RD-108
RD-108（РД-108）是一种液体火箭发动机。是RD-107改进型，带有四个转向室，用于联盟号系列运载火箭的中央块。截至2021年[update]，非常相似的RD-107A和RD-108A引擎也用于发射现役联盟2号运载火箭。[2]
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| 设计者 | OKB-456 |
|---|---|
| 制造者 | НПО «Энергомаш» |
| 用途 | 增压发动机 |
| 相关产品 | 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) |
| 燃烧时间 | 340 с |
| 尺寸 | |
| 直径 | Template:Число[1] |
RD-107火箭引擎是由瓦伦丁·格卢什科（Valentin Glushko）于1954年至1957年在实验设计局（OKB-456）的指导下设计的。它使用液氧和煤油作为燃料，运行于气体发生器循环中。与V-2火箭技术的所有后代一样，这款引擎的涡轮机由过氧化氢催化分解产生的蒸汽驱动。蒸汽发生器使用固体F-30-P-G催化剂，这些催化剂基于覆盖在高锰酸钾和钠的水溶液中的可变大小颗粒。每个引擎有四个固定的主燃烧室。RD-107还有额外的两个喷嘴燃烧室，可以在单一平面内推力向量，以提供姿态控制。RD-108则有四个这样的喷嘴燃烧室，用于为Blok-A阶段提供完整的向量控制。单轴涡轮泵单元包括蒸汽驱动涡轮机、氧化剂泵、燃料泵和用于罐压的氮气发生器。[3]
RD-107引擎用于Soyuz-2火箭的每个助推器中，Blok-A阶段（中央第一级）使用一个RD-108引擎。
这款引擎的一个重要创新是其能够在燃料和氧化剂之间使用可变的混合比。由于每个引擎在制造过程中存在自然变化，如果没有主动的燃料消耗控制，每个助推器的氧气和燃料消耗速率将不同。这可能导致在燃烧结束时有数十吨未燃烧的推进剂。这会对结构和控制权威产生巨大的应力，因为质量不平衡。因此，混合比控制系统被开发出来，以确保四个R-7助推器之间的推进剂质量同时消耗。[3][4]
生产
RD-107和RD-108引擎在俄罗斯萨马拉的JSC Kuznetsov工厂生产，由NPO Energomash的Privolzhskiy分支（也被称为Volga分支）监督。Privolzhsky分支于1958年作为OKB-456的一个分支机构成立，专门负责RD-107和RD-108引擎的制造。该分支机构的领导曾由Y.D. Solovjev（1960年前）、R.I. Zelenev（1975年前）、A.F. Udalov（1978年前）担任，现在的领导者是A.A. Ganin。[5]
RD-108变体
类似的改进使RD-108火箭引擎衍生出多个独特版本：
- RD-108 (AKA 8D75): 原始版本。[6] 用于 R-7, Sputnik, Vostok 和 Voskhod.[3]
- RD-108K (AKA 8D75K): Molniya 8D74的改良版。用于闪电(8К78)等发射任务.[3]
- RD-108ММ (AKA 8D727 or 8D75M): 比8D74K增加5%推力。[6] 用于 Molniya-M (8К78М) 和 Soyuz (11A511)等任务发射。[3]
- RD-118 (AKA 11D512)：结构改进版本。[6] 用于 Soyuz-U (11А511U)等发射任务。[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 |
| 发展 | 1954-1959 | 1965-1976 | 1969-1975 | 1979-1981 | 1993-2001 | 2001-2004 | |
| 发动机循环 | 液体火箭发动机在气体发生器循环燃烧火箭推进剂-1/液氧催化分解H2O2产生的蒸汽驱动涡轮循环 | ||||||
| 推进剂 | RG-1/LOX | Syntin/LOX[7] | RG-1/LOX | ||||
| 燃烧室压力 | 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） |
| 海平面比冲 | 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） |
| 真空比冲 | 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） |
| 直径 | 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） |
| 状态 | 退休 | 退休 | 退休 | 退休 | 生产中 | 生产中 | |
| 参考 | 除非另有说明：[3][6] | ||||||
参考
- ^ 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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