Космические моторы. Главные разработки Валентина Глушко, известные на весь мир

3 сентября 2018, 11:25

Наука

Статья

2 сентября исполнилось 110 лет со дня рождения инженера, ученого и конструктора, занимавшегося разработкой ракетных двигателей и космических систем, — Валентина Петровича Глушко. При его непосредственном участии был разработан целый ряд двигателей, на которых до сегодняшнего дня летают космические носители «Союз» и «Протон», а также межконтинентальная баллистическая ракета «Воевода», которая известна на Западе как «Сатана». ТАСС собрал главные изобретения знаменитого конструктора ракетно-космической техники.

Первый электрический реактивный двигатель

Под руководством Глушко был разработан первый в мире электротермический реактивный двигатель. Опытный образец был создан в СССР — в Газодинамической лаборатории в Ленинграде, которой заведовал Глушко, в 1929 году.

Читайте также

Просто космос

В двигателе в камеру сгорания устанавливались специальные проводники (из железа, палладия других металлов), на эти проводники подавались кратковременные, но мощные импульсы электрического тока с определенной частотой. Сам процесс назывался «электрическим взрывом» — при прохождении разряда проводники в прямом смысле разрушались, выделяя водород, который истекал из сопла двигателя и создавал тягу. Позже работы по этим двигателям были свернуты из-за низкой мощности.

Впервые в советской космической промышленности электрореактивные двигатели (ЭРД), но с иным принципом, были применены значительно позже — в 1964 году в космос был отправлен спутник «Зонд-2», с шестью установленными плазменными двигателями ориентации.

В современной космической технике применяются различные ЭРД, например, ионный (ионизированный газ разгоняется в электрическом поле). Такие модели, как и первый двигатель Глушко, имеют малую тягу, но могут работать за счет низкого расхода рабочего тела чрезвычайно долго — до нескольких лет. В качестве маршевого ЭРД был, например, установлен на японском космическом аппарате «Хаябуса», запущенном для изучения астероида Итокава. ЭРД широко применяются на спутниках в качестве двигателей коррекции траектории.

Первые в СССР жидкостные ракетные двигатели

Под руководством Глушко после завершения работ по ЭРД впервые в отечественной космической промышленности была создана целая серия опытных ракетных двигателей, работающих на жидком топливе. Серия называлась ОРМ — опытные ракетные моторы. В качестве топлива в двигателях серии использовались керосин, бензин, толуол, другие вещества.

Советские ученые экспериментировали как со смешанными унитарными, так и с двухкомпонентными топливами. Первые образцы, работавшие на унитарном топливе (ОРМ-1 тягой всего 20 кгс), были крайне несовершенны и терпели отказы, вплоть до аварийных ситуаций — двигатели взрывались на стендах во время работы. В итоге был сделан выбор в пользу более безопасной двухкомпонентной схемы — отдельные баки для горючего, отдельные для окислителя.

Читайте также

Освоение космоса в СССР началось с Петропавловской крепости

Работы над двигателями серии ОРМ Газодинамическая лаборатория начала в 1930-х годах, и к 1933-му был создан достаточно мощный образец ОРМ-52 с тягой 300 кгс. Под этот двигатель был разработан целый ряд реактивных летательных аппаратов («РЛА-1», «РЛА-2» и так далее), но их образцы «в железе» не создавались. По задумке инженеров, РЛА должны были взлетать на высоту нескольких километров и выбрасывать контейнер с метеоаппаратурой, которая затем опускалась бы на землю на парашюте. ОРМ-52 прошел официальные государственные испытания, правда, только на стенде. На одном из запусков образца двигателя в 1933 году присутствовал начальник вооружения Красной Армии маршал Михаил Тухачевский и дал работе лаборатории Глушко положительную оценку.

В 1934 году коллектив Газодинамической лаборатории из Ленинграда был объединен с московской группой изучения реактивного движения (под руководством Сергея Павловича Королева) в Реактивный научно-исследовательский институт. Ученые совместными усилиями продолжили разработку двигателей и носителей под них. Коллектив Глушко создал образцы с номерами от ОРМ-53 до ОРМ-102. В частности, двигатель ОРМ-65 разработки Глушко ставился на созданную Королевым крылатую ракету — «объект 212». В 1939 году прошли ее испытания — ракета с ОРМ-65 достигла высоты 250 м, когда преждевременно раскрылся ее парашют. Двигатель ОРМ-65 работал на азотной кислоте и керосине, развивал тягу 150 кгс и мог работать до 80 секунд.

Двигатели для баллистических и космических ракет

С 1946 года Глушко был назначен главным конструктором ОКБ-456 в Химках (сейчас НПО «Энергомаш» — главный разработчик и производитель российских ракетных двигателей — прим. ТАСС). Здесь под его руководством созданы двигатели для первых советских баллистических ракет Р-1, Р-2 и Р-5.

В 1954–1957 годах коллектив ОКБ-456 разработал жидкостные ракетные двигатели РД-107, которые впоследствии будут устанавливаться на знаменитую ракету Р-7, сконструированную коллективом ОКБ-1 под руководством Королева, так называемую королевскую семерку. Это была первая в мире полноценная межконтинентальная баллистическая ракета с максимальной дальностью полета 8 тыс. км и одним термоядерным зарядом мощностью 3 мегатонны. Первый запуск Р-7 состоялся 15 мая 1957 года, на вооружение Ракетных войск стратегического назначения она была принята в январе 1960-го.

Жидкостный ракетный двигатель «РД-107» бокового блока ракеты-носителя «Восток»

© Черединцев Валентин/ТАСС

На базе Р-7 был создано целое семейство ракет космического назначения. В частности, знаменитый «Восток», на котором 12 апреля 1961 года в космос отправился Юрий Гагарин. Модификации этой ракеты используются до сих пор — с грузовыми кораблями и спутниками в космос стартуют ракеты серии «Союз-2», с пилотируемыми — «Союз-ФГ» (со следующего года запуски космонавтов будут переведены на «Союз-2»). До сих пор на этих ракетах используются модификации двигателей, разработанных Глушко: версии РД-107 для боковых и центрального блока первой ступени и варианты РД-108 — для второй ступени.

Также сотрудники ОКБ-456 под руководством Глушко создали двигатель РД-253, который с изменениями и сейчас используется в самой массовой серии советских и российских тяжелых грузовых ракет «Протон». Последний вариант — «Протон-М» — использует на первой ступени шесть двигателей РД-276, которые являются глубокой модернизацией РД-253 Глушко.

Читайте также

«Сатане» на смену: почему утилизируют самые мощные ракеты России

Параллельно известный конструктор работал над двигателями для советских баллистических ракет, появившихся после Р-7. В частности, самая мощная на сегодняшний день и стоящая на вооружении РВСН тяжелая межконтинентальная ракета «Воевода» использует на первой ступени двигатель РД-264, разработанный при непосредственном участии Глушко.

«Энергия — Буран»

В 1974 году было создано НПО «Энергия» (сейчас Ракетно-космическая корпорация «Энергия»), в новую организацию вошло Центральное конструкторское бюро машиностроения (ОКБ-1, переименованное так после смерти Королева), а также КБ «Энергомаш» (бывшее ОКБ-456). Глушко стал главным конструктором «Энергии», название которой, по некоторым данным, он и придумал.

Несмотря на все его усилия, НПО «Энергия» не получило заказ от государства на разработку двигателей под ракету сверхтяжелого класса Н-1 для советской лунной программы. Идеи конструктора были отклонены из-за токсичности предложенных им компонентов топлива. Позже он в своих письмах не оставляет планов покорения Луны, в частности, предлагает руководству страны в течение десяти лет разработать и создать систему доставки космонавтов к естественному спутнику Земли и орбитальный лунный модуль весом 60 тонн, который обеспечит высадку на Луну трех космонавтов. Однако этим планам не суждено сбыться.

Универсальная ракетно-космическая транспортная система «Энергия» с орбитальным кораблем многоразового использования «Буран» на стартовом комплексе космодрома Байконур, 1988 год

© Пушкарев Альберт/ТАСС

В 1976 году внимание Глушко переключается на совсем другую тему — создание челнока «Буран» как ответа на запуски американских многоразовых кораблей «Спейс Шаттл». Отечественная многоразовая система «Энергия — Буран» создавалась под непосредственным руководством Глушко и по его проекту, именно он настоял на облике сверхтяжелой ракеты «Энергия» и предложил вид двигателя первой ступени РД-170. Успешный запуск «Бурана» прошел в ноябре 1988 года в автоматическом режиме.

Кроме двигателей, под руководством Глушко был выполнен ряд ключевых работ по направлению пилотируемой космонавтики. Так, конструктор возглавлял работы по совершенствованию пилотируемых космических кораблей «Союз», им была предложена концепция многомодульной станции «Мир»: НПО «Энергия» выдвинула свои предложения по созданию новых орбитальных станций в 1976 году, эскизный проект «Мира» был готов в 1978 году.

ПодготовилаВалерия Решетникова 

Теги:

РоссияСанкт-ПетербургКоролев, Сергей Павлович

Ракетные двигатели В.П.Глушко | КПИ им. Игоря Сикорского

В.П.Глушко — основатель советского жидкостного ракетодвигателестроения. Но его первый ракетный двигатель был электрореактивный (ЭРД). Тяга в нем возникала благодаря мгновенному испарению тонких полосок металла при нагревании их электрическим током. Скорость истечения газов из таких двигателей на порядок выше, чем в двигателях с химическим топливом. В 1929-1930 годах работая в Газодинамической лаборатории (ГДЛ), В.П.Глушко изготовил опытные образцы ЭРД, провел испытания и доказал их работоспособность. Но из-за малой мощности ЭРД ученый стал работать над разработкой жидкостных ракетных двигателей (ЖРД).

Характеристики ракетного двигателя в наибольшей степени определяются характеристиками компонентов ракетного топлива (КРП), которое в нем применяется. В 1930 г. В.П.Глушко исследовал такие окислители, как азотная кислота, растворы тетроксид азота в азотной кислоте, тетранитрометан, перекись водорода, хлорная кислота. В 1931 г. предложил химическое зажигание и самовоспламеняющееся топливо.

Валентин Петрович сам готовил необходимые смеси, отрабатывал технологию их изготовления и только потом передавал в лабораторию для изготовления и испытаний. Создавая конструкции ЖРД, В.П.Глушко разрабатывал агрегаты для подачи топлива различных типов — поршневые, турбонасосные и др. Многочисленные исследования многих пар КРП дали Глушко возможность сформулировать требования к ним. Исходя из требуемой эффективности ЖРД и эксплуатационных требований, он остановился на паре азотная кислота — керосин. Именно эта пара использовалась в его исследовательских ракетных двигателях (ОРМ-И — ОРМ-65).

Двигатели такого же типа он создавал во время войны для реактивных ускорителей самолетов. Это были РД-1 и другие. Для первой советской ракеты дальнего действия Р-1 (аналог Фау-2), ракет Р-2, Р-5 В.П.Глушко разрабатывает кислородно-спиртовые двигатели РД-100, РД-101, РД-103М с тягой на земле, соответственно — 26, 37, 44 тс). А для первой космической ракеты-носителя Р-7 были разработаны кислородно-керосиновые двигатели РД-107 и РД-108 (тяга на земле (в пустоте), соответственно 83/102 и 76/96 тс). Подвергнув модернизации, эти двигатели работают до сих пор . ..

Но процесс горения в таких двигателях был недостаточно устойчивым. Кроме того, очень сложно хранить жидкий кислород. Поэтому, разрабатывая ЖРД для боевых ракет, В.П.Глушко вновь возвращается к использованию азотистого окислителя (азотный тетроксид), а в качестве топлива — несимметричного диметилгидразина. Ракеты с такими двигателями могли храниться годами в заправленном состоянии. Вооруженные силы получили действительно боевые ракеты, пригодные для многолетнего дежурства в готовности к немедленному пуску. Но для космических ракет были необходимы мощные двигатели. В азотно-кислотных двигателях РД-253 (тяга 150/166 тс) ракеты «Протон» для повышения мощности В.П.Глушко ввел дожигание газа-окислителя. Впоследствии введение этого же процесса в кислородно-керосиновых двигателях повысило не только их мощность, но и стабильность работы. На этом принципе был создан самый мощный в мире кислородно-керосиновый двигатель РД-170 с тягой 740/806 тс для ракет «Зенит» и «Энергия».

Конечно, усовершенствование ЖРД в КБ В. П.Глушка происходило не только за счет совершенствования ракетных топлив и процесса сгорания. Было обосновано и внедрено немало конструктивных наработок, в том числе — по форме и профилю сопла, охлаждения камеры сгорания, конструкции форсунок и т. Д.

Основана В.П.Глушко школа строительства ракетных двигателей и до сих пор не утратила своих позиций мирового лидера, а созданные в НПО «Энергомаш» им. В.П.Глушка двигатели США покупают для своих ракет «Атлас».

Авіація — космонавтика

Киевский политехник

Глушко В.П.

Анри Коанда: настоящий изобретатель реактивного двигателя

Как Ганс фон Охайн затмил Генри Коанду на протяжении всей истории изобретением реактивного двигателя

by Andreas Tapalaga | 14 сентября 2022 г. | Технология | 0 комментариев

Coanda-1910 Первый в мире реактивный самолет (Источник: Wikimedia Commons)

ost Если не все истории ошибались в истинном изобретателе реактивного двигателя, поскольку у историй много точек зрения. Во время Второй мировой войны было много разных изобретателей, работавших над новой технологией, позволяющей запускать самолеты на большие скорости за считанные секунды. Большая часть путаницы возникает из-за того, что было много различных типов моделей, которые пытались усовершенствовать Первоначальную модель реактивного двигателя, изобретенного Анри Коандой (7 июня 1886 г. — 25 ноября 1986 г.).72), человек из сильного поколения, прожившего свою жизнь через войны.

Анри Мари Коанда (Источник: Wikimedia Commons)

Анри Мари Коанда был румынским изобретателем, а также пионером в области аэродинамики, который в основном известен благодаря эффекту Коанда, который решил серьезную проблему, стоявшую перед первым прототипом реактивного двигателя. Это была реактивная жидкость, не имевшая постоянного потока на высоких скоростях. После окончания румынского военного училища в 1903 году в звании старшего сержанта продолжил образование в Берлине в Высшей технической школе.

Затем он переехал в Бельгию, чтобы продолжить обучение в Институте Монтефиоре в Льеже. После окончания у него было более чем достаточно знаний, чтобы наконец применить свои изобретения в теории. Даже если винтовой двигатель был все еще довольно новой технологией, он думал, что он устарел, поскольку есть место для гораздо большего потенциала.

Коанда придумал реактивный двигатель в 1908 году, а к 1909 году он построил первый прототип, однако проблема заключалась в том, что в то время концепция самолетов была еще свежа, и даже винтовые самолеты не были развиты в полной мере. потенциал. Основным недостатком, с которым столкнулся Коанда, были размер и вес двигателя, самолеты должны были быть построены из очень легкого материала, который также не был прочным, поэтому было трудно установить реактивный двигатель.

Вторым недостатком было огромное количество неконтролируемой мощности и огромный расход топлива. Кому-то по имени Фрэнк Уиттл пришло в голову оптимизировать мощность, чтобы погоня самолета выдерживала мощность тяги, а при меньшей мощности еще и снизить уровень расхода топлива. Однако Фрэнк Уиттл решил эту проблему в 1921 году, 11 лет спустя после «первого самолета с реактивным двигателем», созданного Коандой. Коанда 1910 Реактивный двигатель (Источник: Wikimedia Commons)

Как показано на изображении выше, рама (как и у большинства бипланов того времени) была сделана из дерева, которое никогда не могло выдержать тягу, создаваемую реактивным двигателем, особенно когда реактивный двигатель находился в передней части самолета. что в теории должно централизовать власть для взвешивания рациона, а не иметь его на спине. Некоторые инженеры-аэродинамики говорят, что размещение реактивного двигателя в передней части самолета было не самой лучшей идеей, однако многие реактивные самолеты, особенно эпохи холодной войны, поставлялись с реактивным двигателем в носовой части самолета.

Вернувшись в 1910 год, Анри Коанда хотел испытать свое изобретение, чтобы увидеть его полный потенциал, а также возможности со всеми упомянутыми недостатками, которые он собирался обнаружить. Он решил, что будет проще, если он построит самолет вокруг самого реактивного двигателя, а не строит реактивный двигатель на основе самолета. самолет, который не только уравновесит массу самолета, чтобы улучшить аэродинамику, но и будет иметь более жесткую конструкцию, чем реактивный двигатель или двигатели, установленные на крыльях самолета. Моторный реактивный двигатель будет меньшего размера в соответствии с весом самолета и мощностью двигателя, необходимой для взлета и достижения высоты 3000 метров. Прототипу требовался 4-цилиндровый поршневой двигатель Clegret (мощностью 50 лошадиных сил) для приведения в действие центробежного компрессора, который должен был приводить в движение самолет. Это добавило самолету дополнительного веса.

Ганс фон Охайн (Источник: Wikimedia Commons)

Большинство людей думают, что первым изобретателем реактивного двигателя является Ганс фон Охайн, немецкий аэрокосмический инженер, который «улучшил» реактивный двигатель, создав немецкий истребитель МЕ-262. эпохи 2 мировой войны. Однако это был не первый настоящий реактивный самолет, это был первый реактивный истребитель, способный развивать скорость до 1300 км/ч. Интересно, что даже если Ганс был намного старше Анри, они оба учились в одной и той же школе Berlin Technische Hochschule.

Как упоминалось ранее, он усовершенствовал реактивный двигатель, но это не значит, что он его создал. Коанда-1910 (несмотря на то, что многие историки не согласны с этим) летал, пусть и не в полную силу, из-за технологических ограничений того времени. МЕ-262, который считается первым реактивным самолетом/истребителем, был построен в 1944 году, то есть через 34 года после создания первого реактивного самолета Анри Коанда. job. Окончательный прототип Messerchmitt Me 262 (Источник: Wikimedia Commons)

Многие историки до сих пор утверждают, что прототипы Анри Коанды никогда не летали и даже не тестировались. Я не понимаю и не сопротивляюсь дерзости таких критиков, поскольку настоящие пилоты погибли, испытывая это изобретение. Анри Коанда так и не достиг стабильного самолета, так как технический менеджер Bristol Airplane Company в Соединенном Королевстве вызвал его для работы над другим самолетом.

Единственным свидетельством того, что он был истинным создателем реактивного двигателя, которое я могу вам представить (для справки), является книга, написанная двумя академиками из Технологического университета Дрездена, Рольфом Зоннеманном и Клаусом Кругом. Они написали Technik und Technikwissenschaften in der Geschichte  ( Технологии и технические науки в истории ) 1987 года, в котором четко упоминается, что реактивный самолет Анри Коанды 1910 года был первым реактивным самолетом.

Андрей Тапалага

Заядлый писатель с бесценным знанием человечества!

Будущий историк с более чем 30 миллионами просмотров в сети.

Вы также можете найти некоторые из моих работ на NewsBrake: https://newsbreakapp.onelink.me/2115408369?pid=mp_561350&msource=mp_561350

«Вы сами делаете свою жизнь».

[email protected]

Страница не найдена | Национальный музей авиации и космонавтики

Пожертвовать сейчас

Один музей, две локации

Посетите нас в Вашингтоне, округ Колумбия, и Шантильи, штат Вирджиния, чтобы исследовать сотни самых значительных объектов в мире в истории авиации и космоса.
Посещать

Национальный музей авиации и космонавтики в Вашингтоне
Центр Удвар-Хази в Вирджинии
Запланируйте экскурсию
Групповые туры

В музее и онлайн

Откройте для себя наши выставки и участвуйте в программах лично или виртуально.
Как дела

События
Выставки
IMAX

Погрузитесь глубоко в воздух и космос

Просмотрите наши коллекции, истории, исследования и контент по запросу.
Исследовать

Рассказы
Темы
Коллекции
На лету
Для исследователей

Для учителей и родителей

Подарите своим ученикам Музей авиации и космонавтики, где бы вы ни находились.
Учиться

Программы
Образовательные ресурсы
Запланируйте экскурсию
Профессиональное развитие педагога
Образовательная ежемесячная тема

Будь искрой

Ваша поддержка поможет финансировать выставки, образовательные программы и усилия по сохранению.
Дайте

Становиться участником
Стена чести
Способы дать
Провести мероприятие

Будьте в курсе последних историй и событий с нашей рассылкой

Национальный музей авиации и космонавтики

Центр Стивена Ф.