1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое маршевый двигатель ракеты

Движение вверх: космические двигатели «Кузнецова»

9 апреля 2020 года на космодроме Байконур состоялся первый пилотируемый старт ракеты-носителя «Союз-2.1а», которая доставит корабль «Союз МС-16» с российско-американским экипажем на Международную космическую станцию. Ракета полностью оснащена российскими комплектующими, в том числе маршевыми двигателями РД-107А и РД-108А производства ПАО «Кузнецов». Примечательно, что в состав экипажа вошел космонавт-испытатель Роскосмоса Иван Вагнер, работавший ранее инженером-конструктором в АО «ОДК-Климов».

«Кузнецов» сегодня является единственным предприятием Объединенной двигателестроительной корпорации , которое специализируется на создании не только авиационной, но и ракетной техники. С 1960-х годов здесь производятся двигатели, с помощью которых человек впервые поднялся в космическое пространство.

«Кузнецовскими» двигательными установками РД-107А/РД-108А и НК-33 оснащаются все ракеты-носители «Союз». Доля предприятия в сегменте ракетных двигателей на российском рынке составляет 80%, а по пилотируемым пускам – 100%. Мир до сих пор не предложил модель космического двигателя, которая бы превзошла советские/российские разработки по стоимости и надежности в эксплуатации. Они до сих пор составляют основу отечественной космонавтики.

От «Гномов» до великанов

История ПАО «Кузнецов» началась в 1912 году, когда в Москве был открыт механический завод французского общества «Гном» (позже − «Гном и Рон») по сборке одноименных авиационных двигателей. В царской России двигатели устанавливались на покупные самолеты и авиатехнику отечественного производства. Моторы «Гном и Рон» поднимали в небо практически все самолеты времен Первой мировой войны, причем всех сторон конфликта.

После революции завод был национализирован и получил обозначение «№2», а после объединения с заводом №4 в 1927 году стал Государственным заводом №24 имени М.В. Фрунзе. Здесь выпускались в серию первые советские двигатели для легкомоторной авиации и один из лучших поршневых двигателей в мире АМ-34. В 1937 году на самолетах АНТ-25 с двигателями АМ-34 советские летчики под командованием Валерия Чкалова совершили легендарный беспосадочный перелет Москва – Северный полюс – Ванкувер (США).


Н.Д. Кузнецов

В 1941 году завод эвакуируется в Куйбышев (ныне − Самара) и продолжает производить двигатели для военных самолетов и кораблей. В конце 1940-х − начале 1950-х на заводе осваивается выпуск первого в СССР серийного турбореактивного двигателя ВК-1 конструктора Владимира Климова.

В 1949 году в Куйбышев приезжает конструктор Николай Кузнецов , который возглавляет Государственный союзный опытный завод №2 по разработке и производству опытных реактивных двигателей. Под его руководством создается 57 оригинальных и модифицированных двигателей марки «НК» для самолетов, ракетно-космических комплексов и наземного применения. В 1996 году предприятию присваивается имя конструктора, а после объединения с другими машиностроительными предприятиями Самары весь комплекс получает имя «Кузнецов».

Выход на новые орбиты

Космическая страница в истории предприятия была открыта в 1958 году, когда самарский завод освоил производство новых двигателей РД-107 и РД-108, разработанных в ОКБ-456 специально для межконтинентальной баллистической ракеты Р-7.

Р-7 была жидкостной двухступенчатой ракетой. Первая ступень представляла собой четыре конических боковых блока длиной 19 метров и наибольшим диаметром три метра. На каждом блоке первой ступени были установлены двигатели РД-107. Они располагались симметрично вокруг центрального блока, второй ступени. Каждый двигатель имел шесть камер сгорания, две из которых использовались как рулевые.


Запуск ракеты-носителя «Восток-1» с Юрием Гагариным

В качестве двигателя второй ступени применялся РД-108, конструктивно основанный на РД-107. РД-108 отличался большим количеством рулевых камер и был способен работать дольше силовых установок блоков первой ступени. Запуск двигателей первой и второй ступени производился одновременно во время старта на Земле при помощи пирозажигательных устройств в каждой из 32 камер сгорания.

Конструкция Р-7 оказалась настолько удачной и надежной, что на ее основе было создано целое семейство ракет-носителей. Они подняли в космос первый искусственный спутник Земли, корабль «Восток» Юрия Гагарина, отправили в полет межпланетные станции для изучения Луны и космического пространства. С помощью двигателей РД-107 и РД-108 и сегодня доставляют на орбиту российских космонавтов, американских астронавтов и космических туристов из разных стран.

РД-107/108: двигатель-рекордсмен

С 1960 года РД-107/РД-108 продолжает совершенствоваться, создаются новые модификации. К настоящему времени были проведены работы по модернизации базовых двигателей РД-107 для первой ступени (основные модернизации – двигатели 8Д74, 8Д728, 11Д511 и 14Д22) и двигателей РД-108 для второй ступени (основные модернизации – двигатели 8Д75, 8Д727, 11Д512 и 14Д21) – всего 18 модификаций для различных программ.

Двигатель РД-107/РД-108 уже поставил свой космический рекорд по долголетию. Конечно, когда-нибудь и его время пройдет, но еще сегодня ему нет альтернативы во всем мире. В наши дни все космонавты, не только российские, добираются до МКС благодаря этим двигателям. Когда в 2011 году эксплуатация американских шаттлов прекратилась, «Союзы» с двигателями РД-107/РД-108 остались единственным средством доставки на МКС астронавтов NASA и Европейского космического агентства.

Читать еще:  Горит лампочка неисправности двигателя лада приора

9 апреля этого года с космодрома Байконур впервые с космонавтами на борту стартовала ракета-носитель «Союз-2.1а». Она доставит корабль «Союз МС-16» с российско-американским экипажем на Международную космическую станцию. Ракета полностью оснащена российскими комплектующими, в том числе маршевыми двигателями РД-107А и РД-108А производства ПАО «Кузнецов». Всего же за все время серийного производства с помощью двигателей РД-107, РД-108 и их модификаций выполнено более 1900 запусков космических кораблей.

Трансляция запуска «Союз МС-16». Видео: Россия-24

НК-33: возвращение «лунного» двигателя

В 1960-е годы после первых успехов в освоении космоса СССР включается в «лунную» гонку. Советские ученые разрабатывают сверхтяжелую ракету для полета на Луну. Фантастический по масштабам проект реализовывается силами многих КБ. Для создания двигателя, который смог бы доставить космонавтов на Луну и вернуть их обратно, разработчик ракеты Сергей Королев выбирает Государственный союзный опытный завод №276. Здесь под руководством Николая Кузнецова создается жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) НК-15 для первой ступени ракеты-носителя Н1.

В процессе летных испытаний двигатели дорабатываются до модели НК-33 и разрабатываются модификации для всех четырех ступеней ракеты − НК-15В (НК-43), НК-19 (НК-39), НК-21 (НК-31). Коллектив Кузнецова смог создать высокоэффективный и простой в эксплуатации двигатель. Главным преимуществом НК-33 стал минимальный вес к тяге и чрезвычайная надежность, подтвержденная многократными испытаниями. НК-33 стал первым в мире двигателем в своем классе, выполненным по замкнутой схеме, работающим на компонентах кислород-керосин и предназначенным для многократного применения.


Фото: ПАО «Кузнецов»

Как известно, американцы опередили Советский Союз в высадке на Луну, и в 1974 году отечественная «лунная» программа была свернута. Более сотни уже изготовленных двигателей НК-33 и НК-43 подлежали уничтожению. Однако Кузнецов пошел наперекор властям и сохранил свое детище, законсервировав и спрятав двигатели на предприятии под Куйбышевым.

В 1990-е годы, когда система госзаказа рушилась на глазах, многие оборонные предприятия находились в режиме выживания. Государство дало им «зеленый свет» на самостоятельную международную торговлю. Здесь и получила продолжение история двигателей НК-33. Извлеченные Николаем Кузнецовым из запасников, они с большим успехом были продемонстрированы широкой публике и привлекли внимание иностранцев.

Зарубежные специалисты поразились оригинальности конструкции НК-33. Созданный КБ − разработчиком авиационных двигателей, он даже внешне сильно отличался от своих ракетных собратьев. Другой особенностью НК-33 была высочайшая надежность. Огромные ресурсы позволили Кузнецову на этапе испытаний выработать около 100 двигателей. Один из образцов НК-33 проработал на стенде более 4 часов, при том что расчетное время работы двигателя в космосе – около 200 секунд. Особенно двигателем заинтересовались американцы, которые затем выкупили часть сохранившихся НК-33 для своей космической программы.


Старт ракеты-носителя легкого класса «Союз-2-1в». Фото: Роскосмос

Работа американцев по доводке двигателей велась совместно с самарскими специалистами. Параллельно проводились отечественные опытно-конструкторские работы по модернизации НК-33 и его адаптации к современным условиям. В 2012 году после испытаний было принято решение использовать ЖРД НК-33 в качестве маршевого двигателя для первой ступени ракеты-носителя легкого класса «Союз-2-1в». В 2013 году «кузнецовский» двигатель спустя 40 с лишним лет после его создания поднялся в небо – первые полеты совершили и американская, и российская ракеты. Современная модификация НК-33А сегодня используется для запуска ракет «Союз-2-1в» и продолжает совершенствоваться.

События, связанные с этим

Ту-155: начало криогенной авиации

Петр Брацлавец: создатель космического телевидения

Маршевый двигатель

Ма́ршевый дви́гатель — основной двигатель летательного аппарата, предназначенный для приведения аппарата в движение, работающий до достижения аппаратом его цели, или до конца активного участка полёта аппарата, или ступени многоступенчатой ракеты. Название служит для отличия от двигателей стартовых или разгонных ускорителей, рулевых, ориентационных, и прочих вспомогательных двигателей летательного аппарата.

Делятся по виду топлива на:

Другие назначения

Понятие маршевый двигатель также используется и в различных наземных и водных транспортных средствах. Например, двигатель ГТД-1250 используется, как маршевый для наземных большегрузных транспортных средств на гусеничном и колесном ходу [1] .

Примечания

  1. ГТД-1250

Wikimedia Foundation . 2010 .

  • Тевкелев, Кутлу-Мухаммед Батыргиреевич
  • Как говорит Джинджер (мультсериал)

Смотреть что такое «Маршевый двигатель» в других словарях:

Маршевый двигатель — двигатель составной силовой установки, обеспечивающий длительный полёт летательного аппарата. На самолёте вертикального (короткого) взлёта и посадки с составной силовой установкой взлёт и разгон до некоторой скорости обеспечивается совместной… … Энциклопедия техники

Маршевый двигатель — двигатель, обычно работающий на всей траектории полета летательного аппарата в отличие от стартового, действующего только при взлете. Термин употребляется главным образом для двигателей управляемых крылатых ракет. EdwART. Толковый Военно морской… … Морской словарь

Маршевый двигатель — МАРШЕВЫЙ 1, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

Читать еще:  Двигатель вольво ф12 поставить на маз

МАРШЕВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — Происхождение: от фр. marche передвижение войск в походных колоннах двигатель экономического хода, главный судовой двигатель комбинированной энергетической установки, предназначенный для обеспечения длительной экономии скоростей хода или движения … Морской энциклопедический справочник

МАРШЕВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — осн. двигатель составной силовой установки ЛА, обеспечивающий продолжит. этапы полёта. Др. двигатели в такой силовой установке работают кратковременно напр., стартовые ускорители ракет и самолётов, подъёмные двигатели самолётов вертик. взлёта и… … Большой энциклопедический политехнический словарь

маршевый двигатель — спец. Основной двигатель летательного аппарата, имеющий бо/льшую продолжительность работы по сравнению с другими двигателями того же аппарата … Словарь многих выражений

Подъемно-маршевый двигатель — (ПМД) авиационный газотурбинный двигатель, отличающийся возможностью использования вертикальной составляющей его тяги для обеспечения вертикального взлета и посадки (а также «висения») или сокращения потребной длины взлётно посадочной полосы. ПМД … Энциклопедия техники

ПОДЪЁМНО-МАРШЕВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — (ПМД) авиац. двигатель, способный создавать вертик. и горизонтальную тягу. ПМД применяются на самолётах вертик. взлёта и посадки и обеспечивают маршевый участок полёта и (самостоятельно или в комбинации с подъёмными двигателями) вертик. и… … Большой энциклопедический политехнический словарь

подъёмно-маршевый двигатель — (ПМД) — авиационный газотурбинный двигатель, отличающийся возможностью использования вертикальной составляющей его тяги для обеспечения вертикального взлета и посадки (а также «висения») или сокращения потребной длины взлётно посадочной… … Энциклопедия «Авиация»

подъёмно-маршевый двигатель — (ПМД) — авиационный газотурбинный двигатель, отличающийся возможностью использования вертикальной составляющей его тяги для обеспечения вертикального взлета и посадки (а также «висения») или сокращения потребной длины взлётно посадочной… … Энциклопедия «Авиация»

Ракета «Ангара» будет выводить в космос корабли для полета на Луну

Москва. 15 декабря. INTERFAX.RU — Ракета «Ангара» будет выводить в космос пилотируемые корабли, которые будут стыковаться на орбите для полетов к Луне, сообщил глава «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин.

«Наличие с 2023 двух стартовых комплексов позволит комбинировать пуски, собирая на орбите перелетные пилотируемые комплексы. Основной инструмент для начала лунных исследований мы уже нащупали», — написал Рогозин в фейсбуке.

Рогозин добавил, что ракета «Ангара» в ее различных новых версиях (5М, 5В) становится основным средством выведения тяжелых полезных нагрузок и универсальным инструментом начала исследования дальнего космоса.

В мае Рогозин сообщил, что Россия планирует провести высадку космонавтов на Луну после 2028 года, когда начнутся испытания сверхтяжелой лунной ракеты.

Ранее представители «Роскосмоса» заявляли, что строительство лунной базы планировалось начать в конце 2020-х годов.

В России также ведется разработка «ядерного буксира», предназначенного для исследования Луны и дальнего космоса. Как говорится в договоре на разработку аванпроекта аппарата, что он в том числе будет предназначен для поиска на Луне полезных ископаемых.

«Ангара» — семейство новейших российских ракет-носителей модульного типа различной грузоподъемности, создаваемых на основе универсальных ракетных модулей (УРМ) с кислородно-керосиновыми двигателями. Семейство включает в себя ракеты-носители от легкого до тяжелого классов в диапазоне грузоподъемностей от 3,5 т («Ангара-1.2.») до 38 т («Ангара-А5В») на низкой околоземной орбите.

Различные варианты ракет-носителей «Ангара» реализуются при помощи разного количества универсальных ракетных модулей — УРМ-1 (для первой и второй ступеней) и УРМ-2 (для верхних ступеней). Количество универсальных модулей в составе первой ступени определяет грузоподъемность ракеты-носителя. УРМ-1 оснащается жидкостным реактивным двигателем РД-191 разработки НПО «Энергомаш», УРМ-2 — двигателем РД-0124А (разработан КБХА).

Многоразовые двигатели для сверхтяжелой ракеты

«Роскосмос» разработает многоразовые двигатели для перспективной сверхтяжелой ракеты-носителя, сообщил Рогозин.

«Нужен принципиально новый маршевый двигатель, позволяющий добиться «горячего резервирования» и многократного использования. Создавать его нужно с широким применением аддитивных технологий для удешевления серийного производства», — написал Рогозин в фейсбуке.

По его словам, госкорпорация планирует использовать для создания ракеты не существующие технологии, а новейший научно-технический задел.

«Нужны новые, облегченные материалы для обечаек и топливных баков. Нужно новое незатратное производство с минимизацией накладных расходов с продуманной логистикой доставки готовых изделий на космодром», — добавил глава «Роскосмоса».

Эскизный проект ракеты был одобрен в конце 2019 года. Начало летно-конструкторских испытаний российской сверхтяжелой ракеты назначено на 2028 год, ракета создается на основе блоков также создаваемой в настоящее время ракеты-носителя «Союз-5».

Она будет иметь грузоподъемность 88 тонн и обеспечивать вывод пилотируемого транспортного корабля массой 20 тонн на полярную окололунную орбиту. Это позволит начать пилотируемые полеты к Луне, включая вывод на орбиту спутника Земли пилотируемых и грузовых транспортных кораблей, посадочно-взлетных кораблей и модулей окололунных орбитальных станций.

Ракету планируется запускать с космодрома «Восточный». Строительство стартового комплекса начнется после достройки второй очереди, предназначенной для запуска ракет «Ангара».

ЗРК «Стрела-10»

Военная кафедра Казахского национального университета имени аль-Фараби

5. Двигательная установка ракеты 9М37 ЗРК «Стрела-10»

1. Назначение, состав, устройство и принцип действия двигательной установки

Читать еще:  Starline a91 неправильно показывает температуру двигателя

Двигательная установка (ДУ) предназначена для сообщения ракете поступательного движения с заданной скоростью на стартовом участке и поддержания среднего ее значения на маршевом участке траектории полета ракеты. ДУ представляет собой однокамерный двухрежимный реактивный двигатель на твердом топливе с постоянным критическим сечением.

ДУ состоит из двигателя, заряда и воспламенительного устройства (рис. 1).

Основными элементами двигателя являются камера сгорания и сопловой блок.

В камере сгорания происходит сгорание топлива и образование газов. Она представляет собой цилиндрическую трубу, внутренняя поверхность которой покрыта теплозащитным материалом. Сопловой блок предназначен для ускорения газов и получения реактивной струи.

Заряд представляет собой цилиндрический моноблок твердого топлива, состоящий из стартовой и маршевой частей. Часть наружной поверхности заряда бронирована.

Воспламенительное устройство предназначено для поджига заряда ДУ.

Первый режим работы ДУ предназначен для быстрого разгона ракеты (до 700 м/с), на стартовом участке, а второй режим – для поддержания средней скорости ее полета (550 м/с) на маршевом участке траектории.

В первом режиме (продолжительностью 2,1 с) необходимо более интенсивное горение топлива, чтобы иметь большое количество газов и соответственно большую реактивную тягу. Для этого конфигурация заряда сделана таким образом, чтобы обеспечить большую площадь горения топлива.

Рис. 1. Двигательная установка.

Во втором режиме поверхность горения ограничивают, тем самым увеличивая время и уменьшая интенсивность горения топлива.

Для обеспечения двух режимов работы топливный заряд сделан в виде моноблока с разной геометрией передней и задней части и частичным их бронированием. Вначале интенсивно сгорает передняя часть, затем более медленно – задняя.

Принцип действия двигательной установки.

При поступлении команды ПУСК из аппаратуры запуска на электровоспламенитель подается импульс тока. Электровоспламенитель срабатывает, струя его огня зажигает воспламенитель.

Продукты горения воспламенителя направляются на заряд и воспламеняют его. Горение заряда происходит по небронированным поверхностям.

Давление газов прорывает колпачок, и через сопло двигателя происходит истечение газов, образующихся при горении заряда, в результате создается сила тяги, сообщающая ракете начальную стартовую скорость.

Давлением газов поворачиваются флажки механизма стопорения ракеты в контейнере и ракета стартует.

2. Назначение, общее устройство и принцип действия канала крена

Ракета 9М37 в полете подвергается воздействию различных неблагоприятных факторов. Основным из них является обтекающий ракету воздушный поток, возмущенный ее рулями, который вращает ракету вокруг продольной оси.

Это вращение называется вращением ракеты по крену и является источником ошибок наведения. При значительной скорости вращения ракета может стать неуправляемой. Для уменьшения этих ошибок необходимо ограничивать угловую скорость вращения ракеты по крену.

Канал крена предназначен для ограничения угловой скорости вращения ракеты вокруг своей продольной оси.

В состав канала крена входят газогенератор и блок крена.

Газогенератор размещен на контейнере ракеты. Он предназначен для разгона роторов блока крена и состоит из камеры, в которой помещается пороховой заряд, электровоспламенителя и газопровода с соплами (рис. 2).

Рис. 2. Газогенератор канала крена

Блок крена располагается вокруг сопла ДУ и состоит из корпуса, двух рамок с роторами, имеющими лопатки на ободе (рис. 3). Каждая рамка связана с парой элеронов, являющимися исполнительными элементами канала крена. Поворот одной рамки приводит к повороту другой на такой же угол, но в противоположную сторону.

Рис. 3. Блок крена.

Принцип действия блока крена.

При нажатии кнопки ПУСК из аппаратуры запуска подается напряжение на электровоспламенитель газогенератора, который воспламеняет пороховой заряд. Образующиеся газы по газопроводу и соплам поступают на лопатки роторов блока крена и приводят их во вращение. В полете роторы работают на выбеге (по инерции). При крене ракеты роторы удерживают элероны в исходном положении. Создается тормозящий аэродинамический момент, который ограничивает угловую скорость вращения ракеты.

    • Учебное пособие
    • Авторский коллектив
    • Сдать экзамен экстерном
  • Содержание

    • 1. Общее устройство ЗРК «Стрела-10»
    • 2. Общее устройство ракеты 9М37 ЗРК «Стрела-10»
    • 3. Оптическая ГСН ракеты 9М37 ЗРК «Стрела-10»
    • 4. Автопилот ракеты 9М37 ЗРК «Стрела-10»
    • 5. Двигательная установка ракеты 9М37 ЗРК «Стрела-10»
    • 6. Боевой отсек ракеты 9М37 ЗРК «Стрела-10»
    • 7. Энергоблок и пусковой контейнер ракеты 9М37 ЗРК «Стрела-10»
    • 8. Пусковая установка ЗРК «Стрела-10»
    • 9. Аппаратура запуска ЗРК «Стрела-10»
    • 10. Аппаратура оценки зоны ЗРК «Стрела-10»
    • 11. Система прицеливания и привод пусковой установки ЗРК «Стрела-10»
    • 12. Средства обнаружения воздушных целей ЗРК «Стрела-10»
    • 13. Аппаратура приема целеуказаний ЗРК «Стрела-10»
    • 14. Аппаратура реализации целеуказаний ЗРК «Стрела-10»
    • 15. Устройство и работа средств связи ЗРК «Стрела-10»
    • 16. Устройство базовой машины ЗРК «Стрела-10»
    • 17. Устройство ЗРК ближнего действия
    • 18. Ходовая часть и электрооборудование МТ-ЛБ

Тоекин М.Р., КазНУ им. аль-Фараби, г.Алматы, 2017 г. | Free CSS Templates | TurboSite

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector