Россия создала самый мощный жидкостный ракетный двигатель: история создания

Источник: roscosmos.ru

Завершились огневые испытания доводочного двигателя РД-171МВ, разработанного НПО «Энергомаш» (входит в Роскосмос). Он имеет тягу в 806 тонн—сил — рекорд для жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). Поэтому всего одного хватит для работы первой ступени перспективной ракеты «Союз-5» грузоподъёмностью 17 тонн на НОО. Как был разработан этот двигатель?

Предыдущий рекордсмен — РД-170

Символично, что ровно 42 года назад, 25 августа 1980 года, проведены первые огневые испытания самого мощного двигателя в советской истории — РД-170. Это предшественник РД-171МВ, который прошёл несколько итераций и модификаций, чтобы вернуться в современном облике.

РД-170 – это советский жидкостный четырёхкамерный ракетный двигатель на экологичной топливной паре «керосин-жидкий кислород», разработанный КБ «Энергомаш» для сверхтяжёлой ракеты-носителя «Энергия». Её первая ступень состояла из четырёх боковых ускорителей, созданных на основе ракеты-носителя «Зенит», поэтому они получили унифицированные двигатели. РД-171, использованный в ракетах «Зенит», почти брат-близнец – он отличался от РД-170 только конструкцией качания камер и органами управления их отклонением.

РД-170/171 без сомнения можно назвать этапной разработкой для отечественной ракетно-космической отрасли. Имея тягу в вакууме 806 тонн—сил (тс), он до сих пор является самым мощным в мире ЖРД из применявшихся в ракетах. Эскизный проект был разработан в 1976 г. По сравнению с предыдущими двигателями его тяга скачком выросла в 5 раз, а трудоёмкость производства практически в 10 раз. Основная конструктивная особенность РД-170 — четыре камеры сгорания, качающиеся в двух плоскостях, и два газогенератора, работающие на одну турбину. Наличие четырёх камер вместо одной позволило получить параметры работы каждой камеры по тяге примерно в 200 тс, приблизив их к уже освоенному диапазону на предыдущих двигателях (150 тс).

РД-170 применялся в составе ракеты-носителя «Энергия» всего лишь дважды, выведя экспериментальный космический аппарат «Полюс» и многоразовый корабль «Буран» в 1988 г. Но уже в версии РД-171 и её дальнейшей модификации РД-171М он пролетал три десятилетия в ракетах-носителях семейства «Зенит». В том числе по программе «Морской старт». При всей своей мощности двигатель оказался экономичным и надежным, к тому же пригодным для многоразового использования.

«Половинки» и «четвертинки»

В 1990-е гг. полная мощность РД-170/171 использовалась только в «Зенитах». Зато заложенный в модели конструкторский потенциал позволил разработать целую линейку ракетных двигателей для носителей разных классов.

Сначала мощный четырёхкамерный двигатель разделили на два, получив РД-180 или «половинку», с двумя камерами сгорания. При тяге в 423 тс (в вакууме) он обеспечивал работу первой ступени средних РН Atlas III. А сейчас уже двадцать лет безаварийно используется на Atlas V. Ещё до начала обмена санкциями, американская ULA закупила эти двигатели с запасом на будущие старты.

Потом «половинку» разделили ещё раз, получив РД-191 или «четвертинку». Тяга этого однокамерного двигателя составляет более 200 тс в вакууме и на его основе строятся универсальные ракетные модули (УРМ) для семейства ракет-носителей «Ангара». Интересно, что впервые лётные испытания РД-191 прошёл в составе первой ступени корейской РН «Наро-1» в 2009 г. Россия помогала в его создании. Сейчас НПО «Энергомаш» ведёт разработку РД-191М — на 10-15% более мощной версии этого однокамерного двигателя для РН повышенной грузоподъёмности «Ангара-А5М».

Стоит рассказать ещё о двух однокамерных двигателях семейства. Это РД-193 — упрощённая версия РД-191, которую отличает отсутствие узла качания камеры сгорания и связанных конструктивных элементов, что позволило снизить его массу на 300 кг. Он может применяться в первой ступени лёгкой ракеты-носителя «Союз-2.1в» после исчерпания запасов НК-33А, применяемых сейчас. Экспортная модификация с узлом качания — модель РД-181 использовалась в США как двигатели первой ступени ракеты «Антарес». В том числе она известна как носитель, выводящий на орбиту грузовики Cygnus для снабжения МКС. После взаимных санкций его поставки прекращены, у американской стороны есть запас двигателей на два старта.

Наследник лидера

Развитие космической индустрии показало, что нужен промежуточный ракета-носитель, занимающий промежуточное положение по грузоподъёмности между семейством средних «Союз-2» и тяжёлой «Ангарой». Перспективной ракетой переходного класса стал «Союз-5». Одна из его особенностей – возможность адаптации под пуск с «Морского старта». Основой его первой ступени станет РД-171МВ тягой 806 тс.

Путь длиной 42 года не прошёл зря. Россия получила экономичный и эффективный ракетный двигатель. И он опять самый мощный жидкостной ракетный двигатель.

Самый мощный ракетный двигатель в мире

Главная » Блог » Самый мощный ракетный двигатель в мире

Самые мощные реактивные двигатели в мире: сравним тягу

Как сравнить ракетные двигатели и найти лучший? Сначала нужно определиться, что вам нужно. Список лидеров по эффективности (скорости выбрасывания рабочего тела из двигателя) будет сильно отличаться от списка развивших самые большие скорости. В последний войдут ионные и другие электрические ракетные двигатели, которые работают годами и разгоняют межпланетные аппараты до фантастических скоростей, но не могут вывести за пределы земной атмосферы даже курицу. Сегодня мы придерживаемся простого принципа: кто мощнее, тот и первый. Пять ракетных двигателей, создающих самую большую тягу. Каждый из них — легенда ракетостроения.

SRB для Space Launch System

Боковые твердотопливные ускорители SRB для Space Launch System. Разработанные для доставки грузов на ближайшие к Земле планеты, ракетне двигатель ускорителей SLS NASA дают больше тяги, чем любой другой когда-либо построенный двигатель: 16 00 тс. В секунду каждый из них сжигает 5 тонн топлива.

Если перевести тепловую энергию, которую каждый из них вырабатывает за 2 минуты работы, в электроэнергию, получится 2,3 миллиона киловатт-часов. Этого достаточно, чтобы полностью обеспечить электроэнергией город из 92 000 домов в течение дня. Два ускорителя SRB в комплекте с двигателем RS-25 будут способны поднять почти 3000 тонн груза (это около 9 Боингов-747).

Испытания ускорителей SLS уже выдержала, первый старт намечен на конец 2018 года.

Боковой ускоритель МТКК Space Shuttle

Боковой ускоритель МТКК Space Shuttle — 14 00 тс тяги. Ускорители SLS мощнее, но они еще не летали, поэтому ускорители Space Shuttle пока удерживают титул самых мощных двигателей, побывавших в космосе. Им же принадлежит звание самой большой ракеты из тех, что построены для повторного использования.

Пара таких ускорителей поднимала Space Shuttle на 46 километров. Пролетев еще 20 километров по инерции, они отделяются от шаттла и падают в океан, где их подбирает специальное судно.

РД-170/171

Разработанные в КБ «Энергомаш» четырехкамерные жидкотопливные двигатели РД-170 и их последующие модификации — самые мощные двигатели, работающие на жидком топливе. Тяга в вакууме — 806,4 тс. Двигатель одной из его модификаций (РД-171М) оказался еще на 5% мощнее. С 1985 года РД-170 использовался для запуска ракеты «Зенит», а затем — «Зенит-3SL «.

РДМ 171 М

F-1 Жидкостный ракетный двигатель F-1 был разработан и построен американской компанией Rocketdyne для ракеты-носителя Сатурн V. Чтобы поднять Сатурн, нужно было пять F-1/ Каждый создавал тягу в 790 тонн в вакууме, а все пять тратили 12 710 л топлива в секунду. До того, как были разработаны три предыдущих двигателя, оставался самым мощным ракетным двигателем в мире.

UA1207

Замыкает пятерку самых мощных еще один американский ракетный двигатель на жидком топливе — UA1207 (7,116 т/с в вакууме. Его использовали для запуска ракет семейства Титан четвертого поколения; именно UA1207 вывел в стратосферу зонд Кассини, который затем продолжил путь к Сатурну.

Page 2

Как сравнить ракетные двигатели и найти лучший? Сначала нужно определиться, что вам нужно. Список лидеров по эффективности (скорости выбрасывания рабочего тела из двигателя) будет сильно отличаться от списка развивших самые большие скорости. В последний войдут ионные и другие электрические ракетные двигатели, которые работают годами и разгоняют межпланетные аппараты до фантастических скоростей, но не могут вывести за пределы земной атмосферы даже курицу. Сегодня мы придерживаемся простого принципа: кто мощнее, тот и первый. Пять ракетных двигателей, создающих самую большую тягу. Каждый из них — легенда ракетостроения.

SRB для Space Launch System

Боковые твердотопливные ускорители SRB для Space Launch System. Разработанные для доставки грузов на ближайшие к Земле планеты, ракетне двигатель ускорителей SLS NASA дают больше тяги, чем любой другой когда-либо построенный двигатель: 16 00 тс. В секунду каждый из них сжигает 5 тонн топлива.

Если перевести тепловую энергию, которую каждый из них вырабатывает за 2 минуты работы, в электроэнергию, получится 2,3 миллиона киловатт-часов. Этого достаточно, чтобы полностью обеспечить электроэнергией город из 92 000 домов в течение дня. Два ускорителя SRB в комплекте с двигателем RS-25 будут способны поднять почти 3000 тонн груза (это около 9 Боингов-747).

Испытания ускорителей SLS уже выдержала, первый старт намечен на конец 2018 года.

Боковой ускоритель МТКК Space Shuttle

Боковой ускоритель МТКК Space Shuttle — 14 00 тс тяги. Ускорители SLS мощнее, но они еще не летали, поэтому ускорители Space Shuttle пока удерживают титул самых мощных двигателей, побывавших в космосе. Им же принадлежит звание самой большой ракеты из тех, что построены для повторного использования.

Пара таких ускорителей поднимала Space Shuttle на 46 километров. Пролетев еще 20 километров по инерции, они отделяются от шаттла и падают в океан, где их подбирает специальное судно.

РД-170/171

Разработанные в КБ «Энергомаш» четырехкамерные жидкотопливные двигатели РД-170 и их последующие модификации — самые мощные двигатели, работающие на жидком топливе. Тяга в вакууме — 806,4 тс. Двигатель одной из его модификаций (РД-171М) оказался еще на 5% мощнее. С 1985 года РД-170 использовался для запуска ракеты «Зенит», а затем — «Зенит-3SL «.

РДМ 171 М

F-1 Жидкостный ракетный двигатель F-1 был разработан и построен американской компанией Rocketdyne для ракеты-носителя Сатурн V. Чтобы поднять Сатурн, нужно было пять F-1/ Каждый создавал тягу в 790 тонн в вакууме, а все пять тратили 12 710 л топлива в секунду. До того, как были разработаны три предыдущих двигателя, оставался самым мощным ракетным двигателем в мире.

UA1207

Замыкает пятерку самых мощных еще один американский ракетный двигатель на жидком топливе — UA1207 (7,116 т/с в вакууме. Его использовали для запуска ракет семейства Титан четвертого поколения; именно UA1207 вывел в стратосферу зонд Кассини, который затем продолжил путь к Сатурну.

Какой ракетный двигатель самый лучший?

Ракетные двигатели — одна из вершин технического прогресса. Работающие на пределе материалы, сотни атмосфер, тысячи градусов и сотни тонн тяги — это не может не восхищать. Но разных двигателей много, какие же из них самые лучшие? Чьи инженеры поднимутся на пьедестал почета? Пришло, наконец, время со всей прямотой ответить на этот вопрос. К сожалению, по внешнему виду двигателя нельзя сказать, насколько он замечательный. Приходится закапываться в скучные цифры характеристик каждого двигателя. Но их много, какую выбрать?

Мощнее

Ну, наверное, чем мощнее двигатель, тем он лучше? Больше ракета, больше грузоподъемность, быстрее начинает двигаться освоение космоса, разве не так? Но если мы посмотрим на лидера в этой области, нас ждет некоторое разочарование. Самая большая тяга из всех двигателей, 1400 тонн, у бокового ускорителя Спейс Шаттла.

Несмотря на всю мощь, твердотопливные ускорители сложно назвать символом технического прогресса, потому что конструктивно они являются всего лишь стальным (или композитным, но это неважно) цилиндром с топливом. Во-вторых, эти ускорители вымерли вместе с шаттлами в 2011 году, что подрывает впечатление их успешности. Да, те, кто следят за новостями о новой американской сверхтяжелой ракете SLS скажут мне, что для нее разрабатываются новые твердотопливные ускорители, тяга которых составит уже 1600 тонн, но, во-первых, полетит эта ракета еще не скоро, не раньше конца 2018 года. А во-вторых, концепция «возьмем больше сегментов с топливом, чтобы тяга была еще больше» является экстенсивным путем развития, при желании, можно поставить еще больше сегментов и получить еще большую тягу, предел тут пока не достигнут, и незаметно, чтобы этот путь вел к техническому совершенству. Второе место по тяге держит отечественный жидкостной двигатель РД-171М — 793 тонны.

Четыре камеры сгорания — это один двигатель. И человек для масштаба Казалось бы — вот он, наш герой. Но, если это лучший двигатель, где его успех? Ладно, ракета «Энергия» погибла под обломками развалившегося Советского Союза, а «Зенит» прикончила политика отношений России и Украины. Но почему США покупают у нас не этот замечательный двигатель, а вдвое меньший РД-180? Почему РД-180, начинавшийся как «половинка» РД-170, сейчас выдает больше, чем половину тяги РД-170 — целых 416 тонн? Странно. Непонятно. Третье и четвертое места по тяге занимают двигатели с ракет, которые больше не летают. Твердотопливному UA1207 (714 тонн), стоявшему на Титане IV, и звезде лунной программы двигателю F-1 (679 тонн) почему-то не помогли дожить до сегодняшнего дня выдающиеся показатели по мощности. Может быть, какой-нибудь другой параметр важнее?

Эффективнее

Какой показатель определяет эффективность двигателя? Если ракетный двигатель сжигает топливо, чтобы разгонять ракету, то, чем эффективнее он это делает, тем меньше топлива нам нужно потратить для того, чтобы долететь до орбиты/Луны/Марса/Альфы Центавра. В баллистике для оценки такой эффективности есть специальный параметр — удельный импульс. Удельный импульс показывает, сколько секунд двигатель может развивать тягу в 1 Ньютон на одном килограмме топлива

Рекордсмены по тяге оказываются, в лучшем случае, в середине списка, если отсортировать его по удельному импульсу, а F-1 с твердотопливными ускорителями оказываются глубоко в хвосте. Казалось бы, вот она, важнейшая характеристика. Но посмотрим на лидеров списка. С показателем 9620 секунд на первом месте располагается малоизвестный электрореактивный двигатель HiPEP

Это не пожар в микроволновке, а настоящий ракетный двигатель. Правда, микроволновка ему все-таки приходится очень отдаленным родственником…

Двигатель HiPEP разрабатывался для закрытого проекта зонда для исследования лун Юпитера, и работы по нему были остановлены в 2005 году. На испытаниях прототип двигателя, как говорит официальный отчет NASA, развил удельный импульс 9620 секунд, потребляя 40 кВт энергии.

Второе и третье места занимают еще не летавшие электрореактивные двигатели VASIMR (5000 секунд) и NEXT (4100 секунд), показавшие свои характеристики на испытательных стендах. А летавшие в космос двигатели (например, серия отечественных двигателей СПД от ОКБ «Факел») имеют показатели до 3000 секунд.

Двигатели серии СПД. Кто сказал «классные колонки с подсветкой»? Почему же эти двигатели еще не вытеснили все остальные? Ответ прост, если мы посмотрим на другие их параметры. Тяга электрореактивных двигателей измеряется, увы, в граммах, а в атмосфере они вообще не могут работать. Поэтому собрать на таких двигателях сверхэффективную ракету-носитель не получится. А в космосе они требуют киловатты энергии, что не всякие спутники могут себе позволить. Поэтому электрореактивные двигатели используются, в основном, только на межпланетных станциях и геостационарных коммуникационных спутниках. Ну, хорошо, скажет читатель, отбросим электрореактивные двигатели. Кто будет рекордсменом по удельному импульсу среди химических двигателей?

С показателем 462 секунды в лидерах среди химических двигателей окажутся отечественный КВД1 и американский RL-10. И если КВД1 летал всего шесть раз в составе индийской ракеты GSLV, то RL-10 — успешный и уважаемый двигатель для верхних ступеней и разгонных блоков, прекрасно работающий уже много лет. В теории, можно собрать ракету-носитель целиком из таких двигателей, но тяга одного двигателя в 11 тонн означает, что на первую и вторую ступень их придется ставить десятками, и желающих так делать нет.

Можно ли совместить большую тягу и высокий удельный импульс? Химические двигатели уперлись в законы нашего мира (ну не горит водород с кислородом с удельным импульсом больше ~460, физика запрещает). Были проекты атомных двигателей (раз, два), но дальше проектов это пока не ушло. Но, в целом, если человечество сможет скрестить высокую тягу с высоким удельным импульсом, это сделает космос доступней. Есть ли еще показатели, по которым можно оценить двигатель?

Напряженней

Ракетный двигатель выбрасывает массу (продукты сгорания или рабочее тело), создавая тягу. Чем больше давление давление в камере сгорания, тем больше тяга и, главным образом в атмосфере, удельный импульс. Двигатель с более высоким давлением в камере сгорания будет эффективнее двигателя с низким давлением на том же топливе. И если мы отсортируем список двигателей по давлению в камере сгорания, то пьедестал будет оккупирован Россией/СССР — в нашей конструкторской школе всячески старались делать эффективные двигатели с высокими параметрами. Первые три места занимает семейство кислородно-керосиновых двигателей на базе РД-170: РД-191 (259 атм), РД-180 (258 атм), РД-171М (246 атм).

Камера сгорания РД-180 в музее. Обратите внимание на количество шпилек, удерживающих крышку камеры сгорания, и расстояние между ними. Хорошо видно, как тяжело удержать стремящиеся сорвать крышку 258 атмосфер давления Четвертое место у советского РД-0120 (216 атм), который держит первенство среди водородно-кислородных двигателей и летал два раза на РН «Энергия». Пятое место тоже у нашего двигателя — РД-264 на топливной паре несимметричный диметилгидразин/азотный тетраоксид на РН «Днепр» работает с давлением в 207 атм. И только на шестом месте будет американский двигатель Спейс Шаттла RS-25 с двумястами тремя атмосферами.

Надежней

Каким бы ни был многообещающим по характеристикам двигатель, если он взрывается через раз, пользы от него немного. Сравнительно недавно, например, компания Orbital была вынуждена отказаться от использования хранившихся десятилетиями двигателей НК-33 с очень высокими характеристиками, потому что авария на испытательном стенде и феерический по красоте ночной взрыв двигателя на РН Antares поставили под сомнение целесообразность использования этих двигателей дальше. Теперь Antares будут пересаживать на российский же РД-181.

Большая фотография по ссылке Верно и обратное — двигатель, который не отличается выдающимися значениями тяги или удельного импульса, но надежен, будет популярен. Чем длиннее история использования двигателя, тем больше статистика, и тем больше багов в нем успели отловить на уже случившихся авариях. Двигатели РД-107/108, стоящие на «Союзе», ведут свою родословную от тех самых двигателей, которые запускали первый спутник и Гагарина, и, несмотря на модернизации, имеют достаточно невысокие на сегодняшний день параметры. Но высочайшая надежность во многом окупает это.

Доступней

Двигатель, который ты не можешь построить или купить, не имеет для тебя никакой ценности. Этот параметр не выразить в числах, но он не становится от этого менее важным. Частные компании часто не могут купить готовые двигатели задорого, и вынуждены делать свои, пусть и попроще. Несмотря на то, что те не блещут характеристиками, это лучшие двигатели для их разработчиков. Например, давление в камере сгорания двигателя Merlin-1D компании SpaceX составляет всего 95 атмосфер, рубеж, который инженеры СССР перешли в 1960-х, а США — в 1980-х. Но Маск может делать эти двигатели на своих производственных мощностях и получать по себестоимости в нужных количествах, десятками в год, и это круто.

Двигатель Merlin-1D. Выхлоп из газогенератора как на «Атласах» шестьдесят лет назад, зато доступно

TWR

Раз уж зашла речь о спейсэксовских «Мерлинах», нельзя не упомянуть характеристику, которую всячески форсили пиарщики и фанаты SpaceX — тяговооруженность. Тяговооруженность (она же удельная тяга или TWR) — это отношение тяги двигателя к его весу. По этому параметру двигатели Merlin с большим отрывом впереди, у них он выше 150. На сайте SpaceX пишут, что это делает двигатель «самым эффективным из всех когда-либо построенных», и эта информация разносится пиарщиками и фанатами по другим ресурсам. В английской Википедии даже шла тихая война, когда этот параметр запихивался, куда только можно, что привело к тому, что в таблице сравнения двигателей этот столбец вообще убрали. Увы, в таком заявлении гораздо больше пиара, нежели правды. В чистом виде тяговооруженность двигателя можно получить только на стенде, а при старте настоящей ракеты двигатели будут составлять меньше процента от ее массы, и разница в массе двигателей ни на что не повлияет. Несмотря на то, что двигатель с высоким TWR будет более технологичным, чем с низким, это скорее мера технической простоты и ненапряженности двигателя. Например, по параметру тяговооруженности двигатель F-1 (94) превосходит РД-180 (78), но по удельному импульсу и давлению в камере сгорания F-1 будет заметно уступать. И возносить тяговооруженность на пьедестал как самую важную для ракетного двигателя характеристику, по меньшей мере наивно.

Цена

Этот параметр во многом связан с доступностью. Если вы делаете двигатель сами, то себестоимость вполне можно подсчитать. Если же покупаете, то этот параметр будет указан явно. К сожалению, по этому параметру не построить красивую таблицу, потому что себестоимость известна только производителям, а стоимость продажи двигателя тоже публикуется далеко не всегда. Также на цену влияет время, если в 2009 году РД-180 оценивался в $9 млн, то сейчас его оценивают в $11-15 млн.

Вывод

Как вы уже, наверное, догадались, введение было написано несколько провокационно (простите). На самом деле, у ракетных двигателей нет одного параметра, по которому их можно выстроить и четко сказать, какой самый лучший. Если же пытаться вывести формулу лучшего двигателя, то получится примерно следующее:Самый лучший ракетный двигатель — это такой двигатель, который вы можете произвести/купить, при этом он будет обладать тягой в требуемом вам диапазоне (не слишком большой или маленькой) и будет эффективным настолько(удельный импульс, давление в камере сгорания), что его цена не станет неподъемной для вас. Скучно? Зато ближе всего к истине. И, в заключение, небольшой хит-парад двигателей, которые лично я считаю лучшими:

Семейство РД-170/180/190. Если вы из России или можете купить российские двигатели и вам нужны мощные двигатели на первую ступень, то отличным вариантом будет семейство РД-170/180/190. Эффективные, с высокими характеристиками и отличной статистикой надежности, эти двигатели находятся на острие технологического прогресса.

Be-3 и RocketMotorTwo. Двигатели частных компаний, занимающихся суборбитальным туризмом, будут в космосе всего несколько минут, но это не мешает восхищаться красотой использованных технических решений. Водородный двигатель BE-3, перезапускаемый и дросселируемый в широком диапазоне, с тягой до 50 тонн и оригинальной схемой с открытым фазовым переходом, разработанный сравнительно небольшой командой — это круто. Что же касается RocketMotorTwo, то при всем скептицизме по отношению к Брэнсону и SpaceShipTwo, я не могу не восхищаться красотой и простотой схемы гибридного двигателя с твердым топливом и газообразным окислителем.

F-1 и J-2 В 1960-х это были самые мощные двигатели в своих классах. Да и нельзя не любить двигатели, подарившие нам такую красоту:

РД-107/108. Парадоксально? Невысокие параметры? Всего 90 тонн тяги? 60 атмосфер в камере? Привод турбонасоса от перекиси водорода, что устарело лет на 70? Это все неважно, если двигатель имеет высочайшую надежность, а по стоимости приближается к «большому глупому носителю». Да, конечно, когда-нибудь и его время пройдет, но эти двигатели будут жить еще лет десять минимум, и, похоже, поставят рекорд по долголетию. Не получится найти более успешный двигатель с более славной историей.

Использованные источники

• Материал во многом базируется на вот этой сводной таблице из английской вики, там стараются на каждую цифру дать ссылку и держать материал актуальным.
• Полная картинка КДПВ с копирайтами, которые пришлось отрезать при кадрировании — тут.

Похожие материалы по тегу «незаметные сложности».

Теги:

США назвали лучшие ракетные двигатели в мире

Фото: Jay Reeves / AP

В американском городе Хантсвилл создаются лучшие в мире ракетные двигатели, заявил на пятом заседании Национального космического совета вице-президент США Майк Пенс. «Более 60 лет Хантсвилл (Алабама) строит лучшие в мире ракетные двигательные установки. И мы хотим сделать так, чтобы это продолжалось в течение следующих 60 лет», — сказал политик.

Вице-президент отметил, что дальнейшее исследование Солнечной системы требует применения инновационных двигательных установок, в частности, ядерных.

Также на прошедшем в музейном Космическом и ракетном центре США (Хантсвилл) заседании Пенс рекомендовал НАСА к 2024 году высадить американских астронавтов на южный полюс Луны и пригрозил, что в случае задержек реализации лунной программы средство выведения, создаваемая сверхтяжелая ракета SLS (Space Launch System), может быть заменено на альтернативный коммерческий носитель. Присутствующий на мероприятии глава космического агентства Джим Брайденстайн заверил политика в приверженности заявленным планам. Администратор уточнил, что НАСА ускорит разработку SLS. В частности, первый испытательный полет носителя (в беспилотном режиме) должен состояться в 2020 году, а пилотируемый облет Луны — в 2022 году.

В марте «Роскосмос» опубликовал видеозапись, в которой РД-171МВ, являющийся модификацией советского РД-170, назван «самым мощным в мире ракетным двигателем». В действительности четырехкамерный силовой агрегат является самым мощным только из жидкостных ракетных двигателей, тогда как самым мощным ракетным двигателем оказывается твердотопливный боковой ускоритель космического корабля Space Shuttle.

В июне 2018-го генеральный директор «Энергомаша» (производителя поставляемых в США керосиновых ракетных двигателей РД-180 и РД-181) Игорь Арбузов заявил, что ракетные двигатели на метане перспективнее силовых агрегатов на керосине, и США опережают Россию в создании таких установок. В апреле 2018-го глава научно-технического совета «Роскосмоса» Юрий Коптев отметил, что Россия единственная из космических держав не использует водород в качестве топлива в ракетных двигателях.

В Хантсвилле, известном как «ракетная столица» США, располагается четвертый по величине исследовательский парк в мире. В городе, в частности, находятся площадки компании Aerojet Rocketdyne, которая к настоящему времени объединила множество американских производителей ракетных двигателей, например, самый большой в мире водородный ракетный двигатель RS-68 (устанавливается на боковые ускорители и первую ступень ракет семейства Delta IV) и самый мощный в мире однокамерный жидкостной ракетный двигатель F-1 (пять таких агрегатов получала первая ступень доставившей человека на Луну сверхтяжелой ракеты Saturn 5).

В настоящее время Aerojet Rocketdyne работает над силовым агрегатом RS-25, который ранее использовали многоразовые космические корабли Space Shuttle, а в модифицированном варианте будет задействован в SLS.

Читать ещё •••

Самый мощный в мире ракетный двигатель

Стало известно, что Роскосмос опубликовал видео ракетного двигателя РД-171МВ – самого мощного в мире. Двигатель разработан «НПО Энергомаш» для первой ступени нового ракетоносителя «Союз-5» («Иртыш»), который осуществит свой первый полёт в 2022 году. Первый заказа на поставку двигателя будет осуществлен в 2021 году. Считается, что именно на этом двигателе к Луне полетит российская сверхтяжёлая ракета «Енисей» (грузоподъемностью до 115 т). Мощность ракетного двигателя – 246 00 л.с., а тяга – 800 т. Такое Илону Маску не снилось.

Стоит отметить, что базовый проект самого мощного в мире ракетного двигателя был реализован ещё в 1986 г. в СССР. Это двигатель РД-170/171, который послужил образцом для любимого Илоном Маском РД-180. Разумеется, разработки не стояли на месте. Новый двигатель обладает боле уникальными характеристиками. Союзы-5 с ракетным двигателем РД-171МВ будут способны выводить на околоземную орбиту до 17 т груза. Это колоссально для современных ракетных технологий.

Технические характеристики ракетного двигателя РД-171МВ:

Масса: 10 300 кг Высота: 4150 мм Диаметр: 3565 мм Тепловая мощность, выделяемая камерой сгорания: 27 млн КВт (мощность крупной ГЭС) Тяга двигателя: 800 т

Видео: Самый мощный в мире ракетный двигатель РД-171МВ 

Смотрите также

• Бонус малус осаго таблица
• Как заменить права водительские
• Мерседес амг е43
• Проверка лкп автомобиля
• 0 16 мг л сколько промилле
• Осаго на госуслугах
• Чем обработать пороги авто снаружи от ржавчины
• Новая шевроле нива обзор
• Узнать штраф по правам
• Класс с автомобилей это
• Ваз 2115 не работает вентилятор системы охлаждения причины

Ракетный двигатель РД‐171МВ — мощь, побеждающая гравитацию

Самый мощный в мире двигатель – 246 тысяч лошадиных сил. Это в пять раз больше, чем мощность двигателей атомного ледокола. При массе в 10 тонн тяга двигателя превысит 800 тонн. Эта огромная мощь спрессована в одном ракетном двигателе – РД-171МВ. Именно он позволит вывести ракету «Союз-5» («Иртыш») с полезной нагрузкой к Луне и к Марсу. В НПО «Энергомаш» полным ходом идет разработка нового космического двигателя.

Характеристики двигателя:

Масса: 10 300 кг.

Высота: 4150 мм.

Диаметр: 3565 мм.

Тепловая мощность, выделяемая камерой сгорания — 7 млн киловатт, что сравнимо с мощностью крупной гидроэлектростанции

Комментирует Игорь Арбузов, генеральный директор НПО «Энергомаш»:

 — Сегодня основное внимание госкорпорации «Роскосмос» сконцентрировано на создании ракеты среднего класса «Союз-5» и разработке на ее основе ракеты-носителя сверхтяжелого класса. Руководством госкорпорации поставлена задача создания космического ракетного комплекса сверхтяжелого класса (КРК СТК) на базе тех конструкций, которые прошли летную практику и имеют высокий уровень статистики и надежности. Это вполне обоснованное и рациональное решение, которое позволит, во-первых, повысить надежность ракеты, во-вторых — создать эффективное средство выведения.

На первой ступени ракеты «Союз-5» будет установлен двигатель РД-171МВ. На второй — использоваться модернизированный РД-0124М разработки «Конструкторского бюро химавтоматики». В каждом из этих двигателей будет применен ряд технологических усовершенствований.

Характеристики ракеты «Союз-5» («Иртыш»):

Длина с ГЧ: 61,8 м.

Диаметр: 4,1 м.

Стартовая масса: 530 т.

Двигатель 1-й ступени: РД-171МВ

Двигатель 2-й ступени: 2 РД-124МС

Масса выводимой полезной нагрузки:

На НОО – 17т.

На ГСО – 25т.

Дмитрий Баранов, генеральный директор АО «РКЦ «Прогресс»»:

– В РКЦ «Прогресс» разрабатывается ракета-носитель среднего класса «Союз-5», на первой ступени которой установлен двигатель РД-171 – самый мощный из используемых сегодня в мире жидкостных ракетных двигателей. Ракетные блоки с РД-171 будут также входить в состав ракеты-носителя сверхтяжелого класса, разрабатываемой в соответствии с указом президента.

Рис. 1. РД-171

Петр Лёвочкин, главный конструктор НПО «Энергомаш»:

 – Обеспечение надежной работы ракетного двигателя — задача колоссальной сложности, поэтому мы подошли к его проектированию и созданию модификации двигателя с таких позиций: мы знаем особенности его работы, владеем апробированными методиками и технологиями. После того как был создан двигатель РД-170, НПО «Энергомаш» на его основе разработало РД-180, РД-191 и другие модификации. Эти двигатели по схеме повторяли предыдущие, но в них применялись другие, более совершенные системы регулирования, новые способы защиты от возгорания, повышения устойчивости и так далее. И эти элементы хорошо себя зарекомендовали в двигателях последующих разработок НПО «Энергомаш».

РД-171МВ – модифицированная версия двигателя РД-171М по программе «Энергия» — «Буран», который успешно отработал при запусках ракеты-носителя «Зенит». И сейчас на основании проверенного, надежного двигателя с применением новейших технологий в НПО «Энергомаш» разрабатывают самый мощный российский двигатель.

Двигатели семейства:

Один экземпляр РД-171 был испытан без съема со стенда более 20 раз.

Двигатели РД-171 прошли 900 огневых испытаний общей наработкой более 100 000 секунд.

Рис. 2. РД-171М

Рис. 3. РД-171МВ

Игорь Арбузов:

 — Двигатель РД-171МВ действительно будет самым мощным в мире, потому что уже базовая версия, которая создавалась нашими предшественниками — и РД-170, и РД-171М, — не имела аналогов в мире по своей тяге и всем остальным характеристикам. Кроме этого, благодаря тем возможностям, которыми сегодня обладает КБ, применение современных технологий позволяет создать еще более совершенную версию двигателя. И это будет, на наш взгляд, одно из лучших решений по двигателям такой тяги.

Рис. 4 и рис. 5. Двигатели в процессе сборки в НПО «Энергомаш»

Для реализации программы в НПО «Энергомаш» применяются самые современные технологии. На предприятии проводится глобальная реконструкция. Происходит масштабное техническое переоснащение предприятия и повышение квалификации рабочих – в НПО «Энергомаш» при создании нового двигателя идут к новым целям.

«Иртыш» будет выводить в космос как пилотируемые миссии, так и коммерческую полезную нагрузку с космодромов Байконур и Восточный.

Василий Чарыков, заместитель генерального директора, директор по производству НПО «Энергомаш»:

 — Эффективно использовать ресурсы, производить агрегаты и детали с большей точностью, применять новейшие материалы, разрабатывать системы регулирования, усовершенствовать способы защиты от возгорания – вот к чему стремятся на всех этапах создания двигателя.

Петр Лёвочкин:

 – Сегодня для ускорения новых разработок мы внедряем трехмерное моделирование, для снижения стоимости и повышения конкурентоспособности — самые современные технологии, композитные материалы, оборудование. Идет техническое перевоооружение предприятия с точки зрения станочного парка. Все это направлено на то, чтобы новый продукт был конкурентоспособен и востребован на рынке не только внутри страны, но и за рубежом.

Самый мощный в мире двигатель– 246 тысяч лошадиных сил.

При массе в 10 тонн тяга двигателя превысит 800 тонн.

Турбонаддувочный агрегат развивает мощность 180 тысяч киловатт, что соответствует мощности трех атомных силовых установок крупных ледоколов

Впервые этот двигатель создается полностью в цифровом формате: от конструкторской документации в 3D-моделировании до первых проработок испытаний. Применение цифровых технологий существенно снизит риски и временные затраты.

Игорь Арбузов:

— Все мы понимаем, что создание такого рода конструкции – это локомотив не только конструкторской мысли, но это еще и технологический локомотив, который стимулирует нас к созданию новых современных технологий. Технологий не только в изготовлении отдельных элементов конструкции, но и в проектировании, и в управлении, и в целом ряде других процессов, которые позволяют сохранять лидерство в космической отрасли.

Первый шаг к реализации программы сделан. Впереди — два года напряженной работы и постоянного контроля. Первый двигатель будет поставлен заказчику в 2021 году. А первый полет ракеты «Союз-5» запланирован на 2022 год.

Рис. 6. Ступень ракеты-носителя «Союз» с двигателями НПО «Энергомаш

Игорь Арбузов:

— Сегодня команда управления работает на выполнение единой цели и живет выполнением этой цели. Общая культура, понимание задач, отношение к делу — это залог успеха. Кроме того, высокие профессиональные навыки, компетентность, интеллектуальный потенциал предприятия являются дополнительными гарантиями того, что наш двигатель долгие годы будет оставаться лучшим среди тех, которые сегодня создаются в этом классе тяги.

Рис. 7. Испытательная база

Мир не стоит на месте, и наше лидерство — это не только почетное звание. Быть лидером в современном ракетостроении значит быть первым в области технических и конструкторских решений. Мы понимаем, что без этого останавливается развитие нашего персонала, развитие нашей отрасли, да и вообще технологический прогресс.

Петр Лёвочкин:

 — Надо всегда лететь на Марс, а Луны достигнем – ведь она ближе. Строить далекие и амбициозные планы, смотреть за горизонт. Тогда люди будут экспериментировать, будут создавать новые конструкции. А что такое новые конструкции, новые разработки? Это сохранение не только нашей ракетно-космической отрасли, но и авторитета России как космической державы. А еще это работа для людей, счастье для их семей — начиная от высокого чувства гордости и заканчивая простыми житейскими радостями, которые способен дать космос человеку.

Развиваться необходимо еще и потому, что человечеству придется искать новое место обитания. Мы живем в лучах светила, которое понемногу гаснет. И нужно уже сейчас задумываться, где человечество обретет свой новый дом после того, как через пару миллиардов лет водород на Солнце закончится.

Техническое развитие предприятия сравнимо с профессиональным ростом спортсмена: чем больше он тренируется, тем лучше его результат. Чем больше предприятие проектирует, чем больше оно создает, тем лучше изделие, его потребительские качества.

Более того, существуют вопросы национальной безопасности, которые необходимо решать, обеспечивая пуски ракет-носителей с двигателями нужных характеристик. Новые разработки также привлекают молодежь, способную создать что-то новое и в перспективе обрести славу не только для себя и своего предприятия, но и для своей Родины.

© Бурцева Н.Л., 2019

История статьи:

Поступила в редакцию: 21.04.2019

Принята к публикации: 09.05.2019

Модератор: Гесс Л.А.

Конфликт интересов: отсутствует

Для цитирования:

Бурцева Н. Л. Ракетный двигатель РД-171МВ – мощь, побеждающая гравитацию // Воздушно-космическая сфера. 2019. №2. С. 20-25.

Почему США «убили» ракетные двигатели РД-180

Почему США отказались от РД-180

На двигатель РД-180 американские ракетостроители обратили внимание ещё в 1996 году. Тогда российский кислородно-керосиновый агрегат выиграл тендер и был рекомендован к применению на проектируемых ракетах «Атлас-3» и «Атлас-5». Для российских предприятий это был глоток свежего воздуха — страна переживала непростые времена, и приток твёрдой валюты на счета был как нельзя кстати. 21 год подряд на РД-180 зарабатывались неплохие деньги — за это время в России было собрано 122 ракетных двигателя, которые всегда работали как часы и выводили на орбиту не только научные и исследовательские модули и зонды, но и военные спутники Пентагона. Каждый из них обошёлся американцам примерно в 9 млн долларов, и Россия заработала на поставках РД-180 более 1,2 млрд долларов.

Фото © ТАСС / ГК «Роскосмос»

Но после того, как в США появился Илон Маск, а его SpaceX доказала, что Пентагон серьёзно переплачивает за пуски крупным компаниям (таким, как Lockheed Martin/Boeing и их United Launch Alliance), всё начало меняться. Гибкая и готовая к быстрым проектам компания Илона Маска показала, как нужно строить ракеты, в ULA задумались, как сделать запуски собственных ракет ещё дешевле. Тут как нельзя кстати появился Джефф Безос — он заявил, что сможет сделать двигатель не хуже российского, и, надо признаться, сдержал слово. Почти. Метан-кислородный BE-4 рождался медленно и тяжело, но это молодой американской компании можно простить — у Blue Origin, которую основал самый богатый человек в мире, не было опыта разработки сложных ракетных систем. При этом консультанты Конгресса США пару раз впадали в панические атаки и заявляли, что альтернативы российскому ракетному двигателю не будет как минимум до 2030 года.

Последняя партия двигателей РД-180 уже собрана, продана и доставлена клиенту, а это значит, что о новых закупках можно будет забыть. По крайней мере, на время. Но могут ли американцы просто взять и отказаться от закупок российских двигателей?

Давай по новой, Миша: Почему эпичный взрыв украинской ракеты назвали успехом

BE-4 против РД-180

Американский BE-4 построен по схожей с РД-180 схеме с замкнутым циклом работы, но уступает ему по целому ряду характеристик — давлению внутри камеры сгорания (261 бар против 134), тяге, он почти на 700 килограммов тяжелее РД-180 и к тому же о его надёжности пока нельзя говорить с абсолютной уверенностью.

Есть вопросы и по цене — некоторые американские аналитики заявляют, что себестоимость каждого BE-4 около 8,5 млн долларов, а вместе с наценкой его стоимость может возрасти до 10–11 млн долларов. Но для американцев такие аргументы значения не имеют, и вопрос, кажется, уже решён — последние ракеты «Атлас-5», на которые устанавливались российские двигатели, проданы под пуски, больше производить их не будут.

BE-4. Фото © wikipedia

На смену «Атлас-5» в ближайшее время планируют создать ракету «Вулкан», однако дата начала её лётных испытаний неизвестна, а ракета, по слухам, спроектирована с целым рядом ошибок. Кроме того, по словам популяризатора космонавтики Виталия Егорова, строить многоразовый вариант этой ракеты пока не планировали.

Её могут сделать частично многоразовой. Единственное, что там можно спасать, — это двигательный отсек. Полностью многоразовая первая ступень предполагается только в ракете New Glenn, которую разрабатывает та же компания Blue Origin, что создала BE-4

Виталий Егоров

Популяризатор космонавтики

Украсть нельзя скопировать: Какие технологии Россия может отобрать у Илона Маска?

Почему Илон Маск — гений?

Отказ от запусков ракет «Атлас-5» и использования российских двигателей на какое-то время может оставить United Launch Alliance без космоса. Пока турбулентность, связанная с разработкой новых ракет, будет тревожить ULA, запуски в интересах госзаказчиков будет проводить Илон Маск, у которого давно готовы двигатель, ракета и собственные космодромы на подходе. К тому же почти сразу решается вопрос с импортозамещением — эксперты отмечают, что даже если BE-4 будет вдвое дороже российского РД-180, то отказываться от него в США не станут. Во-первых, политика «национальной безопасности», во-вторых, технологическая гонка, которая, кто бы что ни говорил, только набирает обороты и демонстрировать собственные достижения крайне важно.

Один из четырех российских ракетных двигателей РД-180, изготовленный по заказу США на НПО «Энергомаш». Фото © ТАСС / Филиппов Алексей

Чем дольше Blue Origin будет доводить «убийцу РД-180» до ума, тем больше денег получит Илон Маск — по слухам, доработкой конструкции собственных двигателей инженеры Джеффа Безоса планируют заниматься вплоть до 2024 года. Когда будут израсходованы все запасы российских двигателей и все корпуса для ракет «Атлас-5», единственным поставщиком пусковых услуг (пусть и на время) останется Илон Маск.

Гениальный вор или талантливый инженер: 5 российских изобретений, на которых Илон Маск заработал миллиарды

Россия наносит ответный удар?

История с отказом США от РД-180 неприятная, но, тем не менее, не смертельная. Спрос на российские ракетные двигатели в США по-прежнему сохраняется. Летом 2021 года стало известно, что Россия начала продажи двигателей РД-181, которые устанавливают на ракеты Antares, поэтому говорить о том, что США отказываются от российских технологий, было бы неправильно. Но и в России есть проблемы. Например, разработка метан-кислородного двигателя РД-0169, который может стать главным конкурентом американских Raptor и BE-4, по слухам, запаздывает — создание опытного прототипа сдвинулось на 2025 год.

К тому моменту, как этот двигатель появится в России, ситуация на рынке пусковых услуг обострится до предела. Активную борьбу между собой будут вести сразу три ключевых игрока — SpaceX Илона Маска, Blue Origin Джеффа Безоса и российские поставщики космической техники. Маск первым вышел на технологический пик и пока лидирует как в космической гонке, так и в умении договариваться с правительством США о финансировании. Двигатель BE-4 Джеффа Безоса пока не воспринимается экспертами как беспроблемный, а Россия продолжает поставлять США кислородно-керосиновые двигатели, которые являются одними из самых надёжных в мире, но параллельно отстаёт в разработке новой ракеты и принципиально нового двигателя.

Илон Маск наносит ответный удар: 5 технологий SpaceX, которые могут «убить» российскую космонавтику

Кому достанутся многомиллионные контракты на пусковые услуги в ближайшие десять лет, станет ясно лишь после того, как все участники решат сложные проблемы, связанные с разработкой и производством новейшей техники. Для Blue Origin принципиальным вопросом остаётся создание ракеты New Glenn и двигателя BE-4, для России — двигателя РД-0169 и ракеты «Союз-5». Тот, кто сможет предложить заказчикам пусков самые выгодные условия, и победит в космическом состязании. И шансы на успех всех участников, включая Россию, высоки как никогда.

Сергей Андреев

• Статьи
• двигатели
• рд180
• NASA
• Илон Маск
• spacex
• blueorigin
• Космонавтика
• Наука и Технологии

Комментариев: 1

Для комментирования авторизуйтесь!

Где делают самые лучшие ракетные двигатели в мире

Представилась возможность оказаться на предприятии где создавались и создаются ракетные двигатели, которые вытягивали почти всю советскую космическую программу, а теперь тянут российскую, украинскую, южнокорейскую и, частично, даже американскую. Знакомьтесь: НПО «Энергомаш», недавно вошедшее в Объединенную ракетно-космическую корпорацию России, место где делают самые лучшие и мощные жидкостные ракетные двигатели в мире. Эти слова не пафос. Судите сами: здесь, в подмосковных Химках, разработаны двигатели для советско-российских ракет «Союз» и «Протон»; для российской «Ангары»; для советско-украинских «Зенита» и «Днепра»; для южнокорейской KSLV-1 и для американской ракеты Atlas-5. Но обо всем по порядку…
После проверки паспорта и прибытия сопровождающего, с проходной выдвигаемся в музей завода, или как тут его называют «Демонстрационный зал».

Хранитель зала Владимир Судаков — начальник Отдела информации. Судя по всему, с обязанностями он справляется неплохо — он один из всех моих собеседников знал кто такой «Zelenyikot».

Владимир провел короткую, но емкую экскурсию в музее.

Видите на столе 7 сантиметровую пшикалку? Вот с нее вырос весь советский и российский космос.
НПО «Энергомаш» развился из небольшой группы энтузиастов ракетостроения, сформированной в 1921 году, а в 1929-м названной Газодинамическая лаборатория, руководителем там был Валентин Петрович Глушко, позже он же стал генеральным конструктором НПО «Энергомаш».
Диск со сферой в центре — это не модель Солнечной системы, как я подумал, а макет электроракетного космического корабля. На диске предполагалось размещать солнечные батареи. На дальнем плане — первые модели жидкостных ракетных двигателей разработки ГДЛ.

За первыми концептами 20-30-х гг. пошли реальные работы на госфинансировании. Тут ГДЛ работало уже вместе с Королевским ГИРД. В военное время в «шарашке» разрабатывали ракетные ускорители для серийных военных самолетов. Создали целую линейку двигателей, и полагали, что являются одними из мировых лидеров жидкостного двигателестроения.

Но всю погоду испортили немцы, которые создали первую баллистическую ракету А4, более известную в России под названием «Фау-2».

Ее двигатель более чем на порядок превосходил советские разработки (25 тонн против 900 кг), и после войны инженеры принялись наверстывать упущенное.

Сначала создали полную реплику А4 под названием Р-1, но с использованием полностью советских материалов. На этом периоде нашим инженерам еще помогали немецкие. Но к секретным разработкам их старались не подпускать, поэтому дальше наши работали сами.

Первым делом инженеры принялись форсировать и облегчать немецкую конструкцию, и добились в этом немалых успехов — тяга повысилась до 51 тс.

Но дальше возникли проблемы нестабильности горения топлива в большей сферической камере сгорания. Глушко понял, что это тупик и занялся разработкой двигателей с цилиндрической камерой.

На этом поприще он преуспел. В руках хранителя музея — первый рабочий прототип, подтвердивший верность выбранной схемы. Что самое удивительное — внутренняя часть камеры сгорания — медный сплав. Кажется, что элемент где давление превышает сотни атмосфер, а температура — тысячу градусов Цельсия, надо делать из какого-нибудь тугоплавкого титана или вольфрама. Но оказалось камеру проще охлаждать, а не добиваться неограниченной термостойкости. Камера охлаждалась жидкими компонентами топлива, а медь использовалась из-за своей высокой теплопроводности.

Первые разработки с новым типом камеры сгорания были военные. В демонстрационном зале они запрятаны в самый дальний и темный угол. А на свету — гордость — двигатели РД-107 и РД-108, которые обеспечили Советскому Союзу первенство в космосе, и позволяют России лидировать в пилотируемой космонавтике по сей день.

Владимир Судаков показывает рулевые камеры — дополнительные ракетные двигатели, которые позволяют управлять полетом.

В дальнейших разработках от подобной конструкции отказалось — решили просто отклонять маршевую камеру двигателя целиком.

Проблемы с нестабильностью горения в больших камерах до конца решить так и не удалось, поэтому большинство двигателей конструкции КБ Глушко — многокамерные.

В зале имеется только один однокамерный гигант, который разрабатывался для лунной программы, но в серию так и не пошел — победил конкурирующий вариант НК-33 для ракеты Н1.

Разница их в том, что Н1 запускали на смеси кислород-керосин, а Глушко был готов запускать людей на диметилгидразине-тетраоксиде азота. Такая смесь эффективнее, но намного токсичнее керосина. В России на ней летает только грузовой «Протон». Впрочем, это ни сколь не мешает Китаю сейчас запускать своих тайконавтов именно на такой смеси.

Можно взглянуть и на двигатель «Протона».

А двигатель для баллистической ракеты Р-36М, до сих пор стоит на боевом дежурстве в ракетах «Воевода», широко известных под натовским названием «Сатана».

Впрочем, сейчас их, под названием «Днепр» тоже запускают с мирными целями.

Наконец добираемся до жемчужины КБ Глушко и гордости НПО «Энергомаш» — двигателю РД-170/171.

На сегодняшний день — это самый мощный кислород-керосиновый двигатель в мире — тяга 800 тс. Превосходит американский лунныйF-1 на 100 тс, но достигает этого за счет четырех камер сгорания, против одной у F-1.

РД-170 разрабатывался для проекта «Энергия-Буран», в качестве двигателей боковых ускорителей. По первоначальному проекту предполагалось многоразовость ускорителей, поэтому двигатели были разработаны и сертифицированы для десятикратного использования. К сожалению, возврат ускорителей так и не был реализован, но двигатели сохраняют свои возможности. После закрытия программы «Буран», РД-170 повезло больше чем лунному F-1 — ему нашли более утилитарное применение в ракете «Зенит». В советское время ее, так же как и «Воеводу» разрабатывало КБ «Южное», которое после развала СССР оказалось за границей. Но в 90-е политика не помешала российско-украинскому сотрудничеству, а к 1995 году, совместно с США и Норвегией начал реализовываться проект «Морской старт«. Хотя он так и не вышел на прибыльность, прошел реорганизацию и сейчас решается его дальнейшая судьба, но ракеты летали и заказы на двигатели поддерживали «Энергомаш» в годы космического безденежья 90-х- начала 2000-х.

Владимир Судаков демонстрирует фантастическую разработку инженеров «Энергомаша» — составной сильфон узла качания двигателя.

Как добиться подвижности узла при высоких давлениях и экстремальных температурах? Да фигня вопрос: всего лишь 12 слоев металла и дополнительные кольца бронирования, зальем меж слоев жидким кислородом и нет проблем…

Такая конструкция позволяет жестко закрепить двигатель, но управлять полетом отклонением камеры сгорания и сопла, при помощи карданного подвеса. На двигателе он виден чуть ниже и правее центра, над панелью с красными заглушками.

Американцы про свой космос любят повторять «Мы стоим на плечах гигантов». Глядя на такие творения советских инженеров понимаешь, что эта фраза всецело относится и к российской космонавтике. Та же «Ангара» хоть и детище уже российских конструкторов, но ее двигатель — РД-191 эволюционно восходит к РД-171.

Точно так же «половинка» РД-171, под названием РД-180 внесла свой вклад, и в американскую космонавтику, когда «Энергомаш» в 1995 году победил в конкурсе Lockheed Martin. Я спрашивал, не было ли в этой победе пропагандистского элемента — могли ли американцы заключить контракт с русскими, для демонстрации завершения эры соперничества и начала сотрудничества в космосе. Мне не ответили, но рассказали про офигевшие глаза американских заказчиков, когда они увидели творения сумрачного химкинского гения. По слухам, характеристики РД-180 почти вдвое превышали характеристики конкурентов. Причина в том, что в США так и не освоили ракетные двигатели с закрытым циклом. В принципе, можно и без него, тот же F-1 был с открытым циклом или Merlin от SpaceX. Но в соотношении «мощность/масса» двигатели закрытого цикла выигрывают, хоть и проигрывают в цене.

Вот тут на видео испытаний двигателя Merlin-1D видно как из трубки рядом с соплом хлещет струя генераторного газа:

В замкнутом цикле этот газ возвращается в камеру сгорания, что позволяет более эффективно использовать топливо. В музее отдельно установлен ротор бустерного насосного агрегата окислителя. Подобные роторы еще не единожды будут нам встречаться на экскурсии по НПО «Энергомаш».

Наконец, завершение экспозиции — надежда предприятия — двигатель РД-191. Это пока самая младшая модель семейства. Он создавался для ракеты «Ангара», успел поработать в корейской KSLV-1, и его рассматривает в качестве одного из вариантов американская компания Orbital Scienses, которой понадобилась замена самарского НК-33 после аварии ракеты Antares в октябре.

На заводе эту троицу РД-170, РД-180, РД-191 в шутку называют «литр», «поллитра» и «четвертинка».

Ух, что-то объемная получилась экскурсия. Давайте осмотр завода отложим на следующий день. Там тоже много интересного, а главное получилось увидеть, как такое чудо инженерной мысли создается из кучи стальных и алюминиевых болванок.

Выражаю благодарность Департаменту информационной политики и СМИ Объединенной ракетно-космической корпорации и пресс-службе НПО «Энергомаш», за помощь в организации съемок.

Самый мощный в мире ракетный двигатель.

Топ-10 самых мощных ракетных двигателей всех времен

Спасибо Илону Маску за то, что вдохновил нас на энтузиастов космоса. Все в наше время думают о космосе и ракетах. Ракеты не появились из ниоткуда в этом мире; они были созданы в прошлом и с тех пор эволюционировали, чтобы удовлетворить потребности человека. Ракеты были там с 1232 года. В Китае ракеты использовались во время сражений, известных как «стрелы летящего огня», но мы прошли эти старые методы. Сейчас речь идет о массивных и мощных ракетных двигателях, работающих на разных видах топлива. Это было результатом чистой решимости и сотрудничества крупных компаний и правительств. Ракетные двигатели в настоящее время способны нести многоэтажные космические корабли и спутники.

Ниже приведены некоторые мощные ракетные двигатели в большом списке ракетных двигателей за всю историю:-

Содержание Summery

• Топ-10 самых мощных ракетных двигателей:
• 10. КВД-1
• 9. ЛЭ-7
• 8. РД-253
• 7. Рокетдайн Ф-1
• 6. РС-27
• 5. Вулкан-1
• 4. РД-180
• 3. РС-25

5

• 2. 1. Merlin
  • Поделитесь этим:

Топ-10 самых мощных ракетных двигателей:

10. КВД-1

Двигатель КВД-1 — разгонный криогенный двигатель, разработанный ОКБ им. Исаева России в начале 1960-х годов. Его первый полет был в 2001-04-20. Является модифицированной версией РД-56. Хотя он вышел из эксплуатации в 25 декабря 2010 г., он был способен создавать тягу 69,6 кН в вакууме.

9. LE-7

Этот двигатель был произведен в Японии, при этом проектные и производственные работы были практически выполнены в Японии. Он был разработан JAXA в Mitsubishi Heavy Industry. Этот плохой мальчик был способен развивать тягу в 1078 кН в вакууме и 843,5 кН на уровне моря. Он весит около 1714 кг. Его тяги было достаточно для использования в H-II, но на смену ему все же пришел более совершенный и лучший двигатель LE-7A.

8. РД-253

РД-253 — жидкостный ракетный двигатель разработки Энергомаша и В. Глушко. Изготовленный на Протон-ПМ, он мог развивать тягу 1630 кН в вакууме и 1470 кН на уровне моря. Он весит около 1080 кг и был достоин своего первого полета в 1965 году. Его преемниками были РД-254, РД-256, РД-275 и РД-275М.

7. Rocketdyne F-1

Ракетный двигатель F-1 был разработан компанией Rocketdyne в США в конце 1950-х годов. Он использовался в ракете «Сатурн-5» в 19 в.60-х и начала 1970-х годов. Пять двигателей F-1 использовались на первой ступени S-IC каждого запуска Saturn V, который служил основной ракетой-носителем в программе Apollo. Он был способен создавать силу (тягу) 7700 кН в вакууме и 6770 кН на уровне моря и весил около 8400 кг. F-1 остается самым мощным из когда-либо разработанных жидкостных ракетных двигателей с одной камерой сгорания.

Читайте также: 10 лучших космических агентств мира.

6. РС-27

РС-27 — жидкостный ракетный двигатель, разработанный в 1974 от Rocketdyne в США. Это был преемник H-1. Включив в себя компоненты почтенных конструкций MB-3 и H-1, RS-27 был модернизирован, и в течение двух десятилетий использовалась совершенно другая конструкция. Это был большой двигатель шириной 1,07 метра и длиной 3,69 метра. Он был способен развивать тягу 1023 кН в вакууме и 971 кН на уровне моря. Несмотря на то, что двигатель мог развивать такую ​​тягу, его сменили РС-27А и РС-56.

5. Vulcain-1

Vulcain-1 является частью большой группы ракетных двигателей европейского производства. Его разработка началась в 1988 и совершил свой первый полет 4 июня 1996 года. Во время полета он развивал 1140 кН в вакууме. Тем не менее, она ушла в отставку, совершив последний полет 18 декабря 2009 года.

4. РД-180

Это ракета, разработанная НПО Энергомаш и построенная в России. Впервые он был введен в эксплуатацию 24 мая 2000 г. Хотя на смену ему пришел РД-170, он все еще используется и развивает тягу, равную 4,5 МН в вакууме и 3,83 МН на уровне моря. Это массивный двигатель, который весит около 5480 кг.

Читайте также: Топ-10 концептуальных двигателей космических аппаратов.

3. RS-25

Aerojet Rocketdyne Rs-25 более известен как главный двигатель космического корабля «Шаттл», используемый на космических кораблях НАСА. Его происхождение восходит к Соединенным Штатам. Его производили Rocketdyne, Pratt and Whitney и Aerojet Rocketdyne. Он впервые поднялся в воздух 12 апреля 1981 года. Хотя он выведен из эксплуатации после STS, в настоящее время он проходит испытания на SLS. Он способен создавать тягу 2,279 МН в вакууме и 1,86 МН на уровне моря. Это предшественник HG-3.

2. НК-15

НК-15 — ракета, построенная и спроектированная в конце 1960-х годов ОКБ Кузнецова. Она была воплощена в жизнь в Советском Союзе. Ракетный двигатель НК-15 был одним из самых мощных керосиновых ракетных двигателей на момент его создания, обладал высоким удельным импульсом и малой конструкционной массой. Он предназначался для злополучной советской ракеты Н-1 «Луна». Он был способен создать усилие 1753 кН в вакууме и 1505 кН в неравномерном пространстве, после чего на смену этому усилию пришел НК-33.

1. Merlin

Это семейство ракет, разработанное SpaceX для их применения на ракетах-носителях Falcon 1, Falcon 9 и Falcon Heavy. Создан в Соединенных Штатах Америки. В настоящее время он активен и способен развивать усилие 981 кН в вакууме и 854 кН на уровне моря. Двигатели Merlin используют РП-1 и жидкий кислород в качестве ракетного топлива в энергетическом цикле газогенератора.

Читайте также: 10 лучших когда-либо завершенных аэрокосмических мегапроектов.

F-1 компании Rocketdyne, самая мощная ракета в мире, отправила нас на Луну

Одно из определяющих изображений 20-го века — Аполлон-11, поднимающийся на столбе раскаленного огня с площадки 39А в Космическом центре Кеннеди, 16 июля 1969 года. Далеко на вершине огромной ракеты-носителя «Сатурн-5» трое мужчин начали путешествие, которое не имеет себе равных с момента окончания программы «Аполлон». Их полет на Луну занял два дня, но первые 165 секунд сделали все это возможным. В самом основании могущественной ракеты «Сатурн» находились пять массивных двигателей, каждый из которых создавал тягу чуть более 1,5 миллиона фунтов. Вместе их тяга в 7,6 миллиона фунтов подняла этот огромный 3000-тонный корабль от земного притяжения к границам самого космоса.

Rocketdyne F-1 был в буквальном смысле движущей силой, которая доставила человечество на Луну. Он представлял собой квантовый скачок в размерах и мощности по сравнению со всем, что было создано ранее. До F-1 самым большим и самым мощным разрабатываемым жидкостным ракетным двигателем был E-1 с тягой 188 000 фунтов. Этого было совершенно недостаточно для задачи, стоявшей перед НАСА в начале 1961 года.

Как был задуман, сконструирован, построен и испытан F-1 — это сага, достойная братьев Райт или Чарльза Линдберга, но в гораздо большем масштабе.

Компания Rocketdyne была основана компанией North American Aviation с командой опытных инженеров-ракетчиков из Redstone Arsenal армии США в Хантсвилле, штат Алабама. В 1958 году ВВС заключили контракт с Rocketdyne на двигатель, который впоследствии стал F-1. Основанная в Канога-Парке, Калифорния, компания построила и провела первые испытания компонентов на своем предприятии в горах Санта-Сусанна к северу от Лос-Анджелеса.

Джерри Буцко, который присоединился к Rocketdyne сразу после окончания Вашингтонского университета, назвал испытания впечатляющими.

«Вы действительно почувствовали это, когда эта штука взорвалась», — сказал он со смехом. Буцко работал над соплом, колоколообразным конусом, из которого выбрасывалась сила ракеты.

«Мы назвали эту насадку «Кинг-Конг». Она была огромной. Во время одного из испытаний эта штука просто взорвалась. Это слышали все во всем районе».

После этого Rocketdyne перенесла испытания на базу ВВС Эдвардс в пустыне Мохаве, где компания построила огромный испытательный стенд. Ноги огромной конструкции были прочно закреплены в калифорнийской скале. 900:03 Пять двигателей F-1 первой ступени S-IC Сатурна V извергают пламя и дым в Центре космических полетов им. Маршалла. (НАСА)

ВВС закрыли проект, когда стало очевидно, что военная необходимость в таком огромном двигателе отсутствует. Но в июле 1958 года президент Дуайт Д. Эйзенхауэр учредил Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства и сделал первые серьезные шаги к высадке на Луну. Когда в январе 1960 года состоялась инаугурация Джона Ф. Кеннеди, лунная программа находилась в стадии разработки концепции.

НАСА выбрало рандеву на лунной орбите в качестве метода достижения Луны. Полностью загруженная ракета-носитель Saturn V будет весить 6,2 миллиона фунтов.

Первая ступень, известная как S-IC, должна была поднять эту огромную ношу со стартовой площадки и вывести ее над Атлантическим океаном. Затем должна была вступить во владение вторая ступень, S-II, которая приблизила экипаж к орбите. Хотя от зажигания до выхода на орбиту должно было пройти 11 минут, эти первые 165 секунд были самыми важными. Команда Вернера фон Брауна из Центра космических полетов им. Маршалла в Хантсвилле подсчитала, что двигатель для первой ступени S-IC должен генерировать 1,5 миллиона фунтов тяги. Единственным существующим ракетным двигателем, способным на такую ​​мощность, был непроверенный F-1.

В апреле 1961 года советский космонавт Юрий Гагарин стал первым человеком в космосе. Затем 5 мая американец Алан Шепард совершил свой 15-минутный суборбитальный полет. Ракета «Редстоун», на которой он летал, давала всего 78 000 фунтов тяги. Всего 20 дней спустя Кеннеди попросил Конгресс поддержать национальную цель «высадить человека на Луну и благополучно вернуть его на Землю».

Это было дерзкое решение использовать непроверенный F-1. Незадолго до полета Гагарина прототип камеры сгорания F-1 был испытан и достиг 1,64 миллиона фунтов тяги, подтверждая конструкцию. Но это был очень короткий тест, далекий от того, что должен был бы надежно выполнить серийный F-1. Никто не знал наверняка, удастся ли это сделать. Даже русские с их проверенными ракетами большой грузоподъемности не пытались построить что-то настолько мощное. Некоторые члены Научного консультативного комитета Кеннеди заявили, что двигатель слишком велик, чтобы работать.

Несмотря на то, что F-1 был огромным шагом вперед в размерах, он по-прежнему использовал ту же базовую технологию, которую Rocketdyne опробовала и доказала на нескольких предыдущих двигателях. От армейского Редстоуна до Атласа ВВС и многих других, технология была в основном одинаковой. Но никому еще не удавалось построить ракету с тягой более миллиона фунтов.

К середине 1962 года команда Rocketdyne была готова к длительным испытаниям камеры сгорания F-1. На испытательном стенде Эдвардса 28 июня зажгли запальники и запустили турбонасосы.

Затем, на глазах у собравшихся инженеров и представителей НАСА, двигатель разрушился за четверть секунды.

Что пошло не так? Ракетный двигатель на самом деле очень простая машина, по крайней мере, в концепции. Турбонасосы впрыскивают топливо и окислитель в камеру сгорания в присутствии пламени. Смесь воспламеняется, создавая давление, которое становится тягой, двигаясь вверх к верхней части двигателя, когда она выходит из сопла. Если тяга превышает вес автомобиля, он отрывается. Внутренняя часть камеры сгорания представляет собой полый цилиндр с форсуночной пластиной в верхней части. В пластине просверлены сотни отверстий, через которые прокачиваются две жидкости, чтобы они соединились и образовали смесь, которая затем воспламеняется.

Но для того, чтобы двигатель работал правильно, должны произойти две вещи. Топливо и окислитель должны быть смешаны в правильных пропорциях, и они должны гореть ровно. F-1, как и многие другие ракетные двигатели до и после, использовал RP-1 (разновидность керосина) в качестве топлива и жидкий кислород (LOX) в качестве окислителя. Почти в каждом ракетном двигателе, построенном к тому времени, если сгорание было нестабильным или поток неравномерным, обычно это было просто исправить.

С F-1 такого не будет. Проблема была в масштабе. Камера сгорания F-1 представляла собой бочкообразный цилиндр диаметром почти 3 фута. Пластина инжектора имела толщину 4 дюйма и весила 1000 фунтов. В пластине было просверлено ровно 6300 отверстий диаметром не больше соломинки для газировки, через которые впрыскивались жидкости. Отверстия были расположены группами по пять штук: два отверстия для RP-1 и три для LOX. Они были предназначены для объединения потоков в два вентилятора на точном расстоянии от дна пластины, где они будут гореть. В момент воспламенения температура в камере подскочила почти до 6000 градусов, а давление подскочило с нуля до 1015 фунтов на квадратный дюйм (psi), создав желаемую тягу в 1,5 миллиона фунтов.

Проблема, с которой столкнулись инженеры Rocketdyne в июне 1962 года, заключалась не только в плохой детали или дефектном сварном шве. Это было связано с тем, что редко было проблемой с двигателями меньшего размера: нестабильностью сгорания. В идеале инжекторы и воспламенители создавали «гладкий фронт пламени», в котором RP-1 и LOX сгорали при одинаковой температуре и давлении под всей поверхностью пластины инжектора. Но большие размеры F-1 делали это практически невозможным. Если с одной стороны камеры вводилось слишком много LOX, это приводило к тому, что температура в этой точке была намного выше, чем на другой стороне. Это сформировало волну давления, которая отскакивала от одной стороны к другой, создавая эффект «гоночной дорожки», когда тепло и давление выходили из-под контроля за миллисекунды, часто разрушая двигатель. Практически что угодно может вызвать неуправляемую нестабильность, например кратковременное колебание в турбонасосах или тепловой удар от внезапного повышения температуры.

Иллюстрация и характеристики двигателя Rocketdyne F-1. (Стив Карп)

Для NASA и Rocketdyne это было немалой проблемой. Это был большой кризис.

В этот момент в поле зрения вошли инженер-двигатель Rocketdyne Пол Кастенхольц и Даниэль Клют, исследователь механических двигателей. Вместе с Джерри Томпсоном из Центра космических полетов им. Маршалла, специалистом по системам жидкого топлива, они возглавили команду из 50 квалифицированных и мотивированных инженеров и техников, чтобы решить проблему. Им была назначена группа по устройствам сгорания, и им было поручено сделать F-1 надежным. По словам Кастенхольца, команда имела наивысший приоритет в компании.

«Они получили то, что им нужно, кто им нужен и когда им это нужно», — сказал он.

Вначале команда надеялась, что проблема может быть решена без полной переделки камеры сгорания, что отодвинуло бы график на несколько месяцев назад. Они работали над регулировкой расхода жидкости, гидравлики, угла и схемы отверстий. Каждое исправление затем тестировалось на стенде Эдвардса, и каждый раз нестабильность появлялась вновь. В ходе испытаний к началу 19-го года были уничтожены два двигателя.63, но инженеры все еще были уверены, что в конечном итоге они решат проблему. Все они знали, что будущее лунной программы — и, возможно, НАСА и пилотируемых космических полетов — висит на волоске.

Самой сложной задачей было определить причину нестабильности, так как она оказалась прерывистой и непредсказуемой.

«Последовательности не было, — сказал Томпсон. «Это могло произойти по причинам, которые мы так и не поняли». Конечно, это было в эпоху, когда еще не было сложного компьютерного моделирования и анализа.

В этот момент команде пришла в голову радикальная идея. Как объяснил Кастенхольц, «мы должны были иметь возможность инициировать нестабильность по нашей команде». Им нужен был способ постоянно создавать нестабильность горения, чтобы разработать исправление, которое работало каждый раз.

Решение состояло в том, чтобы поместить бомбу в камеру сгорания.

Во время огневого испытания они подвешивали маленькое взрывчатое вещество черного пороха с хорошей изоляцией в камере под пластиной инжектора. Этот радикальный шаг потребовал серьезного мозгового штурма. Кастенхольц сказал, что они сначала попытались вставить его в сопло во время стрельбы, но это не сработало. Поместив взрывчатое вещество в камеру перед выстрелом с изолированным проводом, чтобы оно могло взорваться в нужное время, команда наконец смогла добиться нестабильности горения, когда они этого хотели. Помимо попыток разработать нормально работающий F-1, команда разработчиков устройств сгорания стремилась заставить его работать даже после того, как в камере взорвалась бомба. Настоящая задача заключалась в том, чтобы двигатель быстро достиг так называемой «динамической стабильности», что означает, что он исправится за 400 миллисекунд.

К весне 1964 года, когда программа «Джемини» попала в заголовки газет, команда Томпсона, Кастенхольца и Клюта пришла к выводу, что идеальное решение проблемы кажется недостижимым. В течение следующих 24 месяцев команда сосредоточилась на форсуночной плите — сердце системы. Они установили медные перегородки, чтобы разбить отражающиеся ударные волны. Первые были тонкими, и Томпсон заметил, что ударные волны согнули их, как будто прошел торнадо. Следующие перегородки имели толщину в основании 2 дюйма и охлаждались от РП-1 в пластинах инжектора.

— Они помогли, — сказал Томпсон, — но не смогли остановить нестабильность. Мы испробовали все трюки, которые только могли придумать, по крайней мере, 40 или 50».

Каждый раз, когда они проверяли новую идею, она иногда срабатывала, а иногда нет. Дошло до того, что они повторяли идеи, которые уже опробовали за несколько недель до этого.

Прошло несколько месяцев без твердого раствора. Иногда F-1 становился неустойчивым после взрыва бомбы и раздраженно отказывался успокаиваться, но иногда это случалось. С каждым разом команда была немного ближе к успеху. Летом 1964, инженеры решили изменить угол отверстий в пластине инжектора, чтобы жидкости попадали в камеру немного глубже. Это снизило эффективность на несколько процентов, но и нестабильность стала реже. Были внесены дополнительные корректировки, пока случаи нестабильности не уменьшились и, наконец, полностью не прекратились. В каждом испытании бомба детонировала, давление подскакивало, а затем горение стабилизировалось за 100 миллисекунд.

Это был поворотный момент для Rocketdyne. 16 апреля 1965, почти через три года после испытаний оригинального прототипа двигателя, пять F-1 были установлены на испытательном стенде в Хантсвилле и впервые запустились вместе. Жгучий желто-белый столб пламени сотряс землю, словно продолжительное землетрясение. Все двигатели работали отлично, развивая 7,5 миллиона фунтов тяги за 6,5 секунды. Хотя команда еще не знала об этом, они, наконец, исправили проблему. С тех пор F-1 никогда не подводил. Полет 9 ноября 1967 года беспилотного корабля «Аполлон-4» «Сатурн-5» прошел успешно.

Тринадцать месяцев спустя F-1 вошел в историю.

Утром 21 декабря 1968 года трое астронавтов сидели в командном модуле Аполлона-8 на вершине Сатурна V SA-503. Фрэнк Борман, Джим Ловелл и Билл Андерс собирались покинуть Землю, чтобы стать первыми людьми, достигшими Луны. Сатурн V высотой 363 фута стоял на бетонной площадке, укрывшись в стальных объятиях 500-футовой красной стартовой башни.

Ступень S-IC для корабля «Аполлон-8» установлена ​​для окончательной сборки ракеты-носителя «Сатурн-5» в здании сборки транспортных средств. (НАСА)

Первая ступень S-IC Сатурна представляла собой гигантский цилиндр диаметром 33 фута, содержащий два топливных бака и пять двигателей F-1. Турбонасосы должны были надежно нагнетать огромное количество топлива и окислителя в пять камер сгорания. Пять новых двигателей F-1 ждали, как беспокойные жеребцы, готовые поглотить 534 000 галлонов RP-1 и LOX в баках. Приводимая в движение турбиной мощностью 55 000 л. бассейн за 27 секунд. Конструкция, на которой были установлены двигатели, весила 21 тонну и была рассчитана на распределение тяги в 3750 тонн на основание ракеты.

Незадолго до 12:51, при Т-минус 8,9 секунды, последовательность запуска началась с зажигания четырех воспламенителей в каждом двигателе, сжигающих богатую топливом смесь в газогенераторах, питающих турбины. Пять огромных облаков черного дыма и оранжевого пламени от газогенератора вырвались из сопел двигателей и охватили основание ракеты. LOX распылился в основные камеры сгорания, где он соединился со взрывным зарядом воспламенительного топлива, вызвав пламя при Т-минус 6,4 секунды. Когда давление в камерах сгорания достигло 20 фунтов на квадратный дюйм, открылись главные топливные клапаны. Сначала топливо проходило через паутину труб внутри и вокруг стенок камеры сгорания, чтобы охлаждать его во время горения.

Турбокомпрессоры работают на полную мощность. В каждом двигателе тонна RP-1 и две тонны LOX проталкивались через 6300 отверстий, с таким трудом просверленных в пластинах форсунок. Когда смесь сгорела, давление достигло 1015 фунтов на квадратный дюйм, и ревущее пламя вырвалось из выхлопных сопел шириной 12 футов в широкую траншею пламени под стартовой площадкой. Из основания ракеты вырвался раскаленный огненный шар. Пять двигателей были рассчитаны на выход на полную мощность с небольшими интервалами, чтобы предотвратить попадание в ракету одной массивной ударной волны. К моменту времени минус 0,0 совокупная тяга достигла 7,5 миллионов фунтов, и четыре огромных прижимных рычага отпустили напрягающегося монстра, в то время как пять верхних пуповин, соединяющих ракету с башней, отклонились в сторону.

Через треть секунды «Сатурн-5» был свободен.

Массивная ракета, длинная и тяжелая, как эсминец времен Второй мировой войны, начала набирать высоту. Рев двигателей «Сатурна-5», выходящего на главную сцену, был самым громким рукотворным звуком на Земле после ядерного взрыва. В трех милях от места для общественного просмотра звук сначала прошел сквозь землю, как приближающееся землетрясение, а затем ударил по ушам зрителей, как извержение вулкана. Сначала медленно, словно не желая покидать Землю, но затем постепенно набирая скорость, Сатурн вознесся на пяти ослепительно-белых столбах пламени. Когда он миновал башню, звук с ревом разнесся на многие мили. Она находилась в воздухе в нескольких сотнях футов, прежде чем обжигающий столб пламени покинул стартовую площадку, и ракета начала лететь над Атлантикой.

Тем не менее могучие F-1 продолжали прекрасно гореть, поглощая 15 тонн топлива и LOX каждую секунду, пока «Сатурн» не пронесся по лазурному небу со скоростью 5400 миль в час на высоте 36 морских миль и 50 милях по дальности. В 12:53:30, через 150 секунд после зажигания, F-1 отключились. Они сделали свою работу. Со взрывом пиротехнических зарядов первая ступень S-IC была сброшена и упала в океан, унося F-1 в водянистую могилу. Пять двигателей J-2 второй ступени S-II загорелись благодаря их роли в выводе Аполлона-8 в космос.

Пока люди в Космическом центре Кеннеди и Центре управления полетами в Хьюстоне, штат Техас, ликовали, экипаж Аполлона-8 начал свой исторический полет в другой мир. В волнении была забыта работа, выполненная изящно спроектированной машиной, которая сделала это возможным. И все же для мужчин и женщин из Rocketdyne, которые спроектировали, построили и усовершенствовали F-1 в течение всех этих разочаровывающих месяцев тяжелого труда и пота, наконец настал их триумф.

Не будет преувеличением сказать, что без Rocketdyne F-1 на лунном грунте, скорее всего, не осталось бы человеческих следов.

Марк Карлсон — автор двух книг по истории авиации и страстный поклонник золотого века НАСА. Рекомендуемое чтение: «Аполлон: Гонка на Луну» Чарльза Мюррея и Кэтрин Блай Кокс; Двигатель «Сатурн V F-1»: отправка «Аполлона» в историю , Энтони Янг; и Saturn V Flight Manual , публикация НАСА.

Первоначально эта функция появилась в выпуске Aviation History за январь 2017 года.

SLS: успешное испытание самой мощной в мире ракеты

от Paul Rincon
Научный редактор, веб -сайт BBC News

• Опубликовано

  18 марта 2021

Связанные ТЕХАКИ

• .SIMES

. были зажжены около 16:37 по местному времени

НАСА провело успешные испытания части самой мощной из существующих ракет — системы космического запуска (SLS).

Двигатели на «основной ступени» ракеты работали более восьми минут, что имитирует время, необходимое SLS для перехода с земли в космос.

Это второй такой тест для самого большого сегмента SLS, после того как попытка в январе была досрочно закрыта.

SLS должен отправить людей на поверхность Луны впервые с 1972 года.

Миссия является частью проекта NASA Artemis, запущенного администрацией Трампа в 2017 году.

Пусковая установка состоит из оранжевого ядра с его четыре мощных двигателя РС-25 и два ускорителя, прикрепленных к бортам.

• НАСА находит причину прекращения испытаний «мегаракеты»
• Испытания двигателя «мегаракеты» завершаются досрочно
• Гигантская ракета НАСА SLS: руководство
• Артемида: на Луну и дальше

Залив Сент-Луис, штат Миссисипи, начался в 16:37 по восточному времени (20:37 по Гринвичу). Ядро было прикреплено к гигантской конструкции, называемой испытательным стендом B-2.

Огромный шлейф выхлопных газов вырвался из подставки, когда двигатели сотрясли землю. Облако было настолько огромным, что его заметил спутник Goes-16 из космоса.

Хотя цель состояла в том, чтобы запустить двигатели в течение восьми минут, группам НАСА и генерального подрядчика Боинга нужно было оставить их включенными только на 250 секунд (четыре минуты), чтобы собрать все необходимые инженерные данные.

«Это был отличный день и отличное испытание», — сказал исполняющий обязанности администратора НАСА Стив Юрчик.

Председатель комитета Палаты представителей США по науке, космосу и технологиям поздравил НАСА с успешным испытанием. Демократ из Техаса Эдди Бернис Джонсон сказал: «Достижение этой важной вехи — это история упорства и самоотверженности».

Она добавила: «Сегодняшнее успешное испытание приближает нас на один шаг к возвращению американских астронавтов на Луну в рамках подготовки к исследованию Марса человеком».

Ядро, которое было частью испытаний в четверг, будет использовано для первого полета SLS, который в настоящее время запланирован на конец 2021 года. Луна.

Источник изображения, НАСА

Подпись к изображению,

Четыре двигателя подняли в воздух шлейф выхлопных газов по спирали

Джон Шеннон, вице-президент Boeing и руководитель программы SLS, сказал мне перед первой попыткой запуска: «Когда двигатели запускаются, а затем набирают обороты, мы делаем то, что называется карданным профилем через 60 секунд. Сопла двигателей перемещаются внутрь. заранее запрограммированный набор движений».

Карданное движение сопел позволяет управлять ракетой во время полета.

• Новая мегаракета НАСА для критических испытаний

«Это самый оснащенный аппаратурой аппарат, на котором мы когда-либо летали, поэтому мы получим огромное количество инженерных данных о вибрации, температуре, нагрузке и акустике», — сказал г-н Шеннон. .

Перед пожаром в четверг инженеры заполнили основную ступень более чем 700 000 галлонов (2,6 миллиона литров) топлива.

Это топливо состояло из жидкого водорода, который является топливом для ракеты, и жидкого кислорода, который помогает топливу гореть. Они вступают в реакцию со взрывом внутри двигателей, образуя перегретый водяной пар из выхлопных газов.

Когда они подаются в двигатели, топливо имеет температуру более двухсот градусов ниже нуля (F), но выхлопные газы имеют температуру 6000F (3316C) — достаточно горячую, чтобы вскипятить железо.

Сотни тысяч галлонов воды были направлены в пламенное ведро для охлаждения выхлопных газов. Кроме того, десятки тысяч галлонов были использованы для создания водяной «завесы» вокруг двигателей для подавления шума, возникающего при их работе в течение восьми минут.

Это было сделано для защиты основной сцены от вибраций, пока она закреплена на стойке.

RS-25, построенные калифорнийской компанией Aerojet Rocketdyne, — это те же двигатели, что и космические челноки.

Двигатели, испытанные в четверг, способствовали 21 успешному полету шаттла за 30-летнюю историю эксплуатации корабля.

Два из них использовались в последней миссии космического корабля «Шаттл» STS-135 в 2011 году. Один участвовал в миссии 1998 года, в ходе которой был запущен самый старый человек, когда-либо побывавший в космосе — сенатор США и астронавт проекта «Меркурий» Джон Гленн, которому в то время было 77 лет. . Другой использовался в одном из полетов для обслуживания космического телескопа Хаббл.

Двигатели были отремонтированы после миссий шаттла, но они будут утилизированы после первого полета SLS в конце этого года.

В ходе этой миссии под названием «Артемида-1» пилотируемый корабль нового поколения НАСА «Орион» отправится к Луне для тщательного тестирования его систем.

Том Уитмайер из отдела разработки исследовательских систем НАСА сказал, что потребуется около месяца, чтобы отремонтировать основную ступень, после чего ее поместят на корабль в Космический центр Кеннеди во Флориде для подготовки к запуску.

Здесь он будет установлен на конструкции, называемой мобильной пусковой установкой, между двумя ракетами-носителями, завершая транспортное средство SLS.

Подпишитесь на Пола в Твиттере.

• Артемида
• НАСА
• Полет человека в космос
• Миссисипи
• Система космического запуска (SLS)

Почему мы не можем переделать двигатель Rocketdyne F1? – Apollo11Space

Мы не можем переделать могучий Двигатели Rocketdyne F-1  , потому что многие навыки и методы, использованные для создания двигателей Rocketdyne F-1 , больше не используются.

У нас больше нет людей и навыков, чтобы сделать их такими же.

Пятьдесят три года назад все делалось по-другому.

Вот почему мы не можем переделать могучий двигатель. Узнайте больше в этой статье.

Двигатель Rocketdyne F-1

F-1 был рабочей лошадкой для НАСА и самым мощным однокамерным двигателем на жидком топливе из когда-либо разработанных.

Космическое агентство использовало пять двигателей F-1 на первой ступени каждой ракеты Saturn V.

Двигатели F-1 первой ступени ракеты Saturn V использовались на протяжении всей программы «Аполлон», в ходе которой люди отправлялись на Луну.

Ниже представлен крупный план двигателя F-1 для Saturn V S-IC (первой) ступени, в котором описывается сложность двигателя.

Двигатель F-1 — самый мощный из когда-либо разработанных однокамерных жидкостных двигателей.

Произведенный компанией Rocketdyne под руководством Центра космических полетов им. Маршалла, двигатель Saturn V F-1 был в группе из пяти двигателей для запуска первой ступени Saturn V, S-IC.

Жидкий кислород и керосин использовались в качестве топлива и изначально были рассчитаны на 1 500 000 фунтов тяги.

Двигатель Saturn V Rocketdyne F-1 был улучшен до 1 522 000 фунтов тяги после третьего запуска Saturn V.

И это был запуск Аполлона-8, первой миссии Сатурн-5 с экипажем, в 1968 году. 

Пять двигателей F-1 сжигали более 15 тонн топлива в секунду в течение двух минут и тридцати секунд работы.

Это время потребовалось для подъема транспортного средства на высоту около 36 миль и максимальную скорость около 6000 миль в час.

Сколько лошадиных сил производил Saturn V?

Ответ  160 миллионов лошадиных сил . Итак, при старте Saturn V взлетел с тягой 3,4 миллиона кг, что эквивалентно 160 миллионам лошадиных сил , и ему потребовалось 11 секунд, чтобы очистить стартовую площадку.

По состоянию на 2022 год Saturn V остается самой высокой, самой тяжелой и самой мощной (самый высокий суммарный импульс) ракетой, когда-либо доводимой до рабочего состояния, и удерживает рекорды по самой тяжелой запущенной полезной нагрузке и самой большой грузоподъемности на низкой околоземной орбите (НОО) в 140 000 единиц. кг.

Ракетный двигатель F-1. Предоставлено: Универсальный архив истории Getty Images.

По мере того, как мы совершенствуем наши технологии, вы думаете, что переделать 50-летний дизайн должно быть легко, но все не так просто, как кажется на первый взгляд.

Когда система космического запуска или SLS находилась в разработке, НАСА провело продвинутое соревнование по ракетам-носителям, чтобы найти новую систему ракеты-носителя, и две из трех работ использовали двигатели на жидком топливе.

Часть ракеты «Сатурн V» переместилась через всю страну к мысу Канаверал в 1968. Кредит: NASA Getty Images.

Ускорители на жидком топливе были бы безопаснее и могли бы отключаться в случае возникновения проблем, в отличие от твердотопливных ускорителей, которые не могут.

Однако, в отличие от космического челнока, новые ускорители будут одноразовыми и сгорят при падении на землю.

Но какие двигатели на жидком топливе будут достаточно мощными? На самом деле сегодня не используются какие-либо массивные двигатели.

Ракеты F-1 на выставке в Космическом центре Кеннеди. Предоставлено: Джейлион Гетти Изображений.

 Inconel X-750

Прочный материал Inconel используется в экстремальных условиях. Rocketdyne использовала Inconel X-750 для камеры тяги двигателя F-1 первой ступени ракеты-носителя Saturn V.

Инконель сохраняет прочность в широком диапазоне температур и полезен для высокотемпературных применений, таких как камера тяги ракетного двигателя F-1.

Когда был построен последний двигатель Rocketdyne F-1?

На ускорители можно установить четыре таких же модифицированных двигателя РС-25Д.

Эти остатки программы космических челноков также будут использоваться в качестве основной ступени SLS.

Но это будет очень расточительно для сложного, дорогого и при этом высокоэффективного двигателя.

Итак, у нас уже есть двигатель, способный выполнять эту работу.

Могучие Rocketdyne F-1, огромные двигатели, доставившие людей на Луну в рамках программы «Аполлон», не производились с 1960-х годов.

Мощный двигатель F-1

Двигатели F-1 были не только мощными, но и простыми, что означало, что они были достаточно дешевы, чтобы быть одноразовыми, так почему бы нам не переделать их?

Распространенный миф гласит, что НАСА потеряло или выбросило чертежи, что, конечно, полная ерунда.

На рисунке показана камера сгорания двигателя Rocketdyne F-1. Кредит: Getty Images.

Все проектные документы, когда-либо созданные для программы «Аполлон», по-прежнему доступны.

Но если бы это был просто случай прокатки старых моделей, они бы сделали это много лет назад.

Нет, проблема не в конструкции, а в том, как изменился мир с тех пор, как инженеры впервые создали эти двигатели F-1 еще в 19 году.60-е годы.

Когда группа современных инженеров-ракетчиков задумалась о том, как им воссоздать легендарные двигатели F-1, они вскоре поняли, насколько по-другому все делалось около 50 лет назад.

В те времена не было систем автоматизированного проектирования, логарифмических линеек и тестирования методом проб и ошибок.

Кто был создателем двигателя F-1?

Компоненты проектировались, изготавливались, затем тестировались, а затем часто модифицировались перед использованием.

Сложные узлы двигателя были сварены вместе иногда из сотен более мелких деталей с помощью квалифицированных сварщика , иногда на создание одного сложного мира уходит целый день.

Вершина сварки электродами:  Сварные швы для мощного ракетного двигателя F1, который доставил человечество на Луну. ( См. рисунок ниже ).

На рисунке показаны сварные швы ракетного двигателя F1.

На рисунке выше показана одна из трех точек крепления системы подвеса ракетного двигателя F1.

Двигатель Saturn F1 — самый мощный жидкостный ракетный двигатель с одной камерой сгорания из когда-либо разработанных, и они использовали 5 (отсюда и Saturn 5) из них, чтобы доставить нас на Луну.

Нагрузка, которую должны были выдержать эти сварные швы, составляла около 7 МН силы , и все сварные швы были стержневыми/дуговыми.

Двигатели Saturn V F-1.

Несмотря на то, что у них были оригинальные конструкции, они обнаружили, что им не хватает заметок инженеров, поскольку они фактически изготавливали вручную каждый двигатель, каждый из которых немного отличался со своими причудами и недостатками.

Первые производители двигателей F-1 были высококвалифицированными инженерами, сварщиками и слесарями.

Почти все делали вручную. Потому что часто это был единственный способ сделать это тогда.

И в спешке, чтобы уложиться в сроки, они сохранили многие из приемов, которые они использовали, чтобы заставить вещи работать и идти вместе, в своих головах или нацарапали на клочках бумаги, давно потерянных.

Ракетные двигатели разгонной ступени ракеты «Сатурн-5». Кредит: Википедия.

Прокрутите на 50 лет, а все эти умелые люди давно на пенсии.

И многие ушли из жизни, забрав с собой свои навыки и понимание.

Многие из этих навыков больше не используются в современных производственных технологиях.

И сегодня они есть у немногих людей, поэтому, столкнувшись с чертежами 50-летней давности, мы обнаруживаем, что у нас больше нет людей с навыками, которые могли бы сделать их такими же.

Используя компьютерное моделирование

Детально изучив оставшиеся двигатели F-1 из музеев и хранилищ, новые инженеры обнаружили достаточно, чтобы создать новый двигатель F-1B, если он когда-либо будет построен.

Мы использовали современные технологии компьютерного моделирования и производства.

Новый двигатель может быть более эффективным и таким же мощным, как модернизированный, но не летавший F-1A.

При тяге в 1,8 миллиона фунтов, что более важно, это сократит количество изготавливаемых деталей.

Примерно с 5600 до 40, что повышает надежность и снижает затраты.

Хотя, в конце концов, НАСА выбрало твердотопливные ускорители для SLS, это упражнение доказало, что иногда проще перепроектировать что-то с нуля, чем переделывать прошлое.

Если бы вы могли задать экипажу «Аполлона-11» всего один вопрос, какой бы он был?

Источники

• Сатурн V в Википедии
• Rocketdyne F-1 в Википедии
• Мощный двигатель F-1 привел Аполлон в историю, проложив путь для системы космического запуска Advanced Propulsion на NASA.gov
• История и знания о Двигатель Rocketdyne F-1 на сайте NASA.gov

Нравится:

Нравится Загрузка. ..

Какая самая мощная ракета в мире?

2020-е годы обещают стать следующей крупной эрой в освоении космоса благодаря таким организациям, как НАСА, и частным космическим компаниям, таким как SpaceX и Blue Origin.

В результате люди снова устремили свой взор на небесные тела. НАСА и SpaceX активно разрабатывают возможности отправки людей обратно на Луну и Марс. Система космического запуска НАСА (SLS) и космический корабль SpaceX в настоящее время являются главными претендентами на то, чтобы доставить нас туда, но у энтузиастов космоса по всему миру остается один вопрос: какая самая мощная ракета в мире?

Хотя мы могли бы просто сравнить общую тягу каждой ракеты, есть несколько факторов, которые следует учитывать, чтобы точно присвоить звание «Самая мощная ракета в мире».

Давайте сравним записи.

Тяга

Система космического запуска НАСА (SLS): В настоящее время НАСА планирует три различные конфигурации SLS. Первая конфигурация, Block 1, будет иметь общую тягу 8,8 млн фунтов, что на 15% больше, чем у ракеты Saturn V.

SLS оснащен четырьмя двигателями РС-25, которые производят только четверть всей тяги. Остальное обеспечивают твердотопливные ускорители шаттлов. По данным НАСА, это «самые мощные ускорители, когда-либо созданные для космических полетов».

Ожидается, что конфигурация SLS Block 1B будет иметь немного большую тягу, чем Block 1, 8,9 миллиона фунтов. Оба они затенены третьей конфигурацией, Блоком 2, которая будет производить 9,5 миллиона фунтов тяги.

Сверхтяжелый ускоритель Starship SpaceX: Сверхтяжелый ускоритель: 17 миллионов фунтов тяги, по данным SpaceX.com.

У какой ракеты больше тяга? SpaceX Super Heavy

При расчетной тяге в 17 миллионов фунтов сверхтяжелый SpaceX, как ожидается, будет производить более чем в два раза больше тяги, чем SLS, если разработка пойдет по плану.

Грузоподъемность

Система космического запуска НАСА (SLS): Для миссии Artemis I SLS будет использовать конфигурацию Block 1, которая включает в себя полезную нагрузку 27 тонн — это почти 60 000 фунтов на орбиту за пределами Земли. луна. Блоки 1B и 2 имеют большую полезную нагрузку — 38 и 46 тонн соответственно.

Сверхтяжелый ракетный ускоритель SpaceX Starship: ожидается, что способность Super Heavy выводить полезные нагрузки на низкую околоземную орбиту (НОО) будет «превышать» 220 000 фунтов (100 метрических тонн), согласно SpaceX.com.

У кого больше грузоподъемность? Super Heavy на LEO–SLS на Луну.

Ответ на этот вопрос зависит от миссии. Super Heavy может доставлять более тяжелые грузы на НОО, но космическому кораблю Starship на вершине Super Heavy потребуется дозаправка на орбите для полета на Луну и дальше. Сравните это с SLS, который может запускать полезную нагрузку в дальний космос без дозаправки.

Возможность повторного использования

Система космического запуска НАСА (SLS): Хотя НАСА может разрабатывать многоразовые ракеты, агентство решило не делать SLS многоразового использования.

Главный инженер SLS Джон Блевинс сказал FLYING : «Повторное использование было на самом деле более дорогим и давало нам меньше возможностей для запуска, меньший успех миссии, чем отсутствие возможности повторного использования. Так что это был сознательный выбор агентства еще в 2011, 2012 годах, и я думаю, что он по-прежнему соответствует миссии, которую мы начинаем сегодня».

Сверхтяжелая ракета-носитель Starship компании SpaceX: Сверхтяжелая ракета-носитель сможет возвращаться на Землю для повторных запусков, что позволит сэкономить сотни миллионов долларов на производственных затратах.

Который многоразовый? Сверхтяжелая ракета-носитель SpaceX

Стоимость

Система космического запуска НАСА (SLS): По словам генерального инспектора НАСА Пола Мартина, предполагаемая стоимость основной ступени SLS и твердотопливных ускорителей во время первых четырех миссий Artemis составит 2,2 миллиарда долларов. за запуск. Производство как ракеты SLS, так и космического корабля Orion, наряду с эксплуатационными расходами, увеличит общую стоимость запуска до 4 миллиардов долларов.

Ожидается, что бюджет программы Artemis достигнет 9 долларов США.3 миллиарда к 2025 году.

SpaceX Starship Super Heavy Booster: Помимо предполагаемых миллиардов долларов, потраченных на разработку Super Heavy, основатель и генеральный директор SpaceX Илон Маск, как сообщается, прогнозировал, что каждый запуск Starship будет стоить менее 10 миллионов долларов, в основном из-за к многоразовости ракетной системы.

Какая ракета стоит дороже? SLS НАСА

Рабочий статус

Система космического запуска НАСА (SLS): Согласно сообщениям, SLS в настоящее время проходит еще одну попытку генеральной репетиции в Космическом центре Кеннеди, где он в настоящее время находится на стартовом комплексе 39. B.

Ожидается, что этим летом NASA запустит SLS и совершит беспилотное путешествие вокруг Луны и обратно. Последующие запуски программы «Артемида» состоятся в течение следующих нескольких лет, и в конечном итоге на Луне будет высажена первая женщина и цветной человек.

Сверхтяжелая ракета-носитель Starship от SpaceX: Хотя космический корабль Starship был установлен на сверхтяжелой ракете-носителе на космодроме SpaceX в Южном Техасе, Super Heavy, по-видимому, все еще находится в разработке и еще не был объявлен функциональным. SpaceX не сможет стартовать из Техаса, пока не пройдет необходимую экологическую проверку FAA, которую планируется опубликовать в начале июня.

Какой работает? Пока известно, что работает только SLS НАСА.

Звездолет 24 выкатывается на площадку Звездной базы pic.twitter.com/PGh6FY6x8w

— SpaceX (@SpaceX) 27 мая 2022 г. программа, наконец, запускает свою первую миссию с экипажем, она унесет людей так далеко, как никто никогда не был от нашей бледно-голубой точки. Артемида I достигнет 280 000 миль от Земли — 40 000 миль от Луны. Однако сама ракетная система SLS не предназначена для совершения всего полета. Твердотопливные ракетные ускорители SLS предназначены для отделения от Артемиды примерно через две минуты после запуска, а его основная ступень отпадет примерно через шесть минут. После этого промежуточная криогенная двигательная установка Artemis будет продвигать космический корабль Orion к Луне.

Starship Super Heavy Booster от SpaceX: Super Heavy предназначен для доставки полезной нагрузки на низкую околоземную орбиту (НОО), которая по определению НАСА находится на высоте менее 1200 миль над Землей.

Какой ракетный ускоритель может лететь дальше? Назовем это ровным.

Размер

Система космического запуска НАСА (SLS): Артемида I, увенчанная космическим кораблем Орион, в настоящее время имеет высоту 322 фута. Конфигурации Block 1B Crew и Block 2 Crew будут немного выше на 365 футов благодаря добавленной межступенчатой ​​и исследовательской верхней ступени. По данным НАСА, отдельно ракетный ускоритель имеет высоту 212 футов и диаметр 27,6 фута. Основная ступень SLS может хранить до 730 000 галлонов переохлажденного жидкого водорода и жидкого кислорода, которые питают двигатели ракеты RS-25.

Сверхтяжелый ракетный ускоритель SpaceX Starship: Super Heavy имеет высоту 230 футов (69 метров), по данным SpaceX.com, и диаметр 30 футов (9 метров).

Какая ракета больше? Super Heavy примерно на 18 футов выше и на 2,4 фута шире.

Модальность

Система космического запуска НАСА (SLS): Хотя SLS не будет использоваться повторно, НАСА запланировало шесть из вышеупомянутых конфигураций для ракеты с различными характеристиками.

• Block 1
  • Orion Spacecraft
  • 27-ton payload
  • 322 feet tall
• Block 1 Cargo
  • 5m Class Fairing
  • 27-ton payload
  • Up to 313 feet tall
• Block 1B Экипаж
  • Космический корабль «Орион»
  • Разведочный разгонный блок
  • 38-тонная полезная нагрузка
  • 365 футов в высоту
• Блок 1B Грузовой
  • 8,4 м Разгонный блок

    0

  • 42-тонная полезная нагрузка
  • 325 футов высотой
• Блок 2 Crew
  • Orion Spaceccraft
  • Exploration Верхний этап
  • 43-тонная полевая нагрузка
  • 365 футов
• 9. 4MM. Long
• Разведочный разгонный блок
• Усовершенствованные ускорители
• 46-тонная полезная нагрузка
• 355 футов высотой

Звездолет SpaceX Super Heavy не сообщил о планах более чем одного сверхтяжелого бустера SpaceX Бустер.

У какой ракеты больше всего итераций? NASA SLS

Итак, что мощнее? Это кажется довольно ровным, но похоже, что время будет окончательным судьей.

НАСА собирается запустить свою самую мощную ракету. Вот что вам нужно знать: ScienceAlert

Иллюстрация системы космического запуска. (НАСА)

Миссия NASA Artemis 1 готова сделать ключевой шаг к возвращению людей на Луну после полувекового перерыва.

Миссия, запуск которой запланирован на понедельник, 29 августа 2022 года [8:33 утра по восточному времени], представляет собой круиз-вымогатель без экипажа для системы космического запуска НАСА и капсулы экипажа «Орион».

Планируется, что космический корабль отправится на Луну, развернет несколько небольших спутников и затем выйдет на орбиту. НАСА стремится попрактиковаться в управлении космическим кораблем, проверить условия, в которых экипажи будут находиться на Луне и вокруг нее, и заверить всех, что космический корабль и все его пассажиры могут безопасно вернуться на Землю.

The Conversation попросили Джека Бернса, профессора и ученого-космонавта из Университета Колорадо в Боулдере и бывшего члена переходной президентской группы НАСА, описать миссию, объяснить, что программа Artemis обещает сделать для исследования космоса, и поразмышлять над как изменилась космическая программа за полвека с тех пор, как люди в последний раз ступили на лунную поверхность.

Чем Artemis 1 отличается от других ракет, запускаемых в обычном режиме?

Artemis 1 станет первым полетом новой системы космического запуска. Это транспортное средство «тяжелого подъемника», как его называет НАСА. Это будет самый мощный ракетный двигатель, который когда-либо летал в космос, даже более мощный, чем система «Сатурн-5» компании «Аполлон», которая доставила астронавтов на Луну в 1919 году.60-х и 70-х годов.

Это новый тип ракетной системы, потому что он сочетает в себе главные двигатели на жидком кислороде и водороде и два навесных твердотопливных ракетных ускорителя, заимствованных у космического корабля «Шаттл». На самом деле это гибрид космического корабля «Шаттл» и ракеты «Сатурн-5» компании «Аполлон».

Тестирование очень важно, потому что Orion Crew Capsule получит настоящую тренировку. Он будет находиться в космической среде Луны, в среде с высоким уровнем радиации, в течение месяца.

И, что очень важно, он будет испытывать теплозащитный экран, защищающий капсулу и ее пассажиров, когда она вернется на Землю со скоростью 25 000 миль в час. Это будет самый быстрый вход капсулы со времен Аполлона, поэтому очень важно, чтобы теплозащитный экран функционировал должным образом.

Эта миссия также доставит серию небольших спутников, которые будут выведены на орбиту Луны.

Они будут заниматься некоторыми полезными научными исследованиями, начиная от дальнейшего изучения постоянно затененных кратеров, где, по мнению ученых, есть вода, и заканчивая дополнительными измерениями радиационной обстановки, наблюдая, как долговременное облучение повлияет на людей.

Планируется, что «Артемида-1» взлетит, отправится на Луну, развернет спутники, выйдет на орбиту Луны, вернется на Землю, безопасно войдет в атмосферу и приземлится в океане. (НАСА)

Какова цель проекта Артемида? Что будет в серии запусков?

Миссия является первым шагом на пути к Artemis 3, результатом которого станет первая миссия человека на Луну в 21 веке и первая с 1972 года. Artemis 1 представляет собой испытательный полет без экипажа.

Артемида-2, которую планируется запустить через несколько лет после этого, будет иметь на борту астронавтов. Это тоже будет орбитальная миссия, очень похожая на «Аполлон-8», который облетел Луну и вернулся домой. Астронавты проведут более длительное время на орбите Луны и проверят все с человеческим экипажем.

И, наконец, это приведет к путешествию на поверхность Луны, в котором Artemis 3 — где-то в середине десятилетия — встретится со звездолетом SpaceX и передаст экипаж.

Орион останется на орбите, а лунный звездолет доставит астронавтов на поверхность. Они отправятся на южный полюс Луны, чтобы посмотреть на область, которую ученые еще не исследовали, чтобы исследовать там водяной лед.

Новая система космического запуска НАСА перемещается из здания сборки ракет на стартовую площадку. (НАСА)

Артемида напоминает Аполлона. Что изменилось за последние полвека?

Цель Аполлона, которую Кеннеди изначально предполагал, заключалась в том, чтобы опередить Советский Союз на Луне. Администрация не особо заботилась о космических путешествиях или о самой Луне, но это представляло собой смелую цель, которая явно поставила Америку на первое место с точки зрения космоса и технологий.

Обратной стороной этого является старая поговорка: «Ты живешь от меча, ты и умрешь от меча».

Когда США добрались до Луны, игра фактически была окончена. Мы победили русских. Поэтому мы поставили несколько флажков и провели несколько научных экспериментов. Но довольно быстро после «Аполлона-11», в течение еще нескольких миссий, Ричард Никсон отменил программу, потому что политические цели были достигнуты.

Перенесемся на 50 лет вперед. Это совсем другая среда. Мы делаем это не для того, чтобы победить русских, китайцев или кого-то еще, а для того, чтобы начать устойчивое исследование за пределами земной орбиты.

Программа Artemis преследует несколько целей. Он включает в себя использование ресурсов на месте, что означает использование подручных ресурсов, таких как водяной лед и лунный грунт, для производства продуктов питания, топлива и строительных материалов.

Программа также помогает создать лунную и космическую экономику, начиная с предпринимателей, потому что SpaceX во многом является частью этой первой миссии на поверхность Луны.

НАСА не владеет звездолетом, но покупает места, чтобы астронавты могли подняться на поверхность. Затем SpaceX будет использовать Starship для других целей — для перевозки других полезных грузов, частных астронавтов и астронавтов из других стран.

Пятьдесят лет развития технологий означают, что полеты на Луну теперь намного дешевле и более технологически осуществимы, и возможны гораздо более сложные эксперименты, если вы просто разберетесь с компьютерными технологиями.

Эти 50 лет технического прогресса полностью изменили правила игры. Почти любой, у кого есть финансовые ресурсы, может сейчас отправить космический корабль на Луну, хотя и не обязательно с людьми.

Служба коммерческого обслуживания Луны НАСА заключает контракты с частными компаниями на постройку беспилотных посадочных модулей для отправки на Луну. У нас с коллегами есть радиотелескоп, который отправится на Луну на одном из посадочных модулей в январе. Это было бы просто невозможно даже 10 лет назад.