Центральный институт авиационного
моторостроения имени П.И. Баранова
Rus
<< Назад

15 мая 1987 года состоялся первый старт сверхтяжелой ракеты «Энергия»

1987 год
Специалисты ЦИАМ принимали активное участие в доводке двигателя первой ступени РН «Энергия» РД-170 – самого мощного ЖРД в мире тягой 806,4 тс в вакууме.
Тяга РД-170 в несколько раз превышала тягу любого другого отечественного ЖРД. Давление в его камерах сгорания достигало 250 бар, давление в газогенераторе доходило до 650 бар, а давление за насосами поднималось до 900 бар. Мощность одноступенчатой турбины составляла 200 МВт, что почти в четыре раза превышает мощность атомного ледокола «Арктика». При этом ресурс двигателя должен был обеспечивать применение в десяти полетах. Новизна двигателя привела к возникновению многих серьезных проблем при его доводке. Первые его прожиги неизменно заканчивались авариями.
ЦИАМ взялся за решение наиболее сложных проблем:
– обеспечение работоспособности турбины при давлении выше 600 бар и температуре газа, на 95% состоящего из водорода, 900 К;
– обеспечение устойчивости работы газогенератора и двигателя в целом;
– обеспечение работоспособности кислородного насоса, в том числе его уплотнений, подшипников и т.д.
В этих работах принимали участие несколько сот специалистов ЦИАМ при координирующей роли отдела 012, специализировавшегося по ЖРД. Представители ЦИАМ обязательно присутствовали на заседаниях экспертной комиссии по разбору причин аварий. Эти заседания проходили несколько раз в недели под председательством академика В.П. Глушко, руководителя НПО «Энергомаш», создававшего РД-170. Представители ЦИАМ на этих заседаниях выступали с анализом очередных испытаний и с результатами собственных исследований.
В частности, в ЦИАМ под руководством И.А. Биргера были проведены прочностные расчеты рабочего колеса турбины с учетом реальных свойств материала при неоднородном высокотемпературном нагреве и проведены разгонные испытания этого узла. В результате многомесячных исследований в ЦИАМ была разработана серия рекомендаций по турбине и двигателю в целом. Был предложен новый профиль лопаток с более толстыми кромками, но без ухудшения КПД, устранен доступ жидкого кислорода к диску турбины, по итогам исследований, проводившихся в ЦИАМ, были разработаны меры обеспечения устойчивости газодинамических процессов в двигателе, которые позволили ликвидировать автоколебания в газогенераторе и двигателе в целом на всех режимах без увеличения потребной мощности ТНА, массы и сложности конструкции двигателя.
Главным «подозреваемым» в серии первых неудачных испытаний двигателя был ТНА. Анализ рабочего процесса, проведенный специалистами ЦИАМ, показал, что уменьшение перепада давления на турбине позволяет значительно снизить потребное давление на выходе кислородного насоса и, следовательно, потребную мощность турбины при незначительном повышении температуры газа. Внедрение этих рекомендаций привело к уменьшению потребной мощности ТНА на 15-20% и способствовали обеспечению работоспособности РД-170.
Вклад ЦИАМ в создание РД-170 был отмечен вручением в 1988 году Ленинской премии А.С. Рудакову, ведущему работ в ЦИАМ по этому направлению и автору нескольких принципиальных конструктивных решений.