Кіріспе

Кеңес ракеталық қозғалтқышы

NK-33 және NK-43 – 1960 жылдардың соңы мен 1970 жылдардың басында Кузнецов атындағы конструкторлық бюросында жасалған және құрастырылған ракеталық қозғалтқыштар. NK белгілемесі бас конструктор Николай Кузнецовтың әріптерінен алынған. NK-33 құрылған кезде жоғары меншікті импульсы және төмен құрылымдық массасы бар ең қуатты LOX/RP-1 ракеталық қозғалтқыштарының бірі болды. Олар тағдыры қалысқан кеңестік N1F Ай ракетасы үшін арналған, ол N1 ракетасының жаңартылған нұсқасы еді. NK-33A ракеталық қозғалтқышы қазір "Союз-2.1в" зымыран-ұшыру кешенінің бірінші сатысында қолданылады. NK-33 қозғалтқыштарының қоры таусылғаннан кейін Ресей жаңа РД-193 ракеталық қозғалтқышын жеткізеді. Бұрын "Antares 100" ракеталар сериясының бірінші сатысындағы қозғалтқыштары болып келген, бірақ бұл қозғалтқыштар AJ-26 деп қайта аталды. Ал жаңа "Antares 200" және "Antares 200+" ракеталар сериясы бірінші сатылы қозғалтқыштар үшін РД-181 қолданады, ол РД-191-дің өңделген нұсқасы болып табылады, бірақ "Atlas V" ракетасының РД-180-інде қолданылатын екі жанар-жағармай камерасынан және "Энергия" мен "Зенит" ракеталар отбасыларының РД-170-інде қолданылатын төрт жанар-жағармай камерасынан айырмашылығы, бір жанар-жағармай камерасы сияқты кейбір қасиеттерін бөліседі. Сондай-ақ, "Союз" ракетасының барлық түрлерінде қолданылатын РД-107, РД-108, РД-117 және РД-118 ракеталық қозғалтқыштары да бар.

Дизайн

NK 33 сериялы қозғалтқыштар – жоғары қысымды, регенеративті салқындатылатын, оттегіге бай сатылы жану циклымен жұмыс істейтін екі компонентті зымыран қозғалтқыштары. Турбосораптар подшипниктерді салқындату үшін суытылған сұйық оттегі (LOX) қажет етеді. АҚШ 2000 жылдардың басындағы «Интегралды қуаттылық демонстраторы» жобасына дейін оттегіге бай жану технологияларын зерттемеген. Дегенмен, кеңестік ғалымдар осы әдістің металлургиялық аспектілерін жетілдірді. Сопло дөңгелектелген металдан жасалған, сыртқы және ішкі қабаттарымен біріктірілген, бұл қарапайым, жеңіл, бірақ берік конструкцияны қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, NK 33 LOX және RP 1 отындарын пайдаланады, олардың тығыздықтары шамалас болғандықтан, екі турбосорапқа бір айналмалы білік қолданылуы мүмкін. NK 33 қозғалтқышының Жерден ұшырылатын зымыран қозғалтқыштары арасындағы итеру күші мен салмағының қатынасы ең жоғарыларының бірі; тек NPO Energomash RD 253, SpaceX Merlin 1D және SpaceX Raptor қозғалтқыштары одан да жоғары көрсеткіштерге жетеді. NK 33-тің меншікті импульсі осы екі қозғалтқыштан да айтарлықтай жоғары. NK 43 NK 33-қа ұқсас, бірақ бірінші саты үшін емес, екінші саты үшін жасалған. Оның ұзын соплосы бар, ол атмосфералық қысымның жоқ немесе өте төмен болатын биіктікте жұмыс істеуге бейімделген. Бұл оған жоғары итеру күші мен меншікті импульс береді, бірақ оны ұзын және ауыр етеді. Оның итеру күші мен салмағының қатынасы шамамен 120:1 құрайды. NK 33 және NK 43 қозғалтқыштарының алдын бастарлары тиісінше NK 15 және NK 15V қозғалтқыштары болып табылады. Оттегіге бай технология RD 170/171 қозғалтқыштарында, олардың RD 180 және соңғы уақытта әзірленген RD 191 түрлерінде сақталған, бірақ бұл қозғалтқыштардың NK 33-қа тікелей қатысы жоқ, тек оттегіге бай сатылы жану циклы технологиясы, керосин/RP 1 отыны және RD 191 мен оның RD 193 және RD 181 сияқты нұсқаларындағы бұрынғы ресейлік зымыран қозғалтқыштарындағы көп камералардың орнына бір жану камерасы бар.

N-1

N 1 ұшыру құрылғысы бастапқыда бірінші сатысында NK 15 қозғалтқышын, ал екінші сатысында биіктік модификациясын (NK 15V) пайдаланды. Төрт рет қатарынан ұшырылу сәтсіз аяқталып, жоба тоқтатылды. Көліктің басқа аспектілері өзгертіліп немесе қайта жобаланып жатқанда, Кузнецов өз үлесін тиісінше NK 33 және NK 43-ке жетілдірді. 2-ші буын көлігі N 1F деп аталатын болды. Осы кезде Айға қатысты жарыс ұзақ бұрын аяқталған еді, ал Кеңес ғарыш бағдарламасы "Энергияны" ауыр ұшыру құралы ретінде қарастырды. N 1F ешқашан ұшыру алаңына жетпеді. N 1 бағдарламасы тоқтатылған кезде жобадағы барлық жұмыстарды жоюға бұйрық берілді. Бір шенеунік әрқайсысы миллиондаған доллар тұратын қозғалтқыштарды алып, қоймаға сақтап қойды. Соңында қозғалтқыштар туралы ақпарат АҚШ-қа жетті. Олар салынғаннан кейін шамамен 30 жыл өткен соң, зымыран инженерлері қоймаға баруға жіберілді. Бір қозғалтқыш кейін АҚШ-қа әкелінді, ал қозғалтқыштың нақты сипаттамалары сынақ стендісінде көрсетілді. Бұл конструкцияда толық қыздырылған сұйық оттегі алдымен күйдіргіште, содан кейін негізгі камераға ағып түседі. Өте ыстық, оттегіге толы қоспа қозғалтқышты қауіпті етті: ол "шамның балауызы сияқты" қалың қорытпаларды ерітетін еді. АҚШ-қа қозғалтқыштың жеткізілуіне қатысты Кремльдегі даулардың бірі – қозғалтқыштың дизайны ресейлік құрлық аралық баллистикалық зымырандардың (МКА) қозғалтқыштарының дизайнына ұқсас болды. NK 33 дизайны кейінірек RD 180 қозғалтқышында қолданылды, ол NK 33-тен екі есе үлкен болды. RD 180 қозғалтқыштары (2016 жылғы мәліметтер бойынша) Atlas V зымыранын қуаттандыру үшін пайдаланылды. Бұл компания жаңа қозғалтқыштарды өндіруге лицензия алды. Сакраментодағы қозғалтқыш сынағы кезінде қозғалтқыш техникалық талаптарына сай келді. Aerojet жаңартылған NK 33-ті AJ26 58, AJ 26 59 және AJ26 62 деп өзгертті, ал NK 43-ті AJ26 60 деп атады.

Кистлер К-1

Кейіннен Rocketplane Kistler (RpK) деп аталатын Kistler Aerospace, K 1 зымырасын үш NK 33 және бір NK 43 қозғалтқыштары негізінде жобалады. 2006 жылдың 18 тамызында НАСА RpK-ны Халықаралық ғарыш станциясы үшін коммерциялық орбиталық тасымалдау қызметтерін әзірлеуге таңдағандығын жариялады. Жоспар 2008 және 2010 жылдар аралығында сынақ ұшуларын жүзеге асыруды көздеген. RpK, егер НАСА-ның барлық талаптарын орындаса, 207 миллион долларға дейін қаржыландыруға құқылы еді, бірақ 2007 жылдың 7 қыркүйегінде НАСА RpK келісімшарт бойынша бірнеше маңызды талаптарды орындамағандықтан, 30 күн ішінде Rocketplane Kistler-мен COTS келісімін тоқтату туралы хабарлама жолдады.

Антарес

Orbital Sciences Antares жеңіл және орташа көтергіш зымырасының бастапқы нұсқасында бірінші сатыда екі өзгертілген NK-33 қозғалтқышы, Castor 30 негізіндегі екінші саты және қосымша қатты отынды немесе гиперголиялық үшінші саты болды. NK-33 қозғалтқыштары Ресейден АҚШ-қа импортталып, модификацияланды және Aerojet AJ26 деп қайта аталды. Бұл үшін кейбір электрлік жүйелер алынып тасталды, АҚШ электроникасы қосылды, қозғалтқыш АҚШ отынына сәйкес келуіне жұмыс жасалды және басқару жүйесі өзгертілді. Antares зымырасы 2013 жылдың 21 сәуірінде NASA-ның Уоллопс Ұшу орталығынан сәтті ұшырылды. Бұл 1970 жылдардың басында жасалған NK-33 қозғалтқыштарының алғашқы сәтті ұшырылуы болды. Aerojet компаниясы Orbital компаниясының 16 рейс санды NASA Коммерциялық Жеткізу қызметі шартына сәйкес жеткілікті NK-33 қозғалтқыштарын қайта жаңартуға келісті. Одан асып, компанияда 1960 және 1970 жылдарға қарай 23 қозғалтқыш қоры болды. Кузнецов енді бұл қозғалтқыштарды өндірмейді, сондықтан Orbital RD-180 қозғалтқыштарын сатып алуға тырысты. Бірақ NPO Energomash компаниясының United Launch Alliance компаниясымен жасасқан келісімі бұған мүмкіндік бермеді, сондықтан Orbital ULA компаниясын монополиялық шектеулерді бұзуда айыптап сотқа берді. Aerojet компаниясы Orbital компаниясын үздіксіз қамтамасыз ету үшін Кузнецовпен жаңа NK-33 қозғалтқыштарын қайта өндіріске енгізуге бірлесіп жұмыс істеуге ұсынды. Дегенмен, 2014 жылғы Antares зымырасының сәтсіздігіне қозғалтқыштың сұйық оттегі турбиналық сорғысының өндірістік ақаулары және гидравликалық тепе-теңдік құралы мен итеруші подшипниктерінің конструкциялық кемшіліктері себеп болуы мүмкін деген болжамдар айтылды. 2014 жылдың 5 қарашасында жарияланғандай, Orbital компаниясы AJ26 бірінші сатысын Antares зымырасынан алып тастап, баламалы қозғалтқыш іздеуге шешім қабылдады. 2014 жылдың 17 желтоқсанында Orbital Sciences компаниясы екінші буын Antares зымыраларында NPO Energomash RD-181 қозғалтқыштарын қолданатынын және NPO Energomash компаниясымен 60 RD-181 қозғалтқышына дейін тікелей келісімшарт жасағанын мәлімдеді. Antares 100 сериясының бірінші сатысында екі қозғалтқыш қолданылады.

Қазіргі және ұсынылып отырған пайдалану түрлері

RSC Energia "Aurora L. SK" атқарушы құрылғысын ұсынады, ол бірінші сатысын қуаттандыру үшін NK-33 қозғалтқышын және екінші сатысы үшін Blok DM SL блогын пайдаланады.

Союз-2-1V

2010 жылдардың басында "Союз" зымырандарының отбасысы NK-33 қозғалтқышымен жаңартылды – төмен салмағы мен жоғары тиімділігін пайдаланып, пайдалы жүктемені арттыру үшін; қарапайым конструкциясы және қолданыстағы материалдарды пайдалану шығындарды азайтуға мүмкіндік берді. TsSKB Progress NK-33 қозғалтқышын "Союз" зымыран отбасының жеңілдетілген нұсқасы – "Союз-2.1в" ракетасының бірінші сатысындағы қозғалтқыш ретінде қолданады. "Союз-2.1в" үшін арналған NK-33A қозғалтқышы 2011–2012 жылдары толық жиналған "Союз-1" жүйесінің суық сынақтарынан және жүйелік тексерулерінен кейін 2013 жылдың 15 қаңтарында сәтті сынақтан өтті. NK-33 қозғалтқышымен жабдықталған зымыран "Союз-2.1в" деп аталды және оның алғашқы ұшуы 2013 жылдың 28 желтоқсанында өтті. Бір NK-33 қозғалтқышы "Союз" ракетасының орталық RD-108 қозғалтқышын алмастырды, ал бірінші сатының төрт күшейткіші алынып тасталды. Әрбір күшейткіште бір NK-33 қозғалтқышынан болатын төрт күшейткішпен жабдықталған "Союз" ракетасының нұсқасы жасалмады, нәтижесінде "Союз-2" зымырандарымен салыстырғанда пайдалы жүктемесі азайды.