Взлёт 2008 04

Прототип ЖРД – один из первых отечественных кислородно-водородных двигателей РД-56 – был создан в период 1962-1977 гг. в рамках развития программы комплекса Н-1/Л-3 разработки ЦКБЭМ (бывшего ОКБ-1 С.П. Королева, ныне – РКК «Энергия»). После закрытия программы Н-1, модификации РД-56 рассматривались в середине 80-х гг. в качестве маршевого ЖРД семейства космических разгонных блоков «Вихрь» (перспективные варианты РН «Протон»), «Шторм» (РН «Гроза»), «Смерч» (РН «Энергия»), «Везувий» (проект РН «Вулкан»). Ни один из этих проектов развития не получил.

В 1994 г. по заказу Индийской организации космических исследований ISRO была создана модификация двигателя КВД-1 (РД-56М) для применения в составе верхней криогенной ступени (разгонном блоке) ракеты-носителя для вывода геостационарных спутников GSLV Mk1. Разработку и изготовление ступени 12КРБ осуществлял ГКНПЦ им. М.В. Хруничева. Согласно контракту, заказчику было поставлено семь криогенных ступеней. Первоначально планировалась передача индийской стороне технологии производства КВД-1. Однако, под нажимом администрации США, условия сделки были пересмотрены: заказчику поставлены только готовые разгонные блоки, без передачи технологии.

Однокамерный двигатель КВД-1 выполнен по замкнутой схеме, с турбо- насосной подачей компонентов топлива и дожиганием восстановительного (с избытком водорода) генераторного газа. Управление вектором тяги – за счет сопел, работающих на газообразном водороде, отбираемом после срабатывания на турбине бустерного насосного агрегата. Первоначально предполагалось, что в составе блока 12КРБ двигатель будет иметь двукратное включение, сертифицирован был лишь вариант с однократным включением. С 2001 г. до настоящего времени проведено пять пусков GSLV, из них четыре – успешных. В распоряжение ISRO остается еще два блока.

В настоящее время, по заказу ГКНПЦ им. М.В. Хруничева создается модификация РД-56М с тягой, увеличенной до 10-10,5 тс. Двигатель предназначен для использования в кислородно-водородных ступенях УКВ Б и КВРБ перспективных модификаций РН «Протон-М» и «Ангара-5».

СНТК им. Н.Д. Кузнецова (прежние наименования: опытный завод №2, завод №276, Куйбышевский моторный завод, Куйбышевское НПО «Труд») – одно из крупнейших предприятий в России по разработке и созданию опытных образцов авиационных и промышленных двигателей. История комплекса начинается с 1946 г., когда на базе завода №145 имени С.М. Кирова под Куйбышевом (ныне Самара), был создан Государственный Союзный Опытный завод №2 Министерства авиационной промышленности. В мае 1949 г. ответственным руководителем и главным конструктором предприятия был назначен Н.Д. Кузнецов, который позже стал генеральным конструктором и руководил им до 1994 г.

ОКБ-276 специализировалось на разработке мощных авиационных ТВД и ТРД. В конце 50-х гг. Н.Д. Кузнецов начал сотрудничать с ОКБ-1 С.П. Королева в части создания мощных ЖРД для ракет различного назначения. Первым был заказ на двигатель НК-9 (в классе тяги 40 тс) для первой ступени ракеты Р-9. Правда, в силу различных причин, заказ был передан В.П. Глушко, но Н.Д. Кузнецов продолжил разработку двигателя НК-9 в вариантах для первой и второй ступеней ракеты ГР-1. На базе полученного опыта ОКБ-276 в 19601974 гг. разработало двигатели НК-15 и НК-33, НК-15В и НК-43, НК-39, НК-31 (соответственно, для первой, второй, третьей и четвертой ступеней «лунной» ракеты Н-1 разработки ЦКБЭМ). Примерно тогда же в ОКБ-276 разрабатывались кислородно-водородные двигатели НК-5 и НК-35 для использования в перспективных вариантах Н-1. После закрытия программы Н-1/Л-3, предприятие практически отошло от проектирования ЖРД, вернувшись к этой тематике только в начале 90-х гг.

Конструктивные проработки ЖРД для сверхтяжелой ракеты Н-1 начались в ОКБ-276 в 1960 г. по инициативе С.П. Королева. По результатам анализа было принято решение о применении двигателей в классе тяги 150 тс. В 1961 г. ОКБ-276 приступило к разработке ДУ сверхтяжелого носителя Н-1, состоявшей из 30 двигателей НК-15 на первой, восьми НК-15В – на второй, четырех НК-19 – на третьей, и одного НК-21 – на четвертой ступенях. По результатам ОСИ отдельных двигателей, в 1968 г. начались работы по увеличению надежности и ресурса, упрощению конструкции и удешевлению наземной отработки. Новые варианты получили обозначения НК-33, НК-43, НК-31 и НК-39 соответственно.

НК-33 и НК-43 унифицированы по камере сгорания и турбонасосному агрегату, отличаясь в основном степенью расширения сопла. Исходный НК-15, как и последующие модификации, конструктивно подобен двигателю РД-253 и выполнен по замкнутой схеме с дожиганием окислительного генераторного газа после турбины. Но благодаря ряду конструктивных особенностей самарские двигатели имеют наилучшее сочетание удельного импульса и удельной массы среди всех ЖРД на углеводородном горючем.

Серийно двигатели выпускались до апреля 1974 г. на заводе им. М.В. Фрунзе («Моторостроитель») в кооперации с рядом других куйбышевских заводов («Металлист», «Салют» и др.). Всего изготовлено более 120 серийных НК-33 и НК-43. Каждый проходил контрольно-сдаточные испытания (КСИ).

Кроме Н-1, двигатели НК-33 и НК-43 рассматривались в качестве основных ЖРД в проекте многоразовой космической системы «Подъем», разработка которой велась в первой половине 70-х гг. В 1980 г., когда НПО «Энергомаш» столкнулось с трудностями доводки РД-170, был предложен вариант применения четырех НК-33 в боковых блоках «Энергии». В начале 90-х гг. НК-33 и НК-43 привлекли внимание западных специалистов. В 1993 г. между СНТК и фирмой «Аэроджет» (США) был заключен контракт на продажу 36 НК-33 и 10 НК-43 (всего, с учетом опциона, предполагалось поставить 70 НК-33 и 18 НК-43) для использования в многоразовом носителе «Кистлер» K-1. Но проект так и не был реализован.

В настоящее время в СНТК находятся на хранении 54 двигателя НК-33, из которых 46 могут быть подготовлены к товарным поставкам, и несколько НК-43. С середины 90-х гг. прорабатываются различные проекты РН с использованием НК-33: «Ямал», «Аврора» и ряд других. Наиболее реальным считается применение ЖРД в составе РН «Союз-2-3» (НК-33, НК-33-1) и «Полет» (НК-43М, НК-33-1). С конца 90-х гг. СНТК ведет модернизацию НК-33 и НК-43 для установки на перспективных РН (оснащение карданным подвесом, форсирование тяги и применение выдвижного соплового насадка для увеличения удельного импульса на высоте. Существуют планы восстановления серийного производства НК-33 на заводе «Моторостроитель».