NK-33
El NK-33 y el NK-43 son motores de cohete diseñados y construidos a fines de la década de 1960 y principios de la de 1970 por la Oficina de Diseño de Kuznetsov . La designación NK se deriva de las iniciales del diseñador jefe Nikolay Kuznetsov . El NK-33 estaba entre los motores de cohete LOX / RP-1 más potentes cuando se construyó, con un alto impulso específico y baja masa estructural. Estaban destinados al desafortunado cohete lunar soviético N1F , que es una versión mejorada del N1. El motor de cohete NK-33A ahora se usa en la primera etapa del Soyuz-2-1vvehículo de lanzamiento. Cuando se agote el suministro de los motores NK-33, Rusia suministrará el nuevo motor cohete RD-193 . Solían ser los motores de la primera etapa de la serie de cohetes Antares 100 , aunque esos motores se rebautizan como AJ-26 y las nuevas series de cohetes Antares 200 y Antares 200+ utilizan el RD-181 para los motores de la primera etapa, que es una modificación RD-191, pero comparte algunas propiedades como una sola cámara de combustión a diferencia de las dos cámaras de combustión utilizadas en el RD-180 del Atlas V y las cuatro cámaras de combustión utilizadas en el RD-170 de las familias de cohetes Energia y Zenit, y el RD -107 , RD-108 , RD-117 yMotores de cohete RD-118 utilizados en todas las variantes del cohete Soyuz.
Los motores de la serie NK-33 son motores de cohetes bipropelentes de ciclo de combustión por etapas ricos en oxígeno, de alta presión, refrigerados de forma regenerativa . Las turbobombas requieren oxígeno líquido subenfriado (LOX) para enfriar los cojinetes. [2] Este tipo de quemadores son muy inusuales, ya que su escape caliente y rico en oxígeno tiende a atacar el metal, provocando fallas por quemaduras. Estados Unidos no había investigado tecnologías de combustión ricas en oxígeno hasta el proyecto Integrated Powerhead Demonstrator a principios de la década de 2000. [3] Los soviéticos, sin embargo, perfeccionaron la metalurgia detrás de este método. La boquilla se construyó a partir de cartón ondulado.metal, soldado a un forro exterior e interior, dando una estructura simple, ligera pero fuerte. Además, dado que el NK-33 usa LOX y RP-1 como propulsores, que tienen densidades similares, se podría usar un solo eje giratorio para ambas turbobombas. [4] [ Verificación fallida ] El motor NK-33 tiene una de las relaciones entre empuje y peso más altas de todos los motores de cohetes lanzados desde la Tierra; solo los motores NPO Energomash RD-253 y SpaceX Merlin 1D logran una relación más alta. El impulso específicodel NK-33 es significativamente más alto que ambos motores. El NK-43 es similar al NK-33, pero está diseñado para una etapa superior, no una primera etapa. Tiene una boquilla más larga, optimizada para funcionar en altitud, donde hay poca o ninguna presión de aire ambiental. Esto le da un empuje más alto y un impulso específico, pero lo hace más largo y pesado. Tiene una relación de empuje a peso de aproximadamente 120: 1. [5]
La tecnología rica en oxígeno sigue viva en los motores RD-170 / -171 , su RD-180 y los derivados RD-191 desarrollados recientemente , pero estos motores no tienen conexión directa con el NK-33 excepto por la combustión por etapas rica en oxígeno. tecnología de ciclo, el combustible de queroseno / RP-1, y en el caso del RD-191 y sus variantes como el RD-193 y el RD-181, la cámara de combustión única en lugar de las cámaras múltiples en los motores de cohetes rusos anteriores.
El lanzador N-1 usó originalmente motores NK-15 para su primera etapa y una modificación a gran altitud (NK-15V) en su segunda etapa. Después de cuatro fallos de lanzamiento consecutivos y ningún éxito, el proyecto fue cancelado. Mientras se modificaban o rediseñaban otros aspectos del vehículo, Kuznetsov mejoró sus contribuciones al NK-33 y NK-43 respectivamente. [6] El vehículo de segunda generación se llamaría N-1F. En este punto, la carrera lunar se había perdido hace mucho, y el programa espacial soviético consideraba al Energia como su lanzador pesado. Ningún N-1F llegó nunca a la plataforma de lanzamiento. [7]
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