miércoles, 27 de junio de 2012

-MOTOR COHETE RD-170-


-RUSIA INICIO,EN EL AÑO 1973 EL DESARROLLO Y PRODUCCION DE LOS IMPULSORES RD,LOS MAS PODEROSOS DE LA HISTORIA-


-MOTOR COHETE RD-170-
-FILEALIEN-46-Año 3-Rosario-Argentina-Junio/27/2012-Hs:23.15 Pm-
El RD-170/171 (Rocket Engine-170/171) son el más poderoso del mundo los motores de cohetes de propulsante líquido, diseñados y producidos por NPO Energomash para su uso con Energía y vehículos de lanzamiento Zenit. Los motores de alto rendimiento utilizan etapas del ciclo de combustión con los gases ricos en oxígeno, de accionamiento de turbina. El artículo proporciona una información sobre la historia del desarrollo, los principales parámetros de diseño y características de funcionamiento de los motores.

  -Prehistoria-

En el inicio de los trabajos en los motores de 11D520 y 11D521 ONG "Energomash" (antiguo nombre de la OKB-456 y CB EM) tuvo la experiencia de la construcción de motores con alta presión en el Tribunal Constitucional, basado en un circuito cerrado y ha trabajado en los componentes vysokokmpyaschih (AT y UDMH).
En particular, para motores de misiles balísticos fueron creados 15D119 (RD-263/264) de empuje P s = 1040 kN (106 toneladas) y una presión de 20,6 MPa, CP, y 15D168 (RD-268) de empuje P s = 1147 kN (117 toneladas ) y con la presión de 6,22 MPa en la CP. Mientras trabajaba en estos motores en la planta de CB mejorado la tecnología de fundición de acero de los detalles de seguridad complejos tales como carcasas de bombas y conjuntos de la automatización que se han hecho con anterioridad, de metales no ferrosos). Para excluir la presencia de inestabilidad en la cámara de combustión del motor del cohete se introdujeron antipulsatsionnye particiones de plástico, montado en el cabezal de mezcla, y contribuyó a la atenuación de pulsaciones de presión.
Una reserva especial se ha proporcionado el motor de desarrollo 8D420 (RD-270), 640 toneladas de empuje y la presión de 1,26 MPa en el Tribunal Constitucional, que trabaja en un "gas-gas." Entre otras cosas, para este motor se desarrollaron los sellos de aparcamiento para TNA ejecuta repetidamente, y para reducir el peso y las dimensiones de las bombas de diseño TNA de refuerzo a la ubicación de los álabes de la turbina directamente a la turbina, la bomba de la barrena.
Experiencia en el diseño y las pruebas a escala piloto de los motores y las unidades que operan a presiones de hasta 60 MPa, y el desarrollo de la tecnología de fabricación de estas unidades se utiliza cuando se trabaja en los motores de 11D520 y 11D521.

Una breve cronología del motor para crear

1973 - inicio del diseño y la investigación computacional y el estudio de diseño de ingeniería. Las propuestas técnicas de los motores RD-123 con un empuje de 800 toneladas y 150-RD con un empuje de hasta 1.500 toneladas
1974 - el comienzo de los estudios experimentales para probar el encendido química, mezclando en la cámara de combustión y el generador de gas, la estabilidad de alta frecuencia del proceso de trabajo en la cámara y el generador de gas, de lanzamiento reutilizable.
Los estudios se realizaron en el motor, analógica, creada sobre la base de motor 15D168. El motor se convirtió a ejecutar en oxígeno líquido y queroseno. En los nuevos componentes a una presión de 20 MPa empuje del motor Conferencia de las Partes desarrollados 90 toneladas
Un total de 300 pruebas en 200 ejemplares, con un tiempo total de operación en cuando en el 20 tys.s. De acuerdo con los resultados de la investigación se recomienda: cinco-tiempo de suministro de la fuente de recursos para la descarga de la fuerza axial en el eje de la TNA al menos 20%, excluyendo la posibilidad de que las bombas en la zona de cavitación parcial y los impulsos de presión no debe exceder de 1-2% del nivel de trabajo. Proporcionado especial atención a la resistencia de los materiales en el entorno de gas oxidante.
Se introdujo por la prueba de control de proceso para cada motor, sin mamparos.
Febrero-marzo de 1976 - el gobierno decidió desarrollar sistemas de misiles, "Energía" - "Buran" y "Zenith".
11 1976 - diseño desarrollado conceptual de la RD-170 con las siguientes características: tracción sobre el terreno 740 m en el espacio libre - 806,4 m, el impulso específico de 309,3 en el suelo, en un vacío - 337 s, la presión en la cámara de combustión 250 ambientes, el generador de gas-hasta 583 atmósferas, la turbina de potencia de 297.260 HP
25 de agosto 1980 - celebró su primer disparo de prueba de la RD-171 (versión del RD-170 cohetes para el "Zenith").
09 de junio 1981 - la prueba de la primera cocción de la RD-171 № A15, ha logrado recaudar 150 gastado en el programa de pruebas previsto.
26 de junio 1982 - la prueba de la primera cocción de RD-171 del motor en el stand A18 № NIICHIMMASH en el vehículo fase de lanzamiento primero "Zenit". Empezar de nuevo el accidente que destruyó el único en el stand de la Unión Soviética, adecuado para la etapa de prueba del motor de un cohete de ese poder.
05 1983 - la primera prueba de fuego exitosa RD-171 del motor a la velocidad nominal.
01 de diciembre 1984 - la primera prueba de fuego exitosa RD-171 del motor en el NIICHIMMASH stand en la primera fase de lanzamiento del vehículo "Zenit".
13 de abril 1985 - el primer lanzamiento del cohete "Zenit", con el RD-171 en la primera etapa, que culminó en un accidente debido a un fallo de la gestión del combustible de la segunda etapa.
06 1985 - el segundo cohete de lanzamiento "Zenit", con el RD-171 en la primera etapa, que culminó en un accidente como consecuencia de variaciones en el motor de dirección de la segunda etapa y la posterior explosión al final de la página activa.
10 1985 - el tercero (el primero con éxito) de lanzamiento de cohetes "Zenit", con el RD-171 en la primera etapa.
Noviembre 1985 - el banco de pruebas primero del RD-170 en el bloque "A" cohete "Energía". El motor ha trabajado con éxito durante un tiempo especificado.
15 de mayo 1987 - el primer lanzamiento del cohete "Energía" con el RD-170 en la primera etapa.
12 1987 - Finalización de la prueba de vuelo del cohete "Zenit", con el RD-171 en la primera etapa.
15 de noviembre 1988 - el segundo lanzamiento del cohete "Energía" con el RD-170 en la primera etapa.
04 de octubre 1990 - décimo quinto lanzamiento de cohetes "Zenit", que culminó en un accidente en el tercer vuelo en la segunda explosión del motor de la primera etapa. A la conclusión de la insuficiencia de emergencia del motor comité producido debido a la destrucción de la ruta anfitrión gas de barrido de la segunda cámara. La causa más probable de fuego estaba en la cavidad interna del barrido iniciador anfitrión de fuego en forma de materia orgánica con calor concentrado a partir de la combustión de más de 30 kilojulios.
27 de julio 1991 - el décimo sexto lanzamiento de cohetes "Zenit" no se llevó a cabo por nezapuska de la primera etapa del motor.
20 de mayo 1997 - Vigésimo octava de lanzamiento de cohetes "Zenit", que culminó en un accidente en el segundo 49 de vuelo como consecuencia de una parada de los motores de emergencia fue el primer paso. El cohete cayó a 28 kilómetros del complejo de lanzamiento.
09 de septiembre 1998 - el lanzamiento de cohetes "Zenit", que culminó en un accidente en 72 segundos de vuelo.
25 de marzo 2004 - primer suministro comercial de la RD-171 millones de LV "Zenit-3SL" para el "Sea Launch".
05 de julio 2004 - RD-171m aprobado para su uso en el VI "Zenit-3SL" para el "Sea Launch".
15 de febrero 2006 - el primer lanzamiento del cohete "Zenit-3SL" con el RD-171m.
25 de abril 2006 - la decisión del Ministerio de Defensa y la Agencia Espacial Rusa RD-171m asignará la letra de "O1", que permite el uso del motor en el cohete "Zenit-M" en la ejecución de los programas de gobierno.
30 de enero 2007 - lanzamiento de cohetes "Zenit-3SL" con el lanzamiento de la plataforma marina Odyssey zavershivshilsya accidente. El cohete explotó en el lanzamiento. El ruso-ucraniana comisión interministerial para investigar el accidente determinó que la causa del accidente fue un incendio accidental en los de fuera de las partículas de metal en la bomba del oxidante.
29 de junio 2007 - el primer lanzamiento del cohete "Zenit-M" con el RD-171m, llevado a cabo con el lanzador № 1 pl. № 45 Prueba de Estado cosmódromo de Baikonur.
26 de abril 2008 - el primer lanzamiento del cohete "Zenit-3SLB" con el RD-171m en el "Land Launch" del programa, llevado a cabo con la prueba de estado en Baikonur.
25 de diciembre 2009 - durante la prueba de aceptación de disparo de la RD-171m en el stand de fallo de motor "Energomash" se produjo con la destrucción del material del motor y los sistemas individuales de la base. La Comisión, tras examinar los resultados del procesamiento de la telemetría y el análisis de la situación financiera, entró en la siguiente: fallo de motor en su trabajo en la tracción de la velocidad nominal se produjo como consecuencia del fuego por 17,6 segundos en la cámara de gas para el TNA de la turbina en la unión del colector de escape a la zona de turbinas de gas de uno de los cámaras (número de la cámara 2). El desarrollo de combustión dirigido por 18,2 segundos en la destrucción de la ruta del gas del motor de explosión de la turbina y el fuego. La iniciación de fuego fue el resultado de la ingestión de una cavidad de gas con un objeto extraño (sustancia) en la fabricación del motor, que no pudo ser detectada a cabo la inspección periódica y procedimientos de vigilancia. Reconocida como la naturaleza orgánica más probable de un objeto extraño (la materia) se metió en la ruta del gas en el conjunto de sub-trabaja con el "bloque gazovodov" del motor.

Información general


El motor se hace en un circuito cerrado con postcombustión de oxidante-gas después de la turbina.
componentes del combustible oxidante - combustible de oxígeno líquido - queroseno.
El motor tiene cuatro cámaras de combustión, la unidad de turbo (TPU), un combustible de refuerzo unidad de bomba (BNAG), bomba de presión oxidante de la unidad (BNAO), dos generadores de gas, unidad de control automático, los cilindros de potencia, unidad de sistemas de automatización (SPA), un sistema de transmisión (en PSA), un regulador del consumo de combustible en el generador de gas, dos reactores el combustible del reactor oxidante, puesta en las válvulas de cierre, el oxidante y el combustible, cuatro frascos con partida de combustible, la puesta en marcha del tanque, los marcos de motor, la pantalla inferior, sensores, sistemas de seguridad, los dos intercambiadores de calor para calentar el helio oxidante presurización del tanque.
Una de las principales características de diseño de este motor - la presencia de cuatro cámaras, se mecen en dos aviones y dos generadores de gas que operan en una turbina. Cuatro de la cámara de combustión permite tener los ajustes de la cámara sobre el proyecto, cerca de la elaboración de un rango de 185 toneladas de empuje para el progreso en otros desarrollos de 150 toneladas Además, hay cuatro cámaras y dos SA permite realizar pruebas organizlvat independiente de estas unidades.

Figura 1. RD-170 (no los accionadores de timón, la imagen se amplía cuando se hace clic) [ 1 ]
Turbobomba ensamblado se encuentra entre las cámaras, y su eje es paralelo al eje de la cámara. Esta solución permite óptimo del motor en lugar de reducidas dimensiones de la sección de cola de la ROP.
Para asegurar la viabilidad de mantener el diseño de uso general las conexiones abiertas de las bridas. Para garantizar el cierre hermético bridas de gran diámetro se utilizan auto-sellado de doble barrera de sellado con los sellos de metal.
Al diseñar el motor estaba prevista para garantizar la posibilidad de no menos de veinte veces en el uso de los medios de comunicación, incluyendo las pruebas de fuego mezhpoletnye en el bloque. Garantizada motores de alto rendimiento de acciones a los recursos y el número de inclusiones, además de la necesidad de utilizar (antes de que el último uso) debe ser al menos 5 que se requieren para un único vuelo.
En los años 80 hasta la cantidad máxima de una copia del motor de prueba fue de 21.
Tabla 1. Parámetros técnicos del motor
Parámetro Valor Unidades
Tracción
la Tierra 740 000 kg

7256 KN
en un vacío 806 000 kg

7904 KN
Los límites de empuje de estrangulación 100-40 %
Impulso de impulso específico
en vacío 337 con
a nivel del mar 309 con
La presión en la cámara de combustión5,24MPa
El consumo de combustible a través de los componentes del motor 2393 kg / s
La relación de los componentes 2,63 m (aprox.) / m (r)
Ajuste de la relación de componentes ± 7 %
Horas 140-150 con
Peso del motor
secar 9755 kg
el reparto 10.750 kg
Dimensiones
altura 4015 mm
de diámetro en el plano de las boquillas de corte 3565 mm





Modificaciones

Las diferencias entre los RD-170 y RD 171-
En el RD-170 y RD 171-utilizado diferentes versiones de cámara abatible y controla la desviación de ellos.
Cámara de RD-170 en el bloque A cohete "Energía" oscilación en dos planos: el plano radial a través del eje longitudinal del motor y el eje de la cámara, y es perpendicular al plano tangencial. Este esquema de control es más eficiente en la estructura del paquete de cohete "Energía", pero requiere más engranajes de dirección de potencia, que superar la carga creada por el incidente flujo aerodinámico en la parte saliente de la boquilla de la cámara de combustión de un bloque de parámetros en el contorno exterior de una desviación en la dirección radial.
La cámara de combustión RD-171 primera etapa de "Zenith" rechazado en el manejo de sólo el plano tangente a la rodadura. Cámaras de la boquilla no se extienden hasta el nivel ambiente de flujo aerodinámico y no tiene que cargar. La dirección es mucho más máquinas menos potentes. La gestión eficaz de esta opción es suficiente para que el cohete "Zenit".
Figura 17. RD-170
movimiento de la cámara cada dos de dirección
de la máquina (ver foto - verde)
Fig.18. RD-171m
cada cámara se mueve un directivo
de la máquina (en la foto - a la izquierda cerca de la cámara)
Los demás sistemas del motor están unificados.

RD-173 y RD-171m
En la etapa final del motor de minería, VP Glushko ha iniciado el desarrollo de diseño de los motores, que en comparación con el RD-170 (RD-171) proporciona un poder superior (el cruce en el 5%) y en el que las actividades serán ejecutadas para reducir la tensión dinámica de las unidades de alimentación. La documentación de diseño correspondiente se ha desarrollado y el motor, con el tiempo llegó a ser conocido como el RD-173.
Hasta 1996 se fabricó motores de 28, que fueron minero diversificado. En el RD-173 utiliza un diseño más avanzado de suministro de áridos, principalmente primaria THA. Una alteración importante del sistema de regulación ha sido objeto de RD-170. En el proceso de elaboración de la RD-173 se confirmó que se arranca el motor, su trabajo prevista en todos los modos se caracteriza por un funcionamiento estable de todos los componentes y sistemas para asegurar el carácter deseado de la puesta en marcha y mantener la precisión de los parámetros sin utilizar oxidante del estrangulador. La exclusión de los aceleradores del motor y oxidantes, respectivamente, las dos unidades ha simplificado su diseño, una mayor fiabilidad y un menor peso del motor. Diseño se aplicó unidad fuelle oscilación aleación de níquel, que también aumentó la fiabilidad del motor.
La experiencia acumulada de la creación del sistema de gestión del motor en el control de las pruebas tecnológicas, utilizando información externa permitidos en el proceso de elaboración del RD-173 para pasar a un sistema de control mucho más sencillo que consta de dos digitales unidades que controlan directamente a la válvula reguladora de barras de control y el Servicio de Seguridad General. La simplificación del sistema regulador se ha incrementado la fiabilidad del motor, la reducción de su masa.
En el RD-173 del motor, teniendo en cuenta las estadísticas de una gran cabeza de mezcla positivos son de generadores de gas, a diferencia de conexión de brida soldada a la RD-170 (RD-171), que preveía la posibilidad de un cambio rápido de la cabeza después de las pruebas de procesamiento de cheques. Esto, así como otras soluciones obtenidas cuando se desarrolla el RD-173, se utilizaron en el desarrollo de RD-180 motor.
Los pedidos para la producción de RD-171 terminó en 1995, sin embargo, continuó produciendo modificaciones Energomash más avanzada de la RD-170 (RD-171) - el RD-173 del motor. Desde 1995 Energomash suministra motores RD-171 para el "Sea Launch", programa que afinarse de la RD-170, realizados anteriormente, para la primera etapa de "Energía". Estos motores han creado una fundación para la ejecución del programa hasta el año 2004 para el desarrollo ulterior del programa era necesario para reanudar la producción de motores en Energomash. Teniendo en cuenta la experiencia acumulada de trabajar fuera del RD-173 y RD 180, que puso en práctica soluciones para mejorar la fiabilidad y seguridad de obligar a un 5% Energomash se ofreció a producir RD-173 para el "Sea Launch" del programa. 

--Investigacion:Alberto Costacurta Grossetti-Edicion:Mirta B Costacurta y Corresponsales de FILEALIEN-46-  http://filealien-46.blogspot.com Correo de contacto: albertocostacurta46@hotmail.com-

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