КВРБ «Двина-КВТК»

[октоген]

Америкосы для быстрой модернизации древнего гуано сделали пилоны под Джэй-ДАМы с передачей инфы по Вай-фаю... Чтобы лишней проводки не тянуть. Можно ли что-то такое на спутниках или РБ делать?

[Sаlyutman]

Для начала нужно оборудование переделывать. Это долго и дорого.

[ZOOR]

Тут ФКА что-то водородное испытывать хочет
 http://zakupki.gov.ru/pgz/public/action/orders/info/common_info/show?notificationId=5484304

Разработка технологии изготовления высоконадежных информационно-управляющих систем для обеспечения безопасности стендовых испытаний кислородно-водородных жидкостных ракетных двигателей с массой водорода до 6500 кг.
Начальная (Максимальная) цена контракта    63 900 000,00 Российский рубль

Может, к 20-му году осилят?

[mihalchuk]

По массе - это последняя водородная ступень ангары.

[Salo]

http://www.militarynews.ru/excl.asp?ex=168

Генеральный директор НПЦ АП Ефим Межирицкий:

- Системы управления перспективных ракетно-космических комплексов решают все более широкий круг задач. Выполнять их нужно со значительно более высокой точностью. Обеспечить решение этой задачи можно за счет внедрения аппаратуры спутниковой навигации на базе систем ГЛОНАСС и GPS. Такой симбиоз позволяет достичь совершенно нового уровня точности доставки спутников на орбиты независимо от сложности схемы выведения. В НПЦАП создана уникальная технология интеграции инерциальной и спутниковой навигации в системах управления разгонных блоков. Она обеспечивает защиту контура наведения объекта управления от проникновения в него ложных значений траекторных данных, поступающих от элементов системы.

Мы сейчас хорошо продвинулись с автономными системами навигации. Это интегрированные инерциально-астро-спутниковые ГЛОНАСС/GPS-системы навигации и управления для космических средств выведения. Следующий этап развития интегрированных систем управления - создание нового поколения инерциально-астро-спутниковых систем с применением бесплатформенных инерциальных блоков вместо гиростабилизированных платформ. Потому что во многих случаях платформенные системы оказываются избыточно точными и, как следствие, неоправданно дорогими. А бесплатформенный инерциальный блок имеет малые габариты, массу и энергопотребление, да и сравнительно прост в изготовлении. В настоящее время НПЦАП ведет разработку бесплатформенной системы для кислородно-водородного разгонного блока КВТК.

Новый подход позволяет нам пускать космические носители с грубым, более дешевым прицеливанием, а в процессе полета корректировать отклонения.

На отработку этой системы мы потратили порядка 5-6 лет. Из них примерно два года ушло на разработку идеологии, само построение системы, на наземную отработку, алгоритмы и программы. Мы, образно говоря, за это время научили автономную систему навигации, со многими элементами, самоопределяться: что считать правильным, что неправильным, что брать в расчет, что нет. Это целая наука. Основная сложность – наше «ноу-хау» - это математика. Она архисложная. Сегодня система работает в замкнутом цикле и помогает основной системе навигации решать задачи выведения.

[Lanista]

Sаlyutman пишет:
Насколько я понял, на Восточном предполагается пилотируемый вариант "Ангары", а он вообще идёт без РБ. А если будут беспилотные пуски на ГПО, то к тому времени и КВТК должен будет готов, поэтому "Бриз-М" там и не закладывается. На его долю останутся пуски на "Протонах" с Байконура и отработка в Плесецке "Ангары-А5".

[АниКей]

Новые ракетные двигатели будут испытывать в НИЦ РКП.                                      

В России создается новая ракета тяжёлого класса «Ангара А5». Существенное повышение массы полезной нагрузки, выводимой ракетой на геостационарную орбиту, обеспечивается кислородно-водородным разгонным блоком «Двина-КВТК» разработки ФГУП «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева» (рис.1, 2).

          

   Рис 1. Перспективные средства выведения

                      

      

Рис.2 . Кислородно-водородные разгонные блоки на базе РБ КВТК       

В этом блоке используется маршевый двигатель РД0146Д. Для обеспечения высокого удельного импульса (на уровне 470с) в конструкции двигателя РД0146Д потребовалось применение сопла с раздвижным насадком из углеродно-углеродного композиционного материала (рис.3).

                     

Рис. 3 . ЖРД РД0146 и РД0146Д

Ракетный двигатель в составе разгонного блока для выведения космических аппаратов включается уже в верхних слоях атмосферы после отделения первых ступеней ракеты. Расчётное давление в области его среза составляет 0,005 кгс/см2 .

Для проведения наземной экспериментальной отработки двигателя РД0146Д необходимо специальное стендовое оборудование, обеспечивающее имитацию высотных условий эксплуатации двигателя, так как предназначенное для эксплуатации в условиях космического пространства сопло не может работать в обычных атмосферных условиях.

Такое оборудование имеется за рубежом, например, в ESA стенд Vinci Test Bench P4.1. В США завершается монтаж аналогичного по назначению стенда А3 (рис. 4). Эти стенды включают высокотехнологичное наукоемкое оборудование, имеют развитую инфраструктуру, опытный высококвалифицированный персонал.

                         

а)

                 

б)

Рис.4. Общий вид и схема а) стенда Vinci Test Bench P4.1 Европейского космического агентства, б) стенда А-3 NASA.

До настоящего времени стендов, обеспечивающих воспроизведение указанных условий при наземных испытаниях кислородно-водородного двигателя размерности РД0146Д, в России не было.

Комплексная программа экспериментальной отработки двигателя ориентирована на выполнение его поэтапной отработки параллельно с созданием необходимой стендовой базы.

Сначала испытывается двигатель без углеродного насадка (НСРО) с соплом Ø960мм, затем двигатель с укороченным углеродным сопловым насадком (НСРО) Ø1250 мм и двигатель с укороченным составным НСРО Ø1250мм. Завершающим этапом являются испытания двигателя в штатном исполнении (с соплом выходным сечением Ø1950мм).

Соответственно поэтапно в НИЦ РКП создается и необходимое испытательное оборудование. Для первого этапа работ - барокамера для размещения двигателя, газодинамическая труба с входом Ø980мм, оборудованная системой предстартового вакуумирования и концевым клапаном, и система эжектирования дренажей и сливов двигателя. Для второго этапа работ требуется барокамера, выхлопной тракт с входом Ø1300мм, оборудованный пароэжетором и конденсатором для продуктов сгорания и также система эжектирования дренажей и сливов. Для испытания двигателя в штатном исполнении нужна барокамера для размещения двигателя, и выхлопной тракт с входом Ø2000мм, оборудованный системой откачки для продуктов сгорания;

Испытательное оборудование устанавливается на реконструируемом стенде В2Б ФКП «НИЦ РКП» (Рис.4, 5).

          

Рис. 4 . Комплекс стендов для испытаний ЖРД и ступеней ракет на кислородно-водородном и кислородно-метановом топливе ФКП «НИЦ РКП» на карте Google.    

      

Рис.5. Монтаж экспериментальной установки на стенде В2Б

Отработка двигателя на первом этапе проводится без установки неохлаждаемой композитной части сопла. Профиль ГДТ для проведения испытаний двигателя РД0146Д без установки композитной неохлаждаемой части сопла был разработан на основе математического моделирования.

При проектировании испытательной установки широко использовались современные методы математического моделирования, основанные на решении полной системы уравнений, описывающих процессы ЖРД в трехмерной постановке. Это потребовало значительных вычислительных ресурсов и было бы невозможно без использования супер-ЭВМ и программного обеспечения, реализующего оптимальную организацию вычислительного процесса.

В рамках Президентской программы по проекту «Развитие суперкомпьютеров и грид-технологий» по направлению «Информационные технологии с использованием суперЭВМ для отработки новых образцов ракетно-космических систем» разработаны и внедрены информационные технологии виртуального проектирования и компьютерного моделирования на базе супер-ЭВМ, создаются и дорабатываются пакеты программ ЛОГОС к задачам имитационного моделирования и инженерного анализа процессов, протекающих в ракетно-космических системах, стендовых системах.

Специализированное программное обеспечение в комплексах ЛОГОС для расчета параметров характерных процессов, происходящих в стендовых системах, жидкостных ракетных двигателях (ЖРД), ракетах космического назначения (РКН) и космических аппаратах (КА) и для имитационного 3D–моделирования отдельных подсистем РКТ установлено на суперЭВМ предприятий - участников проекта, в том числе и в ФКП «НИЦ РКП».

Параметры рабочих процессов сопряженной виртуальной модели камеры ЖРД РД0146Д и газодинамического выхлопного тракта высотного стенда для обеспечения высотных условий испытаний работы двигателя рассчитаны с использованием этих пакетов программ. Результаты вычислений позволили выбрать оптимальные конструктивные решения газодинамического тракта и сократить время подготовки к испытаниям.

Для проверки адекватности использованных математических моделей и подтверждения правильности выбранного способа проведения испытаний, в апреле-мае 2013г в ФКП «НИЦ РКП» была проведена серия из 10 испытаний маломасштабных моделей камеры двигателя РД0146Д и ГДТ.

Модели камеры двигателя РД0146Д и ГДТ выбранного профиля в масштабе 1:10 были разработаны и изготовлены ФКП «НИЦ РКП» совместно с ФГУП «ЦИАМ им. П.И. Баранова».

Разрезы и фотографии моделей камеры и ГДТ представлены на рис.6.

          

Рис. 6. Модель камеры двигателя РД0146Д с диаметром выходного сечения 960мм и ГДТ.

ипичные графики изменения давления в сопле и ГДТ полученные при испытаниях моделей, а также сравнение результатов испытаний и математического моделирования приведены на рис. 7.

                     

Рис.7. Результаты испытаний моделей в масштабе 1:10 камеры двигателя РД0146Д с диаметром выходного сечения 960мм и ГДТ.

Полученные результаты хорошо согласуются с результатами численного моделирования. Результаты огневых испытаний моделей и математического моделирования подтвердили, что выбранный профиль ГДТ обеспечивает возможность проведения испытаний для двигателя РД0146Д без установки неохлаждаемой части сопла.

Отработка двигателя на втором этапе будет выполняться с использованием укороченного углеродно-углеродного композитного насадка сопла, имеющего диаметр выходного сечения 1250мм. Давление на срезе сопла двигателя при этом будет составлять 0,03 кгс/см2.

Для определения границ работоспособности ГДТ по давлению в его выходном сечении также было проведено математическое моделирование течения в нём продуктов сгорания, и также 25.07.2013 проведена серия из 5 огневых испытания моделей камеры сгорания и ГДТ в масштабе 1:10. Результаты моделирования представлены на рис.8.

          

Рис. 8. Результаты математического моделирования для испытаний двигателя с укороченным соплом, имеющим диаметр выходного сечения 1250мм.

Фотография экспериментальной установки для проведения модельных испытаний представлена на рис. 9.

          

Рис. 9. Фотография ЭУ для проведения испытаний модели в масштабе 1:10 камеры двигателя с укороченным соплом, имеющим диаметр выходного сечения 125 мм и ГДТ.

Полученные результаты хорошо согласуются с результатами численного моделирования. Результаты огневых испытаний моделей и математического моделирования подтвердили, что выбранный профиль ГДТ при реализации в выходном сечении разрежения на уровне 0,3 кгс/см2 обеспечивает возможность проведения испытаний двигателя РД0146Д с укороченным сопловым насадком, имеющим диаметр выходного сечения 1250мм.

Моделирование при помощи БПО критических режимов наиболее нагруженных элементов системы стенд-двигатель позволило определить границы допустимых значений параметров и повысить безопасность проведения испытаний изделий РКТ за счёт совершенствования алгоритмов автоматизированных систем аварийной защиты.

Сопряженная компьютерная модель высотного ЖРД РД0146 и газодинамического тракта (ГДТ) позволила оптимизировать конструкцию и до проведения натурных испытаний обосновать обеспечение высотных условий отработки РД0146 со срезом сопла 960мм, 1170мм и 1250мм, а также подтвердить возможность реализации штатных режимов работы сопла двигателя РД0146 с насадками из композитных материалов при проведении его наземной отработки. Двигатель РД0146 для обвязки на стенде и последующих испытаний ожидается в конце ноября 2013 г
 http://nic-rkp.ru/default.asp?page=main

[anik]

Воронежское КБХА провело испытания двигателя для "Ангары-А5"
РИА Новости http://ria.ru/space/20131101/974265628.html

ВОРОНЕЖ, 1 ноя — РИА Новости, Алексей Андреев. Воронежское Конструкторское бюро химавтоматики (КБХА) провело успешные огневые испытания кислородно-водородного ракетного двигателя РД0146Д, сообщает в пятницу предприятие.

Комплекс работ с двигателем РД0146Д проводится предприятием в соответствии с графиком создания кислородно-водородного разгонного блока для тяжелой РН "Ангара-А5" в рамках опытно-конструкторской работы "Двина-КВТК" по заказу ФГУП "ГКНПЦ имени Хруничева".

"В КБХА 28 октября успешно проведена первая серия огневых испытаний этапа доводочных испытаний (ДИ) кислородно-водородного ракетного двигателя РД0146Д", — говорится в сообщении.

Двигатель РД0146Д тягой 7,5 тонно-сил создается на основе двигателя РД0146 тягой 10 тонно-сил. К настоящему времени на экспериментальной базе предприятия проведено 68 огневых испытаний двигателей семейства РД0146, в том числе шесть — с использованием в качестве горючего жидкого метана.

Как сообщает КБХА, проведенные испытания подтвердили работоспособность штатной конструкции двигателя РД0146Д. Следующим этапом станут испытания с использованием вновь разработанной системы имитации высотных условий, введенной в эксплуатацию на огневом стенде.

[Bauer]

anik пишет:
К настоящему времени на экспериментальной базе предприятия проведено 68 огневых испытаний двигателей семейства РД0146, в том числе шесть — с использованием в качестве горючего жидкого метана

68 (!) огневых испытаний, при том, что доводочные только начались, а в высотных условиях испытания ещё и не проводились, хотя двигатель будет устанавливаться на РБ. Основательный подход к делу 

[Sаlyutman]

Да не всё там в порядке, как пишут, с этим двигателем... там ещё работать и работать...

[Александр Ч.]

Bauer пишет:
68 (!) огневых испытаний, при том, что доводочные только начались

"Смешались в кучу кони, люди"  (с) Лермонтов
Это общее количество всех испытаний разных вариантов двигателя. По этому конкретному только начались.

[Bauer]

Александр Ч. пишет:
Это общее количество всех испытаний разных вариантов двигателя. По этому конкретному только начались

Надеюсь, ещё 68 ему не потребуются   Хотя, с другой стороны, когда ещё КВТК готов будет, можно не слишком спешить. :|

[октоген]

КВТК нужен был еще вчера, хотя бы для Протона.

[fagot]

Кому он был нужен вчера и для каких целей?

[fagot]

Sаlyutman пишет:
Да не всё там в порядке, как пишут, с этим двигателем... там ещё работать и работать...

Кстати, а цем ЦиХ не устроил КВД-1М для КВТК?

[октоген]

fagot пишет:
Кому он был нужен вчера и для каких целей?

Для Протона, России как государству.

На счет КВД-1м Вы, кстати, абсолютно правы. То что он весит лишние сотню-другую кг-это терпимо, потерянное время стоит дороже, а потом, по мере созревания РД-0146 можно двигатель было и сменить.

[Дмитрий В.]

fagot пишет:

Sаlyutman пишет:
Да не всё там в порядке, как пишут, с этим двигателем... там ещё работать и работать...

Кстати, а цем ЦиХ не устроил КВД-1М для КВТК?

Помнится, freinir намекал на некий конфликт между КБХМ и КБ "Салют"...

[Старый]

октоген пишет:

fagot пишет:
Кому он был нужен вчера и для каких целей?

Для Протона, России как государству.

Что значит "для Протона"? Протон это чего - самоцель, чтоли?

[George]

октоген пишет:
Для Протона,

Тогда пришлось бы ему стационарную башню для подпитки РБ строить. На Байконуре строить что-либо бессмысленно.

[fagot]

Дмитрий В. пишет:
Помнится, freinir намекал на некий конфликт между КБХМ и КБ "Салют"...

И это при том, что КБХМ входит в состав ЦиХа. Скорее на создании нового двигателя можно освоить больше средств, чем на адаптации существующего.