Сравнение ракетных двигателей Merlin, Raptor, BE-4, РД-180, RS-25 и F-1

Сравнение ракетных двигателей Merlin, Raptor, БЕ-4, РД-180, РС-25 и Ф-1

Сравнение ракетных двигателей Merlin, Raptor, БЕ-4, РД-180, РС-25 и Ф-1

Сравнение ракетных двигателей Merlin, Raptor, БЕ-4, РД-180, РС-25 и Ф-1

Двигатель Sofim / Iveco F1A – это 2,3-литровый 16-клапанный турбодизель, разработанный для коммерческих автомобилей. Он дебютировал в 2001 году. Он был и до сих пор устанавливается на Fiat Ducato двух поколений и на Iveco Daily 3-го, 4-го, 5-го и 6-го поколений. Кроме того, с 2006 года этот турбодизель используется на Peugeot Boxer и Citroёn Jumper, а также на УАЗ Патриот».

У этого двигателя 2 распредвала в головке блока цилиндров, в приводе клапанов есть гидрораспределители. Ремень ГРМ приводится в движение зубчатым ремнем. Однако ремень приводит в движение только впускной распределительный вал, а выпускной – через цепь. Этот силовой агрегат с самого рождения оснащен системой питания Bosch Common Rail. В зависимости от версии и года выпуска итальянский дизель Iveco 2.3 развивает от 95 до 156 л.с.

На нашем канале YouTube вы можете посмотреть разборку двигателя 2.3 HPI (F1A), снятого с Iveco Daily 2012 года.

Выбрать и купить двигатель для Iveco, двигатель для Peugeot Boxer, двигатель для Citroёn Jumper, двигатель для Ford Transit вы можете в нашем каталоге контрактных двигателей.

Надёжность двигателя Iveco 2.3 (F1A)

Двигатель Iveco 2.3 (F1A) имеет отличную репутацию, это один из самых надежных и простых в использовании двигателей. Настоящий «миллионер». В нашей истории мы собрали все проблемы и неисправности, которые с ним случаются. В общем, для хорошего хозяина этот двигатель служит совершенно без ремонта, требуя лишь планового обслуживания.

Сравнение ракетных двигателей Merlin, Raptor, БЕ-4, РД-180, РС-25 и Ф-1

 

От изделия 117 к изделию 117С

Как российские производители двигателей перешли на двигатель V поколения?

Этот путь оказался очень трудным не только по финансовым и управленческим причинам, но и по чисто техническим причинам. Поэтому на двигателе АЛ-41Ф1 не удалось довести цифровую систему с полной ответственностью до уровня надежности, который позволял бы отказаться от электронно-гидромеханического дублирования. А на серийном АЛ-41Ф1С (изделие 117С) он снова появился, и он был аналогом.

Сравнение ракетных двигателей Merlin, Raptor, БЕ-4, РД-180, РС-25 и Ф-1

Двухконтурный турбореактивный двигатель IV + поколения АЛ-41Ф1С (изделие 117С) с форсажной камерой и всесторонним управляемым вектором тяги «первой ступени» используется на серийном самолете Су-35С и на испытаниях I этапа истребителя ПАК пятого поколения Фото ФА: https: // бастион-карпенко .ru

Это хорошо или плохо? Конечно, это дополнительный вес, объем и «лишние» коммуникации. Да, при выходе из строя основной системы она не сможет полностью заменить ее и только обеспечит выход из боя. Но, судя по опыту эксплуатации пассажирских самолетов, полные отказы FADEC не редкость даже в гражданской жизни, а что, если завтра война?

Заказчик остался недоволен величиной МТО: ее увеличили, но за счет ограничения тяги форсажа на взлете с 15000 до 14500 кгс, но при этом вес уменьшили на 50 кг (это с ” тяжелая и старая »Система управления), а на удельную массу это не повлияло.

Показатели тяги, относящиеся к площади впускного тракта и объему двигателя, немного ухудшились, но благодаря улучшению его дроссельной динамики снова удалось добиться сверхзвукового крейсерского режима без форсажа – кроме того, для самолет Су-35 с аэродинамикой четвертого поколения.

К 2007 году было построено 7 опытных двигателей АЛ-41Ф1С. Летные испытания проводились на истребителе Т10М-10, переоборудованном в летающую лабораторию. В феврале 2008 года НПО «Сатурн» завершило стендовые испытания двигателей и приступило к летным испытаниям опытного Су-35, которые завершились 20 февраля 2008 года.

Уфимское моторостроительное производственное объединение (УМПО), входящее в Объединенную двигателестроительную корпорацию России (УМПО), начало в августе поставки двигателей АЛ-41Ф1С для самолета Су-35С, построенного в Комсомольске-на-Амуре. 9 октября 2010 г и в 2011 г первые из этих истребителей поколения IV ++ начали поступать в строевые части ВВС РФ. Завод УМПО получил первый заказ на поставку 96 двигателей 117С до 2015 года, на 2015… 2020 годы. Планируется закупка еще 96 двигателей.

Сравнение ракетных двигателей Merlin, Raptor, БЕ-4, РД-180, РС-25 и Ф-1

Серийные истребители Су 35С четвертого поколения ++ с двигателями АЛ-41Ф1С Фото: paralay.com

Закупоривание вентиляции картерных газов

Двигатель F1A имеет признанную производителем проблему, связанную с засорением выхлопной системы картера. Забивается самый крайний его элемент – патрубок, по которому выхлопные газы поступают во впускной коллектор.

Засорение происходит при определенных условиях: температура -25 ° и плавное движение по дороге. Поток замерзающего воздуха во впускной коллектор вызывает замерзание влаги во впускном коллекторе. То есть трубка закупорена ледяной пробкой. Впоследствии давление газа в картере выталкивает все сальники, т.е у двигателя буквально заканчивается масло на всех сальниках. А потом после устранения этих последствий могло оказаться, что турбина пострадала. Эти изношенные подшипники и уплотнения вала вызывают сжатие масла из картриджа на входе или выходе турбины.

Для решения этой проблемы производитель предложил врезной нагревательный элемент для этой трубки. Как вариант, трубу можно изолировать и просто отпилить ее конец заподлицо с впускным коллектором.

Конструкция

Сравнение ракетных двигателей Merlin, Raptor, БЕ-4, РД-180, РС-25 и Ф-1

Установка двигателей Ф-1 на ступень S-IC РН “Сатурн-5”. Сопло было снято при установке моторов.
Основной частью двигателя была камера сгорания, в которой топливо и окислитель смешивались и сгорали, создавая тягу. Куполообразная камера в верхней части двигателя служила распределительной трубкой, которая подавала жидкий кислород к инжекторам, а также служила опорой для кардана, который передавал силу на корпус ракеты. Под этим куполом находились форсунки, через которые топливо и окислитель направлялись прямо в камеру сгорания, они были сконструированы таким образом, чтобы обеспечивать хорошее перемешивание и сгорание компонентов. Топливо в форсунку подавалось по отдельной распределительной магистрали; часть топлива подавалась по 178 трубам, расположенным по всей длине камеры сгорания, которые занимали почти всю верхнюю половину сопла, и возвращалась обратно, охлаждая камеру 13.

Выхлопные газы из газогенератора использовались для вращения турбины, которая приводила в действие отдельные насосы топлива и окислителя, питающие системы камеры сгорания. Газогенератор вращал турбину со скоростью 5500 об / мин, производя 55000 лошадиных сил (41 МВт). Топливный насос перекачивает 58 564 литра керосина РП-1 в минуту, а насос окислителя – 93 920 литров жидкого кислорода в минуту. Что касается условий эксплуатации, турбонасос был способен выдерживать температуры в диапазоне от температуры газогенераторного газа 800 ° C (1500 ° F) до температуры жидкого кислорода -180 ° C (-300 ° F). Топливо также использовалось для охлаждения подшипников турбины и вместе с присадкой RB0140-006 (диалкилдитиофосфат цинка) для смазки шестерен турбонасоса [14].

Сравнение ракетных двигателей Merlin, Raptor, БЕ-4, РД-180, РС-25 и Ф-1

Испытания зажигания двигателя F-1 на базе ВВС Эдвардс.

Под камерой сгорания находился удлинитель сопла, который занимал примерно половину длины двигателя. Это сопло увеличивало степень расширения двигателя с 10: 1 до 16: 1. Выхлоп из газогенератора турбонасоса направлялся в сопло через большую коническую трубу; этот относительно холодный газ образовывал слой, защищавший сопло от горячих выхлопных газов (3200 ° C) из камеры сгорания [15]

F-1 сжигал 1789 кг (3945 фунтов) жидкого кислорода и 788 кг (1738 фунтов) керосина RP-1 каждую секунду работы, создавая тягу 6,7 МН (1500000 фунтов-силы). Это эквивалентно расходу 1565 литров (413,5 галлона США) жидкого кислорода и 976 литров (257,9 галлона США) керосина в секунду. За две с половиной минуты работы пять двигателей F-1 подняли ускоритель Saturn 5 на высоту 68 км, что дало ему скорость 2,76 км / с (9920 км / ч). Общий расход пяти двигателей F-1 в ракете-носителе Сатурн 5 составлял 12710 литров (3357 галлонов США) в секунду, что позволяло опорожнить бассейн объемом 110 000 литров (30 000 галлонов США) за 8,9 секунды [15]. Двигатель F-1 имел большую тягу (690 тонн), чем все три главных двигателя шаттла (SSME) вместе взятые. [16] Тяга F-1 примерно равна тяге всей 9-моторной двигательной установки первой ступени современной ракеты Falcon 9 с несколько меньшим КПД – удельным импульсом Merlin 1D + 282 с одним давлением в камере 97 атм против 265 с при 69 атм у Ф-1.

Академик Борис Каторгин высоко оценил степень технического совершенства Ф-1 [17].

Ошибка датчика коленвала

Иногда на приборной панели загорается «проверка двигателя» с сопутствующей ошибкой датчика положения коленчатого вала (P0335). В этом случае двигатель не запускается или запускается при длительном проворачивании. Если во время движения произошла ошибка, двигатель остановится.

Причины могут быть как в самом датчике положения коленчатого вала, так и в его проводке, попадании влаги в его разъем и даже неисправном генераторе. В общем, необходимо тщательно изучить причину проблемы.

Сравнение ракетных двигателей Merlin, Raptor, БЕ-4, РД-180, РС-25 и Ф-1

Сравнение ракетных двигателей Merlin, Raptor, БЕ-4, РД-180, РС-25 и Ф-1

Сравнение ракетных двигателей Merlin, Raptor, БЕ-4, РД-180, РС-25 и Ф-1

Сравнение ракетных двигателей Merlin, Raptor, БЕ-4, РД-180, РС-25 и Ф-1

Проблема менеджмента

Разработка двигателя АЛ-41Ф1 (изделие 117) была начата в рамках научно-исследовательских работ «Демон» для истребителей IV ++ и поколения V в «смелые девяностые». В этой программе основную роль сыграли институты, конструкторские бюро и заводы, которые были созданы еще в советские годы и были уже поверхностными, которые в то тяжелое время сильно пострадали и были вынуждены изменить свою организационную структуру. Вообще удивительно, что такой двигатель удалось сделать в конце 1990-х, чтобы начать летные испытания на переделанной из МиГ-25 летающей лаборатории.

Это было время реформ по мнению Гайдара и Чубайса, изобретателей «шоковой терапии» для здоровой экономики. Да, новая форма их существования лучше отвечала требованиям, диктовавшим условия, в которых велась отрасль, но она была сосредоточена на экспортных задачах и не имела административного руководящего органа для координации таких сложных программ, выполняемых в собственных интересах. Вооруженные силы.

Основным исполнителем проекта «117» выступил филиал НПО «Сатурн» – Научно-технический центр (НТЦ) им. Я. Cradle, на долю которого приходится примерно 70% объема научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР). Его возглавляет генеральный конструктор Евгений Марчуков, который отвечает за общую разработку двигателя. Строительство компрессора высокого давления поручено НИЦ «Салют». Опытное производство НПО «Сатурн» изготовило для испытаний несколько партий деталей, узлов, модулей и комплектных двигателей, а также большое количество специального стендового оборудования. С самого начала в производственном процессе участвовало серийное предприятие – Уфимское моторостроительное производственное объединение (УМПО), которое проводило практические испытания всего пакета необходимых технологий. Научные учреждения (в первую очередь Центральный институт авиационных двигателей – ЦИАМ), а также ОКБ им. ВЫШЕ. Сухого, для самолета которого предназначался этот двигатель.

Одной из самых болезненных проблем российского авиапрома в постперестроечный период стало разрушение централизованной системы административного управления, затруднявшее координацию усилий организаций-участников в реализации столь сложных программ. Когда на рубеже 90-х в Кремле сменилось правительство, одной из первых его задач стало восстановление управляемости «реального сектора экономики», то есть промышленности. И это оказалось необходимым не только потому, что здесь по-прежнему было много государственной собственности, без общих согласований и частный собственник работал не очень эффективно.

Для этого необходимо было создать последовательную и здоровую систему отношений с теми частными и квазигосударственными компаниями, которые хорошо себя зарекомендовали, и помочь восстановить производственный потенциал тем, кто потерял этот потенциал.

Когда Владимир Владимирович Путин стал президентом России и заговорил о «вертикали власти», многие либеральные экономисты предсказывали возврат к жесткой системе управления, но этого не произошло. Мы не будем здесь анализировать, чем корпорации, созданные для управления «подотраслями» промышленности, отличаются от министерств, которые были созданы в Советском Союзе; мы обратим внимание только на их самую узкую цель. Например, для общей организации НИОКР в рамках всей программы создания двигателя АЛ-41Ф1, организации его серийного производства, выполнения государственного оборонного заказа и продвижения продукции на мировом рынке. Внешний рынок осуществляется Объединенной двигателестроительной корпорацией (ОДК), тогда как в Министерстве авиапрома «советский образец» был только руководителем первого уровня.

С самого начала различные эксперты обсуждали, насколько хорошо или плохо работают УЭК и другие компании, приводя в качестве аргументов неопровержимые факты их успеха и различные неудачи и нарушения. Однако ясно одно: при всех своих недостатках такая система лучше, чем ее отсутствие. Ведь то, что было раньше, до сих пор хорошо помнят.

В последнее время заговорили о том, что компании, вошедшие в такие компании (включая ОДК), должны получить больше свободы действий, и это позволит им привлечь больше инвестиций. Что ж, дополнительные средства – это хорошо. Но орган, который будет направлять деятельность разнородных предприятий в рамках конкретного проекта и строго контролировать их деятельность, в том числе финансовую, должен остаться. Иначе все может повториться.

ТНВД

До 2006 года на двигателе F1A использовался ТНВД Bosch CP3S3, с 2006 года он был заменен на CP1H3, в котором отсутствует механическая насосная секция. Насос надежен и долговечен. Расположенный на нем клапан-дозатор тоже очень надежен и выходит из строя редко. Но если двигатель останавливается под нагрузкой или колеблется частота вращения холостого хода, то виновником может быть этот клапан.

Сравнение ракетных двигателей Merlin, Raptor, БЕ-4, РД-180, РС-25 и Ф-1

Вы можете выбрать и приобрести топливный насос высокого давления для своего двигателя Iveco в нашем каталоге контрактных двигателей.

Сравнение ракетных двигателей Merlin, Raptor, БЕ-4, РД-180, РС-25 и Ф-1

Недостатки и слабые места 1FZ-FE

Чтобы найти слабые места этого движка, нужно постараться. При поломке газораспределительной системы клапан не прогибается, благодаря проточкам на поршнях цепной привод ГРМ надежен. Двигатель 1FZ отличается прочностью и долговечностью.

Сравнение ракетных двигателей Merlin, Raptor, БЕ-4, РД-180, РС-25 и Ф-1

Поршень 1FZ-FE

Блок цилиндров из чугуна практически не деформируется из-за перегрева. Поршневой агрегат может служить 400 тысяч, а после капитального ремонта аналогично продлевается его ресурс. Сальники протекают редко и проблем с вентиляцией картера нет.

Toyota разработала простой и легкий в обслуживании двигатель. Однако есть и минусы. Их всего два: большой расход топлива и относительно большой расход масла.

Форсунки

Топливные форсунки на всех версиях двигателя F1A – соленоидные; на этом двигателе не было пьезо-форсунок. Для этого силового агрегата доступно как минимум 3 версии инжектора, в зависимости от года выпуска и мощности.

Форсунки прочные и надежные, полностью исправные и недорогие в ремонте. Интересно, что на двигателе F1A форсунки установлены на резиновых уплотнительных колпачках и для них нет тугоплавких медных шайб.

Сравнение ракетных двигателей Merlin, Raptor, БЕ-4, РД-180, РС-25 и Ф-1

Выбрать и приобрести форсунки для двигателя Iveco можно в нашем каталоге контрактных двигателей.

Возможности тюнинга, контрактные двигатели.

вряд ли кто-то мог бы мечтать о переделке двигателя грузовика в высокооборотный спортивный двигатель. Но можно увеличить мощность, используя турбокомпрессор. Низкая степень сжатия, прочные материалы позволяют устанавливать турбокомпрессор, не мешая поршневому узлу. Но в конечном итоге в любом случае потребуются существенные изменения.

Двигатели F-серии не производились почти 30 лет, поэтому трудно найти контрактный двигатель в хорошем состоянии. Но есть предложения, цена начинается от 60 тысяч рублей.

Турбокомпрессор

Ранние версии двигателей F1A оснащались байпасной турбиной BorgWarner K03. Эта турбина не требует внешнего управления: ее пневматический привод приводится в действие избыточным давлением, создаваемым в улитке компрессора. Привод заслонки просто подключается через шланг к компрессору.

С 2006 года на двигателе F1A мощностью до 126 л.с. (в комплекте) Используется турбина Mitsubishi TF035HM. Более мощные версии F1A оснащались турбиной с регулируемой геометрией Garrett GTB17V.

Сравнение ракетных двигателей Merlin, Raptor, БЕ-4, РД-180, РС-25 и Ф-1

Выбрать и приобрести турбину для двигателя Iveco можно в нашем каталоге контрактных двигателей.

Характеристики двигателя 1FZ

Производство Завод Тахары
Марка двигателя 1FZ
Годы выпуска 1984-2007 гг
Материал блока цилиндров чугун
Система электроснабжения инжектор карбюратора
Один тип онлайн
Количество цилиндров 6
Клапаны на цилиндр 4
Ход поршня, мм 95
Диаметр цилиндра, мм 100
Степень сжатия 8,1 9,0
Объем двигателя, куб. См 4476
Мощность двигателя, л.с. / об / мин 190/4400 212/4600
Крутящий момент, Нм / об / мин 363/2800 373/3200
Топливо девяносто два
Экологические стандарты
Масса мотора, кг 265
Расход топлива, л / 100 км (для Lexus LX450) – город – трасса – смешанный. 18,015,0 16,8
Расход масла, гр. / 1000 км до 1000
Моторное масло 5W-30 5W-40 1oW-30 10W-40 10W-50 15W-40 15W-50
Сколько масла в двигателе, л 7,4
Замена масла проведена, км 7000-10000
Температура эксплуатации двигателя, градусы.
Ресурс двигателя, тыс. Км – по заводским данным – на практике – 400+
Тюнинг, л.с. – потенциал – без потери ресурсов 300+ н / д
Установлен двигатель Тойота Ленд Крузер Лексус LX450

Ремень ГРМ

Есть несколько рекомендаций по замене ремня ГРМ: от 120 000 до 240 000 км. Ремень ГРМ рекомендуется заменять вместе с насосом и устанавливать насос хорошего качества. Потому что были случаи заклинивания помпы, в результате чего ремень ГРМ перегревался и ломался.

И если на этом двигателе обрывается ремень ГРМ, поршни и клапаны сталкиваются. Рокеры принимают на себя полную силу удара: они ломаются пополам. Однако часто повреждаются и распредвалы: кулачки вращаются или даже изгибается распредвал. Одним словом, после обрыва ремня ГРМ этот двигатель можно реанимировать, но нужно полностью проверить ГБЦ.

Надежность, проблемы и ремонт двигателя F3R

F3R, который мы все очень хорошо знаем, был впервые установлен на Renault Laguna в 1994 году и был 8-клапанной версией F7R. Здесь использовался чугунный блок с диаметром цилиндра 82,7 мм. Внутри этого блока находится коленчатый вал с ходом поршня 93 мм, шатуны длиной 149 мм и высотой сжатия поршня 36,12 мм. Все это вместе дает те же 2 литра рабочего объема.

Этот блок накрыли нормальной 8-клапанной головкой с распредвалом, у которого фаза 240/240 градусов, увеличение 11 мм. Размер впускных клапанов 40 мм, выпускных клапанов 32,5 мм, толщина ножек 8 мм. Гидравлических подъемников здесь нет, зазоры регулируются шайбами ​​каждые 60 тыс. Км. Клапанный зазор для холода: на входе 0,2 мм, на выходе 0,4 мм.

Распределительный вал вращается с помощью зубчатого ремня. Ремень ГРМ требует периодической проверки натяжения и замены каждые 60 тыс. Км. Если он сломается, вряд ли все сложится для вас выгодно.

Этот двигатель претерпел множество модификаций, которые ничем особенным не отличались друг от друга, их основные отличия – это комплектующие к автомобилям, на которые они устанавливались.

В 1998 году появился 16-клапанный F4R, который позже пришел на смену F3R.

Проблемы и недостатки двигателей F3R

  1. Революции колеблются. Проблема часто в регуляторе холостого хода и после его замены все это исчезнет. Если нет, посмотрите на дроссельную заслонку.
  2. Не заводится, глохнет. Ищите проблему в ЭБУ или ДПКВ или в проводке.
  3. Он не водит, плохо берет скорость. Часто проблема в бензонасосе.

Но из-за преклонного возраста проблемы могут возникнуть с чем угодно и с чем угодно. В любом случае это невероятно надежный двигатель, который без проблем без доработок проходит 500000 км. Если раньше выходил из строя двигатель, искажался пробег или ездили бессистемно: вместо антифриза лили воду, раз в вечности меняли дешевое масло, использовали запчасти из китайских подвалов и так далее.

Номер двигателя

Ваш номер можно найти на блоке цилиндров здесь:

Сравнение ракетных двигателей Merlin, Raptor, БЕ-4, РД-180, РС-25 и Ф-1

Цепь ГРМ

Цепь ГРМ служит долго и, как правило, не требует к себе внимания до пробега в 500000 км. Если он растягивается, натяжитель давит на поверхность головки блока цилиндров, и цепь начинает откалывать алюминий. На практике это не вызывает повреждений или износа, но очевидно, что приводить цепь в таком состоянии не стоит. Его состояние стоит оценить на рубеже 300 000 км.

Также встречаются редкие случаи откручивания болта крепления впускного распредвала. Это может произойти при запуске двигателя в условиях сильного мороза. Считается, что густое масло не успевает вытечь через предохранительный клапан масляного насоса. Из-за этого возникает чрезмерное давление масла, которое, среди прочего, с огромной силой давит на цепь распределительного вала. Это останавливает цепь и ослабляет болт впускного распределительного вала. В результате поршни попадают во впускные клапаны. По крайней мере, рокеры разрушены.

Кроме того, известны единичные случаи откручивания болта выпускного распредвала, но в этом случае сильного удара по клапанам не происходит, потому что выпускной распредвал расшатывается и перестает вращаться.

Сравнение ракетных двигателей Merlin, Raptor, БЕ-4, РД-180, РС-25 и Ф-1

В целом двигатель Iveco 2.3 очень надежен и долговечен. Если вы не экономите деньги на замене масла и фильтра каждые 10 000-15 000 км, что очень распространено по стандартам коммерческого транспорта, то этот двигатель без проблем проработает более 1 миллиона км.

Выбрать и купить двигатель Ford, двигатель Peugeot, двигатель Citron, двигатель Iveco вы можете в нашем каталоге контрактных двигателей.

Здесь, по ссылкам, вы можете увидеть наличие конкретных автомобилей Iveco, Peugeot, Citroёn, Ford в сервисном центре для заказа автозапчастей у них.

Сравнение ракетных двигателей Merlin, Raptor, БЕ-4, РД-180, РС-25 и Ф-1

Сравнение ракетных двигателей Merlin, Raptor, БЕ-4, РД-180, РС-25 и Ф-1

Сравнение ракетных двигателей Merlin, Raptor, БЕ-4, РД-180, РС-25 и Ф-1

Сравнение ракетных двигателей Merlin, Raptor, БЕ-4, РД-180, РС-25 и Ф-1

Сравнение ракетных двигателей Merlin, Raptor, БЕ-4, РД-180, РС-25 и Ф-1

Сравнение ракетных двигателей Merlin, Raptor, БЕ-4, РД-180, РС-25 и Ф-1

Сравнение ракетных двигателей Merlin, Raptor, БЕ-4, РД-180, РС-25 и Ф-1

Сравнение ракетных двигателей Merlin, Raptor, БЕ-4, РД-180, РС-25 и Ф-1

Сравнение ракетных двигателей Merlin, Raptor, БЕ-4, РД-180, РС-25 и Ф-1

Сравнение ракетных двигателей Merlin, Raptor, БЕ-4, РД-180, РС-25 и Ф-1

Сравнение ракетных двигателей Merlin, Raptor, БЕ-4, РД-180, РС-25 и Ф-1

История создания

Сравнение ракетных двигателей Merlin, Raptor, БЕ-4, РД-180, РС-25 и Ф-1

F-1 в ракетно-космическом центре США в Хантсвилле
F-1 был первоначально разработан Rocketdyne в ответ на запрос ВВС США в 1955 году на очень большой ракетный двигатель. Конечным результатом этого запроса стали два разных двигателя: E-1 и более крупный F-1. Двигатель E-1, хотя и успешно прошел динамометрические испытания, был быстро признан технологически тупиковым вариантом и был отменен в пользу более крупного и мощного F-1. Впоследствии ВВС США приостановили дальнейшую разработку F-1 из-за отсутствия приложений для такого большого двигателя. Однако созданное в этот период НАСА оценило преимущества, которые можно было получить от двигателя такой мощности, и заключило контракт с Rocketdyne, чтобы завершить его разработку. Испытания частей F-1 начались в 1957 году. Первые огневые испытания полностью собранного прототипа F-1 были проведены в марте 1959 года [2].

Семь лет разработки и испытаний двигателя F-1 выявили серьезные проблемы с нестабильностью горения, которые иногда приводили к катастрофическим авариям. Работа по устранению этой проблемы изначально велась медленно, так как проявлялась периодически и непредсказуемо. На доводку двигателя потребовалось несколько лет, в течение которых было проведено 1332 испытания полноразмерных камер сгорания со 108 вариантами сопловой головки и более 800 испытаний компонентов. Общая стоимость работ превысила 4 миллиарда долларов. Разработка велась по следующим направлениям: увеличение акустических потерь в камере сгорания за счет внедрения охлаждаемых перегородок и установки звукопоглотителей; снижают армирующие свойства зоны горения, ухудшая качество напыления; удлинить зону горения по длине камеры сгорания; снижение расхода топлива на завесу [3] [4].

В конце концов, инженеры разработали метод детонации небольших зарядов взрывчатого вещества (которые они назвали «бомбами»), расположенных вне камеры сгорания в тангенциальных соплах во время огневых испытаний. Этот метод позволил определить реакцию камеры на повышение давления. Конструкторы смогли быстро поэкспериментировать с разными насадками, чтобы выбрать наиболее экологичный вариант. Они работали над этими проблемами с 1962 по 1965 год [5] [6]. В окончательном варианте сгорание в двигателе было настолько стабильным, что могло самозатухать искусственную нестабильность за десятые доли секунды.

О роли Джорджа Миллера в программе испытаний наземной надежности [7]

Особенностью предполетной разработки ракетных комплексов «Сатурн-5» была беспрецедентная тщательность в обеспечении требуемой высокой надежности ракетного комплекса. Один из руководителей пилотируемого пилотируемого управления НАСА Джордж Эдвин Миллерруэн, отвечающий за надежность ракетного комплекса, сделал ставку на наземные стендовые испытания жидкостных ракетных двигателей. В начале 1960-х годов в Космическом центре им. Маршалла был создан уникальный испытательный стенд. Он включал в себя стартовую станцию ​​для испытаний двигателей Ф-1 и несколько креплений для предполетных испытаний зажигания первой, второй и третьей ступеней ракеты-носителя Сатурн-5 (РН), а также опоры для статических и динамических испытаний РН в подвешенном состоянии. Суммарная наработка двигателей Ф-1 составила более 18000 с. На заключительном этапе испытаний двигатель был запущен 20 раз без снятия со стенда, время работы – 2250 с.

предусмотрена трехэтапная проверка на пригодность двигателей к полету: два контрольных огневых испытания каждого экземпляра двигателя перед установкой в ​​ступень ракеты, третье огневое испытание в рамках этапа. Такой метод контроля надежности двигателей был очень трудоемким и дорогостоящим с финансовой точки зрения, но его применение окупалось безотказной работой двигателей на протяжении всей Лунной программы [8].

[Источник]

Be the first to comment on "Сравнение ракетных двигателей Merlin, Raptor, BE-4, РД-180, RS-25 и F-1"

Leave a comment

Your email address will not be published.


*