИА Новости (18 сентября 2021). Дата обращения: 18 сентября 2021. Архивировано 21 сентября 2021 года.
  17. ↑ Новости. В ВЦРД испытана штатная система зажигания кислородно-метанового двигателя. www.roscosmos.ru. Дата обращения: 24 декабря 2021. Архивировано 24 декабря 2021 года.
  18. ↑ РД0162. КБХА. Дата обращения: 29 января 2021. Архивировано 31 января 2021 года.
  19. ↑ В Воронеже испытали ракетный двигатель на газе. Российская газета (28 декабря 2016). Дата обращения: 19 августа 2023. Архивировано 19 августа 2023 года.
  20. ↑ РД0177. КБХА. Дата обращения: 29 января 2021. Архивировано 2 февраля 2021 года.
  21. ↑ «Амур». О первой российской многоразовой ракете на метане. naukatehnika.com. Дата обращения: 19 августа 2023. Архивировано 19 августа 2023 года.
  22. ↑ В Китае запустили первую в мире космическую ракету с метановым двигателем. TACC. Дата обращения: 19 августа 2023. Архивировано 19 августа 2023 года.
Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=РД-0169&oldid=138841464