El RD-191 ( en ruso : Ракетный Двигатель-191 (РД-191) , lit. 'Motor de cohete 191') es un motor de cohete de cámara de combustión única de alto rendimiento , desarrollado en Rusia y vendido por Roscosmos . [3] Se deriva del motor de cámara de combustión dual RD-180 , que a su vez se derivó del RD-170 de cuatro cámaras utilizado originalmente en el lanzador Energia .
El RD-191 se alimenta con una mezcla de queroseno y oxígeno líquido y utiliza un ciclo de combustión por etapas rico en oxígeno . En el futuro, se espera que el motor se convierta en un caballo de batalla en el sector espacial ruso, a medida que los vehículos de lanzamiento más antiguos se vayan retirando de la producción y del servicio.
La ignición se realiza químicamente, introduciendo un fluido de arranque en la cámara de combustión y el generador de gas, que se enciende automáticamente al entrar en contacto con el oxígeno líquido. El motor es capaz de reducir la velocidad hasta el 30% del empuje nominal; el diseño también permite un empuje mejorado de corta duración (hasta el 105% del nivel nominal) en situaciones de emergencia. Una suspensión cardánica permite controlar el cabeceo y la guiñada mediante una desviación del empuje con cardán de hasta 8 grados.
El motor, de diseño moderno, incorpora sensores que controlan las condiciones de combustión. Las mediciones se utilizan para la telemetría y un sistema de protección de emergencia.
El cabezal de potencia del motor cumple dos funciones adicionales: calentar gas helio para presurizar los tanques de propulsor y generar energía hidráulica para los actuadores hidráulicos para desviar la boquilla y los timones aerodinámicos.
El 5 de septiembre de 2008, el creador del motor, NPO Energomash , declaró que el motor había completado el ciclo completo de desarrollo y pruebas de combustión y estaba listo para su fabricación y entrega. [4] El principal vehículo de lanzamiento que utiliza este motor es la familia de cohetes portadores Angara , que voló por primera vez en 2014. [5] [6]
En 2010, el motor había superado todas las fases de desarrollo y sus nueve prototipos habían acumulado más de 23.000 segundos en 105 pruebas de encendido, y uno de ellos alcanzó el tiempo máximo de funcionamiento de 3.635 segundos en 12 pruebas. [7] En julio de 2014, el motor realizó su vuelo inaugural, impulsando el vehículo de prueba Angara 1.2pp en un vuelo suborbital. [8] En diciembre de 2014, el motor voló de nuevo, impulsando el cohete portador pesado Angara A5 . [9] En el mismo mes, Orbital Sciences anunció que compraría motores RD-181, una variante del RD-191, para su uso en el cohete Antares . [10]
El 30 de julio de 2009 se realizó una prueba de fuego de una versión del RD-191 con un empuje reducido a 170 toneladas, denominada RD-151. La primera prueba de vuelo de este motor se llevó a cabo el 25 de agosto de 2009 como parte del primer lanzamiento del cohete surcoreano Naro-1 . [11] [12]
El RD-181 se basa en el RD-191 y está adaptado para su integración en el cohete Antares . Si bien el RD-193 fue diseñado como un reemplazo cercano del NK-33, el 17 de diciembre de 2014, Orbital Sciences anunció que utilizaría el RD-181 de NPO Energomash en el vehículo de lanzamiento Antares versión 2 y había contratado directamente con NPO Energomash hasta 20 motores RD-181. [13] Se utilizan dos motores en la primera etapa de cada Antares, que actualmente se utiliza para transportar carga a la Estación Espacial Internacional bajo contrato con la NASA. [14] Si bien la prensa rusa había declarado que el contrato estaba valorado en 1000 millones de dólares estadounidenses con opciones, Orbital declaró el 26 de enero de 2015 que incluso al ejercer todas las opciones, el contrato era inferior a esa cantidad, y que el compromiso contractual inicial era significativamente menor que eso. El 19 de febrero de 2015, Orbital ATK anunció que su cohete Antares renovado, que incorpora un nuevo motor principal, realizaría su primer lanzamiento en marzo de 2016. El 29 de mayo de 2015, Orbital declaró que los nuevos motores habían realizado con éxito siete lanzamientos de certificación y que todos habían salido como se esperaba. También declaró que los dos primeros modelos de vuelo estaban realizando pruebas finales y que se entregarían a Orbital a principios de julio. [15] [16] [17] [18] [19] [20]
Los dos RD-181 tienen 440 kilonewtons (100.000 lbf) más de empuje que los motores AJ-26 emparejados utilizados en el Antares de primera generación. Northrop Grumman Innovation Systems (anteriormente Orbital) modificó la etapa central para adaptarse al mayor rendimiento y luego para terminar su compromiso de contrato de carga CRS-1 con la NASA para entregar un total de 20.000 kg (44.000 lb) de carga en solo cuatro vuelos adicionales, en lugar de los cinco más que se habrían requerido con la combinación AJ-26/Antares. Los motores AJ-26 eran simplemente motores de cohetes NK-33 rebautizados utilizados para el malogrado cohete soviético N1 y el N1F mejorado, que estaba planeado para ser el cohete que llevara cosmonautas a la superficie de la Luna.
Para las actualizaciones del Antares 230+ , que debutaron con la misión CRS-2 Cygnus NG-12 , se eliminaron los intercambiadores de calor del motor RD-181. [21] [22]
En abril de 2013 se anunció que se habían completado las pruebas de una nueva variante, la RD-193. Esta versión es más ligera y corta, diseñada para su uso en el cohete lanzador Soyuz-2.1v cuando se agote el inventario de motores NK-33 sobrantes . [23]
Durante la década de 2010, NPO Energomash estaba trabajando en el motor RD-191M, que estaba destinado a los cohetes Angara-A5M y Angara-A5V . El motor se encendió en 2016, alcanzando un empuje un 110 por ciento superior al de la variante original, dijeron los funcionarios de la compañía. En mayo de 2024, Roskosmos dijo que un ciclo completo de pruebas autónomas de componentes para el motor RD-191M se había completado en NPO Energomash para fines de 2023 y el 8 de julio de 2024, NPO Energomash anunció que había completado las pruebas de puesta a punto del RD-191M. Según la compañía, el primer motor RD-191M para pruebas de puesta a punto se había fabricado a fines de 2023. [24]
