RD-107
 Motor de cohete RD-107 "Vostok" en el Museo de Tecnología Espacial y de Misiles (San Petersburgo). | |
| País de origen |  Unión Soviética , más tarde Rusia |
|---|---|
| Diseñador | OKB-456 |
| Fabricante | JSC Kuznetsov [1] |
| Solicitud | Motor de refuerzo |
| LV asociado | Familia de lanzadores R-7 |
| Predecesor | RD-105 |
| Estado | En producción |
| Motor de combustible líquido | |
| Propulsor | LOX / queroseno |
| Ciclo | Ciclo generador de gas |
| Rendimiento | |
| Empuje (vacío) | RD-107: 1,000 kN (220,000 lb f ) RD-107A: 1,020 kN (230,000 lb f ) |
| Empuje (nivel del mar) | RD-107: 810 kN (180.000 lb f ) RD-107A: 839 kN (189.000 lb f ) |
| Impulso específico (vacío) | RD-107: 313 s RD-107A: 320,2 s |
| Impulso específico (nivel del mar) | RD-107: 256 s RD-107A: 263,3 s |
| Dimensiones | |
| Peso en seco | RD-107: 1,190 kg (2,620 libras) RD-107A 1,190 kg (2,620 libras) |
| Utilizada en | |
| Impulsores de primera etapa para la familia R-7 | |
| Referencias | |
| Referencias | [2] [3] [4] [5] [6] |
El RD-107 y su hermano, el RD-108 , son un tipo de motor de cohete utilizado inicialmente para lanzar misiles R-7 Semyorka . Los motores RD-107 se utilizaron más tarde en vehículos de lanzamiento espacial basados en el R-7. A partir de 2021 [actualizar], se utilizan motores RD-107A y RD-108A muy similares para lanzar Soyuz-2.1a y Soyuz-2.1b , que están en servicio activo. [7]
Diseño
El RD-107 fue diseñado bajo la dirección de Valentin Glushko en el Laboratorio de Dinámica de Gas-Oficina de Diseño Experimental (OKB-456) entre 1954 y 1957. Utiliza oxígeno líquido y queroseno como propulsores que operan en un ciclo generador de gas . Como era típico de todos los descendientes de la tecnología de cohetes V-2 , la turbina es impulsada por vapor generado por la descomposición catalítica de H 2 O 2 . El generador de vapor utiliza catalizador sólido F-30-PG . Estos se basan en un gránulo de tamaño variable cubierto con una solución acuosa de permanganato de potasio y sodio.. Cada motor utiliza cuatro cámaras de combustión principales fijas. El RD-107 tiene dos cámaras de combustión nonio adicionales que pueden empujar el vector en un solo plano para proporcionar control de actitud. El RD-108 tiene cuatro de estas cámaras de combustión nonio para proporcionar un control vectorial completo a la etapa Blok-A. La unidad de turbobomba de un solo eje incluye la turbina impulsada por vapor, una bomba oxidante, una bomba de combustible y un generador de gas nitrógeno para la presurización del tanque. [3]
Los motores RD-107 se utilizan en cada uno de los propulsores del cohete Soyuz-2 , y se utiliza un solo RD-108 en la etapa Blok-A (la primera etapa central).
Una innovación importante de este motor fue la capacidad de utilizar una relación de mezcla variable entre el combustible y el oxidante. Las variaciones naturales en la fabricación entre cada motor significaron que sin un control activo del consumo de propulsor, cada impulsor agotaría el oxígeno y el combustible a diferentes velocidades. Esto podría resultar en hasta decenas de toneladas de propulsor sin quemar cerca del final de la combustión. Generaría enormes tensiones sobre la estructura y la autoridad de control debido al desequilibrio masivo. Así, se desarrolló el sistema de control de proporción de mezcla para asegurar el consumo simultáneo de masa propulsora entre los cuatro propulsores R-7. [3] [8]
Producción
Los motores RD-107 y RD-108 se producen en la planta JSC Kuznetsov en Samara, Rusia , bajo la supervisión de la sucursal Privolzhskiy de NPO Energomash , también conocida como sucursal Volga . [1] [3] [5] La rama Privolzhsky se organizó como una rama de OKB-456 en 1958, específicamente para la fabricación de motores RD-107 y RD-108. La rama fue dirigida por YD Solovjev hasta 1960, luego por RI Zelenev hasta 1975, luego por AF Udalov hasta 1978, y actualmente está dirigida por AA Ganin. [9]
Versiones
Variantes del RD-107
Las modificaciones al diseño del RD-107 han llevado a la producción de varias versiones distintas del motor:
- RD-107 (AKA 8D74 ): Versión original. [4] Utilizado en el R-7 , Sputnik , Vostok y Voskhod . [3]
- RD-107K (AKA 8D74K ): versión mejorada del 8D74. Utilizado en el Molniya (8К78). [3]
- RD-107ММ (AKA 8D728 o 8D74M ): Aumento del empuje sobre el 8D74K en un 5%. [4] Utilizado en Molniya-M (8К78М) y Soyuz (11A511). [3]
- RD-117 (AKA 11D511 ): Cambios estructurales mejorados. [4] Utilizado en Soyuz-U (11А511U) y Soyuz-U2 (11A511U2). [3]
- RD-107А (AKA 14D22 ): Versión mejorada del 11D511 con un nuevo diseño de inyector que eliminó las inestabilidades de combustión de alta frecuencia. [4] Utilizado en Soyuz-FG (11А511U-FG), Soyuz-STA (372RN21A) y Soyuz-STB (372RN21B). [3]
- RD-107А (AKA 14D22KhZ ): Versión de ignición química del 14D22. Utilizado en Soyuz-2.1a (14A14-1A) y Soyuz-2.1b (14A14-1B). [3] [10]
| Motor | RD-107 | RD-107K | RD-107ММ | RD-117 | RD-107A | RD-107A |
|---|---|---|---|---|---|---|
| AKA | 8D74 | 8D74K | 8D728 o 8D74M | 11D511 | 14D22 | 14D22KhZ |
| Desarrollo | 1954-1959 | 1965-1976 | 1969-1975 | 1993-2001 | 2001-2004 | |
| Ciclo del motor | Motor de cohete de propulsante líquido que quema RG-1 / LOX en un ciclo de generador de gas con la turbina impulsada por vapor generado por la descomposición catalítica de H 2 O 2 | |||||
| Presión de la cámara de combustión | 5,88 MPa (853 psi) | 5,88 MPa (853 psi) | 5,85 MPa (848 psi) | 5,32 MPa (772 psi) | 6,00 MPa (870 psi) | 6,00 MPa (870 psi) |
| Empuje, nivel del mar | 813,98 kN (182,990 libras · pie) | 818,88 kN (184.090 libras · pie) | 755,14 kN (169,760 libras · pie) | 778,68 kN (175.050 libras · pie) | 839,48 kN (188,720 libras · pie) | 839,48 kN (188,720 libras · pie) |
| Empuje, vacío | 1.000,31 kN (224.880 libras · pie) | 995,41 kN (223,780 libras) | 921,86 kN (207.240 libras · pie) | Desconocido | 1.019,93 kN (229.290 libras · pie) | 1.019,93 kN (229.290 lbf) |
| Impulso específico, nivel del mar | 256 segundos (2,51 km / s) | 256,2 segundos (2,512 km / s) | 257 s (2,52 km / s) | 253 segundos (2,48 km / s) | 263,3 s (2,582 km / s) | 263,3 s (2,582 km / s) |
| Impulso específico, vacío | 313 segundos (3,07 km / s) | 313,3 s (3,072 km / s) | 314 s (3,08 km / s) | 316 s (3,10 km / s) | 320,2 s (3,140 km / s) | 320,2 s (3,140 km / s) |
| Altura | 2.865 mm (112,8 pulgadas) | 2.865 mm (112,8 pulgadas) | 2.865 mm (112,8 pulgadas) | 2.865 mm (112,8 pulgadas) | 2.578 mm (101,5 pulgadas) | 2.578 mm (101,5 pulgadas) |
| Diámetro | 1.850 mm (73 pulgadas) | 1.850 mm (73 pulgadas) | 1.850 mm (73 pulgadas) | 1.850 mm (73 pulgadas) | 1.850 mm (73 pulgadas) | 1.850 mm (73 pulgadas) |
| Uso previsto | R-7 , Sputnik , Vostok y Voskhod | Molniya (8К78) | Molniya-M (8К78М) y Soyuz (11A511) | Soyuz-U (11А511U) y Soyuz-U2 (11A511U2) | Soyuz-FG (11А511U-FG), Soyuz-STA (372RN21A) y Soyuz-STB (372RN21B) | Soyuz-2.1a (14A14-1A) y Soyuz-2.1b (14A14-1B) |
| Estado | Retirado | Retirado | Retirado | Retirado | En producción | En producción |
| Referencias | A menos que se indique lo contrario: [3] [4] | |||||
Variantes RD-108
Modificaciones similares han dado lugar a varias versiones distintas del RD-108:
- RD-108 (AKA 8D75 ): Versión original. [4] Utilizado en el R-7 , Sputnik , Vostok y Voskhod . [3]
- RD-108K (AKA 8D75K ): versión mejorada del 8D74. Utilizado en el Molniya (8К78). [3]
- RD-108ММ (AKA 8D727 o 8D75M ): Aumento del empuje sobre el 8D74K en un 5%. [4] Utilizado en Molniya-M (8К78М) y Soyuz (11A511). [3]
- RD-118 (AKA 11D512 ): Cambios estructurales mejorados. [4] Utilizado en Soyuz-U (11А511U). [3]
- RD-118PF (AKA 11D512PF ): Versión del 11D5212 que se ejecuta en Syntin en lugar de RG-1 . Usó inyectores seleccionados para minimizar las inestabilidades sin cambiar los métodos de construcción. Pero requirió una cantidad significativa de motores producidos para obtener inyectores que cumplieran con las estrictas especificaciones. Utilizado en Soyuz-U2 (11A511U2). [3] [11]
- RD-108А (AKA 14D21 ): Versión mejorada del 11D511 con un nuevo diseño de inyector que eliminó las inestabilidades de combustión de alta frecuencia. [4] Utilizado en Soyuz-FG (11А511U-FG), Soyuz-STA (372RN21A) y Soyuz-STB (372RN21B). [3]
- RD-108А (AKA 14D21KhZ ): Versión de ignición química del 14D22. Utilizado en Soyuz-2.1a (14A14-1A) y Soyuz-2.1b (14A14-1B). [3] [10]
| Motor | RD-108 | RD-108K | RD-108ММ | RD-118 | RD-118PF | RD-108A | RD-108A |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AKA | 8D75 | 8D75K | 8D727 o 8D75M | 11D512 | 11D512PF [11] | 14D21 | 14D21KhZ |
| Desarrollo | 1954-1959 | 1965-1976 | 1969-1975 | 1979-1981 | 1993-2001 | 2001-2004 | |
| Ciclo del motor | Motor cohete de propulsante líquido que quema RG-1 / LOX en el ciclo del generador de gas con la turbina impulsada por vapor generado por la descomposición catalítica de H 2 O 2 | ||||||
| Propulsor | RG-1 / LOX | Syntin / LOX [11] | RG-1 / LOX | ||||
| Presión de la cámara de combustión | 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) |
| Empuje, nivel del mar | 745,33 kN (167.560 libras · pie) | 745,33 kN (167.560 libras · pie) | 676,68 kN (152,120 libras · pie) | 818,88 kN (184.090 libras · pie) | Desconocido | 792,41 kN (178.140 libras · pie) | 792,41 kN (178.140 libras · pie) |
| Empuje, vacío | 941,47 kN (211,650 lbf) | 941,47 kN (211,650 lbf) | 833,60 kN (187,400 libras · pie) | 1.000,31 kN (224.880 libras · pie) | Desconocido | 921,86 kN (207.240 libras · pie) | 921,86 kN (207.240 libras · pie) |
| Impulso específico, nivel del mar | 248 segundos (2,43 km / s) | 248,2 s (2,434 km / s) | 253 segundos (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) |
| Impulso específico, vacío | 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) | Desconocido | 320,6 segundos (3,144 kilómetros por segundo) | 320,6 segundos (3,144 kilómetros por segundo) |
| Altura | 2.865 mm (112,8 pulgadas) | 2.865 mm (112,8 pulgadas) | 2.865 mm (112,8 pulgadas) | 2.865 mm (112,8 pulgadas) | 2.865 mm (112,8 pulgadas) | 2.865 mm (112,8 pulgadas) | 2.865 mm (112,8 pulgadas) |
| Diámetro | 1.950 mm (77 pulgadas) | 1.950 mm (77 pulgadas) | 1.950 mm (77 pulgadas) | 1.950 mm (77 pulgadas) | 1.950 mm (77 pulgadas) | 1.950 mm (77 pulgadas) | 1.950 mm (77 pulgadas) |
| Uso previsto | R-7 , Sputnik , Vostok y Voskhod | Molniya (8К78) | Molniya-M (8К78М) y Soyuz (11A511) | Soyuz-U (11А511U) | Soyuz-U2 (11A511U2) | Soyuz-FG (11А511U-FG), Soyuz-STA (372RN21A) y Soyuz-STB (372RN21B) | Soyuz-2.1a (14A14-1A) y Soyuz-2.1b (14A14-1B) |
| Estado | Retirado | Retirado | Retirado | Retirado | Retirado | En producción | En producción |
| Referencias | A menos que se indique lo contrario: [3] [4] | ||||||
El trabajo en los motores 14D21 y 14D22 comenzó en 1986, con un diseño preliminar terminado en 1993. Estos motores incorporan un nuevo diseño de cabeza de inyector para aumentar el impulso específico . El primer lanzamiento de una nave espacial de carga Progress utilizando un vehículo de lanzamiento equipado con estos motores tuvo lugar en mayo de 2001. El primer lanzamiento de un vuelo espacial tripulado utilizando estos motores tuvo lugar en octubre de 2002. [5]
Encendido hipergólico frente a pirotécnico
Los motores producidos actualmente se encienden con un sistema de encendido pirotécnico . Energomash informa que un nuevo sistema de encendido hipergólico (en los motores designados 14D21KhZ y 14D22KhZ) está listo para la certificación y las pruebas de vuelo. [5]
Referencias
- ^ a b "RD-107, RD-108" . JSC Kuznetsov . Consultado el 17 de julio de 2015 .
- ^ "RD-107-8D74" . Enciclopedia Astronautica . Consultado el 14 de julio de 2015 .
- ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s "ЖРД РД-107 и РД-108 и их модификации" [RD-107 y RD-108 y sus modificaciones] (en ruso) . Consultado el 14 de julio de 2015 .
- ^ a b c d e f g h i j k "Lista de motores de NPO Energomash" . NPO Energomash . Consultado el 20 de junio de 2015 .
- ^ a b c d "RD-107/108" . NPO Energomash . Consultado el 14 de julio de 2015 .
- ^ John R. London III (octubre de 1994). LEO a bajo precio (PDF) . Prensa de la Universidad del Aire. págs. 68–69. ISBN 0-89499-134-5. Archivado desde el original (PDF) el 14 de mayo de 2008.
- ^ "Motores" . NPO Energomash . Consultado el 14 de julio de 2015 .
- ^ Chertok, Boris (junio de 2006). "Capítulo 16 - Los siete problemas del misil R-7". Rockets and People Vol. 2 - Creación de una industria de cohetes (PDF) . Volumen 2 (NASA SP-2006-4110). NASA . pag. 292 . Consultado el 15 de julio de 2015 .
|volume=tiene texto extra ( ayuda ) - ^ "Historia" . NPO Energomash . Consultado el 14 de julio de 2015 .
- ^ a b Zak, Anatoly. "Vehículo de lanzamiento Soyuz-2 (14A14)" . RussianSpaceWeb . Consultado el 14 de julio de 2015 .
- ^ a b c Pillet, Nicolás. "Le lanceur Soyouz-U2 (11A511U-2)" [El lanzador Soyuz-U2 (11A511U-2)] (en francés). Kosmonavtika.com . Consultado el 14 de julio de 2015 .
enlaces externos
 | Wikimedia Commons tiene medios relacionados con RD-107 . |
- ЖРД РД-107 и РД-108 и их модификации
- РД-107/108 на сайте НПО Энергомаш
- Motores de cohetes de Rusia
- Motores de cohetes de la Unión Soviética
- Motores de cohetes que utilizan propulsor de queroseno
- Motores de cohetes que utilizan el ciclo generador de gas.
- Motores de cohete Energomash
