俄罗斯的液体火箭发动机系列介绍.doc

2012-07-2610:31:00|  分类: 默认分类|字号 订阅俄罗斯的液体火箭发动机系列2011-12-2016:23     动力机械科研生产联合体(NPOEnergomash)是俄罗斯一家专门从事液体推进剂火箭设计生产的公司。其创建者是苏联20世纪20年代就开始从事火箭发动机研究的瓦朗坦·格鲁什科,1954年,他成立了这家公司,并担任主席,公司当时叫做OKB-456。格卢什科领导设计局长达30多年,给当时的苏联提供了许多性能最好的发动机。公司曾设计了RD-107和RD-108发动机,驱动R-7火箭将卫星号人造卫星送入太空。之后又为“质子号”火箭设计了RD-253发动机,给“能源号”设计了RD-170,给“天顶号”设计了RD-171和RD-120,给“宇宙神”和“安加拉”设计了RD-180和RD-191,给“第聂伯”设计了RD-264,给“旋风号”设计了RD-261等。        R-7是前苏联最早的一种火箭,R-7火箭的设计特点之一是具有一个芯级发动机段(A),其上捆绑了4个助推器(B,V,G和D)形成了第一级。每一级的芯级发动机上都捆绑着4个主发动机和4个游动发动机。对于第一级,一共有20个主燃烧室和12个游动燃烧室,都在同一时刻点火,推举着飞行器离开发射台。当连接器引爆时它们就会分离,剩下芯级发动机继续运行,其上面级称为第二级。 对R-7的早期设计研究集中在以液氧和煤油的混合物为推进剂的单燃烧室发动机上,由格鲁什科负责的OKB-456设计局进行研发。芯级主发动机为RD-106发动机,发射时可以产生约520kN的推力,真空条件下可以产生约645kN的推力。4个捆绑助推器采用RD-105发动机,发射时每个发动机可以产生约540kN的推力。然而,在研发过程中,这些发动机在单燃烧室燃烧稳定性上都暴露出了问题。到1953年,这一问题变得更加突出,使得火箭无法再承受高热核弹头不断增加的质量。1953年前,这种设计思想曾计划用于采用洲际弹道导弹来发射***,但是后来转而用于发射(更重的)氢弹(或热核弹)。从***转到热核弹是运载能力必须增加的主要原因。,500千米远的运载能力。令人万分苦恼的是,洲际弹道导弹的质量因此要达到283吨,需要将近3,920kN的推力。 RD-107发动机(左)和RD-108发动机(右)RD-107火箭发动机和RD-108火箭发动机的技术参数参数/型号RD-107RD-108RD-107ARD-108ARD-117RD-118真空推力:,::315s315s319s319s314s316s海平面比冲:257s248kg257s248s257s253s燃烧时间:118s286s118s286s  重量:1,200kg1,400kg    直径:  高度:  燃烧室数:4+2V4+4V4+2V4+4V4+2V4+4V燃料:煤油/液氧燃烧室压力:  推重比:::1    混合比:::::::1喷嘴面积比:::::::1膨胀比:150:1150:1150:1150:1150:1150:1流量(吨/秒)::R-7系列R-7系列联盟U助推级联盟2第一级联盟U2助推级联盟U2第一级 为了达到要求,格鲁什科的设计局研制出了辅发动机RD-107和主发动机RD-108。RD-108发射时能产生约736kN的推力(真空下约942kN),燃烧时间为304秒;RD-107的推力和燃烧时间分别为814kN和122秒。这两种发动机仍然使用液氧/煤油,保留了用于“联盟号”的助推级和第一级发动机(已改进)的中心推进单元,并有来自第二级或上面级的推力。RD-107和RD-108并不是R-7的最初选择。用于运载火箭发动机的早期设计是一种单室液氧/煤油发动机,其推力约为490—589kN;但是人们很快就发现,这种发动机不能推举起55吨的载荷,而且在地面测试中其燃烧室的不稳定性导致出现严重的振荡,显示出了其性能的低劣。这个问题在由NII-。他曾测试过由推力392kN的单室发动机改进的多室发动机,显示出它比单室发动机具有更大的累计推力。后来就演变