РД-191 — российский однокамерный жидкостный ракетный двигатель (ЖРД), работающий на нетоксичных компонентах (керосин + жидкий кислород). Разработан для семейства российских ракет-носителей (РН) « Ангара ». Разработчик — НПО «Энергомаш» им. В. П. Глушко

Конструкция

РД-191 — однокамерный ЖРД с дожиганием окислительного газа с вертикально расположенным турбонасосным агрегатом. Работает на топливной паре керосин + жидкий кислород. Конструкция изделия основана на конструкции двигателей РД-170/171.

Срок изготовления двигателя на 2016 год составлял от 18 до 24 месяцев; планируется снижение этого срока до 12 месяцев .

Применение

Известные модификации двигателя :

• РД-151 — использовался в первой ступени корейской РН « Наро-1 » ;
• РД-191 №ДО27 — усовершенствованный для РН « Ангара »;
• РД-193 предназначен для использования в первой ступени РН « Союз-2.1в »;
  • РД-181 (экспортный вариант РД-193 ) устанавливается на американской РН « Антарес » компании Orbital Sciences Corporation , в качестве замены двигателям НК-33 .

История создания

Разработка двигателя началась в конце 1998 года . Первое огневое испытание двигателя РД-191 проведено в июле 2001 года .

• В 2009 году РД-191 прошёл лётные испытания в составе первой ступени РН « Наро-1 » ( Республика Корея ). Первая ступень отработала нормально, но, из-за несброса головного обтекателя, спутник на орбиту не вышел .

• К началу 2010 года РД-191 прошёл полный цикл огневых испытаний на стенде и три огневых испытания в составе блока первой ступени ( ) ракеты-носителя « Ангара ». Программы испытаний соответствовали циклограммам работы УРМ в составе «Ангара-1.2», бокового и центрального блока « Ангара-А5 ». В последнем случае осуществлялось дросселирование двигателя до 30 % номинала, что является рекордом для двигателей, работающих при атмосферном давлении на уровне моря.
• В июле 2010 года, в ходе проведения плановых межведомственных испытаний, не выдержал многократных сверхнагрузок и прогорел РД-191 для первой ступени РН «Ангара».

Двигатель и должен был сгореть. Это абсолютно нормальная штатная ситуация, специалисты должны были установить, какие нагрузки он был способен выдержать.

— Пресс-центр — НПО «Энергомаш»

• 29 марта 2011 года двигатель РД-191 успешно прошёл очередные огневые испытания на испытательном стенде НПО «Энергомаш». Двигатель успешно отработал по программе 223 с.
• 23 мая 2011 года межведомственной комиссией (МВК), образованной совместным решением Космических войск Минобороны РФ и Федерального космического агентства , подписан акт, в котором констатировано, что двигатель РД-191 успешно завершил стадию наземной отработки и пригоден для использования в составе семейства ракет-носителей «Ангара» .

• 30 января 2013 года состоялся успешный старт ракеты-носителя «Наро-1» . Таким образом, РД-191 в третий раз успешно отработал в составе первой ступени ракеты-носителя «Наро-1».

• В 2014 году в пермском поселке Новые Ляды началось строительство заготовительного корпуса, на эти цели из федерального бюджета и бюджета предприятия выделили более 2 млрд рублей .
• 9 июля 2014 года с космодрома « Плесецк » был успешно проведён первый испытательный пуск РН « Ангара-1.2ПП » с маршевым двигателем первой ступени РД-191.
• 23 декабря 2014 с космодрома «Плесецк» был успешно проведён первый испытательный пуск РН «Ангара-5» с маршевым двигателем первой ступени РД-191.

• 23 января 2015 стало известно, что в рамках гособоронзаказа НПО «Энергомаш» в течение 2015—2016 годов произведёт 10 двигателей РД-191 для использования в составе РН «Ангара-А5» .

• 25 августа 2015 года НПО «Энергомаш» приступило к созданию модернизированной версии двигателя РД-191 — РД-191М , который будет применяться на РКН Ангара-А5В и Ангара-А5П и будет на 10—15 % мощнее предшественника.
• В ноябре 2015 года ПАО « Протон-Пермские моторы » объявило тендер на реконструкцию цехов под производство двигателя РД-191 для ракет «Ангара» .

• В сентябре 2016 года стало известно, что для РД-191 будет внедрено цифровое проектирование . Для этого сформирована проектная команда, управляющий комитет и определён бюджет. Реализация проекта рассчитана на три года .

• 1 августа 2017 года пресс-служба «Энергомаша» сообщила, что с августа предприятие начинает периодические подтверждающие испытания РД-191 для ракет-носителей семейства «Ангара», общее число которых составит шесть прожигов .

• 27 февраля 2018 года НПО «Энергомаш» заявило о начале внедрения аддитивных технологий при производстве жидкостных ракетных двигателей. По оценке специалистов КБХА , применение аддитивных технологий сократит трудоёмкость производства этого двигателя на 20 %. По НИОКР конструкторы НПО «Энергомаш» планируют провести работы по нескольким направлениям применения аддитивных технологий для использования при производстве РД-191 :
  • Разработка агрегата наддува двигателя РД-191, выполненного по аддитивной технологии;
  • Отработка аддитивной технологии изготовления корпуса блока сопел крена (КБСК) двигателя РД-191;
  • Перепроектирование пневмоблока двигателя РД-191;
  • Проведение топологической оптимизации и изготовление кронштейнов двигателей РД-191.

• 11 апреля 2018 года НПО «Энергомаш» заявил, что ведёт работу по переводу всей технической документации для двигателя РД-191 в электронный формат и в вид 3D-моделей деталей, агрегатов и двигателя в целом. На основе электронной документации составляются технологические процессы и управляющие программы для современных многокоординатных станков с числовым программным управлением. Что позволяет оптимизировать процесс его изготовления и, как следствие, уменьшить общий объём издержек .

• 27 августа 2019 года глава Роскосмоса Дмитрий Рогозин на международном авиационно-космическом салоне МАКС-2019 сообщил, что производство РД-191 для ракет-носителей «Ангара» возрастёт кратно с 2023 года с началом серийного изготовления носителей. В изготовлении РД-191 будет активно участвовать предприятие «Протон-ПМ» .

• 25 октября 2019 года исполнительный директор ПАО «Протон-ПМ» Дмитрий Щенятский сообщил СМИ, что предприятие собирается на 32% сократить цикл производства, тем самым в полтора раза снизив стоимость изготовления РД-191 — до 200 млн рублей. «Протон-ПМ» к 2023 году планирует стать серийным изготовителем этого двигателя, в год будет производиться 40 двигателей. Инвестиции в создание производства составляют 13 млрд рублей, сегодня освоено более 7 млрд рублей .
• 26 мая 2020 года ПАО «Протон-ПМ» заявило, что организовало отгрузку заказчику — АО «НПО Энергомаш» — турбонасосного агрегата (ТНА) двигателя РД-191 для ракеты-носителя « Ангара » (опытно-конструкторские работы «Факел-2»). Сборка двигателя № ПМ2 с ТНА производства пермского предприятия запланирована на июнь 2020 года, квалификационные испытания РД-191 будут проведены в третьем квартале того же года.

РД-191М

• 25 августа 2015 года НПО «Энергомаш» приступило к созданию модернизированной версии двигателя РД-191 — РД-191М — который будет применяться на РКН Ангара-А5В и Ангара-А5П и будет на 10—15 % мощнее предшественника.

Первый этап выпуска аванпроекта будет завершён в сентябре 2015 года. Опытно-конструкторские разработки планируется завершить к 2018 году.

• 18 января 2017 года Центр им. Хруничева сообщил СМИ о планируемом повышении грузоподъёмности РКН «Ангара-1.2» и «Ангара-А5» благодаря применению двигателя РД-191М. Специалистам удалось создать и провести испытания РД-191М с выходом на режим по тяге в 110 % (таким образом, для «Ангары-А5М» грузоподъёмность вырастет с 24 до примерно 25,5 тонн при выводе на низкую орбиту, что на 3,5 тонны больше возможностей «Протон-М»).

• 27 августа 2020 года генеральный директор НПО «Энергомаш» Игорь Арбузов сообщил, что в Роскосмосе прошла защита технического проекта РД-191М. В КБ «Энергомаша» идёт разработка конструкторской документации, которая будет в том числе подготовлена в виде электронной 3D-модели; затем конструкторская документация будет передана на серийный завод в Пермь на ПАО «Протон-ПМ», где уже началась подготовка производства и организация серийного производства РД-191М. Первый доводочный образец двигателя должен быть собран в конце 2021 года, огневые испытания предполагаются в середине 2022 года с тем, чтобы в 2023 году начать поставки для « Ангары-А5М ». Мощности, которые создаются в Перми, позволяют обеспечить объём выпуска не менее 40 двигателей в год .

• 27 февраля 2021 года главный конструктор НПО «Энергомаш» Петр Левочкин в эфире телепрограммы "Большой космос" сообщил о работах по перепроектированию двигателя РД-191М под ракету-носитель « Амур ». В течение 2021 года должна быть в полном объёме выпущена конструкторская документация, проведены автономные испытания, изготовлена материальная часть первого доводочного двигателя .
• 20 мая 2021 года компания «Протон-ПМ» приступила к освоению двигателя РД-191М для ракет-носителей семейства «Ангара». Первый экземпляр планируется изготовить в начале 2023-го, в том же году Научно-производственное объединение «Энергомаш» имени академика В.П. Глушко приступит к его испытаниям.
• 28 июня 2022 года в Роскосмосе сообщили, что компания «Протон-ПМ» разработала большую часть техпроцессов, необходимых для изготовления двигателя РД-191М ракеты «Ангара-А5М».

Основные характеристики РД-191

• Тяга (на уровне моря / в вакууме): 196 / 212,6 тс ;
• Удельный импульс (на уровне моря / в вакууме): 311,5 / 337,4 с ;
• Диапазон дросселирования тяги (от номинального значения): 27—105 % ;
• Компоненты топлива: жидкий кислород и керосин РГ-1;
• Масса сухая: около 2,2 т .

Основные характеристики РД-191М

• Тяга (на уровне моря / в вакууме): 217,4 / 234,0 тс ;
• Удельный импульс (на уровне моря / в вакууме): 314 / 338 с;
• Жидкостный ракетный двухкомпонентный
• С дожиганием окислительного генераторного газа
• Рассматривался вариант выдвижного соплового насадка, однако в этом случае пришлось бы его выдвигать на работающем двигателе, что связано с массой сложностей, которые при нынешнем руководстве решить не сумели (выдвижной сопловой насадок позволил бы заметно поднять ПН двухступенчатых ракет без форсирования двигателя и заметного увеличения стоимости)

См. также

• РД-180
• РД-170
• НК-33
• ЖРД закрытого цикла

Примечания

Ссылки

• (неопр.) . НПО «Энергомаш» имени академика В. П. Глушко.
• (неопр.) . ГКНПЦ им. М. В. Хруничева .
• Anatoly Zak. (англ.) . RussianSpaceWeb.com .