РД-171МВ

РД-171МВ — разрабатываемый российский жидкостный ракетный двигатель закрытого цикла с дожиганием окислительного генераторного газа, оснащенный четырьмя камерами сгорания и работающий на паре кислород-керосин. Разрабатывается НПО «Энергомаш», для использования в первой ступени новой ракеты-носителя среднего класса «Союз-5» («Иртыш») и в первой же ступени будущей сверхтяжелой ракеты «Енисей» для полётов в ближний и дальний космос.

Для этого термина существует аббревиатура «РД», которая имеет и другие значения: см. РД.
РД-171МВ
Тип ЖРД закрытого цикла
Топливо керосин РГ-1
Окислитель жидкий кислород
Камер сгорания 4
Страна  Россия
Использование
Время эксплуатации 2021 год —
Применение «Союз-5» и РН СТК (первая ступень)
Создан на основе РД-171М
Производство
Конструктор НПО «Энергомаш»
Время создания 2017 — 2019
Производитель НПО «Энергомаш»
Обозначение 11Дхх
Производилось 2019 — н.в.
Массогабаритные
характеристики
Масса 10300 кг
Полная масса кг
Сухая масса кг
Длина 4150 мм
Ширина 3565 мм
Высота 4150 мм
Диаметр 4100 мм
Рабочие характеристики
Тяга Вакуум: 806 тс Уровень моря:
Удельный импульс Вакуум: c
Уровень моря: с
Время работы 180 с
Давление в камере сгорания кгс/см2 ( атм)

Двигатель РД-171МВ представляет собой модернизированный вариант российского двигателя РД-171М. РД-171М, в свою очередь, был разработан в 2001 году на базе советского двигателя РД-170 путём увеличения тяги на 5%, благодаря переделке агрегатов подачи топлива (в первую очередь основного ТНА), и изменения систем регулирования[1]. РД-171МВ будет отличаться от российского РД-171М новой системой регулирования, исключающей использование импортных комплектующих, а также рядом технологических и конструктивных решений, отработанных при эксплуатации двигателей РД-180, РД-191 (например, применены дополнительные меры по защите от возгорания). Кроме того, РД-171МВ станет первым российским ракетным двигателем, подлинником конструкторской документации которого будут не бумажные чертежи, а электронные 3D-модели[2]. Кардинальных отличий от двигателя РД-171М по гидравлической и газодинамической частям не будет[3].

Получил неофициальное название царь-двигатель, его мощность сравнима с мощностью крупной электростанции[4].

РД-171МВ станет базовым кислородно-керосиновым двигателем первой ступени для всей новой линейки российских ракет-носителей — от УРМа легкой и тяжелой «Ангары» (РД-191, четверть от 171МВ) к среднему «Союзу-6» (РД-180, уполовиненный 171МВ) и сверхтяжелому «Енисею» (полноценный 171МВ). Все три двигателя имеют технологическую взаимозависимость на уровне 70%[5].

Разработка

РД-171МВ будет первым двигателем «Энергомаша», подлинником конструкторской документации которого будут не бумажные чертежи, а электронные 3D-модели. На основе электронной документации составляются технологические процессы и управляющие программы для современных многокоординатных станков с ЧПУ (PLM-система), что позволяет существенно сократить сроки разработки двигателя, оптимизировать процесс его изготовления и, как следствие, уменьшить общий объем издержек[6][7].

Хронология создания
Вид работ Сроки
Начало работ над созданием двигателя 2017 год
Завершение эскизного проектирования февраль 2018 года
Разработка и выпуск конструкторской и технологической документации 2018—2019 годы
Завершение перевода конструкторской документации в 3D-формат июль 2019 год[8]
Начало испытаний агрегатов двигателя 2019 год
Огневые испытания первого РД-171МВ декабрь 2019
Огневые испытания второго и последующих образцов с 2020 по начало 2021
Поставка первого летного комплекта для «Союз-5» март 2021 года
Поставка второго летного комплекта для «Союз-5» сентябрь 2021 года
Поставка полностью отработанного двигателя для пилотируемого «Союз-5» 2023 год
Финансирование разработки
  • 8 августа 2017 года генеральный директор НПО «Энергомаш» Игорь Арбузов сообщил СМИ, что предприятие вложит почти 7 млрд рублей до конца 2019 года в подготовку производства двигателей РД-171МВ[9].
  • 7 февраля 2018 года на сайте НПО «Энергомаш» был опубликован план на 2018 год, из которого следует, что выделено 750 млн рублей на модернизацию стендовой базы Научно-испытательного комплекса для обеспечения проведения с начала 2019 года испытаний агрегатов двигателя[10].
  • 1 сентября 2019 года НПО «Энергомаш» на портале госзакупок опубликовало контракт на сумму 19,5 млн рублей на закупку сортового проката литейных сталей и сплавов для производства двигателей РД-171МВ[11].

Начало работ и этап эскизного проектирования (2017 — февраль 2018)

В 2017 году НПО «Энергомаш» приступило к созданию двигателя РД-171МВ.

  • 20 июня 2017 года генеральный директор РКК «Энергия» Владимир Солнцев заявил, что для модернизации РД-171 потребуется снизить вес оригинального двигателя, заменить приводы на более современные (в целях снижения цены и повышения реактивности), а также, вероятно, поменять пневмо-гидравлическую систему и датчики аппаратуры. Таким образом, на доработку оригинального двигателя потребуется около трех лет при незначительных финансовых и людских затратах[12].
  • 19 июля 2017 года генеральный директор НПО «Энергомаш» Игорь Арбузов заявил, что первый двигатель РД-171МВ, который будет использоваться качестве двигателя первой ступени на ракете «Союз-5», будет поставлен заказчику (Роскосмосу) в 2021 году, а его лётные испытания должны начаться в 2022 году[13].
  • 8 августа 2017 года И. Арбузов сообщил СМИ, что предприятие вложит почти 7 млрд рублей до конца 2019 года в подготовку производства двигателей РД-171МВ . Реконструкция предприятия и подготовка к началу серийного производства новых двигателей начнется в 2017 году[9].
  • 15 сентября 2017 года И. Арбузов сообщил СМИ, что РД-171МВ будет создаваться полностью цифровым проектированием; специально для этих целей предприятие закупило программные продукты NX и Teamcenter компании Siemens[14].
  • По состоянию на ноябрь 2017 года ведётся разработка конструктивных элементов двигателя, в этом же месяце будет завершено проектирование, после чего будет представлен окончательный проект изделия и начато его создание; работы должны быть закончены к началу 2019 года[15].
  • 27 декабря 2017 года пресс-служба НПО «Энергомаш» сообщила о начале испытаний двигателя РД-171МВ в 2019 году[16].
  • В начале января 2018 года И. Арбузов заявил СМИ, что РД-171МВ будет дешевле РД-171 на 15-20 %, в ценах 2013 года[17].
  • 7 февраля 2018 года на сайте НПО «Энергомаш» был опубликован план на 2018 год, из которого следует, что в течение года на модернизацию основного производства будет потрачено 2 млрд рублей, из которых 750 млн выделено на модернизацию стендовой базы Научно-испытательного комплекса для обеспечения проведения с начала 2019 года испытаний агрегатов двигателя РД-171МВ[10].
  • 20 февраля 2018 года И. Арбузов сообщил СМИ, что в течение 2018 года предприятие поставит в РКЦ «Прогресс» макет РД-171МВ. В марте 2021 года будет поставлен первый летный комплект, в сентябре 2021 года — второй летный комплект двигателей для носителей «Союз-5». В 2023 году будет поставлен полностью отработанный двигатель для использования в пилотируемой версии ракеты-носителя «Союз-5»[18].
  • 27 февраля 2018 года пресс-служба НПО «Энергомаш» сообщила об одобрении научно-техническим советом компании инициативы специалистов КБХА о проведении НИОКР по внедрению и развитию аддитивных технологий при производстве ЖРД. В частности, в рамках НИОКР по двигателю РД-171МВ будут вестись работы по проведению топологической оптимизации и изготовлению кронштейнов. Применение аддитивных технологий позволит сократить время создания двигателя и снизить трудоемкость его производства[19].

В феврале 2018 года было завершено эскизное проектирование двигателя, работа сдана заказчику — Роскосмосу — в полном объеме и в установленный срок.

Этап разработки и выпуска конструкторской и технологической документации (февраль 2018 года — 2019 год)
  • 11 апреля 2018 года пресс-служба НПО «Энергомаш» сообщила, что в настоящее время предприятие ведет разработку и выпуск конструкторской и технологической документации на двигатель РД-171МВ, которые завершатся в 2019 году[20].
  • 31 мая 2018 года генеральный директор НПО «Энергомаш» Игорь Арбузов в интервью СМИ рассказал, что к настоящему моменту идет разработка модернизируемых элементов двигателя и разработка технологических процессов[21].
  • 3 сентября 2018 года главный конструктор НПО «Энергомаш» Петр Левочкин сообщил СМИ, что огневые испытания двигателя пройдут в конце 2020 — начале 2021 года[22].
  • 16 октября 2018 года пресс-служба НПО «Энергомаш» сообщила об изготовлении эталонного макета двигателя РД-171МВ. Созданный макет будет использоваться при дальнейшем производстве опытных образцов двигателя РД-171МВ, на которых будет проходить его отработка[23].
  • 3 декабря 2018 года И. Арбузов в интервью СМИ рассказал, что все сроки по созданию РД-171МВ выполняются в полном объеме. До конца года будет поставлен динамический макет в РКЦ «Прогресс»[24].
  • 27 декабря 2018 года на сайте НПО «Энергомаш» было опубликовано сообщение, согласно которому изготовление динамического макета РД-171МВ завершено[25].

Этап производства в рамках опытно-конструкторской работы «Феникс»
  • 8 февраля 2019 года глава Роскосмоса Д. Рогозин через социальную сеть Twitter объявил о завершении сборки первого двигателя РД-171МВ, который теперь готовится к огневым испытаниям[26][27].
  • Конец апреля 2019 года — поставка динамического макета двигателя РД-171МВ в РКЦ «Прогресс».
  • 22 июля 2019 года глава НПО «Энергомаш» Игорь Арбузов сообщил СМИ, что «Энергомаш» начал сборку второго, третьего и четвертого РД-171МВ.[28].
  • 27 августа 2019 года гендиректор РКЦ «Прогресс» Дмитрий Баранов сообщил СМИ, что динамический макет двигателя РД-171МВ будет проходить на предприятии испытания на первой ступени разрабатываемой ракеты-носителя «Союз-5» в течение ближайших двух лет[29].
  • 1 сентября 2019 года начата процедура закупки НПО «Энергомаш» сортового проката литейных сталей и сплавов для использования в производстве РД-171МВ в рамках опытно-конструкторской работы «Феникс»[30].
  • 25 сентября 2019 года пресс-служба НПО «Энергомаш» сообщила, что работы, идущие по созданию электронной конструкторской документации двигателя РД-171МВ с мая этого года, завершатся в конце сентября — начале октября[31].
  • 3 июня 2020 года ПАО «Протон-ПМ» заключило два договора НПО «Энергомаш» на производство литых заготовок для двигателя РД-171МВ из стальных и титановых сплавов. В рамках ОКР «Феникс» до ноября 2021 года «Протон-ПМ» обязуется изготовить 29 наименований стальных и четыре наименования титановых отливок для трёх двигателей. Ещё один договор рассчитан на период 2022–2026 годов и предполагает производство отливок для 17 двигателей[32].
  • 18 декабря 2020 года глава Роскосмоса Д. Рогозин в социальных сетях сообщил, что «Энергомаш» провел первое успешное полноразмерное огневое испытание РД-171МВ[33][34].
  • 20 января 2021 года в Роскосмосе сообщили о проведении полной программы испытаний РД-171МВ в НПО «Энергомаш»: данные огневые испытания были «выполнены в полном объёме и прошли в штатном режиме».[35]
  • 31 марта 2021 года в НПО «Энергомаш» завершился трехмесячный цикл из восьми огневых испытаний первого доводочного двигателя РД-171МВ[36].
  • 7 сентября 2021 года в НПО «Энергомаш» завершились огневые испытания второго двигателя РД-171МВ. Программа испытаний выполнена в полном объеме. Испытания прошли в штатном режиме. В ближайшее время предприятие отправит в Самару снятый с огневого стенда двигатель РД-171МВ. В РКЦ «Прогресс» будет проведена сборка первой ступени ракеты-носителя «Союз-5», и двигатель пройдет еще ряд испытаний в составе первой ступени ракеты[37].
  • 25 октября 2021 года в РКЦ «Прогресс» поступил первый двигатель РД-171МВ для сборки в составе первой ступени ракеты-носителя «Союз-5»[38]

Ожидаемые события

В 2021 году в РКЦ "Прогресс" планируется осуществить ряд испытаний двигателя РД-171МВ в составе ступени разрабатываемой ракеты-носителя «Союз-5»[39][40].

После 2023 года — изготовление 3-4 серийных двигателей ежегодно.

Основные параметры двигателей семейства РД-171
Основные параметры двигателей семейства РД-171[41]
Вариант двигателя РД-171 РД-171М РД-171МВ
Топливо Кислород + керосин
Период разработки 1976—1988 гг. 1992—1996, 2003—2004 гг. 2017—2019 гг.
Статус двигателя Не выпускается с 1995 г. Выпускается Выпускается[11]
Применение Зенит-2 и Зенит-3SL Зенит-3SL, Зенит-3SLБ, Зенит-3Ф Союз-5 и РН СТК
Количество и период пусков 54 пуска, 1985—2005 гг. 30 пусков, 2006—2017 гг. 0 пусков (2023 — гг.)
Возможность многоразового использования Да Да Да
Количество камер сгорания 4 4 4
Возможность качания камер Тангенциальная плоскость Тангенциальная плоскость Тангенциальная плоскость
Количество ТНА 1 (одновальная схема) 1 (одновальная схема) 1 (одновальная схема)
Тяга, земная/пустотная, тс (кН) 740 / 806 (7257 / 7904) 740 / 806 (7257 / 7904) / ( / )
Удельный импульс, земной/пустотный, с 309 / 337 309 / 337
Давление в камере сгорания, кгс/см2 250 250
Масса, сухая/залитая, кг 9500 / 10500 9300 / 10300 / 10300
Габариты, высота/диаметр, мм 4150 / 3565 4150 / 3565 4150 / 3565
Время работы, с 140 150 180
Цена одного двигателя, млн руб / млн дол 545 (на 01.01.2011)[42] / 15 1200 / x

См. также

Примечания
  1. РД-173 // Википедия. — 2021-05-19.
  2. В России успешно испытан самый мощный в мире жидкостный ракетный двигатель. 3DNews - Daily Digital Digest. Дата обращения: 28 июля 2021.
  3. Чванов В. К., Судаков В. С. Лёвочкин П. С. Современные жидкостные ракетные двигатели АО «НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко». Состояние программ и перспективы (к 110-летию со дня рождения академика В.П. Глушко) // «Космическая техника и технологии» : журнал. — Королёв: РКК «Энергия», 2018. — Вып. 3 (22). — С. 13—15. — ISSN 2308-7625.
  4. Юлия Жданова. Российским ракетам поставят «царь-двигатели». «Коммерсантъ» (1 сентября 2019).
  5. Роскосмос планирует расширить финансирование космической отрасли. ТАСС (01.10.2019).
  6. Двигатель РД-171МВ для «Союза-5» будет полностью спроектирован в «цифре». НПО «Энергомаш» (11 апреля 2018).
  7. Российские конструкторы разработали ракетный двигатель без бумажных чертежей // Взгляд, 6 февраля 2021
  8. И.А. Арбузов встретился с коллективом Конструкторского бюро. НПО «Энергомаш» (17 декабря 2018).
  9. НПО «Энергомаш» вложит 7 млрд рублей в подготовку производства двигателей для «Союза-5». ТАСС (8 августа 2017).
  10. План технического развития на 2018 год. НПО «Энергомаш» (27 февраля 2018).
  11. «Роскосмос» начал производство самых мощных ракетных двигателей. «РИА Новости» (1 сентября 2019).
  12. РКК «Энергия»: летные испытания новой ракеты «Союз-5» начнутся до 2022 года. ТАСС (20 июня 2017).
  13. НПО «Энергомаш»: «Союз-5» должен быть способен конкурировать по цене с ракетами SpaceX. ТАСС (19 июля 2017).
  14. Российский двигатель РД-171МВ планируют создавать исключительно «в цифре». «РИА Новости» (15 сентября 2017).
  15. НПО «Энергомаш»: ведем переговоры с компанией S7 по объемам и срокам поставки двигателей. ТАСС (13 ноября 2017).
  16. Испытания двигателя РД-171МВ для новой ракеты «Союз-5» начнутся в 2019 году. ТАСС (27 декабря 2017).
  17. «У нас есть задел для создания многоразовых ракет». Газета «Известия» (11 января 2018).
  18. «Энергомаш» в 2018 году поставит в РКЦ «Прогресс» макет двигателя новой ракеты «Союз-5». ТАСС (20 февраля 2018).
  19. Энергомаш будет применять аддитивные технологии при производстве ЖРД (недоступная ссылка). НПО «Энергомаш» (27 февраля 2018). Дата обращения: 18 апреля 2018. Архивировано 28 февраля 2018 года.
  20. НПО «Энергомаш». Работа по созданию двигателя РД-171МВ для РН «Союз-5» и СТК продолжается. Госкорпорация «Роскосмос» (11 апреля 2018).
  21. Гендиректор НПО Энергомаш: марсианский метан в будущем можно использовать для заправки ракет. «Интерфакс» (1 июня 2018).
  22. В НПО «Энергомаш» назвали сроки проведения огневых испытаний двигателя для ракеты «Союз-5». ТАСС (3 сентября 2018).
  23. В НПО Энергомаш создан эталонный макет двигателя РД-171МВ. НПО «Энергомаш» (16 октября 2018).
  24. Двигатели — одна из немногих ниточек, которые связывают нас с США. «Коммерсантъ» (3 декабря 2018).
  25. Главные конструкторы продолжили обсуждать стратегию научно-технического развития НПО Энергомаш. НПО «Энергомаш» (27 декабря 2018).
  26. Рогозин сообщил о сборке первого двигателя РД-171МВ для ракеты «Союз-5». ТАСС (8 февраля 2019).
  27. Дмитрий Рогозин. Дмитрий Рогозин в Твиттере. Twitter (8 февраля 2019). — «Первый двигатель РД-171МВ для новейшей ракеты среднего класса Союз-5 „Иртыш“ собран на подмосковном „НПО Энергомаш“ и готовится к огневым испытаниям. По мощности ему нет равных в мире».
  28. Огневые испытания двигателя для «Союза-5» пройдут во второй половине декабря. ТАСС (22 июля 2019).
  29. Разработчики «Союза-5» отвели два года на испытания макета двигателя для этой ракеты. ТАСС (27 августа 2019).
  30. «Роскосмос» начал производство самых мощных в мире ракетных двигателей. «Российская Газета» (1 сентября 2019).
  31. Самый мощный в мире двигатель будет оцифрован в октябре. НПО «Энергомаш» (25 сентября 2019).
  32. «ПРОТОН-ПМ» ОРГАНИЗУЕТ ИЗГОТОВЛЕНИЕ СТАЛЬНЫХ И ТИТАНОВЫХ ОТЛИВОК ДЛЯ РД-171МВ. НПО «Энергомаш» (03.06.2020).
  33. Новости. Первые огневые испытания РД-171МВ прошли успешно. www.roscosmos.ru. Дата обращения: 19 декабря 2020.
  34. Дмитрий Рогозин заявил об успешных огневых испытаниях РД-171МВ в twitter
  35. Новости. В НПО Энергомаш прошли испытания двигателей РД-171МВ и РД-191. www.roscosmos.ru. Дата обращения: 28 января 2021.
  36. Новости. Завершен цикл огневых испытаний первого двигателя РД-171МВ. www.roscosmos.ru. Дата обращения: 31 марта 2021.
  37. В НПО ЭНЕРГОМАШ ЗАВЕРШИЛИСЬ ОГНЕВЫЕ ИСПЫТАНИЯ ВТОРОГО ДВИГАТЕЛЯ ДЛЯ РАКЕТЫ-НОСИТЕЛЯ «СОЮЗ-5». НПО «Энергомаш» (07.09.2021).
  38. Новости. Энергомаш отправил двигатель РД-171МВ для сборки первой ступени ракеты «Союз-5». www.roscosmos.ru. Дата обращения: 29 октября 2021.
  39. Россия испытает самый мощный в мире жидкостный ракетный двигатель в составе ступени носителя // 3DNews, 31.01.2021
  40. Завершен цикл огневых испытаний первого двигателя РД-171МВ. Роскосмос (31.03.2021).
  41. РД-170/171 — Ракетный двигатель. НПО «Энергомаш».
  42. Двигательная установка. РД-171. Ecoruspace.ME. Дата обращения: 3 февраля 2019.

Ссылки
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.