РН 11К88

Автор Bart Hendrickx, 30.03.2016 17:53:07

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

Bart Hendrickx

Ракета-носитель 11К88 (нелетавший вариант Протона с форсированными двигателями РД-256 на первой ступени) впервые упоминалась в книге НПО Энергомаш «Путь в ракетной технике» (2004 г.) :
 
 
ЦитироватьНа основании постановления Правительства от 24 июля 1969 г. Камский филиал КБ Энергомаш разрабатывал форсированную по тяге на 16,6 % модификацию созданного КБ Энергомаш однокамерного двигателя РД-253. Новый двигатель РД-256 был предназначен для I ступени ракеты-носителя 11К88. Форсирование двигателя осуществлялось за счет повышения давления газов в камере сгорания камеры со 150 до 172,8 кгс/см, при этом удельный импульс тяги у земли увеличивается на 3 с.
Применение основных схем и узлов отработанного и обладающего высокой надежностью двигателя РД-253 давало возможность, используя производственную и стендовую базу завода им. Я. М. Свердлова, сократить сроки подготовки и доводки модернизированного двигателя, а также снизить стоимость отработки двигателя РД-256.

В 1970 г. филиалом в основном была разработана документация на двигатель РД-256, а опытным заводом Энергомаш изготовлены два макета двигателя. На заводе им. Я. М. Свердлова были изготовлены двигатели РД-253Г, приспособленные для испытаний газогенераторов, и на стенде провели 16 их испытаний. Одновременно с испытаниями газогенераторов в составе двигателей РД-253Г проверялись конструктивные решения и по другим агрегатам (газогенератору наддува с измененной схемой ввода балластировочного горючего, насосу горючего с подшипником, смазываемым и охлаждаемым протоком горючего, датчику давления системы РКС, разработанному предприятием «Восход»). Результаты проверок были положительными. Завод им. М. И. Калинина изготовил и провел автономную проверку регулятора расхода и дросселя.

Однако по разным причинам, в том числе и в связи с большой загруженностью завода им. Я. М. Свердлова, работы по освоению двигателя РД-256 были прекращены на стадии выпуска рабочей документации и предварительных доводочных испытаний (ПДИ) агрегатов.


Теперь об этой ракете появилась новая информация во втором издании книги о Юрии Мозжорине «Так это было» (том второй, 2015 г.). В этой книге опубликованы рассекреченные документы, написанные Мозжориным. В одном из опубликованных писем (от 10.08.1972), адресованном начальнику 8 ГУ МОМ Б.В. Вальмонту, обсуждаются «результаты рассмотрения материалов аванпроекта ядерного разгонного блока 11С814 (разработчик ЦКБМ(Ф)) и ядерного ракетного двигателя 11Б91 (разработчик КБХА)» (11Б91 – это индекс ГРАУ для ЯРД РД-0410).

 Приведу несколько фрагментов из этого письма :

Цитировать«В соответствии с постановлением ЦК КПСС и СМ СССР N°137-56 от 26.II.1971, приказом МОМ N°97сс от 5.IУ.71 г. и по техническому заданию ЦНИИМАШ и НИИТП проводится разработка двигателя 11Б91 и ракетного блока на его основе для носителя 11К88.
....
Эксплуатацию ЯРД целесообразно начать с малоразмерного двигателя 11Б91, что позволить выявить специфические проблемы, присущие ядерным ракетным блокам, решить ряд принципиальных комплексных вопросов, что впоследствии позволит перенести полученные результаты на разработку мощных ядерных двигателей и ступеней
...ракетно-космическая система 11К88-ЯРБ явится перспективной системой выведения аппаратов на высокие ОИСЗ (стационарные ОИСЗ) и траектории полета к Луне и планетам, а также предшественником возможной более мощной ракетной системы-носителя типа НI и ядерной ступени на базе двигателя 11Б92 с тягой 40 т.
...
Ядерно-ракетная ступень с двигателем 11Б91 под носитель 11К88, разрабатываемая ЦКБМ(Ф), позволит в 1,5-2 раза увеличить вес объектов типа Е8, Е8-5, Марс-Венера, вес объектов на стационарной орбите может составить 5-6 тонн.
...
Рассмотрев материалы аванпроекта, ЦНИИМАШ отмечает, в основном, правильность принятых для разработки РБ положений, однако считает необходимым обратить внимание на следующее :
 
По разгонному блоку в целом

1. Ракетно-космическая система 11К88-ЯРБ может быть использована для запуска широкого круга космических аппаратов научного, народнохозяйственного и военного назначения. Диапазон потребных характеристических скоростей для перечисленных задач 3.2 – 4.9 км/сек, причем для большинства задач (запуск объектов на стационарную орбиту и на ОИСЛ) требуется 2 включения ДУ. Максимальное время до 2-ого включения ДУ 3-4 часа. В связи с этим целесообразно было бы отразить в проекте проблемы, связанные с многократностью включения двигательной установки блока, и связанные с этим проблемы надежности выполнения программ при повторных включениях.

2. В проекте не нашли отражение проблемы использования двигателя 11Б91 в качестве энергоустановки замкнутого типа, что, по нашему мнению, значительно повысит эффективность использования ЯРБ.
...
4. В связи с использованием углеводородной добавки к рабочему телу возникли трудности, связанные с размещением бака с этой добавкой (гексанового бака). При установке бака гексана между ядерной защитой и баком водорода возникла необходимость в охлаждении гексана водородом, что влияет на весовое совершенство РБ. Принято решение о перенесении гексанового бака за бак с водородом. По мнению ЦНИИМАШ, принятое решение не является оптимальным.
...
8. ... Учитывая возможности бюджета МОМ и значительные затраты по другим изделиям (в первую очередь по изделию 11А52), реализация программы стоимостью на сумму 735 млн. руб.  в указанные сроки преставляется трудно осуществимой ...
 
По двигателю

1. КБХА по рекомендации НИИТП в 1971 году заложило в представленном на настоящем заседании НТС варианте двигателя 11Б91 многосопельную конструкцию камеры с дорасширением рабочего тела в общей юбке. Такое решение имеет как положительные, так и отрицательные стороны. В качестве положительных сторон этого решения следует отметить, дополнительно к сказанному в докладе КБХА, более широкие возможности автономной разработки ТВС в плане поэлементной доводки узлов двигателя, а также возможное увеличение его живучести в аварийных ситуациях при вымывании ТВЭЛов.
Вместе с тем это решение привело к ухудшению характеристик двигателя – уменьшению удельной тяги с 930 сек, заявленных в аванпроекте, до 910 сек. Удельная тяга с учетом затрат рабочего тела на расхолаживания двигателя при использовании тяги режима расхолаживания на траектории полета аппарата составит 860-880 сек против 880-900 сек, заявленных в аванпроекте двигателя 11Б91...

2. В результате более детальной проработки конструкции двигателя его вес без радиационной защиты увеличен до 1400 кг против 1100 кг, заявленных в эскизном проекте на двигатель 11Б91....

3. Представленная схема двигателя не привязана к конкретному ракетному блоку. Привязка двигателя к РБ 11С814 может привести к пересмотру места установки бустерного ТНА, что повлечет за собой его переделку и изменение режимов захолаживания двигателя...

5. Представленный КБХА график предусматривает отработку двигателя 11Б91 до стадии испытаний в составе блока к 1977-1978 г., в то время как Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР предусмотрен срок отработки 1974-1975 годы.
...
ЦНИИМАШ считает выпуск аванпроекта важным моментом на пути к практическому использованию ядерной энергетики в ракетной технике. Работа безусловно заслуживает поддержки и должна явиться основой в дальнейших работах в этом направлении.
 
По-видимому, разработка РН 11К88 с ядерным разгонным блоком 11С814 рассматривалась как один из вариантов значительного увеличения грузоподъемности Протона вместе с разработкой фтор-аммиачного разгонного блока 11С813 с двигателем РД-301. Это подтверждается и в одном из постов форумчанина Vladimir (ветеран НПО Лавочкин) :
 
http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/forum9/topic7028/

 
Цитировать31 декабря 1969 года директор ЦННИмаша Ю.А. Мозжорин утвердил научно-технический отчет по итогам тем №217 («Галактика») и №226 «Исследование перспектив развития и определения облика космических средств (автоматических и пилотируемых) для исследования межпланетного пространства и планет». Сам отчет назывался «Исследование перспектив и определение технических характеристик автоматических аппаратов для изучения дальнего космоса». В нем специалисты ЦННИмаша предлагали программу создания межпланетных станций на ближайшее десятилетие. При этом в качестве базового носителя рассматривались УР 500К и Н 1. Правда, «пятисотка» имела ограниченные возможности по выведению полезной нагрузки даже к Венере и к Марсу, не говоря уже о дальних планетах. Поэтому в дополнение к ней рассматривались фтор-аммиачный разгонный блок и разгонный блок с ядерным ракетным двигателем 11Б91, летные испытания которого намечались по планам с 1977 года. 


Интересно отметить, что постановление о создании фтор-аммиачного блока 11С813 и двигателя РД-301 вышло 24 июля 1969 г. (постановление N° 589-202), в тот же день как и было выпущено постановление о создании форсированного двигателя РД-256. Вполне возможно, что речь идет об одном и том же постановлении. Не исключено также, что РН 11К88 проектировалась с учетом установки обоих разгонных блоков (и 11С813 и 11С814).

Дмитрий В.

Интересно, размеры РН должны были вырасти или весь прирост грузоподъемности предполагалось получить исключительно за счет увеличения тяговооруженности 1-й ступени?
Lingua latina non penis canina
StarShip - аналоговнет!

Johannes

Thank you very much for sharing this information! In this article the 11K88 carrier-rocket is mentioned in connection with the development of oxygen-hydrogen blocks on the basis of the 11D56 engine.

ЦитироватьНаучно-технической основой для разработки в КБ «Салют» разгонного блока КВТК послужил ранее созданный на предприятии проектно-конструкторский задел (рис. 2). В частности, с начала 1970-х годов на базе ЖРД 11Д56 (КВД1), спроектированного КБ Химмаш для верхней ступени лунной ракеты Н1, в КБ велись разработки кислородно-водородных РБ первоначально для РН тяжелого класса «Протон» и ее модификации РН 11К88, а затем для РН среднего класса «Зенит» (проект РБ «Шторм»). В силу ряда причин все эти проекты не вышли на стадию практической реализации.
By the way, I am curious, does the new book on Mozzhorin reveal any new insights, e.g., into 5M in particular, or into the development of the Soviet research program of the solar system in general?
«Вперед, на Марс!»

Bart Hendrickx

Спасибо за информацию, только ссылка на упомянутую статью не работает. Кажется, что 11К88 планировалось оснащать разными разгонными блоками, не только ЯРБ и водородно-кислородным РБ, но, возможно, и фтор-аммиачным 11С813 и даже стандартным Блоком-Д(М). 

Остается ответить на вопрос, какие изменения по сравнению с Протоном претерпела сама 11К88. Использование нового индекса указывает на то, что модификации ограничивались не только форсированием тяги двигателей первой ступени.  

Возможно, больше информации об этом носителе можно найти в книге «Филевские орбиты» (2006 г.) (про историю КБ Салют). К сожалению, ее у меня нет. 

В книге о Мозжорине опубликован только один документ, посвященный межпланетной тематике : «Тезисы доклада по аванпроекту автоматической межпланетной станции М-69» (20.04.1967). Про 5М там ничего нет.

Johannes

Sorry, the link seems to change all the time?! Anyway, search in Google for, e.g., "1970-х годов на базе ЖРД 11Д56 (КВД1)" and you should find a valid link to the PDF file.

Vladimir has written that the propellant load of the first stage of the 11K88 rocket would be increased by 100 t. That's an increase of around 25%.

I would be very grateful if you could post at least some of the most interesting passages from the M-69 document.
«Вперед, на Марс!»

Bart Hendrickx

Интересно, если масса топлива на первой ступени увеличилась на 100 тонн, какие последствия это имело для ее размеров?

Кстати, я вспомнил, что о вариантах Протона с ядерным разгонным блоком и кислородно-водородными ступенями писал Игорь Афанасьев еще в 1998 г. :

http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/nk/1998/11/11-1998-3.html


ЦитироватьВ начале 1970-х годов снова вернулись к топливу «кислород-водород». К этому времени вопросы прочности и ветровой устойчивости носителя уже были решены, а на стендах «жужжали» двигатели 11Д56 и 11Д57 разработки КБ А.Люльки и А.Исаева соответственно, созданные для верхних ступеней перспективных вариантов Н-1. Лунная программа переживала упадок, и практически готовые ЖРД остались без заказчика. В.Челомей предлагал поставить вариант двигателя 11Д57М (с раздвижным соплом) на третью ступень «Протона-К». Дополнив такую ракету блоком «ДМ», можно было примерно в 1,5 раза увеличить массу спутника, выводимого на геостационарную орбиту. В канун нового, 1972 г., было решено всерьез заняться проблемой повышения энергетических характеристик «Протона-К» с помощью водородных ступеней.

Как и в предыдущих случаях, проектанты рвались вперед и предложили сделать для «пятисотки» РБ с... ядерным ракетным двигателем! В Воронеже КБ Химавтоматики развернули работу над необходимой двигательной установкой. Понимая, что полеты реальной ракеты с ядерным разгонным блоком начнутся еще не скоро, в Реутове прорабатывались варианты «Протона-К», оснащенного кислородно-водородными ЖРД на второй и третьей ступенях.

Короче, в начале 70-х годов рассматривалась масса вариантов значительного увеличения грузоподъемности Протона. Потом появились еще другие как 11К99, УР-530 и т.д.

Дмитрий В.

ЦитироватьBart Hendrickx пишет:

Интересно, если масса топлива на первой ступени увеличилась на 100 тонн, какие последствия это имело для ее размеров?

Удлинение  первой ступени метров на 5.
Lingua latina non penis canina
StarShip - аналоговнет!

Salo

И попадание на ограничения по ж/д габариту.
"Были когда-то и мы рысаками!!!"

Штуцер

Сергей поставил жирную точку на 7 лет..  ))
 Интересно,  как специалисты из Филей собирались  выкручиваться из этого положения.
Но в виде обломков различных ракет
Останутся наши следы!

Бертикъ

Цитата: Штуцер от 14.03.2023 11:35:50Сергей поставил жирную точку на 7 лет..  ))
 Интересно,  как специалисты из Филей собирались  выкручиваться из этого положения.
Должно быть через увеличение не длины, а диаметров. Если длину надо увеличить на порядка 25%, то диаметры - всего лишь на чуть более 10%.
Как много мы знаем, и как мало мы понимаем. © А.Эйнштейн

Штуцер

Цитата: Бертикъ от 14.03.2023 12:54:46Должно быть через увеличение не длины, а диаметров. Если длину надо увеличить на порядка 25%, то диаметры - всего лишь на чуть более 10%.
Практика показывает, что 4100 максимум максиморум. Цепляли уже.
Но в виде обломков различных ракет
Останутся наши следы!

Бертикъ

Цитата: Штуцер от 14.03.2023 13:02:00
Цитата: Бертикъ от 14.03.2023 12:54:46Должно быть через увеличение не длины, а диаметров. Если длину надо увеличить на порядка 25%, то диаметры - всего лишь на чуть более 10%.
Практика показывает, что 4100 максимум максиморум. Цепляли уже.
А можно увеличить только диаметр боковушек, и в них же в верхней части добавить баки для лишнего окислителя. Ясно, что гемор с ПГС, но зато выход.
Как много мы знаем, и как мало мы понимаем. © А.Эйнштейн

Штуцер

Цитата: Бертикъ от 14.03.2023 13:14:21А можно увеличить только диаметр боковушек, и в них же в верхней части добавить баки для лишнего окислителя.
Слишком сложно.
Но в виде обломков различных ракет
Останутся наши следы!

Бертикъ

Цитата: Штуцер от 14.03.2023 13:38:24
Цитата: Бертикъ от 14.03.2023 13:14:21А можно увеличить только диаметр боковушек, и в них же в верхней части добавить баки для лишнего окислителя.
Слишком сложно.
Но именно по пути увеличения боковушек они шли в УР-ах 70-х годов.
Другого то пути нет. А хочется помощнее))
Как много мы знаем, и как мало мы понимаем. © А.Эйнштейн

Бертикъ

А, кстати, 1-ю ступень Зенита (3,9х33 м) ведь позже как-то возили, не вылезая за ж/д требования?
Увеличенный "метров на 5" центральный бак 1-й ступени Протона был бы 4,1х25 м. Даже с запасом по сравнению с Зенитом.
Зря мы с Вами "копья ломаем"))
Как много мы знаем, и как мало мы понимаем. © А.Эйнштейн

Штуцер

Цитата: Бертикъ от 14.03.2023 15:19:15А, кстати, 1-ю ступень Зенита (3,9х33 м) ведь позже как-то возили, не вылезая за ж/д требования?
Там длина больше, а диаметр меньше.
Но в виде обломков различных ракет
Останутся наши следы!

Бертикъ

Цитата: Штуцер от 14.03.2023 15:23:34
Цитата: Бертикъ от 14.03.2023 15:19:15А, кстати, 1-ю ступень Зенита (3,9х33 м) ведь позже как-то возили, не вылезая за ж/д требования?
Там длина больше, а диаметр меньше.
20 см разницы? Думаю не большая проблема.
Другое дело, что возили не из Москвы, а из Днепра. Другая дорога.
Как много мы знаем, и как мало мы понимаем. © А.Эйнштейн

Штуцер

Цитата: Бертикъ от 14.03.2023 15:19:15Зря мы с Вами "копья ломаем"))
По-любому зря. Протон приговорен, апелляции отклонены. ))
Но в виде обломков различных ракет
Останутся наши следы!

Штуцер

Цитата: Бертикъ от 14.03.2023 15:28:3820 см разницы? Думаю не большая проблема.
Проблема. Реально вагон еще больше. 
Цитата: Бертикъ от 14.03.2023 15:28:38Другое дело, что возили не из Москвы, а из Днепра. Другая дорога.
Возможно.
Но в виде обломков различных ракет
Останутся наши следы!

Дмитрий В.

Однако! https://www.ipu.ru/sites/default/files/page_file/lab_8_2.pdf
Внедрение, реализация Работы проводились в содружестве с коллективами: 
- РКК «Энергия» им. С.П. Королёва (РКН тяжелого класса «Энергия»), 
.......
- «ГП КБ «Южное»» (изд. 11К88, РН «Зенит-3SL» (Морской старт), ....
Lingua latina non penis canina
StarShip - аналоговнет!