РД-0169 — российский кислородно-метановый ракетный двигатель закрытого цикла с дожиганием окислительного генераторного газа. Разрабатывается в КБХА, главный конструктор — Горохов Виктор Дмитриевич. В качестве горючего используется сжиженный природный газ (метан), в качестве окислителя используется жидкий кислород. Предназначен для использования в качестве маршевого двигателя в многоразовых ракетах-носителях (РН Амур-СПГ). Рабочий процесс в камере сгорания организован по типу «газ-газ». Преимуществами являются: удобство в эксплуатации, экологическая чистота, возможность многоразового использования. Планируется достижение тяги в 200 тонн-сил. Разрабатывается на основе РД0162 с промежуточным вариантом в виде РД0177. Известны две модификации: РД0169А (двигатель первой ступени РН Амур-СПГ) и РД0169В (четырёхкамерный двигатель второй ступени РН Амур-СПГ).
Разработка В ОАО «Конструкторское бюро Химавтоматики» с 1994 г. проводилось исследование перевода на топливо кислород-метан серии двигателей РД0120, РД0124, РД0234, РД0242, РД0256. В 1996-1999 г. сделана расчетноконструкторская, материаловедческая и технологическая проработка ряда ЖРД тягой 5-240 тс (РД0139, РД0140, РД0134, РД0141, РД0142, РД0143А, РД0143К, РД0144, РД0149) на топливе кислород-метан. Прошли огневые испытания демонстрационные двигатели РД-0110МД, изготовленный на базе РД-0110, и РД-0146М.
Ракетный двигатель РД0162 нового типа разрабатывался в воронежском Конструкторском бюро химавтоматики (КБХА) с 2006 года в варианте с тягой 2000 кН (203 тс), а с 2012 года с тягой 416 кН (42,42 тс) в варианте РД0162СД. Разработка двигателя включена в Федеральную космическую программу на 2016—2025 гг.
В 2012 г. в КБХА по ТЗ от Центра им. Хруничева разработан эскизный проект жидкостного кислородно-метанового двигателя РД0162 (главный конструктор А. Ф. Ефимочкин, ведущий конструктор С. А. Швец). В декабре 2016 года состоялись успешные испытания двигателя-демонстратора РД0162Д2АНовейший кислородно-метановый двигатель прошёл испытания // 3dnews, 2016. По состоянию на первую половину 2017 года испытание первого завершенного экземпляра было запланировано на 2020 годТатьяна Зимина На метане к Марсу // Наука и жизнь. — 2017. — № 5. — С. 47.. В конце октября 2017 года состоялась серия огневых испытаний двигателя РД-0162Д2А тягой 40 тонн; разработан эскизный проект на кислородно-метановый двигатель тягой 85 тонн. Следующий этап предусматривает выпуск конструкторской документации на двигатель тягой 85 тонн, а также продолжение подготовки производства и изготовление энергетических установок для отработки отдельных систем двигателяКБХА. Завершена разработка экскизного проекта нового кислородно-метанового двигателя тягой 85 тонн // Роскосмос, 14.11.2017. 17 апреля 2018 года вице-премьер РФ Дмитрий Рогозин, по итогам посещения производственной площадки Конструкторского бюро химавтоматики, заявил следующее: Кислород-керосиновые двигатели, безусловно, должны быть заменены уже в ближайшей перспективе на новые работы, которые будут основаны на кислород-водороде и кислород-метане, то есть на сжиженном природном газе. Это более простые решения, более дешевые, более надежные. Если и делать эту ракету «Союз-5», то надо делать её на современном двигателе, а не на двигателе, которому 50 лет. 31 мая 2018 генеральный директор НПО «Энергомаш» Игорь Арбузов в интервью СМИ сообщил, что до 2020 года должен быть создан и испытан двигатель с тягой 85 тонн.
1 апреля 2019 года глава Роскосмоса Д. Рогозин заявил СМИ, что госкорпорация не может вести разработку перспективных метановых двигателей для многоразовых ракет по причине того, что все свободные деньги направлены на погашение долгов Центра им. Хруничева. В случае появления средств метановый двигатель, благодаря наработкам КБХА, можно было бы сделать за 2-3 года. 23 мая 2019 глава Роскосмоса Д. Рогозин на лекции в МГУ сообщил, что создание метанового двигателя для многоразовой ракеты будет внесено в новую версию Федеральной космической программы. 27 августа 2019 глава Роскосмоса Д. Рогозин на Международном авиационно-космическом салоне МАКС-2019 сообщил, что прототип метанового двигателя возможно создать за несколько лет. 26 сентября 2019 года на сайте госзакупок был размещен контракт на создание Воронежским КБХА метанового двигателя с начальной (максимальной) ценой 765,78 млн рублей с датой окончания работ 15 ноября 2021 года («Создание ракетных двигателей нового поколения и базовых элементов маршевых двигательных установок перспективных средств выведения в части работ 2019—2021 годов»; шифр СЧ ОКР: «ДУ СВ» (2021)). Согласно техзаданию, двигатель получил название РД0177, тяга должна составлять 85 тс, земной удельный импульс — 312 с, а масса не должна превышать 2200 кг. В мае 2020 года «Роскосмос» заключил контракт с КБ химавтоматики на сумму 6,3 миллиарда рублей на создание двигателя РД-0169: первый планируется создать к ноябрю 2023 года, ещё три — к ноябрю 2024 года и четыре — к ноябрю 2025 года. 3 июня 2020 года в КБХА завершен очередной этап создания опытного образца РД-0177. 27 августа 2020 года генеральный директор НПО «Энергомаш» Игорь Арбузов сообщил СМИ, что к настоящему моменту проведены испытания отдельных элементов агрегатов будущего метанового двигателя — газогенератора, смесительной головки. Теперь предприятие переходит к работам уже непосредственно по изготовлению двигателя-демонстратора РД-0177, который должен быть изготовлен в 2022 году. Лётный образец под названием РД-0169 должен быть изготовлен в 2022—2023 гг.. В конце мая 2021 года из материалов, расположенных на сайте госзакупок, стало известно, что первый опытный метановый двигатель РД-0169 будет изготовлен и испытан к ноябрю 2025 года, что на два года позже, чем предполагалось ранее; остальные 7 двигателей также будут изготовлены и испытаны в ноябре 2025 года. 18 сентября 2021 года генконструктор кислородно-водородного двигателя РД-0120, генеральный директор и генконструктор КБ химавтоматики (1993—2015 гг) Владимир Рачук сообщил СМИ, что в КБХА по контракту с Роскосмосом с 2016 года ведется разработка двигателя РД-0177/РД-0169 тягой 100 тонн для ракеты-носителя «Амур-СПГ». Выпущена конструкторская документация, ведется подготовка производства, изготовление агрегатов, огневые испытания установок. Начало огневых испытаний двигателя запланировано в середине 2023 года.
24 декабря 2021 года в испытательном комплексе Воронежского центра ракетного двигателестроения, успешно проведены огневые испытания штатной автономной системы зажигания многоразового кислородно-метанового ракетного двигателя РД-0177. Со слов главного конструктора КБХА Виктора Горохова была перевыполнена запланированная программа испытаний: в рамках одного пускового дня вместо пяти включений провели восемь, в ходе которых подтвердили работоспособность и возможность многоразового использования системы зажигания двигателя для перспективного применения в составе возвращаемых ступеней ракет-носителей, в том числе РН «Амур-СПГ»,
Оценка стоимости создания и финансирование разработки В сентябре 2019 года, когда победителем конкурса Роскосмоса на разработку опытного образца метанового двигателя стало КБХА, цена контракта составила 765,78 млн рублей. В мае 2020 года Роскосмос заключил контракт с КБ химавтоматики на сумму 6,3 млрд рублей на создание двигателя РД-0169.
Основные параметры российских метановых двигателей Основные параметры российских метановых двигателей Вариант двигателяРД-0110МД РД-0162РД-0162СДРД-0162Д2А РД-0177 РД-0169А РД-0169ВТопливоКислород + метан НазначениеДвигатель-демонстратор для отработки технологий создания кислородно-метановых ЖРД с возможностью многократного использования для перспективных средств выведенияДвигатель 1-й ступениДвигатель 2-й ступени ПрименениеОпытный образецРН Амур-СПГПериод разработки с 1994 с 2006 2012–2016 по 2016 2016–2023 с 2020 с 2020 Статус разработкиРазработка завершена или остановленаРазрабатываетсяСхема двигателя Дожигание восстановительного генераторного газа Нет данныхКоличество камер1111Соотношение компонентов топлива 3,5Количество и период пусков 0 0 0 0Кратность использования двигателяот 10252510–50 (возможно 100)0 (не возвращается)Угол качания камеры, °±13 (в двух плоскостях)Тяга: земная/пустотная, тс (кН)24,98 (245)203,9 (2000) / 225,940 (392,27)85 (833,56)100 (980,66) / 110110 (1078,73)Уровень форсирования по тяге, %133133Удельный импульс: земной/пустотный, с 321/356 301/347 352/– 315/346Давление в камере сгорания, кгс/см2 (МПа)58,94175149,9 (14,7)165Масса, кг2100500Габариты: высота/диаметр, мм3552/16502000/930Время работы, с200200
Аналоги TQ-15A китайской РН Zhuque-2 компании «Ланьцзянь». Zhuque-2 совершила первый успешный полёт кислород-метановой РН 12 июля 2023 с выведением макета полезной нагрузки. Aeon с тягой от 126 до 1300 кН в РН Terran 1 (запуск в марте 2023 неудачен) и Terran-R от Relativity Space. Blue Engine 4 (BE-4) американской Blue Origin. Семейство Raptor (1, 2 и 3) американской SpaceX для многоразовых космических кораблей Starship и ускорителей Super Heavy. демонстратор двигателя LM10-MIRA тягой 7,5 тс совместной разработки итальянской AVIO и российского КБХА (2014). демонстратор Chase-10 южнокорейской C&Space Inc.(CSI) тягой в вакууме 106,75 кН (удельный импульс 3150 м/с), предназначенного для использования более 50 раз и имеющего общий ресурс ~10000 с. На 2014 испытывался только в течение 10 с. Двигатель был передан американской DARMA Technology. демонстраторы XR-3М9 (2005 г), XR-4К5, XR-5М12, XR-4А3 и итоговый XR-5M15 с тягой 33 кН американской компании XCOR, которая обанкротилась в 2017. демонстратор американского RS-18 (2009 г) для возвращения с Марса и Луны тягой 22–44 кН, проработал всего 0,5 с. демонстратор американского MAE (2005 г) с тягой 1,3–4,5 кН. демонстратор американского RCE с тягой 400 Н; тесты продолжительностью до 5 с.
Ссылки РД0110МД, РД0162. Метановые проекты. Перспективные многоразовые ракеты-носители // АО «Конструкторское бюро химавтоматики»
Примечания
Категория:Ракетные двигатели Категория:Ракетные двигатели России Категория:Метановые РД