苏联设计师的战斗如何导致创造出更好的火箭发动机
45多年前，苏联科学家大胆尝试为月球飞行制造超重型火箭。 这次尝试没有成功，我们失去了对美国人的“月球竞赛”。 但现在，那些美国人正在为我们国家为苏联月球火箭创造的火箭发动机排队
上个世纪中叶是苏联和美国之间在近地空间发展中的赌博竞争时期。 主要的“奖品”是月亮。 因此，两国的设计者，不遗余力和预算资金，竞相制造超重型火箭，可以将一个人带到月球表面并将他带回来。 在苏联，H1-L1变成了这样一枚火箭，它是由Sergei Pavlovich Korolev首先在OKB-1中开发的，并且在他被Vasily Pavlovich Mishin去世后。 在美国，Saturn-5由同样具有传奇色彩的德国设计师Werner von Braun创作（他们在他的一生中开始称他为整个美国太空计划的“父亲”）。
故事 不容忍虚拟语气。 美国人赢得了比赛。 SA-510与“阿波罗4»板上留在十一月9 1967年首次试飞半之后 - 在七月1969，美国第一个载人火箭已经坐在月亮。 苏联21二月，1969刚刚开始测试它的“月球”火箭发射。 而且，在美国月球发射结束后不久（阿波罗计划的最后一次飞行于今年12月7在1972上进行），苏联月球计划被缩减。
然而，在Н1-Л1火箭工作期间创造的科学和技术基础并没有消失。 由着名的苏联设计师尼古拉·库兹涅佐夫为这种火箭设计和制造的火箭发动机结果非常成功，现在需要俄罗斯和美国。
“伟大的老人”之战
苏联最伟大的军事设计师的一代，是上个世纪40-80年代创造性思维的巅峰，通常被称为“伟大的老一代”。 正是他们的思想创造了我们祖国的“防御盾牌”，事实上，他们的发展仍然是现代俄罗斯军事技术思想发展的基础。 在这篇文章中，有两位伟大的苏联发动机制造商，尼古拉·德米特里耶维奇·库兹涅佐夫和瓦伦丁·彼得罗维奇·格鲁什科。 在第一位设计师的燃气涡轮发动机上，战略轰炸机仍在飞行，并为俄罗斯天然气工业股份公司的天然气抽油机提供“蓝金”。 事实上，在第二位设计师的火箭发动机上，所有苏联和俄罗斯宇航员都升到了天空。 他们似乎在不同的领域工作。 然而，历史上有一个时刻，两位苏联院士的道路相互交叉。
这发生在1959年，当时苏联航天飞机和飞行器的首席设计师谢尔盖·帕夫洛维奇·科罗列夫（Sergei Pavlovich Korolev）开始制造一种设计用于飞向月球的新型苏联火箭。 在此之前不久，Glushko因在具有核弹头的R-5M弹道导弹的液体火箭发动机（LRE）上的研究而被授予社会主义劳工英雄称号。 但是，为苏联“月球”火箭科罗廖夫的所有四个阶段制造火箭发动机的任务出人意料的不是葛卢什科，而是尼古拉·库兹涅佐夫，他是276号实验工厂（库比雪夫市）的负责人兼总设计师，然后专门从事涡轮螺旋桨和涡轮喷气发动机的设计和制造。为 航空。 尚不知道是什么原因导致了这种“马匹变化”-Korolev和Glushko之间的艰难个人关系，还是火箭设计者需要氧气-煤油发动机，并且发动机设计者坚持使用庚基-戊基...但是事实仍然存在-在首次测试时尼古拉·库兹涅佐夫（Nikolay Kuznetsov）在居比雪夫汽车厂（当时是苏联航空工业部的一部分）创建并成功进行了超重“月球”美国Saturn-5火箭飞行的台架试验 四种新型火箭发动机的每个苏联N1登月火箭-L1的步骤。 到1971年，在这枚火箭的飞行试验中（它开始了四次），它们被定型并收到代码NK-33，NK-43，NK-39和NK-31。 但是这些引擎从未进入系列。
苏联月球计划的首席思想家谢尔盖帕夫洛维奇科罗列夫于1月1966去世。 三年后，众所周知，美国的第一批宇航员登上了月球。 在1974中，在由“继任者”Korolyov Vasily Mishin领导的OKB Glushko和设计局的基础上，创建了NPO Energia。 Valentin Glushko是他的导演和总设计师。 在此之后，苏联的H1-L1火箭的工作终于完成，Energia开始研究可重复使用的太空系统Energia-Buran的想法。 同年1974苏联国防委员会下令古比雪夫OKB-276停止火箭发动机，完全沉浸在燃气涡轮发动机的航空和陆基战略驱动气体压缩机组，这将很快追苏联天然气从西西伯利亚到资本主义的欧洲建设进一步工作。 已经订购了大约数百台用于N33-L43火箭的Kuibyshev制造的NK-1和NK-1发动机。
顽固的将军
然而，事实证明，尼古拉·库兹涅佐夫只完成了党和政府的一半命令。 他真的创造了仍在飞行的发动机，并将继续飞越我们国家的所有战略航空。 俄罗斯天然气工业股份公司的气体抽油机的三分之一功率仍由库兹涅佐夫斯基燃气涡轮发动机提供。 此外 - 库兹涅佐夫napredpriyatiyah古比雪夫发动机布什70-X godovproshlogo世纪中叶的方向下的各种修改火箭中产阶级“联盟”的第一和第二阶段批量生产“Glushkovsky”发动机 - RD-107A / RD-108A。 随着时间的推移，超过9千喷液发动机在Kuibyshev和萨马拉建造。
但ND Kuznetsov，苏联苏联科学院院长，设计师和正式成员，尽管党和政府直接下令，但并没有消灭他自己的导弹“后代” - NK-33和NK-43。 他以一种特殊的方式保护着他们，并将他们从窥探的目光中隐藏起来。 在随后的20年代，参与此次行动的人并没有让任何人知道在萨马拉周围的僻静区域有大约一百件独特的物品在等待他们的时间。
这个小时已经到了1992年。 三年前，Kuznetsovsky火箭发动机的主要对手Valentin Pavlovich Glushko去世了。 他仍然设法看到他宏伟创作的飞行 - 超重型火箭“能量”与MTC“Buran”。 但是，在我们的眼睛和政治领导之前，苏联正在崩溃，事实上，它已经不再适应宇宙了。 到了这个时候，设计局，发动机制造企业，火箭制造者，部委，部门和行业之间的旧关系系统正在破裂。 例如，以前“封闭”的企业被允许自己的产品进入国际舞台。 尼古拉·库兹涅佐夫利用了这一点。 他掏出了“预备役”的火箭发动机，并在第一国际“航空发动机”展在莫斯科1992年他们呈现给广大市民。 这些产品产生了重磅炸弹对国际社会的影响。 “在这个引擎的独特之处在于它创造了不导弹和航空设计局。 这种特殊性体现在一切事物上。 例如，大多数火箭发动机都缠绕在数十个和数百个管道中。 在我们的引擎中几乎没有。 NK-33的设计的一部分，事实上，涡轮喷气发动机，早先创建的库兹涅佐夫，如NK-12 ...美国人，当他们看到设计方案，抓住他的头，说：“我们围绕这个电路走了几十年，不要知道如何实现它。 由于其发展所需的巨资！“ - 与共享”专家在线从美国人，火箭发动机协会‘库兹涅佐夫’号瓦列里Danilchenko的首席设计师第一次会议»他的印象。
此外，Kuznetsovskiye发动机显示出最大的可靠性，因为他们没有在改进设计和材料上花钱。 根据设计师的说法，在这个阶段，关于100发动机被“烧毁”（即已经解决） - 这比俄罗斯和外国火箭发动机开发商现在在测试过程中可以承受的燃烧量高出一个数量级。 但与此同时，库兹涅佐夫教授确保其中一台NK-33发动机设计用于“月球”火箭的第一阶段，总共工作超过四（！）小时，而不会从支架上移除。 相比之下，升级后的NK-33现在所在的美国安塔瑞斯火箭的第一阶段的估计运行时间是230秒。 在此期间，两个这样的发动机将火箭投掷到107 km的高度。 可靠性，可重复使用以及推力与质量比等参数仍然没有世界上任何一个火箭发动机。
电机返回
提到美国并非偶然。 当时的美国人只需要一个新的商业助推器（PH），在轻中产阶级的边界上工作。 因此，已经在1993的夏天，Samara发动机制造商和美国公司Aerojet之间就使用NK-33作为Taurus-2 PH（Antares）推进系统的一部分进行了合作协议。 为此，美国人以每件47百万美元的价格从萨马拉保存的那些股票中购买了33引擎NK-43和NK-1。 伟大的设计师决定将最有可能的独特产品对手卖给国家，这导致了当时和现在的模糊反应。 你不能再问尼古拉·德米特里耶维奇了 - 他在1995年去世了。 但据知情人士的评论，向美国人出售NK-33发动机一半库存的主要动机不是钱。 他真的很想让发动机终于飞起来......
事实上，美国人将其提升到太空，尽管是现代化的形式。 特别是，密封件被更换，控制系统更新，发动机适应美国煤油并配备万向节以控制推力矢量。 在这种形式下，苏联设计师的创意在美国获得认证，并获得了NK-33 / AJ-26的名称。 这项工作由Aerojet专家与萨马拉科技综合体的设计师共同完成 Kuznetsova（SNTK他们。库兹涅佐夫），以及后来的SNTK他们。 库兹涅佐娃再次与综合发动机公司库兹涅佐夫的专家一起连接到“Motorostroitel”系列工厂。 此引擎升级工作的大部分是在2008-2012期间完成的。 “将NK-33进入飞行测试的活动持续了大约5-6年，但它与今年95的发动机配合使用，确认了其技术特性，展示了其功能。 并且在国内框架和美国项目框架下与NK-33进行了巨大的开发工作。 作为发动机现代化的一部分，实施了额外的设计解决方案，将其技术特性提升到了一个新的水平。 至于美国的选择，我们强迫它达到108的推力百分比，美国专家用推力矢量控制来补充发动机。 根据俄罗斯项目，发动机进行了改装，它已经适应了新的飞行条件，“库兹涅佐夫协会执行主任Nikolay Yakushin在专家在线下说。
第一次使用三颗小型NASA PhoneSat卫星和一颗商业纳米卫星的Antares飞机于当年4月21从美国东海岸Wallops岛的太空港开始从22到2013。 这种火箭弹的设计推出的高达5,5吨的有效载荷送入低支持轨道，和它的开发商 - 一家私营公司，轨道科学公司（OSC） - 合同已签约的美国宇航局3,5十亿美元通过这种火箭8天鹅座空间卡车航班使国际空间站的货物。 在2013中，3成功进行了Antares商业飞行。
在俄罗斯，第一次发射带有NK-33发动机的运载火箭发生在2013年的12月。 XZUMX吨有效载荷的Soyuz-2-1 B PH基于其推进系统是NK-3A字母下升级的NK-33发动机。 火箭的开发商和制造商是TsSKB-Progress（萨马拉）。 特别是对于这款发动机中的新型轻量级“联盟号”，几乎33的位置被更换和改进：接线，驱动器，点火系统等。 发射场是Plesetsk Cosmodrome。 此外， “萨马拉航天中心” 目前正致力于 “联盟 - 30-2” 有效载荷3-11万吨，其中四个Glushkovsky RD-12A一个NC-107 - 33结合。 在俄罗斯有一个项目和一个重型PH级，有效载荷为1吨，有五个引擎NK-20（加上受控推力矢量）。
项目经济学
目前美国人和俄罗斯人对NK-33发动机的动机是可以理解的。 在世界市场现在相当多的光助推器“卡丁车”的提案，作为空间的时间征服了光RN开始，输出低地球轨道航天器的重量可达5吨。而在美国，这个家庭RN飞马，金牛座， Minotaur，Delta 11（7320和7420型号），Falcon，印度 - PH PSLV在以色列的各种配置 - PH Shavit。 欧洲人对Vega寄予厚望。 巴西与乌克兰一起被用于Cosmos-4。 轻型RN在伊朗，朝鲜，韩国和日本创建。 积极研究肺PH中国的主题。
然而，对于美国人来说，在他们的PH中使用NK-33俄罗斯发动机的问题是重要的，首先，就这些发动机的成本，可靠性和效率的最佳组合而言。 NK-33发动机不仅是世界上最可靠的火箭发动机之一，而且在推力质量比方面也处于领先地位。 在现代要求下大规模生产的“现代化”NK-33的价格是其他设计师和制造商的类似火箭发动机成本的一半。 在根据“库兹涅佐夫”协会组织大规模生产这种发动机的情况下，根据初步估计，其价格可能会下降另一个30 - 40万卢布。 因此，Aerojet表示至少还需要俄罗斯的50 NK-33发动机。
我们国家的动机略有不同。 原则上，俄罗斯现在需要一种新的轻型火箭。 从历史上看，我们的轻型火箭发射器是洲际弹道导弹（ICBM），其中有一个有效载荷而不是弹头。 这是基于PC-20的“Dnepr”，基于PC-18的“Strela”和“Rokot”，基于P-3的“Cyclone-36”。 他们有一个加号 - 相对便宜，特别是在改变从战斗任务中取得的洲际弹道导弹时。 然而，这种导弹的存量不是无限的（例如，“Cyclone-3”已经在两年前飞过它），其中大部分都是历史上在乌克兰生产的。 现在发生了什么，我不需要解释。 因此，在俄罗斯，正在开展工作，立即创建两个轻型RN - 2-1®Union和1.2 Angaras。 “基于弹道导弹制造的轻型导弹，例如Rokot或Dnepr，将在明天或后一天离开现场。 它将释放俄罗斯联邦的轻型运载火箭。 因此，从竞争的角度来看，在俄罗斯同时出现两架新的轻型运输车--Angara 1.2和Soyuz-2-1®并不痛苦。 这是积极的。 他们不会相互干涉，无论是履行俄罗斯国防部的业务任务，还是在全球运载火箭市场的商业空间领域，“库兹涅佐夫协会执行主任Nikolay Yakushin说。
因此，“TsSKB-Progress”已经在“Kuznetsovsky”引擎和国家空间研究与制作中心创建了一个轻型“联盟”。 Khrunicheva在由NPO Energomash im开发的RD-191主发动机上创建了一系列Angara运载火箭。 格鲁什科”。 第一辆车已经飞过，第二辆车还没有飞过。 而“Angara”，创造多年前制造的决定是否超过20，将进入一般生产仍然是一个大问题。 作为一种纯粹的军事产品 - 它很有可能。 作为消除商业负载的一种手段，令人怀疑的是，轻量级“联盟号”在有效载荷清除效率方面比轻量级“安加尔”快了近十倍。
因此，联合发动机公司（UEC）现在包括OAO Kuznetsov，该公司近年来结合了萨马拉发动机建造综合体的几个最重要的资产，打算通过2017完全恢复萨马拉的NK-33发动机的生产。 “考虑到对产品的需求，我们目前正在解决发动机再生产的问题。 这是一项在“JDC”框架内实施的联合任务。 这是一个常见的程序。 目前，正在与美国专家讨论如何在Antares计划下建立与火箭发动机供应的长期关系，并继续在国内项目上开展工作。 我们已经形成了具体的生产恢复计划。 就美国方面而言，考虑到时间安排，我们正在讨论从年度2018到每年6-8发动机水平的发动机供应的开始。 对于国内项目，交付的大致开始日期是2017年“ - Nikolay Yakushin强调”专家“。 为了实现该计划，在萨马拉，库兹涅佐夫协会，在联邦目标计划“向年度2020开发军事 - 工业综合体”的框架内，已经开始建造一个新的火箭发动机生产大楼。 除了传统的RD-107A / RD-108A外，他们还将使用新技术和现代化设备每年制造几十台NK火箭发动机。
信息