«Энергия» - «Буран»

     После длительного периода работ по созданию жидкостных ракетных двигателей на высококипящих компонентах в 1973 г. КБ "Энергомаш" под руководством В.П.Глушко и В.П.Радовского возвратилось к работам над экологически чистыми кислородно-углеводородными двигателями для ракет-носителей космического применения. С учетом опыта применения первого отечественного углеводородного топлива новая концепция применения топлив состояла в том, что эксплуатация ракет-носителей осуществлялась, в основном, со штатным горючим РГ-1, а синтетические топлива используются для решения задач, требующих повышенных энергетических затрат.

     В 1973-1974 гг. были начаты проектные работы по двигателям. В плане проектных работ были завершены технико-экономические обоснования создания перспективных носителей мощного многоразового жидкостного ракетного двигателя РД-123 с тягой 800 т, на жидком кислороде и керосине типа РГ-1. В конце 1973 - начале 1974 г. были разработаны технические предложения по созданию двигателей РД-124 тягой 125 т каждый и РД-125 с тягой по 130 т, по сути модификацией РД-124 для ракеты-носителя "Зенит". В июне 1974 г. были разработаны технические предложения по двигателю РД-150 с тягой до 1500 т. Расчетные и конструкторские проработки, начиная с 1974 г., сопровождались экспериментальными исследованиями.

     На базе серийного двигателя 15Д168, работающего на азотном тетраксиде и несимметричном диметилгидразине, были созданы экспериментальные двигатели-аналоги, работающие на жидком кислороде и керосине, тягой 90 т и давлением в камере сгорания 200 атмосфер. Было проведено более 300 испытаний на 200 экземплярах с суммарной наработкой по времени в 20 тыс. с. Предварительно на них были отработаны: химическое зажигание, смесеобразование в камере сгорания и газогенераторе, высокочастотная устойчивость рабочего процесса в камере и газогенераторе, многоразовость запуска.

     Была признана, на основе анализа опыта, необходимость достаточно большого объема экспериментальной доводки с уровнем наработки суммарного ресурса не менее 100 тыс. с. Кроме того, требовалось предусмотреть конструкторский резерв, на основе чего был запроектирован пятикратный запас ресурса. Было введено контрольно-технологическое испытание для каждого двигателя, без переборки. Были рекомендованы: запас по разгрузке осевой силы на валу турбонасосного агрегата не менее 20 %, исключение возможности работы насосов в зоне частичной кавитации, а пульсация давления должна быть не более 1-2 % рабочего уровня. Предусматривалось особое внимание уделить стойкости материалов в среде окислительного газа. В целом к моменту принятия решения о создании двигателя для "Энергии" и "Зенита", к 1976 г. уже имелся определенный научно-исследовательский и экспериментальный задел.

     Три года, первоначально отведенные для создания мощного двигателя, - срок, хотя и соответствующий лучшему опыту, но явно нереальный.

     В феврале-марте 1976 г. правительством было принято решение о разработке ракетных систем "Энергия"-"Буран" и "Зенит". В ноябре 1976 г. был разработан эскизный проект двигателя РД-170 со следующими характеристиками: тяга на земле 740 т, в пустоте - 806,4 т (эти значения были приняты на основе оптимизации двух проектов ракет-носителей "Энергии" и "Зенита"); удельный импульс на земле 309,3 с, в пустоте -337 с; давление в камере сгорания 250 атмосфер, в газогенераторе - до 583 атмосфер; мощность турбины до 297,26 лошадиных сил.

     В разработанных технических требованиях к облику и характеристикам двигателя РД-170, рабочим компонентам топлива, тяге, экономичности, ограничениям по габаритам и массе, многоразовости использования, надежности и безаварийности, ремонтопригодности был заложен принцип опережающего развития отечественного ракетного двигателестроения в классе тяжелых двигателей на длительную перспективу. Двигатель РД-170 рассматривался как базовый для ряда мощных ракет-носителей.

     За весь период разработки жидкостных ракетных двигателей в КБ Энергетического машиностроения характеристики двигателей росли довольно плавно. При переходе к двигателю РД-170 впервые характеристики выросли "скачком": по тяге в 5 раз, по мощности турбонасосного агрегата в 10 и по трудоемкости в 9,5 раз. Однако, как потом оказалось, задела в разработках двигателей такого класса было недостаточно, чтобы произошел скачкообразный рост характеристик, который был запроектирован.