RD-108
RD-108（РД-108）是一種液体火箭发动机。是RD-107改進型，帶有四個轉向室，用於聯盟號系列運載火箭的中央塊。截至2021年[update]，非常相似的RD-107A和RD-108A引擎也用於發射現役聯盟2號運載火箭。[2]
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| 設計者 | OKB-456 |
|---|---|
| 製造者 | НПО «Энергомаш» |
| 用途 | 增壓發動機 |
| 相關產品 | R-7系列火箭 |
| 上一代产品 | RD-105 |
| ЖРД | |
| 性能 | |
| 推力 | на ур. моря: 76 тс[1] (745,31 кН) в вакууме: 96 тс[1] (941,44 кН) |
| 燃燒時間 | 340 с |
| 尺寸 | |
| 直徑 | Template:Число[1] |
RD-107火箭引擎是由瓦倫丁·格盧什科（Valentin Glushko）於1954年至1957年在實驗設計局（OKB-456）的指導下設計的。它使用液氧和煤油作為燃料，運行於氣體發生器循環中。與V-2火箭技術的所有後代一樣，這款引擎的渦輪機由過氧化氫催化分解產生的蒸汽驅動。蒸汽發生器使用固體F-30-P-G催化劑，這些催化劑基於覆蓋在高錳酸鉀和鈉的水溶液中的可變大小顆粒。每個引擎有四個固定的主燃燒室。RD-107還有額外的兩個噴嘴燃燒室，可以在單一平面內推力向量，以提供姿態控制。RD-108則有四個這樣的噴嘴燃燒室，用於為Blok-A階段提供完整的向量控制。單軸渦輪泵單元包括蒸汽驅動渦輪機、氧化劑泵、燃料泵和用於罐壓的氮氣發生器。[3]
RD-107引擎用於Soyuz-2火箭的每個助推器中，Blok-A階段（中央第一級）使用一個RD-108引擎。
這款引擎的一個重要創新是其能夠在燃料和氧化劑之間使用可變的混合比。由於每個引擎在製造過程中存在自然變化，如果沒有主動的燃料消耗控制，每個助推器的氧氣和燃料消耗速率將不同。這可能導致在燃燒結束時有數十噸未燃燒的推進劑。這會對結構和控制權威產生巨大的應力，因為質量不平衡。因此，混合比控制系統被開發出來，以確保四個R-7助推器之間的推進劑質量同時消耗。[3][4]
生產
RD-107和RD-108引擎在俄羅斯薩馬拉的JSC Kuznetsov工廠生產，由NPO Energomash的Privolzhskiy分支（也被稱為Volga分支）監督。Privolzhsky分支於1958年作為OKB-456的一個分支機構成立，專門負責RD-107和RD-108引擎的製造。該分支機構的領導曾由Y.D. Solovjev（1960年前）、R.I. Zelenev（1975年前）、A.F. Udalov（1978年前）擔任，現在的領導者是A.A. Ganin。[5]
RD-108變體
類似的改進使RD-108火箭引擎衍生出多個獨特版本：
- RD-108 (AKA 8D75): 原始版本。[6] 用於 R-7, Sputnik, Vostok 和 Voskhod.[3]
- RD-108K (AKA 8D75K): Molniya 8D74的改良版。用於閃電(8К78)等發射任務.[3]
- RD-108ММ (AKA 8D727 or 8D75M): 比8D74K增加5%推力。[6] 用於 Molniya-M (8К78М) 和 Soyuz (11A511)等任務發射。[3]
- RD-118 (AKA 11D512)：結構改進版本。[6] 用於 Soyuz-U (11А511U)等發射任務。[3]
- RD-118PF (AKA 11D512PF): Version of the 11D5212 that run on Syntin rather than RG-1. It used selected injectors to minimize instabilities without changing constructions methods. But it required a significant number of engines produced to get injectors that complied with the stringent specifications. Used on the Soyuz-U2 (11A511U2).[3][7]
- RD-108А (AKA 14D21): Improved version of the 11D511 with new injector design that eliminated the high frequency combustion instabilities.[6] Used on the Soyuz-FG (11А511U-FG), Soyuz-STA (372RN21A) and Soyuz-STB (372RN21B).[3]
- RD-108А (AKA 14D21KhZ): Chemical ignited version of the 14D22. Used on the Soyuz-2.1a (14A14-1A) and Soyuz-2.1b (14A14-1B).[3][8]
Work on the 14D21 and 14D22 engines started in 1986, with a preliminary design completed in 1993. These engines incorporate a new injector head design to increase specific impulse. The first launch of a Progress cargo spacecraft using a launch vehicle equipped with these engines took place in May 2001. The first human spaceflight launch utilizing these engines took place in October 2002.[9]
| Engine | RD-108 | RD-108K | RD-108ММ | RD-118 | RD-118PF | RD-108A | RD-108A |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 索引 | 8D75 | 8D75K | 8D727 or 8D75M | 11D512 | 11D512PF[7] | 14D21 | 14D21KhZ |
| 發展 | 1954-1959 | 1965-1976 | 1969-1975 | 1979-1981 | 1993-2001 | 2001-2004 | |
| 發動機循環 | 液体火箭发动机在氣體發生器循環燃燒火箭推進劑-1/液氧催化分解H2O2產生的蒸汽驅動渦輪循環 | ||||||
| 推進劑 | RG-1/LOX | Syntin/LOX[7] | RG-1/LOX | ||||
| 燃燒室壓力 | 5.10 MPa（740 psi） | 5.10 MPa（740 psi） | 5.32 MPa（772 psi） | 5.85 MPa（848 psi） | 5.39 MPa（782 psi） | 5.44 MPa（789 psi） | 5.44 MPa（789 psi） |
| 海平面推力 | 745.33 kN（167,560 lbf） | 745.33 kN（167,560 lbf） | 676.68 kN（152,120 lbf） | 818.88 kN（184,090 lbf） | Unknown | 792.41 kN（178,140 lbf） | 792.41 kN（178,140 lbf） |
| 真空推力 | 941.47 kN（211,650 lbf） | 941.47 kN（211,650 lbf） | 833.60 kN（187,400 lbf） | 1,000.31 kN（224,880 lbf） | Unknown | 921.86 kN（207,240 lbf） | 921.86 kN（207,240 lbf） |
| 海平面比衝 | 248 s（2.43 km/s） | 248.2 s（2.434 km/s） | 253 s（2.48 km/s） | 257 s（2.52 km/s） | 263.5 s（2.584 km/s） | 257.7 s（2.527 km/s） | 257.7 s（2.527 km/s） |
| 真空比衝 | 315 s（3.09 km/s） | 314.2 s（3.081 km/s） | 316 s（3.10 km/s） | 314 s（3.08 km/s） | Unknown | 320.6 s（3.144 km/s） | 320.6 s（3.144 km/s） |
| 高度 | 2,865 mm（112.8英寸） | 2,865 mm（112.8英寸） | 2,865 mm（112.8英寸） | 2,865 mm（112.8英寸） | 2,865 mm（112.8英寸） | 2,865 mm（112.8英寸） | 2,865 mm（112.8英寸） |
| 直徑 | 1,950 mm（77英寸） | 1,950 mm（77英寸） | 1,950 mm（77英寸） | 1,950 mm（77英寸） | 1,950 mm（77英寸） | 1,950 mm（77英寸） | 1,950 mm（77英寸） |
| 狀態 | 退休 | 退休 | 退休 | 退休 | 生產中 | 生產中 | |
| 參考 | 除非另有說明：[3][6] | ||||||
參考
- ^ 1.0 1.1 1.2 РД-107/108. НПО «Энергомаш». [2019-03-07]. （原始内容存档于2019-03-08）.
- ^ Engines. NPO Energomash. （原始内容存档于29 October 2014）.
- ^ 3.00 3.01 3.02 3.03 3.04 3.05 3.06 3.07 3.08 3.09 ЖРД РД-107 и РД-108 и их модификации [RD-107 and RD-108 and their modifications]. [2015-07-14]. （原始内容存档于2012-08-26） （俄语）.
- ^ Chertok, Boris. Chapter 16 — The Seven Problems of the R-7 Missile. Rockets and People Vol. 2 — Creating a Rocket Industry (PDF). 2 (NASA SP-2006-4110). NASA. June 2006: 292 [2015-07-15]. （原始内容存档 (PDF)于2020-04-03）.
- ^ History. NPO Energomash. （原始内容存档于18 November 2014）.
- ^ 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 NPO Energomash list of engines. NPO Energomash. （原始内容存档于7 November 2014）.
- ^ 7.0 7.1 7.2 Pillet, Nicolas. Le lanceur Soyouz-U2 (11A511U-2) [The Soyuz-U2 Launcher (11A511U-2)]. Kosmonavtika.com. [2015-07-14]. （原始内容存档于2022-12-29） （法语）.
- ^ Zak, Anatoly. Soyuz-2 launch vehicle (14A14). RussianSpaceWeb. [2022-12-29]. （原始内容存档于2016-04-30）.
- ^ RD-107/108. NPO Energomash. （原始内容存档于2 April 2015）.
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