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

Михаил Козачков
Время
Пассажир без паспорта
Василий Кучушев
ТАСС
Checkmate, МС-21, "Ансат", Ка-62, важные контракты и авиашоу. Чем удивил МАКС-2021
Михаил Котов
Взгляд
Российским космонавтам добавят на орбите жилья и работы

Ростех
МАКСимум авиационных сюрпризов
Роман Крецул, Анна Черепанова
Известия
Полярные соседи: Арктику закроют "летающие радары"
Екатерина Постникова
Известия
ДОН новых встреч: почему Россия не вернется в Договор по открытому небу
Константин Липавский
ПолитРоссия
Авиаэксперт рассказал, какие самолеты могут получить новый водородный двигатель от Ростеха
Михаил Гордин
АвиаСоюз
Экологичные и малошумные: разработки ЦИАМ в области гибридных и электрических технологий для авиации



Алексей Волынец
ТАСС
"Сталинский маршрут". С аэродрома Чкалова на остров Чкалова
Роман Азанов
ТАСС
Камовское будущее. Чего ожидать от нового вертолета Ка-62
Дмитрий Федюшко
ТАСС
Авиадвигатели будущего. Гибридная силовая установка - новый путь для авиации
Максим Талавринов, Дмитрий Лару, Антон Лавров, Алексей Рамм
Известия
Собрание Жуковского: какие контракты подписали на МАКС-2021

ТАСС
Один двигатель и способность поразить шесть целей. Ростех представил истребитель Checkmate
Ольга Коленцова, Роман Кильдюшкин
Известия
Безос словно: когда в космос полетят российские миллиардеры
Алена Миклашевская
КоммерсантЪ
Джефф Безос догнал и немного перегнал Ричарда Брэнсона в космосе
Василий Кучушев
ТАСС
Авиация на МАКСимуме. Как прошел первый день международного авиасалона в Жуковском

ТАСС
Cуборбитальный корабль New Shepard. История и характеристики
Светлана Белова
КоммерсантЪ
Аэропорты открываются для курилок
Илья Ферапонтов, Александр Хохлов
N+1
Провожаем "Науку"
Алексей Волынец
ТАСС
Сто и один рекорд "мадам МиГ". ​​​​​​​90 лет со дня рождения Марины Попович
Ольга Коленцова
Известия
Звёздный сейчас: чем космический старт Безоса будет отличаться от полета Брэнсона
Антон Лавров, Анна Черепанова
Известия
Балтийский оплот: под Калининград отправят новейшие Су-30СМ2

КоммерсантЪ
Полеты в Египет ждут согласований

Ростех
Как это работает. Ракетный двигатель
Сигэру Ханда (Shigeru Handa)
ИНОСМИ.РУ
Вновь вскрылось расточительство минобороны Японии: расходы на разработку нового истребителя составят 1,4 триллиона иен
Денис Тельманов
Газета.Ru
Беспилотная зона: каким будет истребитель 6-го поколения

Известия
Эксперт оценил отказ авиакомпаниям в разрешении на полеты на курорты Египта
Евгений Гайва, Ирина Невинная
Российская Газета
Бизнес просит ускорить взаимное признание QR-кодов
Александр Блинов, Екатерина Андронова
360
"Правила очень жесткие". Плохое топливо могло «убить» двигатели Ан-28, севшего под Томском

74.РУ
Рейс из Антальи в Челябинск задержали из-за опоздавших пассажиров
Александр Тимохин
Взгляд
Новый истребитель России создается с невиданной скоростью
Дмитрий Зубарев
Взгляд
Системы управления воздушным движением решили полностью перевести на российское ПО
Максим Талавринов
Известия
Есть контракт: "Аврора" намерена заказать 19 Ил-114-300 на МАКС-2021
Андрей Фролов, Роман Крецул
Известия
Сильное небо: чего ожидать от МАКС-2021

Ростех
Морской авиации России – 105 лет

Интерфакс
Пассажиры и экипаж выжили в аварии Ан-28 в сибирской тайге. Обобщение
Ульяна Миненкова
КоммерсантЪ
Ан-28 приземлился не по плану
Дарья Решетникова
КоммерсантЪ
"СиЛА" села лесом
Александр Войтюк
N+1
Ответ Безоса: чем полет Blue Origin отличается от Virgin Galactic
Дутов А.В., Савченко О.В.
ФГБУ «НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского»
Национальные интересы России и технологическое развитие авиа- и судостроения
Мария Фролова, Вероника Кулакова
Известия
"Чудо в тайге": после жесткой посадки Ан-28 под Томском выжили все пассажиры
Андрей Ельчанинов
АвиаСоюз
О прорывных направлениях в создании перспективных воздушных судов
Игорь Ворон
Профиль
Если Су-57 избыточен: почему иностранцы захотят купить перспективный истребитель из России
Константин Липавский
ПолитРоссия
Авиаэксперт рассказал, с какими испытаниями столкнется преемник легендарного кукурузника
Сергей Дианов
URA.RU
Путин говорил о самолетах, а спасал репутацию государства
Дмитрий Хазанов
ТАСС
Таран — оружие отважных и отчаянных. Как летчики шли на сокрушительные сближения
Роман Крецул, Анна Черепанова
Известия
Достать из-под воды: авиацию Черноморского флота перевооружат на Ка-27М

КоммерсантЪ
Пилоты просят иностранные вакцины
Екатерина Киселева ​
ТАСС
"Ключ на старт". Кто отправляет ракеты с космодрома Восточный
Денис Калугин
TourDom.ru
23 июля в Шереметьево открывается терминал С «Аэрофлот» переносит все международные рейсы

 

 

 

 

Реклама от YouDo
 
РЕКЛАМА ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ АККРЕДИТАЦИЯ ПРЕСС-СЛУЖБ

ЭКСПОРТ НОВОСТЕЙ/RSS


© Aviation Explorer