С.А. Орлин
6
Инженерный журнал: наука и инновации
# 1·2017
двигательной установки. При возникновении ситуации, когда одна
или две камеры не выходят на номинальный режим по величине тяги,
можно форсировать другие камеры, добавляя в топливо гелий.
Вторым проектом, связанным с использованием гелия в ЖРД, яв-
ляется проработка возможности повышения характеристик жидкост-
ных ракетных двигателей посредством введения в состав двигатель-
ной установки автономного контура охлаждения камеры сгорания.
По объективным, техническим и экономическим причинам на
имеющихся отечественных средствах выведения целесообразнее ис-
пользовать разгонные блоки с двигательными установками на кисло-
родно-керосиновом топливе или на топливе «кислород + некриоген-
ное и нетоксичное синтетическое углеводородное горючее высокой
плотности».
Известно, что с точки зрения максимальных энергетических воз-
можностей на космических кислородно-углеводородных разгонных
блоках целесообразно использовать ЖРД замкнутой схемы. В насто-
ящее время разработана такая замкнутая схема с дожиганием окисли-
тельного газогенераторного газа (РД-253, РД-120, НК-33 и др.).
В ходе развития двигателей традиционной схемы с дожиганием
окислительного генераторного газа достигнут практически предель-
ный (для каждого уровня тяги ЖРД) уровень давления в камере сго-
рания. Это связано с ограничениями по стойкости конструкционных
материалов в высокотемпературном окислительном газе, от темпера-
туры которого зависит мощность, развиваемая турбиной турбонасос-
ного агрегата подачи компонентов топлива в камеру сгорания.
Сегодня наиболее совершенным по совокупности технических па-
раметров маршевым двигателем для кислородно-углеводородных
ЖРД является двигатель с дожиганием окислительного газа, разрабо-
танный в 1970–1973 гг. Последняя модификация такого двигателя
имеет тягу 8 тс и удельный импульс 352 с на керосине. Повышение
энергетических возможностей двигателя за счет дальнейшего увели-
чения степени расширения газов в сопле ограничивается стойкостью
конструктивных материалов в высокотемпературном окислительном
газе и возможностями по охлаждению камеры сгорания. Эта проблема
не может быть эффективно решена в рамках традиционных схем пода-
чи топлива.
Существенное улучшение энергетических параметров ЖРД воз-
можно при ликвидации потерь удельного импульса в результате рас-
хода горючего на внутреннее охлаждение камеры и при повышении
давления в ней. С целью достигнуть этого для охлаждения камеры
сгорания используют промежуточный высокоэффективный охлади-
тель, не являющийся компонентом топлива.