Ракетный двигатель нк 33: Репозиторий Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королёва: Недопустимый идентификатор |

Содержание

5 фактов из истории «лунного» двигателя, который снова хотят производить в Самаре | Другой город

5 фактов из истории «лунного» двигателя, который снова хотят производить в Самаре

10 июля 2018, 13:03 1 811

Автор: Андрей Артёмов

В середине прошлого месяца стало известно, что частная космическая компания S7 Space собирается построить в Самаре новый завод. Там будут производить ракетные двигатели НК-33 и НК-43 (высотная модификация двигателя НК-33), которые в советское время выпускал Куйбышевский моторный завод министерства авиационной промышленности СССР (сейчас — ПАО «Кузнецов»).

Мы собрали пять интересных фактов из истории этих двигателей, которая оказалась похожа на остросюжетный детектив.

Лунная дорожка

Все началось в 1959 году, когда перед директором куйбышевского Опытного завода №276 Николаем Кузнецовым поставили задачу: разработать жидкостные космические двигатели для советской ракеты, которая должна была полететь на Луну.

Проходная СНТК им. Кузнецова. Фото Алексея Авдейчева

Авиаконструктор Николай Кузнецов

До этого предприятие не имело отношения к космосу, а разрабатывало двигатели для авиации. Но отступать было некуда, и уже в 1960 году эскизные проекты были готовы. Процесс их создания курировал отец советской космонавтики Сергей Королев.

Выдать на-гора

Сам двигатель НК-33 был разработан на основе более раннего двигателя НК-15, который предназначался для первой ступени «лунной» ракеты. Его первое испытание состоялось уже в ноябре 1963 года. Спустя пять лет начались работы по его модернизации ради повышения надежности. Тогда новый двигатель и получил привычное обозначение НК-33.

Источник фото

Главной его «фишкой» стала многоразовость (использовать двигатель можно было до десяти раз, слышишь, Илон Маск?) и отношение тяги к массе. В 1972 году рожденные в Куйбышеве двигатели НК-33 И НК-43 успешно прошли государственные стендовые испытания и готовы были нести советскую ракету к спутнику Земли.

Смена приоритетов

Меж тем, над лунной программой СССР стали сгущаться тучи. В 1966 году умирает Сергей Королев. Спустя три года над Луной уже развевается американский флаг. Советская лунная программа медленно, но верно сворачивается.

Обложка журнала «Техника молодежи». 1964 год

В 1974 году Совет обороны СССР приказывает заводу №276 прекратить все связанные с ней работы и переориентироваться на производство газотурбинных двигателей для стратегической авиации.

Сдать в утиль

Что делать с уже произведенными двигателями? Их решили попросту уничтожить, но академик Кузнецов не мог расстаться со своим детищем. Двигатели были «уничтожены» лишь на бумаге. По легенде, Николай Кузнецов спрятал их в секретном бункере под всем известной «Вертолеткой» в поселке Управленческий. Но на самом деле списанные НК-33 И НК-43 хранили в одном из цехов предприятия в поселке Винтай.

Постсоветское возрождение

Второй шанс двигатели НК-33 и НК-43 получили уже после развала Советского Союза. В апреля 1992 года в Москве, на выставке «Авиадвигатель-92» Николай Кузнецов встретился с представителем американской фирмы «Аэроджет». Это были первые переговоры о совместной деятельности в области жидкостных ракетных двигателей.

Их итогом стала сделка по продаже 46-ти НК-33 и НК-43 за миллион долларов каждый. Несмотря на то, что двигатели пролежали на складе более 20 лет, они хорошо показали себя на испытаниях. Конечно, американцы немного проапгрейдили советский движок, переименовав его в двигатель AJ-26.

Источник фото

В 2013 году они вывели на орбиту легкую ракету «Антарес». Однако в следующем году оснащенная двигателями AJ-26 ракета взорвалась, и от их использования отказались, заменив на российские РД-181.

Интервью с директором первой в России частной космической компании S7 Space читайте здесь.

Следите за нашими публикациями в Telegram на канале «Другой город», ВКонтакте и Facebook

Двигатели ОДК обеспечили в 2021 году 22 пуска ракет-носителей «Союз» — Новости металлургии

Металлоснабжение и сбыт

Switch to English

Конференции

7 ноября 2022г.
Москва Российский рынок металлов

10 ноября 2022г.
Москва Корпоративные коммуникации в металлургической отрасли России и стран СНГ – 2022

Объявления

Куплю 5 Продам 0

Куплю любую продукцию фирмы данфосс бу и новый 8906 555 31 86
Куплю задвижки краны шаровые затворы отводы фланцы клапана электропривода бу и новый самовывоз по все России ТЕЛ …
Куплю Электропривод Auma Auma Auma Auma Auma Auma Auma Aum…
Куплю задвижки затворы привада аума тулаэлектропривод гидранты пфрк продукцыю Danfoss Данфосс и другое м…
Куплю Задвижки стальные Задвижки чугунные Задвижка 30ч39р Задвижка 30ч906бр Задвижка AB…
8905-604-61-39 КУПЛЮ ДОРОГО ПРИВОДА BELIMO БЕЛИМО
8905-604-61-39 КУПЛЮ ДОРОГО DANFOSS ДАНФОСС САМОВЫВОЗ
8905-604-61-39 Куплю любую продукцию фирмы danfoss данфосс
Куплю продукцию данфос
Данфос куплю дорого

Все объявления

Поставщики

02 ноября
АЭМ-технологии(Санкт-Петербург)
Энергоальянс-Урал(Екатеринбург)
Галактика(Подольск)
Егоза Новосибирск(Новосибирск)
ЛенСтальКанат(Санкт-Петербург)
МВ ГРУПП, Производственная компания(Долгопрудный)
Белоярский трубный завод(Екатеринбург)
Глобал Транс Альянс(Москва)
01 ноября
Метизный Союз(Краснодар)
Русская Промышленная Компания(Москва)

Справочник «Металлургия. Металлопоставки. Россия.»
Добавить компанию

Двигателестроение
, ОДК

01 июня 2022 г. | 13:31

Ракетные двигатели РД-107А/108А и НК-33А, произведенные ПАО «ОДК-Кузнецов», самарским предприятием Объединенной двигателестроительной корпорации, в уходящем 2021 году обеспечили 22 запуска космических ракет-носителей (РН) типа «Союз» с космодромов Байконур, Восточный, Плесецк и Куру (Гвианский космический центр).

В ходе 21 пуска ракет (в составе РН «Союз-СТ-Б», «Союз-2.1а», «Союз-2.1б») на I и II ступенях отработали двигатели РД-107А/108А, а в одном случае (при запуске РН «Союз-2.1в») – двигатель НК-33А. Эти ракеты-носители выводили на орбиту космические аппараты Роскосмоса (в том числе грузы и экспедиции на МКС), Минобороны России, спутники коммерческого назначения.

Новости по теме

11:30,
28 октября 2022 г.
Первые образцы двигателя ПД-8 проходят испытания

Двигатели ОДК в 2021 году обеспечили доставку к МКС трех пилотируемых ракет, в том числе двух уникальных экипажей. 5 октября к МКС отправлен экипаж 66-й длительной экспедиции, состоявший из космонавта Роскосмоса Антона Шкаплерова и съемочной группы художественного фильма – актрисы Юлии Пересильд и режиссера Клима Шипенко. Кадры, снятые на МКС, будут использованы при создании российского фильма под рабочим названием «Вызов». 8 декабря после 12-летнего перерыва к МКС отправились космические туристы – в составе 20-й миссии посещения станции космонавт Роскосмоса Александр Мисуркин и участники космического полета – президент корпорации Start Today Юсаку Маэзава и его личный ассистент Йозо Хирано. Обе миссии успешно отработали заданную программу и вернулись на Землю.

Двигательными установками типа РД-107/РД-108 оснащаются I и II ступени всех ракет-носителей типа Р-7 (в том числе и РН типа «Союз») начиная с 1958 года. В настоящее время данные двигатели серийно производятся в «ОДК-Кузнецов» при конструкторском сопровождении разработчика НПО «Энергомаш». Каждая деталь изделий для космических программ, а затем и сам двигатель перед сдачей заказчику проходит трехступенчатый контроль качества. Статистическая надежность изделий превышает 99,9%.

Новости по теме

16:17,
11 марта 2022 г.
ПК «Салют» в 2023 году приступит к серийному производству узлов для двигателя ПД-14

С 1961 года произведенные «ОДК-Кузнецов» ракетные двигатели испытываются в обособленном подразделении «Винтай». Каждый ракетный двигатель, произведенный в «ОДК-Кузнецов», перед отправкой заказчику проходит обязательные огневые испытания.

На 2021 год пришлось две юбилейные даты испытательной базы предприятия – 6 апреля состоялось шеститысячное испытание серийного ракетного двигателя РД-107А на наклонном стенде, введенном в эксплуатацию в 1963 году. Стенд №2 знаменит тем, что ракету-носитель с первой женщиной-космонавтом Валентиной Терешковой вывели на околоземную орбиту двигатели, испытанные именно на нем в самом начале его эксплуатации. 31 августа 2021 года исполнилось 60 лет со дня первого огневого испытания ракетного двигателя РД-107 для ракет-носителей типа Р-7 в ОП «Винтай». За шесть десятилетий на первом стенде «ОДК-Кузнецов» было испытано свыше 7 тысяч изделий. Стенд №1 универсальный, на нем могут испытываться как серийные двигатели РД-107А/РД-108А для I и II ступеней ракет-носителей «Союз», так и двигатель НК-33, разработанный ОКБ Н.Д. Кузнецова для «лунной» ракеты, в настоящее время использующийся для I ступени современной ракеты сверхлегкого класса «Союз-2.1в».

Жидкостный ракетный двигатель НК-33А является модификацией базового двигателя НК-33 – первого в мире в своем классе, выполненного по замкнутой схеме, работающего на компонентах кислород-керосин, имеющего многоразовый запуск и многократное применение. Он отличается надежностью и совершенством технических параметров, демонстрирует максимальное отношение тяги к массе среди современных двигателей.

Сегодня «ОДК-Кузнецов» является единственным предприятием Объединенной двигателестроительной корпорации, которое специализируется на создании не только авиационной, но и ракетной техники космического назначения.

Источник:
ИИС «Металлоснабжение и сбыт»

Просмотров: 81

Если вы нашли ошибку в тексте, вы можете уведомить об этом администрацию сайта, выбрав текст с ошибкой и нажатием кнопок
Shift+Enter

история — Почему более поздние русские двигатели уступали НК-33?

TWR был принесён в жертву удельному импульсу в более поздних двигателях? НК-33 имел удельный импульс на уровне моря 297 с; упомянутые выше двигатели РД варьируются от 309 до 311. Моя интуиция после игры в Kerbal Space Program подсказывает, что это невыгодный компромисс для двигателей первой ступени…

В случае с РД-170 это практически равный компромисс производительности; масса топлива преобладает над массой двигателей для большинства ступеней ракеты, поэтому даже небольшие различия в удельном импульсе могут перевесить большие различия в TWR двигателя.

5x НК-33 развивают тягу всего на 4% больше, чем одиночный РД-170. Если мы обеспечим заправку на расчетные 150 секунд горения для РД-170 и 144 секунды для НК-33, мы получим такой же общий импульс, подаваемый в течение горения.

Предполагая, что 6% массы топлива приходится на бак, плюс 200 тонн конструкции, не относящейся к баку, верхней ступени и полезной нагрузки, вы получаете удивительно схожие характеристики: РД-170 производит 2840 м/с дельта-v, а 5x НК-33 выдает 2820 м/с (рассчитано по удельному импульсу на уровне моря; удельный импульс вакуума дает НК-33 преимущество, хотя и с меньшим отрывом).

Ускорение с подушки практически идентично: 1,25 g у РД-170, 1,27 g у 5x НК-33.

По мере увеличения времени горения увеличивается масса пороха, поэтому удельный импульс становится более важным по сравнению с TWR. 150 секунд — это короткий конец горения первой ступени, а -180 и -191 были рассчитаны на гораздо более длительное горение, чем -170.

Советские КБ не поделились технологическими усовершенствованиями? …если ученые-ракетчики поделились технологией [ступенчатого сжигания с высоким содержанием окислителя], почему они не поделились какими-либо другими приемами, связанными с созданием такого легкого двигателя?

Обмен инженерными технологиями — это одно; заставить другое агентство принять эти методы без изменений — совсем другое дело. Кузнецов и Глушко были двумя разными дизайнерами с двумя разными философиями; даже имея доступ к одному и тому же набору трюков, было бы удивительно, если бы их двигатели не отличались бы от в существенных отношениях.

Более поздние двигатели были переработаны, чтобы сделать их более надежными?

Вполне возможно. Это даже не обязательно было преднамеренным решением из-за недостатков НК-33 — это могло быть просто результатом инстинктивного чутья одного конструктора о том, какой запас прочности нужно предусмотреть в конструкции.

В конечном счете, вы настраиваете себя на разочарование, если ищете чисто основанные на производительности объяснения того, что один движок используется вместо другого. Ни одна ракета никогда не строится с деталями с оптимальными характеристиками. Существуют политические соображения относительно того, какое бюро/фабрика/компания получает какие контракты. Существуют соображения стоимости и времени (которые часто противоречат друг другу) и соображения разработки и производства (которые часто противоречат друг другу). Двигатель, который стоит 5 миллионов долларов, может быть более желательным, чем двигатель, который работает на 20% лучше при цене 10 миллионов долларов за единицу.

топливо — Требует ли двигатель НК-33 переохлажденного керосина настолько холодного, что он превращается в парафин?

спросил
6 лет, 7 месяцев назад

Изменено
3 года назад

Просмотрено
5к раз

$\begingroup$

В этом ответе и в нескольких других местах в Интернете упоминалось, что керосиновое топливо, используемое двигателями НК-33, должно быть достаточно переохлаждено, чтобы оно достигло той же плотности, что и жидкий кислород, и что это необходимо для того, чтобы турбонасосы могут работать на одном валу. Все эти утверждения восходят к этому, где я не могу найти никакого обсуждения переохлажденного керосина, не говоря уже о обсуждении необходимости соответствовать плотности LOX.

Я упомянул это здесь — это беспокоит меня по двум причинам:

Я думаю, что было бы чрезвычайно трудно получить жидкий керосин с плотностью 1,17 или 1,18 г/см ³ , что соответствует плотности LOX при — 310 ℉, температура, необходимая двигателям НК-33 для охлаждения подшипников турбонасоса. Плотность RP-1 составляет около 0,8 г/см ³ при 25 ℃, а самое большое значение, которое я где-либо видел, составляет 1,02 г/см ³ .
Я не могу придумать ни одной причины, по которой плотности должны быть одинаковыми, чтобы два турбонасоса работали на одном валу. Соотношение массовых потоков довольно велико — возможно, 2,62 LOX/керосин (отсюда), поэтому я не понимаю, почему так важно согласование их плотностей в двух насосах.

Примечание: Я использую общее «керосин», так как российское топливо, используемое для разработки двигателей, не может официально называться «РП-1».

Я попытался собрать как можно больше информации в режиме онлайн и представить ее здесь. Поскольку мне приходилось иметь дело с четырьмя различными температурными шкалами, а люди привыкли использовать разные, я просто грубо нарисовал график со всеми четырьмя, так как я также не могу выполнять преобразования в уме.

RP-1 сплошная синяя линия с http://www. dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/290659.pdf. Другие точки данных, которые я нашел, похоже, совпадают.

Пунктирная красная линия RP-1 является экстраполяцией той же линии ниже ее допустимого диапазона от -45 ℃ до +25 ℃, просто для того, чтобы направить взгляд и дать мозгу что-то.

Комментарии RP-1 о консистенции («гель», «воск» и т. д.) взяты с http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20020018567.pdf. Я включил скриншот соответствующего раздела под графиками.

Сплошная линия LOX с http://booksite.elsevier.com/9780750683661/Appendix_C.pdf. Скриншот записи и уравнения приведен ниже.

точек данных LOX с http://oxygen.atomistry.com/liquid_oxygen.html

РЕДАКТИРОВАТЬ: дополнительных точек данных LOX можно найти на Spaceflight 101 и здесь, кредит: НАСА.

У меня такой вопрос: Действительно ли для работы двигателя НК-33 требуются равные плотности LOX и керосина? Если да, то ПОЧЕМУ?? Кроме того, если да, то какова фактическая температура керосина для достижения этой плотности, и какова его консистенция на самом деле: жидкость, гель, воск?

ПРИМЕЧАНИЕ: ниже взято с: http://ntrs. nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20020018567.pdf R – это температура по Ренкину, которую можно назвать « абсолютной по Фаренгейту» Наверное.

ПРИМЕЧАНИЕ: ниже взято с http://lpre.de/resources/articles/AIAA-1998-3361.pdf:

ПРИМЕЧАНИЕ. ниже взято с: http://booksite.elsevier.com/9780750683661/Appendix_C.pdf

топливо
конструкция двигателя
криогеника
нк-33
переохлаждение

$\endgroup$

$\begingroup$

Путаница кипит. Космический полет 101 говорит о НК-33:

НК-33 требуется переохлажденный кислород с температурой ниже точки кипения -183 градуса Цельсия для охлаждения подшипников турбонасоса, которые в противном случае вышли бы из строя. Кроме того, переохлажденный LOX имеет более высокую плотность, близкую к плотности керосина, что снижает требуемый объем бака и общую массу ракеты-носителя и позволяет использовать в двигателе один вращающийся вал для обоих турбонасосов.

Итак, они переворачивают заявление, говоря, что LOX должен быть переохлажден, чтобы получить нужную плотность, а не керосин.

Согласно Википедии (и подтверждено диаграммами Ухоха), LOX при любой температуре имеет более высокую плотность, чем керосин. Таким образом, переохлаждение LOX увеличивает разницу в плотности. Но Spaceflight 101 может иметь смысл. Двигатель сжигает 2,8 кг кислорода на 1 кг керосина. Когда вы делаете LOX более плотным, вы сближаете их объемы, что может упростить конструкцию насоса на общем валу.

Эксперименты Aerojet

Давайте посмотрим, сможем ли мы получить заявление из источника: в этом документе AIAA от Aerojet подробно описаны модификации, сделанные ими. В нем плотность упоминается только один раз (таблица 6 на странице 16), и в той же таблице указана температура топлива как -30 °F (-34 °C), так что его плотность и близко не соответствует плотности LOX. Во всяком случае, этот документ подтверждает, что керосин не должен быть переохлажден для работы двигателя.

Они провели испытания двигателя с температурой окружающей среды RP1 и температурой кипения LOX, насколько я могу судить, они проработали до 140 секунд с этой комбинацией. Они не проводили испытаний с переохлаждением РП-1 ниже -37 ° F (-38 ° C). Они также упоминают, что русские обычно использовали керосин при температуре выше -30 ° F (-34 ° C).

Из этого я делаю вывод, что переохлаждение LOX или топлива возможно, но не обязательно на этом двигателе. Так что вопрос «Требуется ли для двигателя НК-33 переохлажденный керосин?» можно ответить «Нет».

Другие двигатели

Одновальные турбонасосы распространены во всех типах ракетных двигателей.

Двигатели на керосине/LOX, такие как RD-0110, в которых не используется переохлаждение

Двигатели

водород/LOX, такие как RD-0120, в которых плотность LOX и LH намного больше, чем плотность LOX/RP-1.

$\endgroup$

$\begingroup$

Нет проблем с работой керосина и кислорода на одном валу турбонасоса при любой температуре. при условии, что оба являются жидкими, изменения плотности недостаточны, чтобы иметь какое-либо практическое значение для возможности использования турбонасоса.

Из ОП плотность кислорода и керосина составляет 1,18 и 0,8 г/см3, соотношение 1,475. Давление, создаваемое одноступенчатым центробежным насосом, пропорционально квадрату скорости внешней кромки рабочего колеса, умноженному на плотность. Следовательно, для достижения одинакового давления с обоими топливами в одновальном турбонасосе диаметр керосиновой крыльчатки должен быть sqrt (1,475) = 1,21 раза больше, чем у кислородной крыльчатки. Это практично для достижения. Обратите внимание, что это всего лишь эмпирическое правило, фактические диаметры крыльчатки могут незначительно отличаться из-за ряда более подробных соображений.

Как отмечалось в комментариях к ответу Рассела Борогова, нецелесообразно запускать водород и кислород на одном и том же валу турбонасоса. Кислород в 16 раз плотнее водорода, поэтому для достижения такого же давления крыльчатка для кислорода должна быть в четверть диаметра крыльчатки для водорода, или, в качестве альтернативы, кислородный насос может быть одноступенчатым, а водородный насос — 16-ступенчатым. Но практичнее просто медленнее запускать кислородный импеллер. См. видео турбонасоса на водородно-кислородном двигателе РЛ-10, показывающее турбину внизу, водородный насос вверху и кислородный насос с понижающим редуктором слева.

$\endgroup$

$\begingroup$

По данным Sutton’s Rocket Propulsion Elements:

Если два топлива имеют одинаковые плотности (скажем, в пределах 40%), такие как NTO и НДМГ или LOX и керосин, и объемный расход окислителя и топлива аналогичен, то один и тот же тип рабочего колеса (работающего с одинаковой скоростью) может быть используется на обоих из них на одном валу.

Далее говорится, что с водородом/LOX вам определенно нужны отдельные валы. По-видимому, существует общая зависимость между скоростью вращения крыльчатки и плотностью топлива, когда эффективность является оптимальной; водород можно перекачивать с помощью высокоскоростной осевой крыльчатки, в то время как для более плотного топлива требуется более медленная радиальная или полурадиальная крыльчатка. Отказ от ответственности: я не гидродинамик!

Таким образом, при массовом соотношении LOX:керосин 2,6 это, кажется, говорит о том, что в определенных пределах вам действительно нужен керосин менее плотный для достижения более равномерного объемного расхода.

$\endgroup$

$\begingroup$

Во-первых, единственное место, где я смог найти заявление о равной плотности, это статья в Википедии о НК-33.