Заседание Президиума Российской академии наук 16 сентября 2003 года
16.09.2003
16 сентября 2003 года состоялось очередное заседание Президиума Российской академии наук. Президиум заслушал научное сообщение «Перспективные направления в создании нового поколения мощных жидкостных ракетных двигателей». Докладчик - академик Каторгин Борис Иванович (“НПО Энергомаш им. ак. В.П. Глушко”).
Заседание Президиума Российской академии наук 16 сентября 2003 года
16 сентября 2003 года состоялось очередное заседание Президиума Российской академии наук.
Заседание открылось церемонией вручения диплома иностранного члена РАН Де Монбриалю Тьерри (Франция). Де Монбриаль Тьерри был избран на Общем собрании РАН в мае 2003 года. Диплом вручил и.о. президента РАН академик Месяц Геннадий Андреевич.
На заседании также состоялось вручение дипломов о присуждении премий имени выдающихся ученых.
Президиум заслушал научное сообщение «Перспективные направления в создании нового поколения мощных жидкостных ракетных двигателей». Докладчик - академик Каторгин Борис Иванович (“НПО Энергомаш им. ак. В.П. Глушко”).
Докладчик охарактеризовал этапы развития жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) и основные достижения, которые используются и будут использованы в перспективных разработках.
В послевоенные годы были заложены основы ракетной промышленности в нашей стране и началось активное развитие ракетного двигателестроения. На всех этапах его возглавлял пионер ракетного жидкостного двигателестроения Валентин Петрович Глушко – академик, генеральный конструктор. Его вклад в развитие ракетной промышленности настолько объемен, что и сейчас, спустя 14 лет после его кончины, сформулированные им идеи и предсказания являются путеводной звездой для двигателестроителей- ракетчиков.
Магистральным направлением российской школы двигателистов в создании ЖРД всегда было и есть максимально полное использование химической энергии топлива, т.е. получение максимального удельного импульса, представляющего отношение тяги двигателя к секундному расходу топлива при обеспечении высокой надежностью двигателей. Российские двигателисты добились в этом впечатляющих результатов за счет увеличения степени расширения продуктов сгорания в соплах ракетных двигателей, а для мощных ЖРД, каковыми являются двигатели первых ступеней ракет-носителей (РН), это возможно только путем повышения давления в камерах сгорания (КС). Отечественные двигатели обеспечивают существенно более высокие значения импульсов, чем их зарубежные аналоги. При этом освоенные в России давления в КС составляют величины 150-260 ата, что часто в 2-3 раза превышает зарубежные показатели.
В отечественных ЖРД применяются две схемы организации рабочего процесса в двигателе: открытая (газ после привода турбины выбрасывается в окружающую среду с пониженным удельным импульсом) и замкнутая (газ после привода турбины поступает в основную камеру сгорания, что обеспечивает устранение потерь удельного импульса, характерных для первой схемы).
Отечественные двигатели, выполненные по открытой схеме – двигатели НПО «Энергомаш» РД – 107, РД – 108 для первой и второй ступеней ракеты Р-7 и ее многочисленных модификаций. По замкнутой схеме выполнен двигатель РД-253 ракеты «Протон», который по своим характеристикам является сегодня непревзойденным в мире в своем классе (несмотря на то, что он эксплуатируется с 1965 года). Наиболее выдающимися двигателями с замкнутой схемой и с реализованным давлением в камерах сгорания на уровне 250 ата являются двигатели РД-170 и РД-171 для РН «Энергия» и РН «Зенит». Это самые мощные в мире двигатели с тягой около 800 тонн на экологически чистых компонентах топлива (жидкий кислород и керосин).
Главным достижением последних лет является то, что в процессе создания двигателя РД-170 была отработана универсальная камера сгорания тягой 200 тонн со специальным высоконадежным и эффективным запатентованным на мировом уровне устройством для подавления высокочастотной неустойчивости рабочего процесса в ЖРД. Это обеспечило возможность создания мощных ЖРД: однокамерного тягой 200 тонн, двухкамерного тягой 400 тонн, трехкамерного тягой 600 тонн и четырехкамерного тягой 800 тонн (РД-170).
Созданы и запатентованы уникальные газогенераторы, обеспечивающие мировой приоритет российских двигателей с широким диапазоном регулирования (от 200 до 600 ата). Разработаны и внедрены уникальные узлы качания камер сгорания, позволяющие обеспечивать управление вектором тяги двигателя по всем необходимым направлениям. Отработаны способы обеспечения надежности газовых трактов высокого давления и температуры, способы разгрузки валов турбонасосных агрегатов от осевых усилий, способы запуска и аварийной защиты двигателей, а также найдены конструкторские решения, обеспечивающие многоразовость использования ЖРД.
Эти достижения российского двигателестроения оказались востребованными на мировом рынке настолько, что проект нового двигателя НПО «Энергомаш» РД-180, тягой 400 тонн на компонентах топлива кислород-керосин, победил в конкурсе двигателей для модернизации американской РН «Атлас». Сегодня уже совершено шесть успешных коммерческих запусков РН «Атлас III» и «Атлас IV» с российскими двигателями РД-180. Достижения, полученные в двигателе РД-180, внедряются в новейший двигатель НПО «Энергомаш» РД-191, который сегодня разрабатывается и уже испытывается для применения в ракетно-космических системах «Ангара» и «Онега».
Таким образом, реально сегодня российские космические программы обеспечены новейшим рядом высокосовершенных и надежных мощных ЖРД на экологически чистом топливе.
Российское ЖРД-строение располагает современной испытательной базой, позволяющей отрабатывать как отдельные агрегаты и узлы, так и испытания двигателя в целом. Это тем более важно, что по алгоритму создания двигателей, который используется в практике ведущей двигательной фирмы России – НПО «Энергомаш», каждый двигатель перед поставкой проходит огневые контрольно-технологические испытания точно по циклограмме полета ракеты (изменение тяги по времени полета).
В частности, в НПО «Энергомаш» созданы стенды, на которых испытываются ЖРД, сжигающие 2,4 тонны топлива в секунду при давлении 250 ата. При этом полностью соблюдаются все экологические требования.
В заключение докладчик отметил, что представленный сегодня ряд мощных кислородно-керосиновых двигателей различной размерности, а также перспективные разработки обеспечивают передовые мировые позиции российским жидкостным ракетным двигателям на ближайшие 5-10 лет.
Члены Президиума также обсудили и приняли решения по ряду других научно-организационных вопросов.
Присоединенные файлы
Текст сообщения ( Сообщ19.doc 77.00 KB )