人類有史以來威力最強液態火箭發動機,每分種燒掉90噸左右燃料

戰火檔案
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RD-170系列火箭發動機是人類有史以來研製推力最大的多燃燒式液體火箭發動機
它是爲了能源號運載火箭而設計的產品 同時也是蘇聯高壓補燃煤油機最具代表性的產品
如果喜歡本視頻的話 求觀衆老爺們點個小小的贊 就是對我們最大的鼓勵RD-170爲液氧煤油分級燃燒循環發動機
發動機杆重達到12噸 總高度達到4.01米 約有兩層樓那麼高 直徑達到了3.71米
RD-170發動機由一臺兩預燃式驅動的高壓渦輪泵四個噴注器 推力式一體化燃料和氧化劑增壓泵
用於發動作和啓動及關機吹除的氦氣瓶 推力架 擺動坐動器 推進擠導管 自然燃料點火器 程序和控制閥 護照及搖測系統組成
其中 渦輪泵是單極的 整個渦輪泵系統還有包括一臺氧化劑泵 一臺二級型的燃料泵
整個系統連接了低壓的燃料泵和氧化劑泵 並使推進劑增壓
防止渦輪泵形成空穴現象 從而防止燃燒不穩定現象的出現
其中這個高壓渦輪泵同時供給四個相同的噴注器和推力式提供燃料 兩個預燒式用負氧燃燒產物驅動單極渦輪
高壓渦輪泵包含用一根套軸連接的兩根轉子 一轉子有渦輪和氧化劑泵
另一轉子有燃燒泵 兩軸均以次臨界轉子動力學運轉
使這款發動機的海平面最大推力達到740噸 而美國的F1火箭發動機是有史以來人類製造的推力最大的單燃燒式液體火箭發動機
和它相比 阿迪170火箭發動機比F1火箭發動機重16 8%
其海平面推力比F1火箭發動機大了8 8%
真空比衝高11 2從燃燒式壓力的角度來看 阿迪170
令F1難以望其向背 阿迪170的試壓是F1的3 5倍
而阿迪170發動機的研製最早要追溯到1973年 由於當時蘇聯研製的N1運載火箭發射失敗
本來揹負着蘇聯人的登月夢想 但是沒能如願 N1火箭剛提出來的時候 計劃使用
阿迪270發動機作爲動力 但是被克羅廖夫拒絕
因爲阿迪270雖然推力強大 但是該發動機使用的是二甲井四氧化二氮作爲推進劑 雖然這種常溫推進劑能夠可靠工作
但是偏二甲井是劇毒燃料 從未來更大推力火箭發動機的需求看 液氧沒有發動機纔是趨勢 估計這也是克羅廖夫拒絕使用該發動機的原因
隨後選擇使用NK15發動機
在N1火箭第一集安裝多達30臺NK15發動機 該發動機引入分級燃燒的循環方式
如此多的發動機組合在一起 致使N1的可靠性非常低
雖然NK15的設計在60年代屬於非常先進的水平 但是推力還是不夠 NK15也存在設計缺陷 例如渦輪的振動問題
這也是導致其失敗的最主要的原因
至此 蘇聯就打算研製大推力的發動機 啓動能源號重型運載火箭 成爲蘇聯工程師又一個奮鬥的方向
當時的蘇聯人希望研製新款大推力火箭發動機
使用液氧燃油作爲推進劑 就這樣可以多次重複啓動 並且以此能發展多種發動機類型和運載火箭型號
最初蘇聯提議研製RD123和RD150發動機
這兩款發動機推力均沒有達到預期的效果 RD123發動機的推力只能達到125噸左右
在1967年到1969年期間 進行了27次測試 但是測試中出現了問題 隨後沒有繼續進行
1974年到1980年 蘇聯開始對多燃燒式的大推力發動機進行測試 這也就是後來誕生的RD170火箭發動機
該發動機也是人類有史以來研製的推力最大的多燃燒式火箭發動機
RD170擁有四個燃燒式 一臺渦輪泵和兩個預燃式 海平面推力達到740噸
在當時的技術條件下 蘇聯人對大噴管液氧煤油發動機的燃燒不穩定問題沒能很好的解決 所以RD170採用了四個噴管
而不是一個大噴管 而採用四個噴管需要解決推力啓動同步的問題
對於負氧補燃循環的RD170發動機而言 煤油注入燃燒式瞬間點火 讓四個燃燒式同步啓動 關鍵在於煤油同時進入燃燒式
因此RD170的四個燃燒式的管路設計就很講究
儘管保證燃燒流經管線的距離一致 而RD170的兩個負氧預燃式中 一部分燃料在預燃式中進行燃燒 另一部分帶動渦輪泵轉動
而渦輪泵轉動起來之後 燃料和氧化劑就能夠迅速流動了
如果將整個RD170發動機比喻成一顆心臟 那麼管路的作用就類似於冠狀動脈
RD170火箭發動機的渦輪泵擁有25.7萬馬力 約爲192兆瓦 而排水量爲23,455噸的
亞馬爾核動力號破冰船 安裝有兩座核反應堆 驅動兩臺氣輪機 帶動六臺發電機
這些發電機總輸出功率爲55.3兆瓦 這麼看來RD170的一臺
渦輪泵的功率相當於三艘這樣的核動力破冰船 RD170能夠產生如此強悍的推理 這與當時它的渦輪泵的巧妙設計有關
當時的蘇聯工程師們發現 火箭發動機的渦輪泵如果一直依賴一個渦輪的話
很難再有性能上大幅提升的潛力 於是他們各自發明瞭一些新的渦輪泵結構
而RD170採用的則是更爲先進的葉片式預壓渦輪泵
預壓泵的應用可以讓發動機降低對火箭儲箱的壓力要求
讓主渦輪泵在轉速形成和效率方面有更好的表現
在功能特性上 RD170具有高性能可操作可重複使用的發動機
發動機大修間至少能重複使用20次
RD170的可操作性使天頂號火箭不到一週的時間就可以發射一次
發動機性能比其他同類推進劑的助燃器發動機要高出一個等級
該發動機還具有先進的實用型的健康監控診斷和壽命預計系統
發動機於70年代中期開始研製 1985年首次飛行
在1987年5月15號前蘇聯發射了第一枚能源號運載火箭
到了1988年10月初已經有186臺RD170發動機進行了618次發射實驗
總共燃燒時間達到了69579秒
1988年11月對RD170發動機的測試繼續進行
其主要是爲了繼續改進發動機
使該發動機在暴風雪號太空航天飛機火箭上得到更好的應用
希望能夠在1992年試完成
據報道實驗臺在1991年12月20號左右發射了爆炸
導致1993年暴風雪號太空航天飛機項目被取消
此時已經有14臺RD170發動機裝在了A組機的助推器上
並且存放在拜克努爾發射廠的總裝廠房中
1996年到1997年這些發動機被拆下後
運回動力機械製造科研生產聯合體的工廠
並且改裝成RD171發動機
用於海舍天頂號運載火箭
有了之前的經驗
使RD171發動機在之後的一段時間使用的相當頻繁
這也使RD170系列火箭發動機承載起蘇聯俄羅斯的航天航空的重任
其主要發射了蘇聯能源號運載火箭天頂號運載火箭和天頂2號運載火箭
俄羅斯天頂2M2SB2SLB運載火箭和天頂3SL運載火箭
美國宇宙神五行運載火箭
韓國羅老號運載火箭以及聯盟二運載火箭和安加拉號火箭
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