ЖРД НК-33 (11Д111) и НК-43 (11Д112)

Модификации двигателя

НК-43

Двигатель НК-43 является высотной модификацией двигателя НК-33. Оба двигателя имеют общую верхнюю часть: камеру сгорания, ТНА, агрегаты автоматики и начальный участок сопла. Степень расширения сопла двигателя НК-43 увеличена. Внутренняя оболочка сопла до сечения диаметром 1500 мм изготовлена из бронзы, а остальная часть - из стали.

Таблица 3. Технические параметры двигателя

Параметр	Значение	Единицы
Тяга
у Земли	-	кг
в пустоте	179 200	кг
Давление в камере сгорания	14.57	МПа
Удельный импульс тяги
у Земли	-	c
в пустоте	346	c
Расход компонентов топлива через двигатель
суммарный	517.3	кг/с
Коэффициент соотношение компонентов	2.8	m(ок)/m(г)
Время работы	346	с
Масса двигателя
сухого	1396	кг
залитого	1483	кг
Габариты
высота	4981	мм
диаметр среза сопла	2522	мм

НК-33-1 (НК-331)

по материалам журнала Новости космонавтики

ЖРД НК-33-1 является модификацией базового двигателя НК-33, которая включает в себя систему качания, сопла крена, теплообменники для наддува баков окислителя и горючего, бустерный насосный агрегат окислителя и выдвижной сопловой насадок.

В рамках программы модернизации с использованием технически апробированных решений намечено:

• форсировать НК-33 по тяге до 185 тс;
• обеспечить качание двигателей для управления вектором тяги;
• улучшить высотные характеристики НК-33 путем использования выдвижного насадка сопла.

Отличительной особенностью программы является возможность проведения модернизации на существующем заделе хранящихся двигателей без их разборки и вмешательства в отработанный рабочий процесс.

С целью сокращения сроков и средств представляется целесообразным выполнить модернизацию в два этапа:

• на первом – поставляются двигатели, форсированные по тяге и оснащенные узлом качания;
• на втором – НК-33 дополнительно оснащается выдвижным насадком сопла (после завершения отработки).

Форсированный прототип НК-33 был разработан с таким расчетом, чтобы получить тягу 175 т на номинальном режиме, 185 т – на максимальном и возможность выхода на режим 195 т (соответствует давлению в камере сгорания 18.38 МПа) при проверках работоспособности ЖРД.

Двигатель более чем на 95% состоит из агрегатов и частей исходного НК-33.

Двигатель имеет узел качания, гибкие топливные трубопроводы и элементы донной защиты. Крепление ЖРД к опорному конусу осуществляется с помощью двух рулевых машин и узла качания, устанавливаемого сверху камеры на конусе вместо жесткой рамы. Узел качания представляет собой сферический шарнир и заимствуется с двигателя 11Д122. В одном вариенте двигателя предполагается обеспечить отбор горячего газа для рулевых сопел по крену.

Неохлаждаемый сопловой насадок, изготовленный из углерод-углеродного композиционного материала, а также реечный электромеханизм для его развертывания разрабатывается НПО "Искра" (г.Пермь).

На двигателе НК-33-1 предлагается увеличить геометрическую степень расширения сопла с Fа = 27.6 до Fа = 79.5 с помощью выдвижного соплового насадка. В этом случае на участке полета РН до 10 км будет работать «земное» сопло, а с высоты примерно Н = 10 км – «земное» сопло с выдвижным сопловым насадком, обеспечивающим вышеуказанное расширение. При этом удельный импульс тяги ЖРД с выдвижным сопловым насадком в пустоте возрастает на ~14 кгс/кг, а тяга соответственно на ~8 тс.

Двигатель предполагается оснастить отдельными бустерными насосными агрегатами, т.к. встореонные преднасосы расчитаны на давление на входе в 1.6 кг/см2, в то время как для современных двигателей аналогичной тяги декларируется 0.5 кг/см2.

Таблица 4. Технические параметры двигателя НК-33-1 [7] Параметр Значение Единицы Давление в камере сгорания 175 г/см2 Тяга у Земли 185 т в пустоте 202.6 т Удельный импульс тяги у Земли 304,9 c в пустоте 333.9 c Масса двигателя залитого 1715 кг

Рис.11. Двигатель НК-33-1 [1].

Рис.12. Двигатель НК-33-1 с узлом качания [6]. 1 – рулевая машина, 2 – опорный конус, 3 – плоскость Р двигателя НК-33, 4 – узел качания, 5 – гибкий трубопровод, 6 – гибкий трубопровод подвода горючего, 7 – эластичная тепловая защита, 8 – силовое кольцо, 9 – тарелка тепловой защиты..	Рис.13. Двигатель НК-33-1 с сопловым насадком [6]. 1 – сопловой насадок, 2 – привод, 3 – подвеска, направляющая рейка, 5 – стойка силовая, 6 – уплотнение, 7 – неподвижная часть соплового насадка.

Рис.14 Высотные характеристики НК-33-1 (для различных давлений в КС) [6]