В 90х годах Россию заполонили охотники за халявой, американцы не стали исключением. Представители НАСА приехали вынюхивать, чем богато наследие СССР. Среди прочего они заинтересовались двигателем советской лунной ракеты Н-1, которую делали в Самаре в КБ Николая Кузнецова. Их очень смущало заявленные характеристики двигателя НК-33.
А когда узнали, что часть двигателей заводчане сохранили, то тут же предложили испытать один двигатель в США. При соответствии заявленных характеристик обещали выкупить все двигатели. Осенью 1995 года на полигоне Aerojet в США провели полный цикл испытаний, по результатам которой подписали контракт на покупку 47 двигателей стоявших на складе 25 лет.
Чтобы понять, в чем уникальность этих двигателей достаточно глянуть на принцип работы ракетного двигателя. Все ракетные двигатели 50х-60х годов строились по одному принципу: для подачи топлива и окислителя в камеру сгорания используется очень мощные насосы. Их крутит отдельная реактивная турбина на которую уходит почти 20% топлива. После турбины отработанные газы выбрасываются в атмосферу. Такой принцип называется «двигатель открытого цикла» .
Николай Кузнецов решил бороться с такой расточительностью и сделал двигатель по другому принципу: все топливо подается в камеру сгорания турбины насоса, а кислород туда подается ограничено- только чтобы сгоревших газов хватило крутить турбину. После турбины вся смесь подается в основную камеру сгорания реактивного двигателя. Туда же подается основной поток кислорода. Такой принцип называется «двигатель закрытого (полного) цикла».
У него мощность выше на 15-17 процентов, чем у двигателей открытого типа при одинаковом расходе топлива. За счет большей тяги экономия на каждом запуске ракетоносителя может достигать 20 миллионов долларов.
США пытались строить реактивные двигатели полного цикла для лунной программы, но пришли к выводу, что процесс дожига турбинного газа неуправляем и прекратили разработки. В дальнейшем они везде применяли двигатели открытого цикла.
Всем рекомендую посмотреть очень интересный американский документальный фильм «горячие двигатели холодной страны». Как раз тот редкий случай, когда американцы честно сознаются, что их ракетное двигателестроение пошло по ошибочному пути.
Илон Маск признал эти двигатели лучшим шедевром и сожалел о том, что в США не могут производить подобные двигатели.
Именно экономичность, компактность и высокий импульс тяги позволяет до сих пор конкурировать двигателям СССР 70х годов.