РД-0124
РД-0124 (14Д23 по классификации ГРАУ) — четырёхкамерный жидкостный ракетный двигатель (ЖРД), работающий на керосине и жидком кислороде. Разработанным ВЦРД (Воронежский центр ракетного двигателестроения), используется в «Блоке И», третьей ступени ракеты-носителя «Союз-2.1б» «Ангара-А5», второй ступени «Союз-5»[1]. Самый высокоэффективный кислородно-керосиновый ЖРД в мире[2] и первый двигатель, созданный в России в постсоветский период. Энергетические показатели двигателя полностью соответствуют современным мировым требованиям, предъявляемым к верхним ступеням ракет-носителей[3]. Его удельный импульс в вакууме составляет 359 секунд: для создания тяги в 1 кгс на протяжении 359 секунд расходуется 1 кг топлива[4].
Общие сведения
| РД-0124 | |
|---|---|
| Тип | ЖРД |
| Топливо | керосин |
| Окислитель | жидкий кислород |
| Камер сгорания | 4 |
| Страна | Россия |
| Использование | |
| Время эксплуатации | с 2006 года |
| Применение | Блок И (РН «Союз-2.1б») |
| Создан на основе | РД-0110 |
| Развитие | РД-0124А, РД-0124МС |
| Производство | |
| Конструктор | Козелков Валерий Павлович, Горохов Виктор Дмитриевич (КБХА) |
| Время создания | с 1993 года |
| Обозначение | 14Д23 (РД0124) |
| Производилось | ? |
| Всего выпущено | ? |
| Варианты | РД-0124А, РД-0124М |
| Массогабаритные характеристики |
|
| Масса | 572 кг |
| Высота | 1575 мм |
| Диаметр | 2400 мм |
| Рабочие характеристики | |
| Тяга | 294,3 кН (30,0 тс) в вакууме |
| Удельный импульс | 359 с (3521,8 м/с) в вакууме |
| Время работы | 300 с |
| Давление в камере сгорания | 160 кгс/см² (15,7 МПа) |
История
Двигатель РД-0124 разрабатывался с 1993 года в КБХА с целью замены устаревшего РД-0110 в составе ракет семейства «Союз» для обеспечения доставки на целевую орбиту более тяжелой полезной нагрузки с космодромов, расположенных севернее «Байконура». В составе третьей ступени РН «Союз-2.1б» выводит космические аппараты (в том числе — спутники ГЛОНАСС и, начиная с 21 октября 2011 года, спутники системы «Галилео») с космодромов «Байконур», «Плесецк», Куру (Французская Гвиана).
В течение многих лет средства, поступавшие в КБХА на разработку, создание, доводку и лётные испытания РД-0124 и его модификаций, составляли основную часть доходной статьи бюджета предприятия. За счёт этих средств поддерживалась экономическая стабильность организации, работникам выплачивалась заработная плата, финансировались инициированные в самом КБ новые направления исследований, проектирование и изготовление других образцов техники. Это послужило основной причиной для принятия решения по запуску собственного мелкосерийного производства РД-0124 вместо того, чтобы передать двигатель в серию на Воронежский механический завод, как это происходило в других случаях. В конце 2013 года стало очевидно, что производственные мощности КБХА не в состоянии обеспечить потребности заказчиков.
23 декабря 2011 года космический аппарат «Меридиан» № 5 не был выведен на расчётную орбиту и упал на Землю[5]. По официальным данным причиной потери спутника стала нештатная работа двигателя РД-0124 третьей ступени ракеты-носителя «Союз-2.1б»[6] из-за прогара камеры № 3 вследствие «нестабильности характеристик паянного соединения, не выявляемого существующими в отрасли методами контроля качества»[7], то есть из-за дефекта производства экземпляра двигателя.
В 2013 году были завершены работы по созданию ракетного двигателя РД-0124А, что открыло прямую дорогу к его летно-конструкторским испытаниям в составе ракеты «Ангара» в 2014 году[8].
25 июня 2013 года, ровно через год после подписания Указа Президента РФ о награждении главного конструктора Горохова В. Д. и других сотрудников КБХА за работы по созданию двигателя РД-0124[9][10], двигатели этого типа впервые с разницей всего в полтора часа вывели на целевые орбиты с космодрома «Байконур» и, сразу же за этим, с космодрома Куру во Французской Гвиане аппараты «Ресурс-П» (с помощью ракеты-носителя «Союз-2.1б») и четыре O3b (с помощью ракеты-носителя «Союз-СТ-Б»).
9 июля 2014 года двигатель РД-0124А был успешно испытан в составе ракеты-носителя «Ангара-1.2ПП».
27 февраля 2018 года НПО «Энергомаш» заявило о начале использования аддитивных технологий при производстве жидкостных ракетных двигателей. Предложение о внедрении в производство двигателей аддитивных технологий было сделано Конструкторским бюро НПО «Энергомаш» и утверждено научно-техническим советом предприятия после успешных огневых испытаний на воронежском КБХА камеры двигателя 14Д23, которые подтвердили возможность применения аддитивных технологий при производстве ЖРД; предприятие уже освоило методику изготовления смесительной головки и сопла двигателя 14Д23 с помощью аддитивных технологий. По оценке специалистов КБХА, применение аддитивных технологий сократит трудоемкость производства этого двигателя на 20 %. Например, смесительная головка, произведенная по традиционной технологии, состоит из 220 деталей, имеет 124 паяных соединения и 62 сварных шва, а изготовленная по аддитивной технологии состоит всего лишь из одной цельной детали, и срок её «выращивания» — 77 часов[11].
Производство жидкостного ракетного двигателя РД-0124 (14Д23) осуществляется в Конструкторском бюро химавтоматики (КБХА)[12]. В конце июня 2026 года в КБХА был проведён 600-й огневой пуск кислородно-керосинового двигателя семейства РД-0124/РД-0124А[13].
РД-0124МС
Двигатель РД-0124МС — новый российский четырёхкамерный ракетный двигатель тягой 60,34 тс, работающий на компонентах топлива «нафтил — жидкий кислород». Удельный импульс в вакууме — 361 с[14] (эквивалентно 334 с на уровне моря), что является абсолютным мировым рекордом среди кислородно-керосиновых ракетных двигателей. Давление в камере сгорания — 155 кг/см². Двигатель состоит из двух блоков, расположенных на общей раме и теплозащите. В состав каждого входят две диагонально расположенные камеры сгорания. Двигатель обеспечивает качание камер в двух плоскостях, а также работу при выключении одного из блоков.
- 7 апреля 2017 года КБХА приступило к созданию РД-0124М для второй ступени создаваемой ракеты-носителя среднего класса «Союз-5». Новый двигатель по сравнению с предшественником должен стать более экономичным, простым в конструкции, дешёвым и конкурентоспособным на рынке. Опытно-конструкторская работа выполняется в рамках Федеральной космической программы по заказу РКЦ «Прогресс»[15].
- 12 февраля 2020 года в Воронежском центре ракетного двигателестроения стартовали экспериментальные работы в рамках создания четырехкамерного двигателя РД-0124МС; на огневом стенде предприятия проведены два успешных огневых испытания первой энергетической установки с укороченным соплом[16].
- 9 декабря 2020 года в Воронежском центре ракетного двигателестроения изготовлен первый макет ракетного двигателя РД-0124МС. Изготовленный макет предназначен для динамических испытаний ступени ракеты. Одновременно с изготовлением первого макета двигателя на предприятии завершается сборка экспериментальной установки, включающей в себя камеру сгорания двигателя с цилиндрическим насадком. Ее огневые испытания пройдут в начале следующего года на воронежском огневом стенде.
- 24 февраля 2021 года Роскосмос сообщил об успешном проведении испытаний камеры сгорания двигателя РД-0124МС. Было произведено одно включение длительностью 50 секунд на номинальном режиме тяги[17].
- 27 апреля 2021 года в Воронежском центре ракетного двигателестроения успешно завершен цикл огневых испытаний штатной камеры жидкостного ракетного двигателя РД-0124МС. Проведенные испытания подтвердили работоспособность и характеристики камеры на режимах, указанных в техническом задании. Это позволяет предприятию перейти к следующим шагам: проведению испытаний камеры двигателя с высотным соплом в высотных условиях, а также изготовлению доводочных двигателей для наземной огневой отработки[18].
- 25 июля 2022 года в воронежском Конструкторском бюро химавтоматики (КБХА) успешно провели наземное огневое испытание кислородно-керосинового ракетного двигателя РД-0124МС. Его будут использовать в составе второй ступени космической ракеты-носителя «Союз-5» («Иртыш») разработки самарского РКЦ «Прогресс». Двигатель впервые испытывали в комплектации с четырьмя камерами сгорания. Он отработал на заданном режиме заложенное программой время.
Примечания
Ссылки
- 14Д23 / РД-0124А. НПО «Энергомаш» им. Глушко.
- РД0124 (14Д23). КБХА.
- История. РД0124 (14Д23). КБХА.
- ЖРД РД-0124 (14Д23). LPRE.DE.
- Anatoly Zak. The RD-0124 engine series (англ.). RussianSpaceWeb.com.
- RD-0124 (англ.). Astronautix.com. Архивировано из оригинала 6 марта 2019 года.