Универсальный ракетный кислородно-керосиновый двигатель РД-191
Ракетный двигатель РД-191 разработанный «НПО Энергомаш имени академика В.П.Глушко» предназначен для перспективных носителей «Ангара» и многоразовых ракет-ускорителей «Байкал». Изготовителем камеры сгорания и других агрегатов двигателя РД-191 является Воронежский механический завод..
 |
| Жидкостный ракетный двигатель РД-191 |
| Источник: http://www.lpre.de/ |
Однокамерный двигатель РД-191, создаваемый в НПО «Энергомаш», работает на компонентах керосин/жидкий кислород. Этот двигатель является вариантом четырехкамерных двигателей РД-170 и РД-171, устанавливавшихся на первых ступенях PH «Энергия» и PH «Зенит-2» соответственно, и двухкамерного двигателя РД-180, созданного для PH «Атлас».
Разработка двигателя РД-191 началась в конце 1998 г. РД-191 представляет собой однокамерный ЖРД с вертикально расположенным турбонасосным агрегатом. В течение 1999 г. была выпущена конструкторская документация, в 2000 г. начата автономная отработка агрегатов двигателя РД-191 и завершена подготовка производства. В мае 2001 г. был собран первый доводочный двигатель. Первое огневое испытание РД-191 проведено в июле 2001 г.
Для обеспечения управления ракетой-носителем в полете двигатель закрепляется в карданном подвесе.
Один такой универсальный ракетный модуль является первой ступенью двух типов носителей легкого класса, создаваемых в рамках программы «Ангара». В качестве вторых ступеней на этих двух вариантах PH, условно именуемых «Ангара-1.1» и «Ангара-1.2», используется, соответственно, центральная часть разгонного блока «Бриз-М» и ракетный блок на базе блока «И», создаваемого для ракеты-носителя «Союз-2».
Носитель последующего класса образован с помощью добавления универсального модуля (в качестве первой ступени) к ракете-носителю предыдущего класса.
Носитель тяжелого класса «Ангара-5А» имеет первую ступень, образованную из пяти блоков на основе универсального ракетного модуля. Пять двигателей первой ступени запускаются при старте ракеты одновременно, но впоследствии двигатель центрального блока дросселируется до 30% тяги и к моменту опорожнения боковых модулей сохраняет достаточные запасы топлива для продолжения полета.
Опорожнившиеся боковые модули сбрасываются, а центральный модуль переводится на режим полной тяги.
Характеристики двигателя РД-191
- Тип — Жидкостный ракетный двигатель с дожиганием окислительного газа
- Топливо – кислород+керосин
- Тяга земная, тс — 196
- Тяга пустотная, тс — 212,6
- Удельный импульс земной, с — 311,2
- Удельный импульс пустотный, с — 337,5
- Давление в камере сгорания, кгс/см2 — 262,6
- Масса сухая, кг — 2290
- Масса залитая, кг — 2520
- Высота, мм — 3780
- Диаметр, мм — 2100
РД-191
Материал из Documentation.
РД-191 — жидкостный ракетный двигатель. Используется в 1-й ступени семейства российских ракет-носителей «Ангара» (лёгкий и тяжёлый классы). [1] [2]
Разработчик и изготовитель двигателя — НПО Энергомаш. Воронежский механический завод — изготовитель камеры сгорания и других агрегатов двигателя РД-191. [3]
Содержание
[править] История разработки
Разработка двигателя РД-191 началась в конце 1998 года. [4]
В течение 1999 года была выпущена конструкторская документация, в 2000 году начата автономная отработка агрегатов двигателя РД-191 и завершена подготовка производства. В мае 2001 года был собран первый доводочный двигатель. Первое огневое испытание РД-191 проведено в июле 2001 года. [5]
С принятием в сентябре 2004 года правительственного решения об ускорении работ по программе «Ангара» были интенсифицированы и работы по двигательной установке, которые фактически свелись к большой серии наземных огневых испытаний (более 100 огневых циклов) с последующим анализом и устранением выявленных недостатков, ведь большой ресурс — один из важнейших показателей для РД-191. Дело в том, что двигатель изначально задуман как многоразовый. Традиционно при запуске ракеты отработавшая первая ступень всегда падает на Землю, чем создает определенную экологическую и физическую опасность в районе падения. Ступень же для «Ангары» под названием «Байкал» сделана управляемой, возвращаемой и многоразовой. Разработка технологии возвращения и повторного использования наиболее дорогостоящих частей ракеты позволит в несколько раз сократить затраты на выведение в космос полезных грузов. [6]
На июнь 2011 года было проведено 120 огневых испытаний двигателя с общей наработкой 26892 секунды, в том числе летом-осенью 2009 года успешно проведено три огневых испытания РД-191 в составе УРМ-1 (модуля первой ступени ракеты-носителя «Ангара») в НИЦ РКП (г. Пересвет, Московская область). [7]
[править] Конструкция и характеристики
Конструкция двигателя основана на конструкции двигателей РД-170/171. РД-191 представляет собой однокамерный ЖРД с вертикально расположенным турбонасосным агрегатом. [8] [9]
Двигатель выполнен по схеме с дожиганием в камере окислительного газа. Двигатель имеет один турбонасос. Управление вектором тяги обеспечивается за счёт качания камеры в 2 плоскостях. Тяга двигателя — 213 тонн. [10] [11]
РД-191 превосходит по своим техническим возможностям все ранее созданные ЖРД данного класса. [13]
Высокая тяга двигателя достигнута сочетанием хорошо отработанного ещё советским ракетостроением решения, называемого «дожиганием окислительного газа» (заключается в подаче выхлопа турбонасосных агрегатов в камеру сгорания вместо бесполезного его выбрасывания) с новой формой камеры сгорания, отработанной на трёхмерных математических моделях и обеспечивающей более оптимальное использование энергии горения ракетного топлива. Схема с дожиганием окислительного газа является «визитной карточкой» «Энергомаша»: она используется на всех разработках НПО, начиная с 1965 года. [14]
Ещё одна особенность двигателя, крайне редко встречающаяся в ракетостроении и делающая его характеристики уникальными, — это возможность плавного регулирования тяги от 38 % до номинала. Действительно, для обеспечения необходимой динамики разгона полная тяга необходима на начальных этапах полета, когда запас топлива еще не выработан и масса ракеты близка к стартовой. По мере выгорания горючего и окислителя тяга может быть уменьшена, что позволяет экономить топливо, необходимое, например, для орбитального маневрирования. [15]
[править] Камера сгорания
Двигатель имеет одну камеру сгорания. [16]
В камере сгорания диаметром 380 мм сгорает чуть больше 0,6 тонны топлива в секунду. Эта камера — уникальное высокотеплонапряжённое оборудование со специальными поясами защиты от мощных тепловых потоков. Защита осуществляется не только за счёт внешнего охлаждения стенок камеры, но и благодаря хитроумному способу «выстилания» на них плёнки горючего, которое, испаряясь, охлаждает стенку. [17]
Что не так с новым российским двигателем РД-191?
Двигатель РД-191 можно назвать новым лишь условно. Его разработка началась в 1998 году , а первые тесты прошли в 2010 . Если измерять время советской временной шкалой, то двигатель уже не покажется таким уж и новым, однако неоспоримый факт, что РД-191 на сегодня самый современный из того, что имеет наша космонавтика.
Конструктивно двигатель имеет своими предками советских РД-171 и РД-180. Часто можно услышать, что РД-191 получился путем «располовинивания» РД-180, который таким же образом произошел из РД-171. В этом есть известная доля истины, т.к. тяга РД-191 составляет 1/4 от тяги РД-171 и 1/2 от тяги РД-180.
История РД-191 тесно связана с новейшей российской ракетой «Ангара». Концепция подразумевала «модульность», а значит каждому блоку нужен был свой двигатель.
Боевой путь, двигатель начал в 2009 году, с запуском корейской ракеты Наро . В запуске двигатели отработали штатно и двигатель начал свой путь в отечественных носителях «Ангара» .
С техническими характеристиками у агрегата полный порядок. Это тяга 196,0 тс и удельный импульс 311,5 с, что сопоставимо с характеристиками новейшего двигателя Raptor от SpaceX- удельный импульс 330 с и тяга 173 тс. Двигатели имеют примерно одинаковый вес в 2,5 т.
В теории, отечественный двигатель может использоваться несколько раз, по крайней мере его прародитель РД-171 строился с перспективой более чем на 10-кратное использование.
Но, что может быть не так с этим классным движком?
К самому двигателю нет никаких претензий, они есть лишь к его стоимости и процессу производства.
Для сравнения, заокеанского конкурента от SpaceX обещают собирать не более чем за 3-5 месяцев, а его финальная стоимость составляет всего $2 млн.
Надо сказать, что ситуация продолжает меняться. Так, в производстве движка ныне задействованы новейшие технологии 3D печати, а благодаря новым инвестициям в размере 13 млрд рублей, время производства обещают сократить в 1,5 раз а а ежегодно после 2022 года обещают производить не менее 50 двигателей в год.
Подведем итоги. Сегодня Россия имеет линейку мощных двигателей с выдающимися характеристиками, которые могут смело и спользоваться на всей линейки отечественных ракет в ближайшие несколько десятилетий.
Развертыванию массового производства РД-191 и дальнейшему снижению его стоимости, мешает неопределенность планов руководства Роскосмоса относительно судьбы российской космонавтики и ракеты «Ангара», когда она появится, РД-191 может стать рабочей лошадкой русского космоса.
Дорогие друзья, нам очень важна ваша поддержка- подписывайтесь на канал, ставьте палец вверх. Вам не сложно, а нам приятно😉
Ракетный двигатель рд 191 схема
 |  |  |  |  |  |  |  |
 |  |  |
ЖИДКОСТНЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ РД-191
LIQUID ROCKET ENGINE RD-191
14.06.2016 
Российское НПО «Энергомаш» планирует в 2017 году удвоить объемы производства двигателей РД-191 для ракет-носителей «Ангара», сообщил гендиректор предприятия Игорь Арбузов.
«Начался этап испытаний ракеты-носителя «Ангара», количество заказов на РД-191 выросло. Следовательно, НПО «Энергомаш» должно удвоить объемы его производства (в 2016 году – 22 двигателя, в 2017 году – 40)», – приводит его слова корпоративное издание НПО «Энергомаш».
По его словам, чтобы выполнить заказ, предприятию придется увеличить численность рабочей силы на производстве на 250-300 человек.
ТАСС
16.04.2019
Проблемы с низкочастотными вибрациями двигателей РД191 для российской ракеты-носителя «Ангара» решены, заявил в интервью «Интерфаксу» главный конструктор «НПО Энергомаш» Петр Левочкин.
«Мы внедрили в конструкцию двигателя ряд решений по подавлению этих низкочастотных колебаний и добились с Центром Хруничева того, что эти мероприятия позволяют двигателю нормально работать и соответствовать техзаданию», – сказал П.Левочкин.
Так он прокомментировал появившиеся в январе этого года сообщения в СМИ о том, что возникающие при старте ракеты «Ангара» вибрации двигателя РД191 могут привести к ее разрушению.
Собеседник агентства пояснил, что низкочастотные вибрации возникали из-за крайне тяжелого для силовой установки ракеты режима, когда двигатель центрального блока первой ступени работает всего на 30% мощности для экономии топлива.
«РД191 уникален. На «Ангаре-А5″ двигатель центрального блока, пока работают боковушки, должен работать в щадящем режиме, экономя топливо. Для этой ракеты был выбран режим 30-процентного, глубокого дросселирования», – сказал П.Левочкин.
Интерфакс-АВН
30.01.2021 
Успешно и в полном объеме проведены огневые испытания ракетного двигателя РД-191, разработанного и производимого НПО Энергомаш для российской ракеты-носителя семейства «Ангара» , сообщает пресс-служба Роскосмоса.
Разработка двигателя РД-191 началась в конце 1998 г. Этот двигатель с дожиганием окислительного газа предназначен для семейства отечественных ракет-носителей «Ангара». Конструкция двигателя основана на конструкции двигателей РД-170/171. РД-191 представляет собой однокамерный ЖРД с вертикально расположенным турбонасосным агрегатом, напоминает ВТС «Бастион».
«Ангара» — семейство российских ракет-носителей от легкого класса до тяжелого. «Ангара А5» создавалась вместо экологически вредной РН «Протона-М», «А3» — взамен украинского «Зенита», «Ангара-1.2» должна была занять нишу легких РН «Циклона-2/3» и «Космоса-3М». Государственными заказчиками космического ракетного комплекса «Ангара» выступают Министерство обороны Российской Федерации и Государственная корпорация «Роскосмос», головной разработчик и изготовитель — Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева.
На 2021 год запланированы два запуска ракет серии «Ангара» — тяжелой «Ангары-А5» номер 3 с новым разгонным блоком «Персей» и легкой версии ракеты «Ангара-1.2».
ВТС «Бастион»
ЖИДКОСТНЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ РД-191
Разработка двигателя РД-191 началась в конце 1998 г. Этот двигатель с дожиганием окислительного газа предназначен для семейства отечественных ракет-носителей «Ангара». Конструкция двигателя основана на конструкции двигателей РД-170/171.
РД-191 представляет собой однокамерный ЖРД с вертикально расположенным турбонасосным агрегатом. В течение 1999 г. была выпущена конструкторская документация, в 2000 г. начата автономная отработка агрегатов двигателя РД-191 и завершена подготовка производства. В мае 2001 г. был собран первый доводочный двигатель. Первое огневое испытание РД-191 проведено в июле 2001 г.
На июнь 2011 г. проведено 120 огневых испытаний двигателя с общей наработкой 26892,4 секунды, в том числе летом-осенью 2009 г. успешно проведено три огневых испытания РД-191 в составе УРМ-1 (модуля первой ступени ракеты-носителя «Ангара») в НИЦ РКП (г. Пересвет, Московская область).
Жидкостный ракетный двигатель с дожиганием окислительного газа
Топливо – кислород+керосин
Тяга, земная/пустотная, тс 196/212,6
Удельный импульс, земной/пустотный, с 311,2/337,5
Давление в камере сгорания, кгс/см2 262,6
Масса, сухая/залитая, кг 2290/2520
Габариты, высота/диаметр, мм 3780/2100
Период разработки 1999–2011
Назначение Для первой ступени семейства РН «Ангара»
