«Энергия» - «Буран»

     Компоновочная схема разгонного блока "Смерч" для "Бурана-Т", разработанная нашим КБ, отличалась от рассмотренной в эскизном проекте схемы КБ "Салют". Из-за нижнего расположения банка окислителя "Шторм" имеет неблагоприятную центровку с точки зрения управляемости как на участке выведения, так и при автономной работе. Верхнее расположение бака окислителя нашего разгонного блока предъявляет менее жесткие требования к центровочным характеристикам и позволяет уменьшить потребные управляющие воздействия двигателей для обеспечения запуска в невесомости. Отсутствие днищ сложной конфигурации и использование днищ того же радиуса, что и у блока Ц ракеты-носителя, позволяет максимально приблизиться к технологии завода "Прогресс". В новой компоновке блока, с применением сепарирующих разворотов блока относительно поперечной оси, мы максимально использовали опыт нашего КБ по исследованию поведения криогенных компонентов топлива.

     Кислородно-водородный двигатель РО-95 имел тягу 10т. Тяга была оптимизирована с учетом применения этого двигателя в разгонном блоке "Везувий". Основные характеристики двигателя соответствовали уровню лучших зарубежных кислородно-водородных двигателей малой тяги. Двигатель выполнен по безгенераторной схеме, удельный импульс 475 единиц. Стендовые огневые испытания планировалось начать в 1991-1992 гг. Реальность создания такого двигателя в установленные сроки базировалась на опыте КБХА разработки и отработки двигателя РД-0120 для "Энергии", наличии сильного опытного производства, действующей стендовой базы, сложившейся развитой кооперации. Стоимостные оценки показывали преимущество безгазогенераторной схемы - меньшее количество элементов и менее напряженные параметры, которые снижают стоимость разработки и изготовления, а более высокая надежность уменьшает затраты на эксплуатацию. Все это позволило разработчикам жидкостных двигателей сделать вывод о предпочтительности безгазогенераторной схемы для кислородно-водородных двигателей перспективных космических разгонных блоков.

     Безгазогенераторная схема и схема с дожиганием генераторного газа сравнивались по эффективности при выборе двигателей с суммарной тягой 9,1 т. В случае меньшей тяги двигателя некоторое увеличение массы полезного груза обеспечивает безгазогенераторная схема, а при большей тяге - схема с дожиганием генераторного газа. Схема с использованием газогенератора без дожигания генераторного газа значительно уступает им по энергетическим характеристикам. Такой же вывод можно сделать из сравнения удельного импульса тяги, который обеспечивают двигатели американских фирм "Рокетдайн", "Пратт-Уитни" и "Аэроджет". Все три двигательные фирмы, как это уже отмечалось, основное внимание уделяют двигателям, использующим безгазогенераторную схему. Если в первых проработках по этим двигателям давление в камере сгорания ограничивалось диапазоном 85-100 атм., то в последние годы наблюдалась тенденция к увеличению давления в камере - более 140 атм. Таким образом, давление в камере сгорания двигателей, построенных по безгазогенераторной схеме, вышло на уровень характеристик двигателей АСЕ (ASE) с дожиганием генераторного газа.

     Наблюдалась выраженная тенденция к увеличению геометрической степени расширения сопла. Если у двигателя АСЕ она составляла 400, то, согласно проработкам 1983 г., геометрическая степень расширения у ряда двигателей безгазогенераторной схемы вышла на уровень 1200-1300. Увеличение геометрической степени расширения сопла осуществлялось почти без увеличения массы двигателей. За счет использования двух выдвижных сопловых насадков длина двигателей с геометрической степенью расширения 1300 была даже уменьшена до 1,02 м в нерабочем состоянии. За счет использования высокой степени расширения газа в соплах, совершенства процессов в камере сгорания и сопле, а также повышенного подогрева водорода в рубашке охлаждения и высокой регенеративной добавки удельный импульс тяги перспективных космических двигателей был увеличен с 476 с, как у АСЕ, до 492 с, как в последних проработках фирмы "Рокетдайн".

     Большинство вариантов двигателей имеют тягу 6,8 т. Эта тяга считается оптимальной для двигателей космических разгонных блоков с начальной массой 29,5-45,4 т в случае быстрой транспортировки полезных грузов на геостационарную орбиту. Результаты более ранних проработок свидетельствовали о слабой зависимости массы полезного груза от тяги двигателей в диапазоне тяг от 4,5 до 11 т, с начальной массой блоков 29,5-45,4 т.

     Фирма "Аэроджет" в последних проработках рассматривала двигатели с тягой 1,36 т. Специалисты фирмы считали, что использование связки из четырех таких двигателей выгоднее, чем одного с тягой 6,8 т, как с точки зрения безопасности, так и компоновки на разгонном блоке. Масса четырех двигателей с тягой по 1,36 т мало отличается от массы одного двигателя с тягой 6,8 т.