РД-0146 — безгазогенераторный жидкотопливный ракетный двигатель, разработанный Конструкторским бюро химавтоматики в Воронеже, аналог американского двигателя RL-10В-2.

Это первый российский ЖРД, выполненный по безгазогенераторной схеме. До РД-0146 в СССР и России ЖРД подобной схемы не разрабатывались. КБ химического машиностроения (КБХМ) в начале работ по двигателю 11Д56 по проекту Н-1/Л-3 рассматривало безгазогенераторную схему, но отказалось от нее по ряду причин (НК №12, 1999 и №1, 2, 2000). КБХА приступило к работе с водородом сразу на 200-тонном РД-0120 для РН «Энергия», на котором при такой схеме было крайне сложно реализовать высокие удельные характеристики (прежде всего, высокое давление в камере, расчетную тягу и удельный импульс на земле, а также габариты и массу).^[2]

Разработка началась в 1997 году. К 2010 году КБХА провело 30 огневых испытаний двигателя.^[3] Лётные испытания будут произведены в 2013 году на ракете-носителе Ангара-А5.^[4]

Конструкция

В конструкции РД-0146 для привода турбонасосных агрегатов вместо обычного высокотемпературного генераторного газа (до 800°С) применяется горючее.^[5] Жидкий водород проходит через рубашку охлаждения камеры сгорания, газифицируется, нагреваясь до 30—150°C,^[5] затем проходит через турбонасосный агрегат, после этого попадая в камеру сгорания.^[2]

Разработка

Двигатель разрабатывался с 1997 года, а его разработку финансировали ГКНПЦ им. М.В.Хруничева и американская компания Pratt & Whitney. Она оплатила создание макета РД-0146, представленного на Ле Бурже 2001, а также изготовление стендового образца для огневых испытаний и показа потенциальным покупателям в США. Помимо этого компания Pratt & Whitney заключила контракт с КБХА на продажу двигателей по всему миру за исключением стран СНГ. C 2004 года планировалось начать продажу РД-0146.^[2]

Двигатель разработали по безгазогенераторной схеме, что упростило его конструкцию и повысило надёжность. Но для такого двигателя требуется синхронная работа двух высокоскоростных турбонасосных агрегатов. КБХА долго не удавалось решить эту проблему.^[2]

10 октября 2009 года была завершена разработка турбонасоса для РД-0146. Турбонасос КБХА является самым скоростным в мире среди серийных ЖРД,^[4] работая на скорости 123 000^[5]—125 000 оборотов в минуту.^[6]

В настоящее время:^[5]

• дорабатывается модификация двигателя с использованием в связке из четырёх двигателей для второй ступени ракет-носителей среднего класса повышенной грузоподъемности, которые будут запускаться с космодрома «Восточный»
• разрабатывается ЖРД РД-0146Д для разгонного блока ракеты-носителя Ангара-А5
• отработка двигателя РД-0146 с использованием сжиженного природного газа в качестве топлива

Испытания

При испытаниях двигателя РД-0146 была использована новая методика. Раньше ЖРД устанавливался на стенд в собранном виде. В случае каких-либо конструктивных недоработок во время испытаний весь двигатель выходил из строя. После этого необходимо было производить его переборку, дефектацию и вносить изменения в конструкцию.^[2]

Новая методика заключается в разделении двигателя на три части: экспериментальные установки систем жидкого кислорода, экспериментальные установки систем жидкого водорода и камеры с запальниками. И только после отработки этих систем по отдельности двигатель начинают тестировать в собранном виде. Так при испытании системы подачи жидкого кислорода был обнаружен и исправлен конструкторско-технологический дефект.^[2]

На следующем этапе тестировалась камера сгорания. Испытания проходили при нагрузках 60—70% от номинальной. Во время испытаний была отработана система поджига компонентов топлива в разных агрегатных состояниях.^[2]

Последней тестировалась установка с жидким водородом. Для его получения КБХА специально построила завод мощностью 100^[6] кг в сутки, который стал вторым в России.^[2]

9 октября 2001 года прошли первые огневые испытания РД-0146. При первом пуске двигатель проработал всего 8,5 секунд при режиме, соответствующем 50% штатного.^[2]

К 2010 году проведено 30 огневых испытаний на 4 образцах двигателя с суммарной наработкой в 1680 с.^[3] Испытания показали отклонения от математической модели на 2—4%.^[2] Отказов и аварий при испытаниях не было.^[3]

См. также

• RL-10

Примечания

Ссылки

• РД-0146 на официальном сайте Pratt & Whitney