НК-33

[pragmatik]

АниКей пишет:
В Самаре успешно завершились испытания ракетного двигателя НК-33


 http://ria.ru/science/20160302/1383259601.html
 Третий пуск "Союза-2.1в" с двигателем НК-33 запланирован на апрель http://ria.ru/space/20160302/1383270914.html

Это новый НК-33 изготовили? или ещё из советских запасов?

[Seerndv]

pragmatik пишет:
Это новый НК-33 изготовили? или ещё из советских запасов?

- вряд ли целиком новый. Но если верить статье:
 http://www.kuznetsov-motors.ru/press-center/news/na-pao-%C2%ABkuznetsov%C2%BB-ispytali-dvigatel-nk-33-dlya-rakety-nositelya-%C2%ABsoyuz-2-1v%C2%BB-legk
 заменить они уже могут всё, и собрать всё. Вопрос в заказах на новые.

[avmich]

Обсуждали вчера с приятелем состояние дел с НК-33, он задал такой вопрос - а не устаревший ли это двигатель, нужен ли он, нужно ли его восстанавливать и воспроизводить?

У меня нашлись такие аргументы "за", в произвольном порядке:

- достаточно хорошая "тяга к массе". Спейсэксовские Мерлины этот параметр побили для керосиновых двигателей, но всё же он остаётся неплохим - и в сравнении с Мерлином (не слишком проигрывает), и в сравнении с другими керосиновыми двигателями.

- хороший УИ. Выше Мерлинов, ниже чемпионов Энергомаша серии РД-170, и там, и там разница не слишком большая, но всё же УИ в целом вполне на современном уровне.

- сравнительно низкое давление в камере, что предполагает щадящие режимы аварий при разрушении камеры. Давление выше Мерлинов, ниже РД-170; выше, чем РД-107, на которых вся пилотируемая космонавтика летает, но всё же далеко не рекордные для керосиновых, опять же, двигателей. Что можно рассматривать и как возможности форсирования по давлению.

- двигатели сравнительно простые и дешёвые. Особенно с учётом того, что сегодня не имеет смысла воспроизводить НК-33 технологиями 1970-х годов, этих технологий под рукой нет, а заново сделать проще нечто с учётом современных возможностей. Говорили немного о материаловедении - мне кажется, скорее технологии обработки тут могут улучшить дело, чем существенных прогресс в подборе собственно материалов. То есть, ни прочности сталей, ни теплопроводность медных сплавов, ни жаростойкость материалов лопаток существенно не изменились, если только их заново не переделывать; а вот производство сложных деталей может упроститься технологически.

Вроде бы все аргументы, по крайней мере, основные. Хотелось бы послушать, в чём неправ .

[Старый]

НК-33 прост, дёшов и надёжен только в сравнении с двигателями РД-170/180/191. Если брать в абсолютном масштабе то по современным представлениям он всётаки слишком сложен, дорог и ненадёжен. Требуется разработка более простого, надёжного и дешового кислородно-керосинового двигателя замкнутой схемы.

[avmich]

Интересно, по каким параметрам НК-33 сложнее, чем другие керосиновые двигатели. Или чем другие керосиновые двигатели замкнутой схемы. Например, насколько помню, в СССР предпочитали одновальные ТНА, в Штатах - системы шестерёнок. Считать ли одновальные более сложными, например, на том основании, что параметры насосов оказываются неоптимальными? Мне кажется, вряд ли. Или - предпочтение в СССР форсуночных головок со многими сложными (типа, двухкомпонентные с пересечением потоков и завихрением) форсунками против пинтл-форсунок в Штатах - это сложнее? Но в Штатах форсуночные головки со многими форсунками тоже вполне себе популярны были; вспомнив отработку F-1, удастся ли утверждать, что НК-33 особо сложный? Или - более сложная система приварки силовой оболочки к фрезерованным каналам в огневой стенке, вместо трубчатой конструкции. Но Штаты тоже стали использовать такую схему в SSME (двигатель, конечно, не керосиновый). Кислый газ из ГГ считается сложным, но вроде бы такой был во многих советских конструкциях, не только РД-170 (по крайней мере, в движках на высококипящих компонентах).

То есть, ещё раз вопрос - почему НК-33 считается относительно сложным керосиновым двигателем? Особенно среди керосиновых двигателей замкнутой схемы?

По вопросу дешевизны надо бы на цифры смотреть; есть ли у нас ценовые данные по сравнимым двигателям? Чем так НК-33 дорог?

По вопросу надёжности тоже неясно. Авария Антареса вроде бы не дала однозначного свидетельства ошибок дизайна?

Разработка более простого, надёжного и дешёвого кислород-керосинового двигателя замкнутой схемы - было бы замечательно. Но интересно, чем он будет существенно отличаться от НК-33 при схожих выбранных параметрах. То есть, тяга, топливо, давление, схема ТНА, схема ФГ... Или на сегодня у нас существенные оптимизации в ТНА и ФГ могут быть? Их нельзя учесть в модификациях НК-33?

[oby1]

Мне на на подобные вопросы наш технолог отвечает:"а ты что предлагаешь?я запишу.":-)

[Старый]

avmich пишет:
Интересно, по каким параметрам НК-33 сложнее, чем другие керосиновые двигатели. 

Не "другие керосиновые двигатели" а "современные представления". По современным представлениям он слишком сложен, дорог и ненадёжен. 
Пример простого и надёжного двигателя замкнутой схемы? РД-253/275. Он не керосиновый? Так керосиновыми просто никто не занимался. 

[Старый]

avmich пишет:
То есть, ещё раз вопрос - почему НК-33 считается относительно сложным керосиновым двигателем? Особенно среди керосиновых двигателей замкнутой схемы?

Ну например по наличию встроеных бустерных ТНА и т.д.

[avmich]

В первом приближении по ряду параметров существуют известные оптимальные технические решения, в рамках заданных ограничений, конечно - то есть, например, мы не будем использовать иридий-рениевый сплав для камеры и сопла, даже если такое решение улучшит массовые и тепловые свойства двигателя, снизит потери давления и упростит изготовление.

Скажем, профиль камеры и сопла более-менее оптимизирован. Для данной скорости вращения вала, расхода и давления на насосе можно вычислить оптимальную геометрию крыльчатки. Для данной температуры и молекулярного состава газа можно подобрать оптимальную турбину. И так далее.

Сложности, естественно, наступают на этапах дальнейшего совершенствования. Мнение Старого, как я его понимаю - и во многом с которым согласен - что не надо выжимать последние доли процентов технического совершенства за счёт значительного роста сложности и цены. Мне интересно, насколько далёк от соответствующего Старому "баланса" НК-33. А заодно и - насколько можно к такому балансу приблизиться сравнительно небольшими усовершенствованиями.

[avmich]

Старый пишет:

avmich пишет:
Интересно, по каким параметрам НК-33 сложнее, чем другие керосиновые двигатели.

Не "другие керосиновые двигатели" а "современные представления". По современным представлениям он слишком сложен, дорог и ненадёжен.
Пример простого и надёжного двигателя замкнутой схемы? РД-253/275. Он не керосиновый? Так керосиновыми просто никто не занимался.

Было бы интересно поставить рядом ПГС этих двух двигателей и сравнить.

Хорошо, у НК-33 есть дополнительные бустерные насосы. Ещё что?

Про бустерные насосы, кстати, интересно - почему было выбрано такое решение.

[avmich]

Ещё заметим, что один и тот же Энергомаш сделал и "простые" РД-253 и "сложные" РД-170. Интересно, почему не сделали керосинники проще? На тот момент не знали как - или обнаружили, что для данных параметров проще не получается? Кстати, РД-170 следовал за сложным - особенно на тот момент - РД-270...

[Старый]

avmich пишет: 
Про бустерные насосы, кстати, интересно - почему было выбрано такое решение.

Потому что низкое входное давление компонентов и высокое давление в камере. 
 А у Маска бустерных насосов нетуть. 

[Salo]

avmich пишет:
- достаточно хорошая "тяга к массе". Спейсэксовские Мерлины этот параметр побили для керосиновых двигателей, но всё же он остаётся неплохим - и в сравнении с Мерлином (не слишком проигрывает), и в сравнении с другими керосиновыми двигателями.

И у НК-33, и у Мерлинов в массу двигателя не входит подмоторная рама, а у НК-33 ещё и РП. С ней рекорды выглядят менее впечатляющими

[fagot]

Старый пишет:
Потому что низкое входное давление компонентов и высокое давление в камере.
 А у Маска бустерных насосов нетуть.

А у Маска открытая схема. У нас же на всех замкнутых керосинках с давлением 150 ат и выше есть бустеры, и даже при 80 ат есть. Вопрос в том, много ли на них удастся сэкономить.

[Старый]

fagot пишет:

Старый пишет:
Потому что низкое входное давление компонентов и высокое давление в камере.
 А у Маска бустерных насосов нетуть.

А у Маска открытая схема. У нас же на всех замкнутых керосинках с давлением 150 ат и выше есть бустеры, и даже при 80 ат есть. Вопрос в том, много ли на них удастся сэкономить.

Вопрос лучше поставить так: много ли на них удастся выиграть?

[fagot]

Тут нужно знать, какое давление наддува потребуется без них.

[Старый]

fagot пишет:
Тут нужно знать, какое давление наддува потребуется без них.

Ну вот сколько например у Маска? Или у Сатурна-5? 
Или допустим если снизить давление в камере до величины когда не нужен будет бустер то сколько мы потеряем УИ? 

Опять же есть разного рода альтернативные решения типа поставить струйный преднасос как на РД-253. 
 И т.д. 

Насколько я понимаю у вражеских супостатов бустерный ТНА отсутствует как класс, за исключением естественно SSME. А если б он был так хорош то супостаты наверно бы не пренебрегли...

[Старый]

Каких только картинок не выкладывает Брюгге. А ПГС LE-7 зажал. Есть на нём БТНА?

[Старый]

При попытке спросить у гугла "LE-7 engine circuit" он послал меня в такие неведомые деревня... Боюсь даже подумать что теперь будет показывать контекстная реклама...  

Наверно чтото перепутал в буквах...  

[fagot]

Старый пишет:
Каких только картинок не выкладывает Брюгге. А ПГС LE-7 зажал. Есть на нём БТНА?

Отдельных нет, насосы обоих компонентов двухступенчатые со шнековыми преднасосами.