В России завершилась разработка мощнейшего жидкостного ракетного двигателя в мире. Потомок созданного для «Энергии» советского РД-170 унаследовал беспрецедентную тягу и приобрёл несколько дополнительных преимуществ. Как создавался РД-171МВ, какие изменения претерпел и что его ждет на испытаниях?
История разработки РД-170
Всё началось ещё в 1970-е годы. Тогда в США запустили программу Space Shuttle, и правила космической гонки потребовали дать достойный ответ. Полностью скопировать (как многие считают) американские «челноки» было невозможно хотя бы потому, что Байконур расположен дальше от экватора, чем мыс Канаверал. Значит, при прочих равных условиях ракете для взлета нужно больше тяги: чем ближе к экватору, тем больше центробежная сила вращения планеты.
Расчёты показали, что нужно, во-первых, перенести маршевые двигатели с космоплана «Буран» на центральную ступень ракеты «Энергия». Во-вторых, необходимо установить по бокам носителя не 2 (как у шаттлов), а целых 4 ускорителя. При этом твердотопливные делать было нельзя из-за климата. А водород, как вспоминают в НПО «Энергомаш», Валентин Петрович Глушко недолюбливал.
Из всех этих соображений и родилась концепция РД-170 — кислород-керосинового геракла с тягой 740 тонн у Земли и 806 тонн в вакууме. До сегодняшнего дня никто в мире не превзошёл этот показатель. На втором месте с большим отрывом — двигатель F-1 с тягой 680 тонн. Его разработали для ракеты Saturn V, которая возила астронавтов на Луну.
Система «Энергия-Буран» канула в историю вместе с Советским Союзом. РД-170 давно не выпускают, но на его основе создали РД-171 и РД-171М для ракет «Зенит». Разработка этих двигателей изначально была связана с «Энергией»: её боковые ускорители есть ни что иное, как первые ступени «Зенита».
Одно из самых заметных конструктивных отличий «наследников» РД-170 в том, что их 4 камеры качаются уже не в двух плоскостях (тангаж и рыскание), а только в одной (тангаж). С одной стороны, казалось бы, снижаются возможности управления ракетой, а с другой, уже не надо преодолевать сопротивление набегающего потока воздуха. Двигатель имеет меньшую массу, повышенную надёжность и усовершенствованную систему подачи топлива и окислителя.
Амбициозный IT-стартап SFERA совсем скоро представит свой продукт. Для чего создается новая цифровая экосистема, узнайте на сайте. Проект открыт к инвестированию.
Новая ракета, новый двигатель
РД-171МВ предназначен для ракеты «Союз-5» («Иртыш»). Изначально эта ракета-носитель создавалась для замены украинского «Зенита». Теперь ею рассчитывают заменить «Протоны» и «Союз-2». О строительстве ракеты «Союз-5» говорят как о промежуточном этапе на пути к созданию российской сверхтяжёлой ракеты «Енисей». Последней будут по силам межпланетные миссии.
«Союз-5» считают неплохим конкурентом для Falcon 9 компании SpaceX. Как известно, первые ступени ракет Илона Маска возвращаются на Землю. Это требует дополнительного расхода топлива и неизбежно снижает массу полезного груза. К тому же многоразовая ракета Falcon 9 поднимает 15 тонн, а «Союз-5» — 17. Кроме того, по расчётам, и стоимость запуска у «Союза-5» будет меньше: 56 млн долларов против 62 у Falcon 9.
Преимущества «царь-двигателя»
По сути, это тот же РД-171М, но с несколькими полезными изменениями.
1. Система регулирования состоит только из отечественных комплектующих.
2. Улучшена защита от возгорания. А именно эта проблема преследовала ещё создателей РД-170. Раньше они работали с двигателями на гептиле: с ними в этом смысле было проще. Понадобилось немало усилий, чтобы в кислород не попадали даже малейшие посторонние частицы, что могло привести к возгоранию.
3. Более оперативная система аварийной защиты.
Кроме того, это первый в российской истории ракетный двигатель, изготовленный не по бумажным чертежам, а по 3D-моделям. Как подчёркивают разработчики, это позволило гораздо быстрее работать над проектом.
И есть ещё один весомый плюс: РД-171МВ, как и его предшественники, многоразовый. Но после полёта его не нужно разбирать, поскольку полости и кислородный тракт можно очищать по термовакуумной технологии. Это могло бы пригодиться на случай создания возвращаемой ступени.
Двигатель прогресса?
РД-171МВ успешно прошёл огневые испытания. Следующая задача — проверить его в составе первой ступени «Союза-5». В «Роскосмосе» настолько уверены и в этой ракете, и в «царь-двигателе», что во время тестового полёта в 2023 году планируют запустить в космос не макет, а настоящий малогабаритный спутник «Аист».
Тем не менее ряд экспертов высказывают опасения, что для «Союза-5» и тем более сверхтяжелого «Енисея» не будет достаточной загрузки. Поэтому в сегодняшних реалиях они рискуют остаться невостребованными, то есть составить компанию нестреляющей «царь-пушке» и незвонящему «царь-колоколу». А вы как считаете?
Читайте тоже:
Материал создан при поддержке проекта SFERA
#технологии #наука и техника #россия #ракеты #космос #производство #промышленность
