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 posteriormente en vehículos de lanzamiento espacial basados en el R-7. A partir de 2021 , se utilizan motores RD-107A y RD-108A[actualizar] muy similares para lanzar las Soyuz-2.1a y Soyuz-2.1b , que están en servicio activo. [7]
Diseño
Esquema de la turbobomba del motor cohete NPO Energomash RD-107.
El RD-107 fue diseñado bajo la dirección de Valentin Glushko en la Oficina de Diseño Experimental (OKB-456) entre 1954 y 1957. Utiliza oxígeno líquido y queroseno como propulsores que funcionan en un ciclo generador de gas . Como era típico en todos los descendientes de la tecnología de cohetes V-2 , la turbina es impulsada por vapor generado por la descomposición catalítica de H₂O₂ . El generador de vapor utiliza un catalizador sólido F-30-PG . Estos se basan en una pastilla de tamaño variable cubierta por 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 vernier adicionales que pueden impulsar el vector en un solo plano para proporcionar control de actitud. El RD-108 tiene cuatro verniers para proporcionar control vectorial total a la platina Blok-A. La unidad de turbobomba de un solo eje incluye una 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 combustible y oxidante. Las variaciones naturales en la fabricación entre cada motor significaban que sin un control activo del consumo de propulsor, cada propulsor podría agotar el oxígeno y el combustible a un ritmo diferente. Esto podría resultar en hasta decenas de toneladas de propulsor no utilizado cerca del final de la quema. Generaría enormes tensiones en la estructura y provocaría dificultades en la dirección debido al desequilibrio de masas. El sistema de control de la proporción de mezcla fue desarrollado para garantizar el consumo simultáneo de masa de propulsor 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 sucursal Privolzhsky se organizó como una sucursal del OKB-456 en 1958, específicamente para la fabricación de motores RD-107 y RD-108. La rama estuvo 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 (también conocido como 8D74 ): versión original. [4] Utilizado en el R-7 , Sputnik , Vostok y Voskhod . [3]
RD-107K (AKA 8D74K ): versión mejorada del 8D74. Utilizado en Molniya (8К78). [3]
RD-107ММ (también conocido como 8D728 u 8D74M ): aumento del empuje con respecto al 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 (también conocido como 14D22KhZ ): versión con encendido químico del 14D22. Utilizado en Soyuz-2.1a (14A14-1A) y Soyuz-2.1b (14A14-1B). [3] [10]
Variantes del RD-108
Modificaciones similares han dado lugar a varias versiones distintas del RD-108:
RD-108 (también conocido como 8D75 ): versión original. [4] Utilizado en el R-7 , Sputnik , Vostok y Voskhod . [3]
RD-108K (AKA 8D75K ): versión mejorada del 8D74. Utilizado en Molniya (8К78). [3]
RD-108ММ (también conocido como 8D727 u 8D75M ): aumento del empuje con respecto al 8D74K en un 5 %. [4] Utilizado en Molniya-M (8К78М) y Soyuz (11A511). [3]
RD-118 (AKA 11D512 ): cambios estructurales mejorados. [4] Utilizado en la Soyuz-U (11А511U). [3]
RD-118PF (también conocido como 11D512PF ): versión del 11D5212 que se ejecuta en Syntin en lugar de RG-1 . Se utilizaron inyectores seleccionados para minimizar las inestabilidades sin cambiar los métodos de construcción. Pero fue necesario producir un número importante de motores para conseguir inyectores que cumplieran con las estrictas especificaciones. Utilizado en la 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 (también conocido como 14D21KhZ ): versión con encendido químico del 14D22. Utilizado en Soyuz-2.1a (14A14-1A) y Soyuz-2.1b (14A14-1B). [3] [10]
El trabajo en los motores 14D21 y 14D22 comenzó en 1986, y un diseño preliminar se completó en 1993. Estos motores incorporan un nuevo diseño de cabezal 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 versus pirotécnico
Los motores producidos actualmente se encienden mediante un sistema de encendido pirotécnico . Energomash informa que un nuevo sistema de encendido hipergólico (en motores designados 14D21KhZ y 14D22KhZ) está listo para la certificación y las pruebas de vuelo. [5]
^ ab "RD-107, RD-108". JSC Kuznetsov. Archivado desde el original el 21 de julio de 2015.
^ "RD-107-8D74". Enciclopedia Astronáutica. Archivado desde el original el 21 de marzo de 2002 . Consultado el 14 de julio de 2015 .
^ abcdefghijklmnopqrs "ЖРД РД-107 и РД-108 и их модификации" [RD-107 y RD-108 y sus modificaciones] (en ruso) . Consultado el 19 de febrero de 2024 .
^ abcdefghijk "Lista de motores de NPO Energomash". ONG Energomash . Archivado desde el original el 7 de noviembre de 2014.
^ abcd "RD-107/108". ONG Energomash . Archivado desde el original el 2 de abril de 2015.
^ John R. London III (octubre de 1994). LEO barato (PDF) . Prensa de la Universidad del Aire. págs. 68–69. ISBN0-89499-134-5. Archivado desde el original (PDF) el 14 de mayo de 2008.
^ "Motores". ONG Energomash . Archivado desde el original el 29 de octubre de 2014.
^ Chertok, Boris (junio de 2006). "Capítulo 16: Los siete problemas del misil R-7". Cohetes y gente vol. 2 - Creación de una industria de cohetes (PDF) . vol. 2 (NASA SP-2006-4110). NASA . pag. 292 . Consultado el 15 de julio de 2015 .
^ "Historia". ONG Energomash . Archivado desde el original el 18 de noviembre de 2014.
^ ab Zak, Anatoly. "Vehículo de lanzamiento Soyuz-2 (14A14)". Web espacial rusa .
^ abc 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
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