Американская ракета и советские двигатели

21.04.2013, 00:07,
Хочу все знать

Просмотров: 0

Первый испытательный запуск предназначенной для доставки грузов на Международную космическую станцию /МКС/ ракеты «-Антарес»-, которая разрабатывается американской компанией «-Орбитал сайенсиз»-, в очередной раз перенесен. Об этом сообщило в субботу Национальное управление США по аэронавтике и исследованию космического пространства /НАСА/.

Первоначально предполагалось, что старт будет произведен с расположенного всего в 240 км от Вашингтона космодрома на острове Уоллопс в Атлантическом океане еще в среду. Однако, за 12 минут до запуска на стартовой позиции произошло преждевременное отделение кабелей от второй ступени носителя. В связи с этим пуск был отложен до пятницы. Затем его по погодным условиям перенесли на субботу. Теперь ракету предполагается запустить позднее —- в воскресенье в 17:00 по времени Восточного побережья США / 01:00 понедельника мск/. Причина нового переноса старта —- сильные ветры на большой высоте в районе космодрома, пояснило НАСА.

Цель запуска —- удостовериться в том, что все узлы и блоки двухступенчатой ракеты «-Антарес»- функционируют как положено, и предпринять попытку проверить, насколько уже сейчас жизнеспособен план снабжения МКС частными подрядчиками НАСА при помощи создаваемых на коммерческой основе носителей.

Базирующаяся в Даллесе /штат Вирджиния/ «-Орбитал сайенсиз»- является одной из двух американских компаний, с которыми у НАСА подписаны контракты на доставку грузов к МКС. Другая такая фирма —- это «-Спейс-экс»- /SpaceX/ из Калифорнии. С «-Орбитал сайенсиз»- у НАСА заключен договор на 1,9 млрд долларов, со «-Спейс-экс»- —- на 1,6 млрд.

Ракета «-Антарес»-, высота которой составляет 40 м, а диаметр —- 3,9 м, должна будет вывести на орбиту после чуть менее 10 минут полета имитатор, или «-симулятор массы»-, как его именуют конструкторы, отделяющегося грузового модуля «-Сигнэс»- /созвездие Лебедь/, который и должен впоследствии стыковаться с МКС. Выводимый сейчас на орбиту муляж этого блока вскоре сойдет с орбиты и через несколько месяцев сгорит в плотных слоях атмосферы. Вместе с ним на орбиту намечается также доставить три малых спутника НАСА и один коммерческий наноспутник. Стыковки муляжа с МКС не предусматривается.

Если нынешний запуск пройдет без проблем, то первый из восьми предусмотренных контрактом с НАСА «-рейсов»- снабжения МКС компания «-Орбитал сайенсиз»- намеревается выполнить осенью текущего года.

Жидкостные двигатели НК-33 для первой ступени ракеты —- российского производства. Их выпускает самарское предприятие ОАО «-Кузнецов»-. В свое время эти силовые установки создавались для ракеты «-Н1″-, которая должна была доставить советских космонавтов на Луну. Однако, в 1974 году работы по этому проекту были прекращены. В настоящее время НК-33 используется в первой ступени новой российской ракеты-носителя легкого класса «-Союз-2.1в»-, дебютный запуск которой планируется осуществить позднее в этом году.

В США двигатели НК-33 модифицируются для установки на ракете «-Антарес»- компанией «-Аэроджет»- /Aerojet/, после чего получают название «-Эй-джей-26″- /AJ-26/.

В ночь с 22 на 23 февраля 2013 года на Среднеатлантическом региональном космодроме (MARS) специалистами корпорации «Orbital Sciences» («Орбитал Сайенсиз») проведены огневые стендовые испытания первой ступени ракеты-носителя среднего класса «Антарес» с двигателями НК-33/AJ26, модифицированными корпорацией «Aerojet Corporation» («Аэроджет»). Как известно, техническую поддержку по адаптации двигателя НК-33/AJ26 к РН «Антарес» в рамках проекта с компанией «Аэроджет» оказывают специалисты ОАО «Кузнецов».

На второй ступени ракеты «-Антарес»- установлены американские твердотопливные двигатели «-Кастор-30″-.

Ракета предназначена для доставки полезной нагрузки массой до 6120 кг на орбиты высотой 250-300 км.

Космодром на острове Уоллопс, являющемся частью территории штата Вирджиния, был построен в 1945 году. До сих пор он использовался главным образом для суборбитальных запусков.

Н-1 – «-Царь-ракета»-

Немного истории:

Двигатель НК-33 был сделан для ракеты Н-1 – «-Царь-ракеты»-, как называли ее на Байконуре. Она должна была доставить первого советского космонавта на Луну еще в конце 60-х. Четырежды стартовала «-Царь-ракета»- с космодрома. Четырежды на орбиту выйти не смогла.
К тому времени на Луне побывали американцы, умер Сергей Павлович Королев, а Политбюро ЦК КПСС приняло решение опередить американцев на Марсе, лунную программу закрыть, все двигатели НК-33 уничтожить.

Создатель двигателей академик Кузнецов их не уничтожил, а спрятал. НК-33 прятали и от западных разведок, и от родного Политбюро. Но, казалось бы, где можно спрятать несколько десятков гигантских ракетных двигателей?
Гениальный конструктор и в этом вопросе проявил оригинальность. Двигатели спрятали в месте, откуда видно всю Самару и которое у всей Самары на виду. Тем не менее, заводская вертолетная площадка 30 лет скрывала тайну академика.

Пойдя против воли Политбюро, Кузнецов рисковал и должностью генерального конструктора, и званием академика, и двумя звездами Героя соцтруда.
«-Благодаря тому, что у него был колоссальный авторитет в области, колоссальный авторитет в отрасли —- это помогло ему такой шаг совершить, —- говорит Валерий Данильченко, главный конструктор Самарского научно-техническго комплекса им. Н.Д.Кузнецова. —- Он не побоялся заявить высочайшему чину в Политбюро, он сказал —- «-Кроме власти, вам нужно иметь и голову»-.

НК-33 —- первый космический двигатель для авиационного конструктора Николая Кузнецова. Впервые в мире в своем самарском бюро он создал двигатель закрытого цикла. Высочайшая эффективность закрытых систем привлекала многих. Но ни один ученый в мире не знал, как заставить работать турбину в среде горячего кислорода. Конструкторы бюро Кузнецова эту задачу решили первыми.
«-В турбонасосном агрегате были встроены предварительные насосы. Это сделало двигатель компактный, с меньшим числом трубопроводов, —- поясняет Валерий Данильченко. —- Двигатель до сих пор остается непревзойденным по соотношению массы и тяги двигателя»-.

Безымянка —- рабочая окраина Самары. Именно она стала космическим кулаком страны. Все местные заводы работали на полеты к звездам. В середине 60-х инженеры и рабочие знали: это они стали первыми на околоземной орбите. Теперь надо было стать первыми на Луне.
«-Первое время по освоению двигателей работали, можно сказать, круглые сутки. Я, например, бывало, по 5-6 дней не выходил с завода, —- вспоминает Леонид Фирман, помощник генерального директора ОАО «-Моторостроитель»-.
- На стапелях стелили брезент, спали по 2-3 часа, а потом слесаря опять начинали работу»-.

Рискованное решение Кузнецова в наши дни выглядит гениально-прозорливым маркетинговым ходом. Спустя четверть века спрятанные двигатели показали миру. Они произвели фурор. Специалисты американского агентства «-Аэроспейс»- назвали их лучшими в мире и захотели приобрести всю партию. Сейчас за НК-33 борются американцы и французы. В Самаре же надеются, что двигатели потребуются на родине —- для программы «-Космический старт»-. И тогда слова Николая Кузнецова, произнесенные еще на первых испытаниях, —- «-будет жить»- —- станут пророческими.

В начале 2013 года самарское научно-производственное объединение «-Кузнецов»- начало год с успешного испытания космического двигателя НК-33А. Это очередное приёмо-сдаточное испытание мотора, который предназначен для лётно-конструкторских работ в рамках проекта создания ракеты-носителя «-Союз-2-1 Б»-. На испытательном стенде агрегат отработал заданное время и подтвердил, что является одним из лучших двигателей по степени надёжности, экономичности и удельной массе. Сейчас мотор отправлен в сборочный цех завода, откуда его передадут заказчику – «-ЦСКБ-Прогрессу»-.

Опционный договор о поставке до 2020 г. 50 двигателей заключен с американской корпорацией «Орбитал сайенсиз» (Orbital Sciences), выпускающей спутники и ракеты-носители, и компанией «Аэроджет» (Аerojet), являющейся одним из крупнейших в США производителем ракетных двигателей.

Двигатель НК-33 прост в эксплуатации и техническом обслуживании, но вместе с тем обладает улучшенными характеристиками и надежностью. При этом его стоимость в 2 раза ниже стоимости существующих двигателей того же класса по тяге.

Простота конструкции и уникальный технологический подход устраняют необходимость в применении экзотических материалов, покрытий и сложных производственных процессов.

НК-33 является самым надежным двигателем, работающем на кислороде и керосине, и демонстрирует максимальное отношение тяги к массе.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
стартовая масса                                  360 т
компоненты топлива:                         окислитель     жидкий кислород
горючее          керосин
тяга:                                        у Земли           154 Тс
в пустоте         171,475 Тс
общий ресурс                                       365 с
удельный импульс тяги:                    у Земли            297,23 с
в пустоте          331 с
расчетный суммарный расход компонентов топлива через двигатель в т. ч. :
горючего         147 кг/с
окислителя    376 кг/с
масса двигателя:                                 сухого              1240 кг
залитого       1393 кг
габариты двигателя:                           высота            705 мм
диаметр среза сопла     1490,5 мм