11Д58
11Д58 — жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) многократного запуска в условия невесомости при длительном нахождении в космическом пространстве, разработанный в 1960-х годах ОКБ-1 (ныне РКК «Энергия»). Двигатель был разработан под руководством М. В. Мельникова на базе первого в мире двигателя замкнутой схемы 11Д33 (С1.5400) путём улучшения его характеристик[2]. 11Д58 был создан для пятой ступени (Блок Д) сверхтяжёлой ракеты-носителя (РН) Н-1[3]. Производные этой ступени используются в качестве разгонных блоков (РБ) в составе РН «Протон»[4], применялись при пусках РН «Зенит» до 2014 года[5], а также планируется использовать в составе РН «Ангара-А5»[6] и «Союз-5»[7].
Что важно знать
| 11Д58 | |
|---|---|
| Тип | ЖРД замкнутой схемы |
| Топливо | РГ-1 |
| Окислитель | Жидкий кислород |
| Камер сгорания | 1 |
| Страна |
 СССР Россия |
| Использование | |
| Время эксплуатации | 1967 — настоящее время |
| Применение | Блок Д, Блок ДМ, «Буран» |
| Создан на основе | 11Д33 |
| Производство | |
| Конструктор | ОКБ-1, М. В. Мельников |
| Время создания | 1964—1968 |
| Производитель | Воронежский механический завод |
| Производилось | 1967 — настоящее время |
| Варианты |
11Д58 11Д58М 11Д58МФ 17Д12 |
| Массогабаритные характеристики |
|
| Сухая масса | 300 кг |
| Высота | 2270 мм |
| Диаметр | 1170 мм |
| Рабочие характеристики | |
| Тяга | Вакуум: 8500 кгс[1] |
| Удельный импульс | Вакуум: 349 c[1] |
| Время работы | 720 c[1] |
| Давление в камере сгорания | 68 кгс/см²[1] |
| Степень расширения | 189:1 |
| Отношение окислитель/топливо | 2,48:1 |
| Зажигание | химическое |
Конструкция
11Д58 представляет собой однокамерный двигатель замкнутой схемы с дожиганием газогенераторного газа, использующий в качестве компонентов топлива жидкий кислород (окислитель) и керосин РГ-1 (горючее). Многократный запуск обеспечивается блоком с ампулами пускового горючего[1]. Вспомогательные бустерные насосы позволяют использовать баки облегчённой конструкции. Система регулирования соотношения компонентов топлива с температурной коррекцией позволяет поддерживать постоянное массовое соотношение компонентов вместо объёмного, как это делается на других двигателях[2]. Последние модификации включают легкий модернизированный сопловой насадок радиационного охлаждения (НРО-М) из углерод-углеродного композиционного материала (УУКМ), разработанный РКК «Энергия» совместно с НПО «Искра» и Исследовательским центром имени М. В. Келдыша[8][9][10].
Варианты
Двигатель имеет несколько вариантов:
- 11Д58 — оригинальная версия, разработанная для блока «Д» РН Н-1[3][1].
- 11Д58М — модернизированная версия для РБ «Блок ДМ» РН «Протон-К»[1].
- 11Д58М с НРО-М — вариант 11Д58М, использующий вместо регенеративно охлаждаемого сопла углерод-углеродный сопловой насадок производства НПО «Искра»[8][9][10].
- 11Д58МФ — модернизированная версия с уменьшенной тягой и увеличенным удельным импульсом, планируемая для применения в РБ «Блок ДМ-03» РН «Ангара-А5».
- 17Д12 — двигатель орбитального маневрирования объединенной двигательной установки ракетоплана «Буран»[11][12].
| Обозначение | 11Д58 | 11Д58М | 11Д58М с НРО-М |
11Д58МФ (проект) |
17Д12 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Год создания | 1968 | 1973 | 2004 | 2018 | 1986 | ||
| Горючее | Керосин РГ-1 | Керосин РГ-1 | Синтин | Керосин РГ-1 | Керосин РГ-1 | Синтин | Синтин |
| Окислитель | Жидий кислород | Жидий кислород | Жидий кислород | Жидий кислород | Жидий кислород | ||
| Отношение О/Г | 2,48 | 2,48 | 2,82 | 2,82 | н/д | ||
| Давление в КС, кгс/см² | 68 | 79 | 79 | 80 | 81 | ||
| Тяга в пустоте, кгс | 8500 | 8500 | 8500 | 5000 | 9000 | ||
| Удельный импульс тяги в пустоте, кгс·с/кг | 350 | 352 | 360 | 356 | 372 | 380 | 362 |
| Геометрическая степень расширения сопла | 189 | 189 | 280 | 500 | 189 | ||
| Количество включений в полёте | 7 | 7 | 7 | 7 | 15 | ||
| Суммарное время работы, с | 720 | 720 | 1200 | 1800 | 900 | ||
| Высота, мм | 2270 | 2270 | 2720 | 2270 | 2270 | ||
| Диаметр, мм | 1170 | 1170 | 1400 | 1170 | 1170 | ||
| Масса, кг | 300 | 310 | 340 | 250 | 230 | ||
| Назначение | Блок Д | Блок ДМ | Блок ДМ-SL | Блок ДМ-03 | «Буран» | ||
| Дата первого пуска | 10.03.1967 | 26.03.1974 | 10.06.2003 | 15.11.1988 | |||
Советский орбитальный корабль-ракетоплан «Буран» использовал в качестве маршевых (двигателей орбитального маневрирования) два модифицированных двигателя, получивших обозначение 17Д12 и обеспечивавших 15 включений за полёт при использовании синтина[11][12][15].
Одним из современных вариантов двигателя является 11Д58М, который имеет несколько увеличенный удельный импульс (УИ)[1]. В качестве горючего может использоваться синтин без изменения конструкции двигателя[2].
В стадии разработки находится новая версия, известная под обозначением 11Д58МФ[13][14][16][17][18][19][20][21], имеет уменьшенную до 5 тс тягу, при сохранении длины, но с увеличенным до 500:1 коэффициентом расширения, что позволит получить прирост УИ в 20 с (до ожидаемых 372 с). Использование 11Д58МФ на новой версии РБ Блок ДМ-03 позволит повысить почти на 20 % массу выводимого на геостационарную орбиту полезного груза[22].
Литература
- Гудилин В. Е., Слабкий Л. И. Разгонные блоки. Ядерные энергетические установки космических аппаратов. Ядерные ракетные двигатели. // Ракетно-космические системы (История. Развитие. Перспективы). — М., 1996. — 326 с. Архивная копия от 18 февраля 2020 на Wayback Machine
- Соколовский М. И., Петухов С. Н., Семенов Ю. П., Соколов Б. А. Разработка углерод-углеродного соплового насадка для жидкостных ракетных двигателей // «Теплофизика и аэромеханика». — Новосибирск: Институт теплофизики имени С. С. Кутателадзе СО РАН, 2008. — Т. 15, № 4. — С. 721—727. — ISSN 0869-8635. Архивировано 24 сентября 2015 года.
- А. В. Межевов, В. И. Скоромнов, А. В. Козлов, Н. Н. Тупицын, В. Г. Хаспеков. Внедрение соплового насадка радиационного охлаждения из углерод-углеродного композиционного материала на камеру маршевого двигателя 11Д58М разгонного блока ДМ-SL // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С.П. Королёва. — Самара: Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королёва, 2006. — № 2-2 (10). — С. 260-265. — ISSN 1998-6629. Архивировано 9 марта 2018 года.
- Соколов Б.А., Филин В.М., Тупицын Н.Н. Кислородно-углеводородные ЖРД для разгонных блоков, созданные в ОКБ-1 — ЦКБЭМ — НПО «Энергия»— РКК«Энергия» // «Полёт». — М.: Машиностроение-Полёт, 2008. — № 11. — С. 3—6. — ISSN 1684-1301. Архивировано 8 октября 2020 года.
- Аверин И. Н., Егоров А. М., Тупицын Н. Н. Особенности построения, экспериментальной отработки и эксплуатации двигательной установки разгонного блока ДМ-SL комплекса «Морской старт» и пути ее дальнейшего совершенствования // «Космическая техника и технологии». — М.: РКК «Энергия», 2014. — № 2 (5). — С. 62—73. — ISSN 2308-7625. Архивировано 8 октября 2020 года.
- А. А. Смоленцев. Об опыте разработки жидкостного ракетного двигателя 11Д58МФ // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С.П. Королёва. — Новосибирск: Институт теплофизики имени С. С. Кутателадзе СО РАН, 2014. — № 5 (47). — С. 184—194. — ISSN 1998-6629. — doi:10.18287/1998-6629-2014-0-5-4(47)-184-194. Архивировано 8 октября 2020 года.
- Катков Р.Э., Лозино-Лозинская И.Г., Мосолов С.В., Скоромнов В.И., Смоленцев А.А., Соколов Б.А., Стриженко П.П., Тупицын Н.Н. Экспериментальная отработка камеры сгорания многофункционального жидкостного ракетного двигателя с кислородным охлаждением камеры: результаты 2009—2014 гг. // «Космическая техника и технологии». — М.: РКК «Энергия», 2015. — № 4 (11). — С. 12—24. — ISSN 2308-7625. Архивировано 8 октября 2020 года.
- Артемов А. Л., Дядченко В. Ю., Лукьяшко А. В., Новиков А. Н., Попович А. А., Рудской А. И., Свечкин В. П., Скоромнов В. И., Смоленцев А. А., Соколов Б. А., Солнцев В. Л., Суфияров В. Ш., Шачнев С. Ю. Отработка конструктивных и технологических решений для изготовления опытных образцов внутренней оболочки камеры сгорания многофункционального жидкостного ракетного двигателя с использованием аддитивных технологий // «Космическая техника и технологии». — М.: РКК «Энергия», 2017. — № 1 (16). — С. 50—62. — ISSN 2308-7625. Архивировано 7 октября 2020 года.
- Катков Р. Э., Киселева О. В., Стриженко П. П., Тупицын Н. Н. Экспериментальные исследования вариантов конструкции струйного насоса-конденсатора в составе бустерного турбонасосного агрегата подачи жидкого кислорода // «Космическая техника и технологии». — М.: РКК «Энергия», 2017. — № 1 (16). — С. 63—70. — ISSN 2308-7625. Архивировано 7 октября 2020 года.
- Соколов Б.А., Тупицын Н.Н. Исследование возможности создания на базе кислородно-углеводородного двигателя 11Д58М высокоэкономичного многофункционального безгазогенераторного ракетного двигателя с кислородным охлаждением // «Космическая техника и технологии». — М.: РКК «Энергия», 2019. — № 2 (25). — С. 67—80. — ISSN 2308-7625. Архивировано 25 ноября 2021 года.
- Bart Hendrickx, Bert Vis. Energiya-Buran: The Soviet Space Shuttle (англ.). — Springer Science & Business Media, 2007. — 526 p. — ISBN 978-0-387-69848-9. Архивная копия от 24 апреля 2016 на Wayback Machine
Ссылки
- Двигатели. ЖРД 11Д58М. РКК «Энергия». Дата обращения: 4 октября 2020. Архивировано 8 октября 2020 года.
- 11Д58М. Воронежский механический завод.
