Диана Михайлова (diana_mihailova) wrote,
Диана Михайлова
diana_mihailova

Categories:

КОНСТРУКТОРСКОМУ БЮРО ЖИДКОСТНЫХ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ КБ-4 КБ "ЮЖНОЕ" - 60 ЛЕТ





За 60 лет существования в составе конструкторского бюро «Южное» специализированного конструкторского бюро жидкостных ракетных двигателей – КБ-4 накоплен богатый опыт разработки жидкостных ракетных двигателей различного назначения как на долгохранимых, так и на криогенных компонентах топлива. Созданы необходимые стендовая и производственная базы. При разработке двигателей специалисты КБ-4 широко используют опыт, накопленный при изготовлении и отработке двигателей других КБ для РН ГП «КБ «Южное», которые изготавливались на ГП «ПО «Южный машиностроительный завод» и испытывались на стендах КБЮ и завода. Наряду с традиционными разрабатывались новые оригинальные конструкции двигателей для достижения высоких энергомассовых характеристик, надежности и качества. Среди них стоит отметить двигатели РД858 и РД859 советского лунного взлетно-посадочного модуля блока Е, уникальные двигатели РД857 и РД862 с дожиганием восcтановительного генераторного газа и газо-динамическим способом управления вектором тяги, многофункциональный двигатель РД866 кос-мического буксира, обеспечивающий многократный запуск в полете, и многие другие. В настоя-щее время совместно с ГП «ПО «Южный машиностроительный завод» ГП «КБ «Южное» постав-ляется двигатель для ДУ четвертой ступени европейской РН «Вега» по контракту с фирмой «Авио» (Италия). На базе созданных на ГП «КБ «Южное» уникальных по характеристикам и кругу решаемых задач двигателей, двигательных установок для баллистических и космических ракет могут разрабатываться в кратчайшие сроки и при минимальных затратах двигатели, ДУ для космических аппаратов, верхних ступеней и разгонных блоков РН.




22 июля 2018 г. исполнилось 60 лет со дня основания в составе конструкторского бюро «Южное» специализированного конструкторского бюро жидкостных ракетных двигателей – КБ-4. В отличие от самостоя-тельных КБ по разработке ЖРД для ракет различного назначения и различных предприятий главной задачей КБ-4 является разработка ЖРД для ракетных комплексов, разрабатываемых ГП «КБ «Южное». Тесный контакт с разработчиками ракет позволяет более глубоко понимать запросы ракетчиков и находить нужные решения, в том числе за счет применения новых нестандартных схем. Такое взаимодействие, как правило, способствует получению на разрабатываемых двигателях высо-ких энергомассовых характеристик на уровне лучших зарубежных аналогов.
Основные вехи творческого пути коллектива КБ-4

За прошедшие 60 лет специалистами КБ-4 разработано более 50 двигателей, двига-тельных и энергетических установок раз-личного назначения, часть которых, в том числе 18 двигателей, прошли полный цикл отработки и устанавливались на ракетах, созданных ГП «КБ «Южное». Практически на каждой из ракет, созданных КБ «Юж-ное», будь то МБР или РН, присутствовали двигатели разработки КБ-4. Рисунки ниже это прекрасно демонстрируют (рис.1, 2).

Это рулевые двигатели для первых и вторых ступеней, в том числе для РН «Циклон» и «Зенит», маршевые двигатели для верхних ступеней и космические двига-тели, двигатели специального назначения, в которых применялись высококипящие компоненты топлива АТ+НДМГ, монотоп-ливо, экологически чистое топливо кисло-род+керосин.

При разработке ЖРД специалисты КБ-4 широко использовали опыт, накопленный при изготовлении и отработке двигателей, разработанных другими КБ СССР для МБР и РН разработки КБ «Южное», которые изготавливались на Государственном пред-приятии «ПО «Южный машиностроитель-ный завод» и испытывались на стендах КБ и завода. Таких двигателей с тягой от ~50 до ~470 тс было более двух десятков. Этот фактор способствовал накоплению специа-листами КБ-4 уникального опыта по реше-нию как конструктивных, так и технологических задач, что способствовало обеспе-чению высоких энергомассовых характери-стик и высокой надежности разрабатываемых двигателей.
Так, в частности:
 высокими энергомассовыми характе-ристиками обладают маршевые двигатели верхних ступеней РН РД854 и РД861, у которых сверхзвуковые участки сопел трубчатой конструкции. Для реализации этой конструкции потребовалось разработать и освоить совершенно новые технологии изготовления профилированных тонкостенных трубок, их сборки и пайки;
 этапной вехой в творческой биографии КБ-4 является разработка маршевых двигателей вторых ступеней МБР РД857 и РД862, работающих на высококипящих самовоспламеняющихся компонентах топлива. Эти двигатели впервые в мировой практике двигателестроения выполнены по схеме с дожиганием восстановительного генераторного газа.
Кроме того, в этих двигателях применен газодинамический способ управления вектором тяги путем вдува генераторного газа в свехзвуковую часть сопла. В двигателе РД857 был к тому же реализован режим конечной ступени с дросселированием тяги более чем в десять раз, что потребовало применения специальных схемных решений. Создание этих двигателей потребовало модернизации стендовой базы для отработки агрегатов, строительства новых стендов для огневых испытаний узлов. В процессе отработки узлов и двигателей, их квалификации получены уникальные экспериментальные данные по рабочим процессам в камере двигателя, газогенераторе и других узлах, по исследованию газодинамического способа управления вектором тяги ЖРД;


 предметом гордости коллектива КБ-4, мерилом его зрелости и мастерства может служить разработка двигателя РД858 для лунного посадочного модуля. В двигателе применена турбонасосная система подачи компонентов топлива, что позволило за счет повышения давления в камере существенно повысить его энергомассовые характеристики и при этом обеспечить заданное техническим заданием плавное дросселирование тяги в 4,4 раза. В процессе отработки достигнуто восьмикратное дросселирование тяги двигателя. Для подтверждения требуемой надежности испытано 189 двигателей в штатном исполнении, а 3 двигателя испытаны в составе двигательной установки на орбитах искусственных спутников Земли. Отдельные двигатели наработали суммарный ресурс, в 40 раз превышающий потребный. На базе этого двигателя нынешнее поколение специалистов КБ-4 разрабатывает проекты ЖРД для взлетно-посадочных модулей, которые могут применяться в европейских программах по освоению Луны;

 рулевой двигатель РД8 второй ступени РН «Зенит» впервые разработан по замкнутой схеме, с дожиганием окислительного генераторного газа. На его базе разработа-ны проекты маршевых двигателей для верхних ступеней РН;

 уникальным является многофункциональный двигатель третьей ступени РД866, который выполняет следующие задачи:
подает горючее высокого давления в ру-левой агрегат для управления полетом ракеты на этапах конца полета первой ступени, при полете второй и третьей ступеней;
обеспечивает управление по крену при полете третьей ступени;
создает тягу и управляющие усилия на участке разведения космических аппаратов при многократных включениях ЖРД большой тяги и ЖРД малой тяги;
питает горючим гидропривод качания камеры двигателя большой тяги.

Специалистами КБ-4 разработано пять двигательных установок различного назначения и проведена экспериментальная отработка большинства из них в объеме, достаточном для их летно-конструкторских испытаний в составе ракет.

К их числу относятся:
 газодинамическая двигательная уста-новка Б36, работающая на холодном газе (аргоне), которая обеспечивает управляющие усилия в системе успокоения, ориентации и стабилизации спускаемых аппаратов;
 энергосиловая установка Л905 для управления спускаемыми аппаратами на внеатмосферном и атмосферном участках полета до момента их приземления. В качестве рабочего тела в системе используется подогретый газ СО2;
 двигательные установки ДУ373 и ДУ377, работающие на монотопливе;
 двигательная установка ДУ802 для разгонного блока РН «Днепр», работающая на топливе АТ+НДМГ, отработка которой приостановлена на этапе стендовых испытаний. В ДУ802 впервые применена принципиально новая система подачи компонентов топлива в камеру с использованием пневмонасосного агрегата (ПНА).


Применение ПНА позволяет снизить массу ДУ и повысить энергетические характеристики и надежность установки.
Помимо ЖРД и ДУ в период 1970 – 1992 гг. специалисты КБ-4 разработали девять бортовых источников мощности (БИМ), которые применялись в системах управления вектором тяги двигателей твердого топлива и ЖРД.
Накопленный опыт разработки ЖРД, ДУ, БИМов, освоенные эффективные технологии их изготовления и отработки позволяют коллективу КБ-4 предлагать услуги по созданию самых разнообразных двигателей для иностранных заказчиков. Успешный опыт сотрудничества с итальянской компанией «Авио», рядом других зарубежных компаний по разработке ЖРД позволяет коллективу КБ-4 с оптимизмом смотреть в будущее. По контракту с итальянской компанией «Авио» специалистами КБ-4 был разработан маршевый ЖРД для четвертой ступени космической РН легкого класса «Вега», работающий на самовоспламеняющихся долгохранимых компонентах топлива. Компании «Авио» в рамках заключенного контракта поставлено 16 двигателей, изго-товленных Южмашем, 11 из которых успешно отлетали в составе РН. Подписан новый контракт с «Авио» на поставку дополнительных партий этих двигателей.


Выводы и перспективы
Сегодня перед коллективом КБ-4 стоят новые, более сложные, задачи в области разработки ЖРД.
Решая задачу обеспечения независимости Украины в вопросах доступа в косми-ческое пространство, специалисты КБ-4 ведут разработки целого ряда ЖРД, кото-рые необходимы в качестве маршевых не только для верхних, но и для первых ступеней разрабатываемых ГП «КБ «Южное» перспективных РН.

В частности, для первых ступеней разрабатывается ЖРД с тягой ~250 тс, работающий на экологически чистом топливе керосин+жидкий кислород. Этот двигатель рассматривается как базовый для последующих разработок кластерных двигателей тягой 500, 750 и 1000 тс и является приоритетной разработкой (рис. 3, 4).
Разработки ведутся с использованием накопленного опыта и освоенных технологий, с ориентацией на внедрение новых прогрессивных технологий, которые позволят многократно сократить затраты на разработку каждого ЖРД, исключить негативное влияние на окружающую среду.

Анализируя возрастной и профессиональный состав специалистов КБ-4, следует отметить, что в подразделениях КБ продолжают работать лишь единицы «первопроходцев», обладающих бесценными знаниями и опытом и передающих эти знания молодым работникам. Основной костяк составляют специалисты со стажем от 5 до 25 лет работы в КБ-4, достаточно хорошо освоившие технологию разработки ЖРД. Хочется им пожелать активнее и глубже изучать опыт разработок и воплощения в жизнь обширных планов по разработке новых, более совершенных и эффективных, ЖРД.


Tags: ВТС, Вега, ЖРД, Италия, КБЮ, МБР, СССР, Южный машиностроительный завод, история, ракета-носитель, ракетное оружие
Subscribe
promo diana_mihailova март 13, 2018 23:11 580
Buy for 250 tokens
Отметка MAS17 - рейс МН17, отметка RSD316 - Ил-96-300 авиакомпании «Россия » Малазийский Boeing 777 рейса МН17 из Амстердам - Куала-Лумпур должен был столкнуться в небе над Польшей с российским «бортом №1» - самолетом Ил-96-300, на котором президент Российской…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 3 comments