NK-33

NK-33
NK-33
Aerojet AJ26 in the Stennis E-1 Test Stand - cropped.jpg
러시아의 NK-33은 Aerojet에 의해 개조되고 AJ26-58로 개명되었다.이 AJ26-58은 John C의 테스트 스탠드에 표시되어 있습니다. 스테니스 우주 센터.
원산지소비에트 연방
날짜.1970년대
디자이너쿠즈네초프 설계국
제조원JSC Kuznetsov(마시노스트로이텔)
어플1단/2단 엔진
전임자NK-15, NK-15V
후계자AJ26-58, AJ26-59, AJ26-62
액체 연료 엔진
추진제LOX/등유
사이클단계적 연소
펌프스터보펌프
성능
추력, 진공1,680 kN(380,000파운드f)
스러스트, 해수면1,510 kN(340,000파운드f)
스로틀 범위50–105%
추력 대 중량비137
챔버 압력14.83 MPa (2,151 psi)
특정 임펄스, 진공331초(3.25km/s)
특정 임펄스, 해수면297초(2.91km/s)
치수
길이3.7 m (12 피트)
직경2 m (6 피트 7 인치)
건조 중량1,240 kg (2,730파운드)
사용처
N-1, 안타레스 100, 소유즈 2.1-v
레퍼런스
레퍼런스[1]

NK-33과 NK-43은 1960년대 후반에서 1970년대 초반에 쿠즈네초프 설계국에 의해 설계되고 제조된 로켓 엔진이다.NK는 수석 디자이너 니콜라이 쿠즈네초프의 이니셜에서 유래했다.NK-33은 제작 당시 가장 강력한 LOX/RP-1 로켓 엔진으로 높은 비충동과 낮은 구조 질량을 가지고 있었다.그것들은 N1의 업그레이드된 버전인 불운한 소련의 N1F 달 로켓을 위한 것이었다.NK-33A 로켓 엔진은 현재 소유즈-2-1V 발사체 1단에 사용되고 있다.NK-33 엔진 공급이 소진되면 러시아는 신형 RD-193 로켓 엔진을 공급할 예정이다.AJ-26으로 개명되고 신형 안타레스 200과 안타레스 200+ 로켓 시리즈에서는 RD-181을 개조한 RD-191을 사용하지만 2개의 연소실과 달리 1단 연소실과 같은 특성을 공유한다.Atlas V의 RD-180과 Energia와 Zenit 로켓군의 RD-170에 사용되는 4개의 연소실, 그리고 소유즈 로켓의 모든 변형에 사용되는 RD-107, RD-108, RD-117 및 RD-118 로켓 엔진.

설계.

NK33 로켓 엔진 간결도

NK-33 시리즈 엔진은 고압의 재생 냉각식 산소가 풍부한 단계별 2중 추진제 로켓 엔진이다.터보펌프는 베어링을 [2]냉각하기 위해 과냉각 액체 산소(LOX)가 필요합니다.이러한 종류의 버너는 매우 이례적인데, 고온의 산소가 풍부한 배기가스가 금속을 공격하여 번스루 장애를 일으키기 때문입니다.미국은 2000년대 [3]초 Integrated Powerhead Demulator 프로젝트가 있기 전까지 산소가 풍부한 연소 기술을 조사하지 않았다.그러나 소련은 이 방법의 배후에 있는 야금학을 완성했다.노즐은 골판지 금속으로 제작되어 외측 및 내측 라이닝에 납땜되어 단순하고 가볍지만 튼튼한 구조를 제공합니다.또한 NK-33은 밀도가 비슷한 추진제로 LOX와 RP-1을 사용하므로 양쪽 터보펌프에 하나의 [4][failed verification]회전축을 사용할 수 있다.NK-33 엔진은 지구발사 로켓 엔진 중 추력 대 중량 비율이 가장 높으며, NPO Energomash RD-253 및 SpaceX Merlin 1D 엔진만이 더 높은 비율을 달성합니다.NK-33의 비충격은 이 두 엔진보다 훨씬 높다.NK-43은 NK-33과 유사하지만 1단계가 아닌 상위단용으로 설계됐다.노즐이 길어져 외기압이 거의 또는 전혀 없는 고도에서 작동하도록 최적화되어 있습니다.이것은 더 높은 추진력과 특정한 자극을 주지만 더 길고 무겁게 만듭니다.추력 대 중량비는 약 120:1입니다.[5]

NK-33과 NK-43은 각각 구형 NK-15와 NK-15V 엔진이다.

산소가 풍부한 기술은 RD-170/-171 엔진과 RD-180 및 최근 개발된 RD-191 파생 모델에 적용되지만, 이 엔진들은 산소가 풍부한 단계별 연소 사이클 기술, 등유/RP-1 연료, RD-191 및 RD-193과 같은 RD-193을 제외하고는 NK-33과 직접적인 관련이 없다.이전 러시아 로켓 엔진의 다중 챔버 대신 e 연소 챔버.

역사

N-1

N-1 발사기는 원래 1단에는 NK-15 엔진을, 2단에는 고고도 개조(NK-15V)를 사용했다.4회 연속 발사 실패와 실패가 이어지자 프로젝트는 취소됐다.쿠즈네초프는 NK-33과 NK-43에 [6]대한 기여도를 향상시켰다.2세대 차량은 N-1F로 불릴 예정이었다.이 시점에서 달 경쟁은 오래전에 패배했고, 소련의 우주 프로그램은 Energia를 중형 발사체로 보고 있었다.N-1F는 발사대에 [7]도달한 적이 없다.

N-1 프로그램이 중단되었을 때, 프로젝트의 모든 작업은 파기되었다.대신 한 공무원이 각각 수백만 달러 상당의 엔진을 가져다가 창고에 보관했다.엔진에 대한 소문이 결국 미국으로 퍼졌다.그것들이 만들어진 지 거의 30년이 지난 후, 로켓 기술자들은 창고로 안내되었다.엔진 중 하나는 나중에 미국으로 가져갔고, 엔진의 정확한 사양은 테스트 [7]스탠드에서 시연되었습니다.

연소실 설계

NK-33은 보조 엔진의 배기가스를 주 연소실로 보내는 방식으로 작동한다.이로 인해 엔진 디자인이 독특해졌습니다.이 기술은 서양 로켓 [8]기술자들에 의해 불가능하다고 여겨졌다.이 설계에서는 완전히2 가열된 액체 O가 프리버너를 통해 메인 챔버로 흐릅니다.매우 뜨거운 산소가 풍부한 혼합물은 엔진을[citation needed] 위험하게 만들었습니다. 엔진이 "촛불 왁스처럼" 3인치(76mm) 두께의 주물을 녹이는 것으로 알려져[by whom?] 있었습니다.크렘린궁이 미국에 엔진 공급을 놓고 논란이 됐던 것 중 하나는 엔진 디자인이 러시아 ICBM 엔진 설계와 유사하다는 것이다.NK-33의 디자인은 NK-33의 두 배 크기의 최신 RD-180 엔진에 사용되었다.RD-180 엔진은 아틀라스 V 로켓에 동력을 공급하기 위해 사용되었습니다.이 회사는 새로운 [9][10][11]엔진 생산 면허도 취득했다.

Aerojet에 엔진 판매

약 60대의 엔진이 "엔진의 숲"에서 살아남았고, 이는 창고를 방문한 엔지니어들의 설명이었다.1990년대 중반 러시아는 36개의 엔진을 각각 110만 달러에 에어로젯 제너럴에 팔아 새크라멘토 [12]CA에 있는 회사 시설로 보냈다.새크라멘토에서 엔진 테스트를 하는 동안 엔진이 사양에 부합했습니다.

Aerojet은 업데이트된 NK-33을 AJ26-58, AJ-26-59 및 AJ26-62로, NK-43을 [9][10][11][13]AJ26-60으로 수정 및 이름 변경했습니다.

키슬러 K-1

나중에 로켓플레인 키슬러(RpK)로 불리는 키슬러 에어로스페이스는 3대의 NK-33과 1대의 NK-43을 중심으로 K-1 로켓을 설계했다.2006년 8월 18일, NASA는 RpK가 국제 우주 정거장을 위한 상업 궤도 운송 서비스를 개발하도록 선택되었다고 발표했습니다.이 계획은 2008년과 2010년 사이에 시범 비행을 할 것을 요구했다.RpK는 NASA의 [14][15][16]이정표를 모두 충족시켰다면 최대 2억7백만 달러를 받았을 것이지만, 2007년 9월 7일 NASA는 RpK가 몇 가지 [17]계약 이정표를 충족하지 못했기 때문에 로켓플레인 키슬러와의 COTS 계약을 30일 후에 종료할 것이라고 경고하는 기본 서한을 발행했다.

안타레스

테스트를 위해 발사된 안타레스 로켓은 두 개의 NK-33 엔진을 보여줍니다.

Orbital Sciences Antares의 초기 버전에는 첫 번째 단계에서 수정된 두 개의 NK-33이 있었습니다. 하나는 솔리드 캐스터 30 기반의 두 번째 스테이지이고 다른 하나는 솔리드 또는 하이퍼그릭 세 번째 [18]스테이지입니다.NK-33은 러시아에서 미국으로 수입되어 개조되고 에어로젯 AJ26으로 재지정되었다.여기에는 일부 전기 하니스를 제거하고, 미국 전자 장치를 추가하고, 미국 추진제 자격을 부여하고, 스티어링 시스템을 [19]수정하는 작업이 포함되었습니다.

2010년에 비축된 NK-33 엔진은 Orbital Sciences Antares 경중형 리프트 [19]발사대에 의해 성공적으로 사용되었습니다.안타레스 로켓은 2013년 4월 21일 나사의 월롭스 비행 시설에서 성공적으로 발사되었다.이것은 1970년대 [20]초에 만들어진 NK-33 유산 엔진의 첫 번째 성공적인 발사가 되었다.

에어로젯은 오비탈의 16개 비행 NASA 상용 보급 서비스 계약을 이행하기에 충분한 NK-33을 수리하기로 합의했다.그 밖에도 1960년대와 1970년대 엔진 23대를 비축하고 있었다.쿠즈넷소프는 더 이상 엔진을 생산하지 않기 때문에 오비탈은 RD-180 엔진을 구입하려고 했다.이에 대해 오비탈은 NPO에너고마쉬가 유나이티드 론치 얼라이언스와의 계약으로 이를 막았다며 ULA를 [21]반독점 위반 혐의로 고소했다.에어로젯은 오비탈의 지속적인 [22]공급을 보장하기 위해 쿠즈넷소프와 협력하여 새로운 NK-33 엔진 생산을 재개할 것을 제안했다.그러나 엔진 액체-산소 터보펌프의 제조 결함, 유압 밸런스 조립체 및 추력 베어링의 설계 결함 등이 2014년 안타레스 발사 [23]실패의 두 가지 원인으로 제시되었습니다.2014년 11월 5일 발표된 바와 같이, 오비탈은 AJ-26을 안타레스에서 1단계 낙하시키고 대체 엔진을 공급하기로 결정했다.2014년 12월 17일, 오비탈 사이언스는 NPO Energomash RD-181을 2세대 Antares 발사체에 사용할 것이며, 최대 60개의 RD-181 엔진을 NPO Energomash와 직접 계약했다고 발표했다.Antares 100 시리즈의 [24]첫 번째 스테이지에는 두 개의 엔진이 사용됩니다.

현재 및 제안된 용도

RSC Energia는 "Aurora-L"을 제안하고 있다.SK" 발사체는 1단에는 NK-33을, 2단에는 [25]Blok DM-SL을 사용한다.

소유스-2-1V

2010년대 초 소유즈 발사체 제품군은 NK-33 엔진을 개조하여 탑재량을 늘렸습니다. 잉여 하드웨어를 단순하게 설계하고 사용하면 실제로 [26]비용을 절감할 수 있습니다.TsSKB-Progress는 소유즈 로켓 계열의 경량 버전인 소유즈-2-1v의 [27]1단 엔진으로 NK-33을 사용한다.소유스-2-1V를 위한 NK-33A는 2011-2012년 [29]일련의 냉화 및 시스템 테스트를 거쳐 2013년 [28]1월 15일 성공적으로 열발사되었다.NK-33 추진 로켓은 2013년 12월 28일 첫 비행을 실시하면서 소유즈-2-1v로 최종 명명되었다.소유즈의 중앙 RD-108은 NK-33 엔진 1개로 대체되며 1단 부스터는 4개가 빠졌다.NK-33 엔진으로 구동되는 4개의 부스터를 갖춘 소유즈 로켓의 버전은 제작되지 않았으며, 이는 소유즈-2 발사체에 비해 탑재량이 감소하는 결과를 초래한다.

버전

수년간 이 엔진은 다음과 같은 다양한 버전이 제공되어 왔습니다.

  • NK-15(GRAU 지수 11D51):N1 첫 번째 스테이지의 초기 버전.
  • NK-15V(GRAU 지수 11D52):N1 2단계에서 사용되는 진공 작동에 최적화된 변형 NK-15.
  • NK-33(GRAU 지수 11D111):N1F 첫 번째 스테이지의 개량된 버전, 비행한 적이 없습니다.
  • NK-43(GRAU 지수 11D112):N1F 2단용 진공 최적화 NK-33으로 비행한 적이 없습니다.
  • AJ26-58 및 AJ26-59: 에어로젯 로켓다인이 NK-33을 개조했습니다.Kistler K-1에 사용될 예정입니다.
  • AJ26-62: Aerojet Rocketdyne에 의해 개량된 NK-33과 추가 짐벌 메커니즘.Antares 100 시리즈의 첫 번째 스테이지에서 사용됩니다.
  • NK-33A(GRAU 지수 14D15): 리퍼비시 NK-33.소유즈-2-1V 1단에 사용.
  • NK-33-1: 짐벌 메커니즘으로 NK-33을 업그레이드했습니다.소유즈-2.3 핵심 스테이지에서 사용될 예정입니다.

갤러리

  • An Aerojet AJ26 rocket engine being delivered to the John C. Stennis Space Center.

    에어로젯 AJ26 로켓 엔진이 존 C에 납품되고 있습니다.스테니스 우주 센터.

  • NASA Administrator Charles Bolden (left) and John C. Stennis Space Center Director Patrick Scheuermann view a test firing of the first Aerojet AJ26 flight engine.

    찰스 볼든 NASA 관리자(왼쪽)와 존 C.패트릭 쇼어만 스테니스 우주 센터장은 최초의 에어로젯 AJ26 비행 엔진의 시험 발사를 보고 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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  2. ^ "Orbital ATK ready for Antares' second life". NASASpaceflight. 21 January 2016. Retrieved 18 March 2016.
  3. ^ 초기 전체 지속 시간 테스트 중에 미래 발사체용 미 공군-NASA 기술 시연 엔진이 성공적으로 점화되었습니다.
  4. ^ 우주 비행사 NK-33 엔트리 2002-06-25 웨이백 머신에 보관.
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외부 링크

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