Топ-100
Сделать домашней страницей Добавить в избранное





Главная →Обзоры СМИ → Статьи


Как это работает. Ракетный двигатель


19 июля 2021 года Ростех


Полеты в космос, одно из самых вдохновляющих достижений человечества, невозможны без ракетного двигателя. С одной стороны, принцип его работы максимально прост, а с другой – всего несколько стран могут похвастаться ракетными двигателями собственного производства. С момента старта Гагарина и по сей день все российские космонавты поднимаются с поверхности Земли двигателями РД-107/108. Серийное производство этих исключительно надежных двигателей продолжается на самарском предприятии Ростеха «ОДК-Кузнецов». Рассказываем о том, как устроен и работает космический двигатель-долгожитель РД-107/108.

Полеты в космос, одно из самых вдохновляющих достижений человечества, невозможны без ракетного двигателя. С одной стороны, принцип его работы максимально прост, а с другой – всего несколько стран могут похвастаться ракетными двигателями собственного производства.

С момента старта Гагарина и по сей день все российские космонавты поднимаются с поверхности Земли двигателями РД-107/108. Серийное производство этих исключительно надежных двигателей продолжается на самарском предприятии Ростеха «ОДК-Кузнецов». Рассказываем о том, как устроен и работает космический двигатель-долгожитель РД-107/108.

Космически просто

И правда, объяснить принцип действия реактивных двигателей, к которым относятся и ракетные двигатели, можно даже ребенку. Для этого достаточно отпустить надутый воздушный шарик, который под влиянием выталкиваемого воздуха полетит в противоположном направлении. Движение и шарика, и ракеты происходит согласно третьему закону Ньютона: действию всегда есть равное и противоположное противодействие. Действие из ничего не возникает. Чтобы обеспечить действие, требуется энергия. В шарике это потенциальная энергия сжатого, в меру возможностей ваших легких, воздуха. Отличие ракеты заключается в том, что для выхода за пределы атмосферы требуется выбрасывать большие массы вещества с очень большой скоростью, что требует подвода огромного количества энергии. Это и делает ракетный двигатель.

Самым распространенным типом двигателей для космических программ сегодня являются жидкостные ракетные двигатели (ЖРД), в которых в качестве топлива используются жидкие горючее и окислитель. К этому типу относится и российский РД-107/108.

Жидкостные двигатели – на сегодняшний момент самые мощные и универсальные ракетные двигатели, с помощью которых совершается большинство полетов в космос. Они отличаются высоким удельным импульсом, то есть при меньшей массе израсходованного топлива создают большую тягу. Кроме того, ЖРД позволяют активно управлять уровнем тяги и могут использоваться много раз. При этом по сравнению с другими видами ракетных двигателей, например твердотопливными, они значительно сложнее и дороже, поэтому основная их сфера применения – космонавтика и обеспечение выведения орбитальных и межпланетных аппаратов.

Как работает жидкостный ракетный двигатель 

Чтобы получить полезное действие, достаточное для прорыва в космос, нужно получить большое количество энергии − эффективно сжечь большое количество топлива. Как известно, любой процесс горения представляет собой химическую реакцию окисления. И если на Земле для других видов тепловых двигателей в качестве окислителя можно использовать атмосферный кислород, то для ракетного двигателя, и тем более в космосе, окислитель и горючее надо иметь непосредственно на ракете, и лучше всего в максимально плотном и удобном для подачи жидком виде. В РД-107/108 в качестве окислителя используется жидкий кислород, а в качестве горючего – керосин.

Наклонный стенд на «ОДК-Кузнецов» испытал двигатели для ракет в шеститысячный разФото: Объединенная двигателестроительная корпорация
В камере сгорания подаваемые специальными насосами в нужном количестве и с необходимым давлением окислитель и горючее смешиваются и сгорают. Горячие (с температурой в несколько тысяч градусов) продукты сгорания в конструкции особого профиля – сверхзвуковом сопле Лаваля – разгоняются до многократно сверхзвуковых скоростей и уходят в пространство. Если умножить сумму секундных расходов масс горючего и окислителя на скорость выхода продуктов сгорания из сопла, можно в первом приближении получить силу тяги двигателя. Так, в общих чертах, можно описать схему работы жидкостного ракетного двигателя. 

Двигатель РД-107/108 состоит из четырех камер сгорания, турбонасосного агрегата, газогенератора, испарителя азота для наддува баков ракеты и комплекта агрегатов автоматики. Для управления полетом ракеты на двигателях имеются рулевые камеры: два на РД-107 и четыре на РД-108.

Несоизмеримые с возможностями существующих металлов температуры горения и продуктов сгорания, большое количество выделяемого тепла требуют охлаждения стенок камеры сгорания и сопла. В РД-107/108 эта инженерная задача решается двухстеночной конструкцией камеры сгорания и сопла и организацией охлаждения стенки со стороны горячего тракта подачей горючего (керосина) в камеру сгорания через межстеночные пространства.

Вторая особенность РД-107/108 − открытая схема сброса генераторного газа. Окислитель и горючее хранятся в отдельных баках и подаются в систему с помощью турбонасосного агрегата (ТНА). Для привода насосов горючего и окислителя используется турбина, в качестве рабочего тела для которой используется парогаз – продукт каталитического разложения пероксида водорода. Выхлопы турбины выбрасываются за срез сопла. 

Рекордсмен космоса

Разработка двигателей РД-107 и РД-108 проходила в 1954–1957 годах под руководством выдающегося конструктора Валентина Глушко. Двигатели предназначались для первой в мире межконтинентальной баллистической ракеты Р-7, модификация которой в 1957 году доставила в космос первый искусственный спутник Земли. В 1961 году двигатели обеспечили первый полет человека в космос. На протяжении более 60 лет российские ракеты «Союз» поднимаются в небо с помощью двигателей РД-107/108 и их модификаций. Серийное производство двигателей налажено на самарском заводе «ОДК-Кузнецов», входящем в Объединенную двигателестроительную корпорацию Ростеха.

Программа РД-107/108 продолжает развиваться, создаются новые модификации – всего разработано 18 вариантов для различных программ. Сегодня модификациями двигательных установок РД-107А/РД-108А оснащаются I и II ступени всех ракет-носителей среднего класса типа «Союз». Все пилотируемые и до 80% грузовых космических кораблей в России взлетают благодаря этим двигателям.

РД-107/108 уже поставил свой космический рекорд по долголетию. Конечно, когда-нибудь и его время пройдет, но сегодня запас для совершенствования двигателя еще не исчерпан.




комментарии (0):













Материалы рубрики


Известия
Массовые угрозы минирования парализовали авиасообщение в Европе. Что известно
Наталья Башлыкова, Станислав Федоров
Известия
Тает взлет: россиянам хотят упростить возврат денег за отмененные рейсы
Владислав Трифонов, Станислав Кучушев
Известия
Приземление с иском: СКР требует 127 млн рублей от пилота за экстренную посадку
Нелли Хамула
Прайм
Пассажир не обязан ждать молча: что делать при задержке рейса
Владислав Петров, Владимир Севрюк
Известия
Полетные планы: РФ предложила Индии увеличить число рейсов почти в пять раз
Андрей Коршунов
Известия
Огневая помощь: дроны-камикадзе будут тушить пожары объемным взрывом

Известия
Тайна длиной в 89 лет: почему самолет Амелии Эрхарт снова не нашли
Кирилл Казаков
Правда.Ру
Двигатели уже ждут, а самолёты не поспевают: у МС-21 обнаружился необычный производственный задел



Владимир Севрюк
Известия
Праздничная атмосфера: Россия и Мальдивы договорились увеличить число авиарейсов
Любовь Лежнева
Известия
Деньги за воздух: как в России сокращают углеродный след от гражданской авиации
Иван Пышечкин (Иркутск)
Российская газета
В ангарах - и над Ангарой: Репортаж "РГ" из Иркутска, где собирают самолеты МС-21
Ирина Цырулева
Известия
Курс на взлет: четыре серийных МС-21 выйдут на летные испытания до конца года
Кирилл Фенин
Известия
Приемное обустройство: РФ и Индонезия готовятся упростить визовый режим
Даниил Сечкин, Владислав Петров
Известия
Дальний рай: Россия хочет запустить прямые рейсы в страны Карибского бассейна
Андрей Коршунов, Богдан Степовой
Известия
Всех видящее око: новые двигатели позволят построить гигантские антенны в космосе
Иван Сало
РБК
Ил-114-300: характеристики, вместимость и производство

РИА Томск
Охрана лесов и колоний: как в ТГУ учат применять дроны на практике
Кирилл Фенин
Известия
Авиаразобщение: РФ обсуждает перезапуск прямых рейсов с Токио и Сеулом
Дмитрий Сотак
Коммерсант
Узбекистан примерил китайские крылья

Ростех
Воздушная скорая Ростеха: необычные случаи спасения
Айгуль Абдуллина
Коммерсант
Авиаработы под надзором
Айгуль Абдуллина
Коммерсант
Риски берут под крыло
Евгений Берсенев
Свободная Пресса
Минпромторг запускает программу «народный самолет» — вводит дополнительный сбор для пассажиров
Владимир Севрюк
Известия
Летная подготовка: Россия может стать первой безвизовой страной для Индии

РБК
БАС в деле: где и как бизнес применяет беспилотники
Максим Базанов, Владислав Петров
Известия
Свободный трафик: малайзийцы смогут без виз въезжать в РФ с 2027 года
Алиса Волошина, Анастасия Костина
Известия
Перелетный момент: Индонезия хочет запустить прямые рейсы из четырех городов РФ

Naked Science
«Если идешь в полет как на подвиг, значит, ты не готов»: Герой России Сергей Богдан — о профессии летчика-испытателя
Наталья Башлыкова
Известия
Крылья ответов: авиавласти хотят получить доступ к врачебной тайне граждан
Алиса Волошина, Александр Терентьев
Известия
Улетная пора: Индонезия заинтересована в увеличении числа рейсов из РФ
Андрей Коршунов
Известия
Прибавили к газу: двигатели на криптоне ускорят создание многоспутниковых группировок
Алена Нефедова
Известия
Первый в деле самолетов: иркутский авиазавод показал Путину обновленные Як-130М и МС-21
Дмитрий Булгаков
Известия
Пошли на взлет: как мошенники обманывают пассажиров в аэропортах
Даниил Конин
ИрСити
«Это не первый новый самолет». Эксперт рассказал, как авиакомпании будут искать инженеров для работы с иркутским МС-21
Алёна Алёшина
Деловой Петербург
Прижало к земле: в Петербурге распродают частные вертолёты
Екатерина Тропова
АТОР
Туристы стали почти на 20% чаще летать за рубеж в июне 2026 года
Екатерина Кузнецова
Деловой Петербург
Метро не взлетает: станции "Пулково" и "Кудрово" заждались денег из казны
Полина Химшиашвили, Никита Гаркуша, Кирилл Сироткин
РБК
Замглавы «Роскосмоса» раскрыл будущее четырех российских ракет
Вячеслав Говорун
Naked Science
В Африке стартовало строительство первого на континенте мегааэропорта
Наталья Башлыкова
Известия
Не выйти с сухим: власти передумали продавать алкоголь в duty free на внутренних рейсах
Софья Лозгачева
Эксперт
«Кукурузнику» подбирают пламенный мотор

Известия
США вновь захотели продать Турции истребители F-35. И вот почему
Кирилл Фенин
Известия
Непутевые метки: ЕС обсуждает запрет на выдачу туристических виз всем россиянам
Андрей Коршунов
Известия
Взялись за прокат: новая модель рассчитает прочность колес поезда и шасси самолетов
Дмитрий Алексеев
Известия
Шенгенский всем привет: куда едут российские туристы после массовых отказов в евровизах
Мария Кулиш
РБК
Реконструкцией аэропорта в Мурманске займется компания из Перми
Семен Бойков, Анастасия Костина
Известия
Группы с поддержкой: РФ и Индия проведут новые консультации по безвизу
Олег Гончар
Naked Science
Топ-7 самолетов будущего, которые все ближе к реальной эксплуатации
Ольга Самофалова
Взгляд
Замена легендарным Ан-2 вышла на финишную прямую

РБК
Как цифровая экосистема ускоряет развитие отрасли БАС

 

 

 

 

 
РЕКЛАМА ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ АККРЕДИТАЦИЯ ПРЕСС-СЛУЖБ

ЭКСПОРТ НОВОСТЕЙ/RSS


© Aviation Explorer