ИС-105 — это испытательная станция, представляющая из себя специальный уникальный стендовый комплекс, который был построен в структуре НИИХИММАШ для организации контрольно-технологических испытаний двигателей.
Строение ИС-105 построено таким образом, что предназначается для установки и огневых испытаний ЖРД в вертикальном положении сразу нескольких двигателей, при соответствующих мероприятиях по пожарной безопасности этого сооружения .
Прежде чем писать дальше должен себе позволить внести несколько сокращений и их расшифровок для более понятного изложения в дальнейшем:
РН-ракетоноситель;
ДУ - двигательная установка;
ЖРД-жидкостный ракетный двигатель;
РДМТ-ракетный двигатель малой тяги;
СПД-стационарный плазменный двигатель
ХСИ-холодные стендовые испытания;
ОСИ-огневые стендовые испытания;
ОС - орбитальная станция;
ДОС -долговременная орбитальная станция;
КА- космический аппарат.
Стендовый комплекс ИС-105 предназначен для испытания двигателей не только I и II ступеней РН, но и ДУ космических станций и спутников.
ИС-105 состоит из трех стендов:
стенда 5а для испытаний ЖРД тягой до 250 тс;
стенда 5Б для испытаний ЖРД тягой до 80 тс;
стенда 5В для испытаний ДУ КА.
Огневые испытания на стендах ИС-105 проводились с 1959 г. на компонентах: ТМ-185, АК-20, керосин, азотная кислота, гептил, люминал, гидразин, СПГ(сжиженный природный газ), жидкий кислород.
На стендах ИС-105 проходили отработку:
1)РД-108 (8Д75) РН «Восток» (ныне изм.двигатель РД-108А РН Союз 2),
2)РД-170 РН «Зенит» и др. по программе «Интеркосмос»,
3)РДМТ по типу 11Д428А - станции Салют-6, Салют-7
4) РДМТ по типу 11Д428АФ- марсианской серии миссий КА «Фобос»,
5)РДМТ по типу 17Д58Э - 5 модуля станции Мир «Спектр»,
6)РДМТ по типу межпланетной станции «Марс»,
7) СПД по типу СПД-70 спутниковой системы «Банкир».
Всего на ИС-105 было испытано 700 двигателей, после чего работа по более крупным двигателям была передана на Винтайский моторостроительный завод ( п. Винтай между Самарой и Тольятти ). И напоминаю, что в основном испытывались малые двигатели РДМТ, которые работали на токсичных видах топлива. И многие применялись в космических аппаратах с экипажем и без него. А также малые двигатели для долгоживущих космических аппаратов спутников.
На ИС-105, на стенде 5Б, с 1997 года велись научно-исследовательские работы по освоению метана в качестве горючего. По мнению КБ Химического машиностроения им. А.М. Исаева, наиболее оптимальный путь создания двигателей на метане - это модификации кислородно-водородных ЖРД. То есть таких ЖРД, которые были испытаны на станции ИС-106. Одной из таких модификаций является кислородно-водородный ЖРД КВД-1.
22 августа 1997 года на стенде 5Б ИС-105 было проведено первое в России огневое стендовое испытание метанового демонстратора двигателя С5.86 №1 (на базе КВД-1). Испытание закончилось успешно, получены обнадеживающие результаты. Но не приемлемые для вакуумных версии двигателей. Поэтому необходимо было начать модернизировать и усовершенствовать стендовый комплекс ИС-105 для создания имитации высотных условий двигателей увеличенных версий. Из-за недостатка финансирования для этого огромного сооружения (ИС-105) для испытания вакуумных версий двигателей и из-за невозможности серийно выпускать и возить детали реконструкции стендов для имитации высотных условий работы двигателя на комплексе ИС-105. Было принято решение перенести испытание метановой версии двигателя на базу ИС-106, находящуюся неподалеку от ИС-105 (см карту ИС Московской области).
Также я напоминаю читателю, что на горизонтальных стендах ИС-106 в период с 1991-2000 были проведены 119 ОСИ (огневых стендовых испытаний) над различными модификациями водородного двигателя КВД-1.
Поэтому 29 сентября 2010 года было проведено 2-е ОСИ на стенде ИС-106 метанового двигателя-демонстратора С5.86.1000-0 №2 (на базе КВД-1). тягой 7,5 тс . Оно было проведено на горизонтальном стенде В2А ИС-106. Разработкой этого двигателя занималось КБ Химического машиностроения им. А.М. Исаева. Имея при этом все возможности станции ИС-106, испытания провели успешно. Была достигнута рекордная длительность работы двигателя такой размерности при однократном включении - 19 минут. В ходе испытания параметры двигателя соответствовали заданным. Подтверждены возможность продолжительной работы двигателя, выполненного по замкнутой схеме с дожиганием восстановительного генераторного газа, на топливной паре жидкий кислород–метан и также возможности стенда по проведению длительных испытаний.
5 июля 2017 г. на стенде В2 ИС-106 было проведено 3-е ОСИ метанового двигателя-демонстратора С5.86.1000-0А №3. В процессе испытания выполнено 2 включения двигателя продолжительностью 100с и 130с. Цели испытаний достигнуты. 20 июля двигатель демонтирован со стенда. Далее происходила дефектация двигателя и углубленный анализ специалистами результатов испытаний.
Дело том, что база ИС-106 до 90-х занималась конкретно водородной тематикой. И прежде чем проводить ОСИ на еще более пониженных температурах. Необходимо было заранее проводить огромное число ХСИ частей двигателя на криогенную прочность и прочие нагрузки. Водородный двигатель КВД-1 (изм. 11Д56) сумели воссоздать после 90-х. И провести для него множество ХСИ на базе ИС-106. Возникает экспериментальный опыт. А отсюда, как следствие, возникает большой спектр статей, как следствие возможностей заработать на испытаниях как водородных, так и метановых двигателей, авторам приобрести известность. И программа испытаний для ИС-106 занимается и начинает расти на долгие годы и даже десятилетия вперед, и может растянуться еще дальше. Без каких-либо надежд на результативность и применения в конкретных космических аппаратах. Что я имею ввиду.
В РФ действует федеральная космическая программа испытаний 2016-2025 г (10-и лет) , которая к концу следующего года должна показать свою результативность в плане как водородных, так и метановых ЖРД. А конкретно двигателей для РН Ангара КВТК и для РН серии Амур-СПГ. Испытания (ХСИ) водородных и метановых двигателей для этих РН , то есть частей этих двигателей проводились на одной базе ИС-106. Большие промежутки с 29 сентября 2010 до 5 июля 2017 года. Почти в 7 лет говорят о том, что НЕ метановая тематика застыла. А в том, что в последние годы база испытаний ИС-106 в эти промежутки занимались водородными ЖРД и уделялось лишь малая часть времени полноценным ОСИ метановых двигателей.
Так почему же при всех возможностях стендового комплекса ИС-105 ( сила -250 тс) проводятся испытания на совершенно другой испытательной базе ИС-106 и растягивается программа испытаний на долгие годы вперед? Проведем анализ по годам. К сожалению о реконструкции испытательной базы я мало что нашел. Но смог найти исторические фотографии Генплана в системе Google Earth этого участка с 2005-2024 год. В промежутке в 20 лет.
На Стендовом Комплексе ИС-105 часть внутренних газоотводящих каналов на кровле сменилась точно (см фото 8). Но в плане фасада ничего так и не поменялось. В смутных снимках мало, что можно понять. Возможно шла выработка грунта см. фото 7 и асфальтировалась дорога. К этому стендовому комплексу ИС-105 очень сложно подъехать. Поэтому нужны дополнительные работы по асфальтированию и формированию подъездных путей для испытания тяжелых ДУ на метане. По внутреннему интерьеру Стендового Комплекса ИС-105 я ничего не нашел.
Резюмируем увиденное и найденное. Какая-то поверхностная работа над этим стендовым комплексом ИС-105 все-таки проводилась. Также в 1997-м там проводились первые огневые испытания метанового демонстратора двигателя С5.86 №1 (на базе КВД-1). И однозначно необходимо этот комплекс ИС-105 капитально реконструировать под метановые модификации ЖРД и их ДУ. И разгружать испытательную базу и график на базе ИС-106 для метановых ЖРД. Также хочу отметить, что сооружение Стендового Комплекса ИС-105 ниже нулевой отметки построено из камня (cм фото 1). Поэтому возможно усиление фундамента и определение проектных параметров и посадочных мест для испытания метановых КА с большей тягой, по принципу, как это сделано на стенде B3 ИС -106 для испытания водородных разгонных блоков.
Перспективы и планирование в 2025-2030 г:
1)Необходимо расширение металлоконструкций сооружения ИС-105 для проведения испытаний ХСИ частей метановых двигателей. С целью разгрузки графика испытаний ИС-106. Поэтому и нужно новое оборудование ХСИ для метановых ЖРД на базе ИС-105.
2) Необходимо всю "внутрянку" стендового комплекса ИС-105 капитально реконструкции под имитацию высотных условий испытаний метановых ЖРД. См. высотный стенд B2в. ИС-106.
3) Для проведения испытаний метановых ступеней повышенной грузоподъемности. Целесообразно предусмотреть в планах развития космодрома Восточный. Нужна рабочая документация на строительство большого испытательного комплекса Стенд-Старт неподалеку от стартового комплекса КРК СТК космодрома Восточный. Выше комплекса Площадки 1А КРК Ангара.
Источники:
1) Испытание в НИЦ РКП ЖРД на сжиженном природном газе.
2) Испытания ДУ РКТ. Топливо, технологии, материалы для ДУ РКТ
