NK-33

NK-33

Beskrivelse af dette billede, også kommenteret nedenfor En NK-33, omdøbt til Aerojet AJ26, på en teststand i John C. Stennis Space Center . Egenskaber
Motortype Iscenesat forbrænding
Ergols RP-1 / LOX
Stød 1.505  kN (havoverflade)
1.753,8  kN (tom)
Udstødningshastighed 2,91  km / s (havoverflade)
3,25  km / s (tom)
Forbrændingskammer tryk 14,5  MPa
Specifik impuls 297  s (havoverflade)
331  s (tom)
Masse 1235  kg
Højde 3,7  m
Diameter 2  m
Stød / vægtforhold 137: 1
brug
brug 1 st sal, 2 nd etage
Launcher N-1
Soyuz-2-1v
Bygger
Land Sovjetunionen
Bygger Kuznetsov

Den NK-33 og dens variant af NK-43 er 150-ton stak raketmotorer konstrueret og bygget i 1960'erne og begyndelsen af 1970'erne af den sovjetiske selskab Kuznetsov . De var beregnet til at drive den sovjetiske tunge løfteraket N-1 , udviklet som en del af det sovjetiske bemandede måneprogram . NK-33-motoren har det højeste forhold mellem tryk og vægt i forhold til enhver eksisterende raketmotor, mens den har en meget god specifik drivkraft . NK-33 er på mange måder den mest effektive raketmotor til flydende ilt / petroleum , der nogensinde er oprettet. Der er også en afledt version, NK-43, designet til at drive et højere trin : dens dyse, der er længere, er optimeret til drift i højder, hvor det omgivende lufttryk er lavt eller nul. Det giver mere kraft og har et bedre specifikt momentum, men det er længere og tungere.

Efter opgivelsen af ​​det sovjetiske måneprogram forblev NK-33, hvoraf mere end 150 eksemplarer var blevet bygget, arbejdsløs på trods af dets bemærkelsesværdige præstation. Efter liberaliseringen af ​​den russiske økonomi overvejede flere vestlige virksomheder at bruge den, og producenten Aerojet erhvervede flere motorer samt licensen. Det blev endelig valgt til at drive den første fase af Antares -bæreraketten med middel kapacitet fra Orbital Sciences , hvis første flyvning fandt sted i 2013. Det udstyrer også den første fase af den nye russiske lysraket Soyuz-2-1v , den første flyvning hvoraf blev fundet iDecember 2013.

Tekniske egenskaber

NK-33 og NK-43 blev udviklet fra henholdsvis NK-15 og NK-15V. Alle motorer er flydende drivmotorer til iscenesat forbrænding . Denne teknik blev udviklet af sovjeterne i begyndelsen af ​​1960'erne: en del af drivmidlerne brændes i et forbrændingskammer for at betjene turbopumperne, og udgangsgasserne injiceres i forbrændingskammeret . Denne arkitektur gør det muligt at bruge alle gasserne til at generere stød og opnå et højt tryk i forbrændingskammeret, hvilket resulterer i en højere effektivitet (en højere specifik impuls ). I tilfælde af NK-33 modtager præforbrændingskammeret en blanding indeholdende et overskud af ilt for at sænke temperaturen på de gasser, der cirkulerer i turbopumpen. Denne teknik anvendes normalt ikke, fordi de iltrige gasser danner en meget ætsende blanding, der har tendens til at angribe metallet. Sådanne motorer, der bruger en iltrig blanding, er aldrig blevet bygget med succes i USA. Dysen er lavet af bølgepap, svejset til en ydre og indre foring, hvilket giver en enkel, let men stærk struktur. Da NK-33 også brænder LOX og petroleum , som har lignende tætheder, bruges en enkelt roterende aksel af begge turbopumper . Dette valg resulterer i en ekstremt let motor med et tryk-til- tom- vægt-forhold på 136,66: 1, det højeste af enhver eksisterende motor. I betragtning af sin længere, tungere dyse er NK-43's vægt / vægt-forhold mindre gunstig: 120: 1.

Den iscenesatte forbrændingsmotorteknik ved hjælp af en iltrig blanding findes i de russiske motorer RD-170 / -171 og deres nyligt udviklede derivater RD-180 og RD-191 . Disse motorer bruger en forbrændingskammerkonfiguration med flere dyser som RD-107 /108 Soyuz raketmotorer, hvilket forhindrer dem i at opnå det særligt høje tryk / vægt-forhold mellem NK-33 og NK-43.

Historisk

N-1- løfteraket bruger oprindeligt NK-15-motorer til sin første etape og modificerede motorer, der er optimeret til store højder, NK-15V'erne til sin anden etape. Efter fire på hinanden følgende fejl stoppes projektet. I mellemtiden har Kuznetsov udviklet en mere kraftfuld version af henholdsvis NK-33 og NK-43-motorer, der skal drive en udviklet version af N-1F-løfteraket. Men løbet til månen med NASA er tabt, og udviklingen af ​​den N-1 tunge løfteraket stoppes, mens udviklingen af ​​rumfærgen Energia begynder. Når N-1-programmet stoppes, beslutter sovjetiske embedsmænd at udslette alle spor af deres måneprogram, som de altid havde benægtet eksisterede. Destruktion af NK-33-motorer, der allerede er bygget, bestilles, men ordren ignoreres, og størstedelen af ​​motorerne bevares, og disse opbevares i et lager. Næsten tredive år efter deres konstruktion er vestlige industrielle interesserede i disse højtydende motorer, som de har lært om eksistensen. En NK-33 føres til USA , og dens nøjagtige specifikationer er blevet demonstreret på en testbænk .

Cirka 150 motorer overlevede ødelæggelsesordren. Motorerne bruger en teknik, der stadig er lige så effektiv 30 år senere. I midten af ​​1990'erne solgte Rusland 36 motorer til Aerojet General for 1,1 millioner dollars hver. Dette firma erhverver også en licens til produktion af nye motorer. Aerojet omdøber NK-33 AJ26-58 og AJ26-59 og NK-43, AJ26-60 . Kistler Aerospace, nu kaldet Rocketplane Kistler  ( RpK), designede sin K-1- raket omkring tre NK-33 og en NK-43. Det18. august 2006, Meddelte NASA, at RpK er valgt til at udvikle sin løfteraketter som en del af Commercial Orbital Transportation Services til den internationale rumstation . Planen krævede demonstrationsflyvninger mellem 2008 og 2010. RpK ville have modtaget op til $ 207 millioner, hvis den havde opfyldt alle NASA-milepæle, men7. september 2007, NASA udsendte et standardadvarselbrev om, at det ville afslutte COTS-aftalen med Rocketplane Kistler om 30 dage, fordi RpK ikke kunne nå flere milepæle i kontrakten.

En variant af denne motor blev udviklet til at forbedre Soyuz- løfteraket , på Soyuz-2-1v erstatter NK-33-motoren den centrale RD-108. Den lavere vægt skal reducere omkostningerne.

brug

Orbital Sciences har valgt at drive sit launcher- medium Antares , hvis første flyvning fandt sted i 2013 med to NK-33 (eller AJ26-58) installeret på første sal. NK-33 blev testet med succes i 2010. Launcheren foretog sin første flyvning i 2013. Dog28. oktober 201412 sekunder efter lanceringen eksploderede Antares-løfteraket, hvoraf det var den femte flyvning, efter en fejl, der utvivlsomt var forbundet med de to NK-33-raketmotorer, der driver den.

Det russiske firma RKK Energia tilbyder en Aurora-L.SK-løfteraket, der bruger en NK-33 til at drive sin første etape og en Block DM-SL til sin anden etape. TsSKB-Progress bruger NK-33 til at drive den første fase af den lette version af Soyuz- raketfamilien kaldet Soyuz-1, og hvis første flyvning fandt sted den28. december 2013.

Referencer

  1. "  Astronautix NK-33-post  " ( Arkiv • Wikiwix • Archive.is • Google • Hvad skal jeg gøre? ) (Adgang til 4. september 2017 )
  2. "  Astronautix NK-43 post  " ( Arkiv • Wikiwix • Archive.is • Google • Hvad skal jeg gøre? ) (Adgang til 4. september 2017 )
  3. (in) Aerojet, ND Kuznetsov SSTC "  Redigering og verifikationstest af en russisk NK-33 raketmotor til genanvendelige og genstartbare applikationer  " [ arkiv9. marts 2019] , på lpre.de ,1998(adgang til 17. august 2020 )
  4. (in) "  NASA vælger besætning, lanceringspartnere for last  " , Spaceflight Now,18. august 2006
  5. (i) "  NASA Vælger Crew og Cargo Transport til Orbit Partners  " , SpaceRef,18. august 2006
  6. (i) Alan Boyle , "  SpaceX, Rocketplane win rumskib contest  " , MSNBC ,18. august 2006
  7. (in) "  RpKs COTS-kontrakt afsluttet  " , Luftfartsuge,10. september 2007(adgang til 10. september 2007 )
  8. (i) Stephen Clark , "  Aerojet Bekræfter russisk motor er klar til tjeneste  " , rumfart Nu15. marts 2010(adgang til 18. marts 2010 )
  9. (i) "  Taurus II  " , Orbital
  10. (i) William Graham og Chris Bergin, "  Orbital s Antares svigter sekund efter-lancering  " , nasaspaceflight.com,28. oktober 2014
  11. (i) "  SPKorolev RSC Energia - LØFTERAKETTER  " , Energia
  12. (in) Anatoly Zak , "  The raket Soyuz-1  " , Russian Space Web (adgang til den 7. marts 2010 )

Se også

Relaterede artikler

eksterne links