Воронеж: моторы для космоса
На запуске ракеты "Союз- 2.1а" с космодрома "Восточный" работу 3-й ступени обеспечивал двигатель производства Воронежского механического завода. Время его работы — всего 250 секунд, но задача — колоссальная: выведение полезной нагрузки в космос. Создание ракетного двигателя – уникальное производство, которое решает множество задач: надежность, безопасность, эффективность. Недаром двигатели порой называют сердцем ракеты.
Огневые испытания российского двигателя РД-191 — самого надежного ракетного мотора в мире. Температура в камере сгорания достигает 3500 градусов. Это больше, чем даже в печах для обработки тугоплавких металлов. Пять таких двигателей в составе первой ступени отрывают от земли ракету-носитель тяжелого класса "Ангара А-5".
Жидкостный ракетный двигатель РД-191 – последователь кислородно-керосиновых двигателей семейства РД-170, созданных для космической системы "Энергия-Буран". Его высота – 4 метра, вес – 2200 килограммов. Развивает тягу в 212 тонн.
Не имеющие аналогов камеры сгорания двигателей – сердце ракеты — создают на Воронежском механическом заводе. Технологии уникальны, вся процедура почти полностью автоматизирована. На раскатном стане из листа металла получают заготовку – оболочку сопла камеры сгорания, причем без штамповки или сварки.
"Заготовка из листа с помощью раскатного стана двумя давильными роликами раскатывается по оправам, которые Вы здесь видите. Таким образом, мы из листа толщиной 12 миллиметров получаем заготовки толщиной 6 миллиметров", — демонстрирует главный технолог Воронежского механического завода (филиал ГКНПЦ имени М.В. Хруничева) Сергей Юхневич.
Такая обработка позволяет избежать даже незначительных деформаций. Точность — абсолютная. К тому же изготовленные таким способом камеры сгорания легче, чем отлитые по традиционным технологиям. А значит, легче сам двигатель, что напрямую влияет на стоимость всего запуска.
"Завод является единственным предприятием в отрасли, которое использует в литейных технологиях вакуумные печи для получения точных деталей", — говорит главный инженер Воронежского механического завода Александр Гребенщиков.
Здесь производят камеры сгорания для двигателей "Ангары" и двигателей РД-181, которые покупают американцы для носителя "Антарес". Российские ракетные технологии открыто признаются лучшими в мире, несмотря на санкции и политическое давление.
Жидкостный ракетный двигатель РД-181. Давление в камере сгорания – 262 атмосферы. Температура в камере сгорания – 3500 градусов Цельсия.
На ракету Antares американские конструкторы пробовали ставить двигатели собственной разработки – AJ-26. Но после аварии "Антареса" с кораблем Cygnus — ракета взорвалась на старте – от этой идеи отказались. Контракт с Россией был подписан в декабре 2014 года – в момент очередного политического противостояния.
Воронеж – один из ведущих центров ракетно-космической промышленности России. И производят здесь не только камеры сгорания, но и двигатели целиком.
"В среднем 40 процентов объемов представляют собой двигатели ракеты-носителя "Протон". Это двигатели второй и третьей ступени. На второй ступени мы делаем четыре двигателя одинаковых. На третью ступень делаем один двигатель, который обеспечивает вывод космического аппарата на околоземную орбиту", — говорит директор Воронежского механического завода (филиал ГКНПЦ имени М.В. Хруничева) Иван Коптев.
"Каждый двигатель занимает свою нишу в работе изделия в целом, но смотреть его как свой собственный двигатель — это неправильно. Смотреть надо за работой полностью ракеты на всем этапе ее полета. Поэтому, начиная с пуска, мы все с волнением переживаем любую секунду, в том числе и те секунды, в которые работают наши двигатели", — говорит Сергей Юхневич.
В этих цехах созданы 40 модификаций жидкостных ракетных двигателей. Инженеры и конструкторы завода получили более 700 авторских свидетельств и 200 патентов. Многие технологии, изобретенные десятилетия назад, зарубежные конкуренты до сих пор не могут повторить.
"Двигатель 11Д55 — это самый совершенный, самый надежный, самый технологичный двигатель, который устанавливается на третьей ступени ракет-носителей "Союз", "Прогресс". Понятно, что с ним осуществляются все пилотируемые пуски. Это двигатель тягой 30 тонн", — говорит Александр Гребенщиков.
Сейчас трудно поверить, что в конце 20-х годов прошлого века предприятие основали для производства сельскохозяйственной техники. Очень быстро его перепрофилировали для создания авиационных двигателей — особая необходимость возникла во время Великой Отечественной, когда здесь собирали моторы для ночных бомбардировщиков По-2. Но уже в 50-х завод становится одним из ключевых предприятий космической промышленности.
"И первый двигатель третьей ступени, который использовался еще при полете Гагарина, был изготовлен в том числе и с участием Воронежского механического завода", — рассказывает руководитель филиала ГКНПЦ имени М.В. Хруничева, директор Воронежского механического завода Иван Коптев.
Первый пуск с нового российского космодрома Восточный. На третьей ступени ракеты-носителя "Союз-2.1А" стоит двигатель 11Д55. Время его работы – всего 250 секунд. По земным меркам немного, но в условиях космического полета – нагрузка колоссальная.
Масса двигателя 11Д55 — порядка 400 килограммов. Тяга двигателя – 30 тонн. Давление в камере сгорания – 69 атмосфер.
На видеокадрах, сделанных бортовыми камерами ракеты-носителя "Союз" — момент отделения второй ступени и начало работы третьей ступени ракеты.
"Когда двигатель начинает работать, душа трепещет — учитывая, что твоя доля труда в этом двигателе заложена", — делится Иван Коптев.
Двигатели, испытанные сотнями успешных пусков. Сердце российских ракет-носителей – "Союза" и "Протона", "Ангары". Теперь инженеры и конструкторы мечтают создать двигатели для полетов к Луне и даже Марсу. Возможно, ждать подобного задания осталось не так уж долго.