РД-0146

Первый в СССР и России ЖРД, газогенератор которых заменён кипением компонентов топлива в системе охлаждения, что обеспечивает надёжность, особенно при многократных включениях^[2].

Впервые в мире газ на турбины раздельных насосов компонентов подаётся последовательно. что позволило показать работающую систему подачи топлива в камеру сгорания с оптимальными параметрами насосов^[3].

Для привода турбонасосных агрегатов вместо обычного высокотемпературного генераторного газа (до 800 °С) применяется закипевшее горючее. Жидкий водород проходит через рубашку охлаждения камеры сгорания, газифицируется, нагреваясь до 30—150 °C^[4], проходит через турбины приводов насосов, после чего попадает в камеру сгорания^[5].

Турбонасос горючего будет самым высокооборотным в мире среди серийных ЖРД^[6], частота вращения ротора до 125 000 об/мин^[7]. Лишь на одном двигателе это значение было превзойдено: ротор малогабаритного гексанового турбонасоса ядерного РД-0410, также разработанного КБХА, но не пошедшего в серию, вращался с частотой до 160 000 об/мин^[5].

Низкооборотные преднасосы обеспечивают работоспособность двигателя при низких баковых давлениях компонентов.^[3]

В конструкции двигателя применены: электроплазменное зажигание, оребрение огневой стенки камеры, шаровые пуско-отсечные клапаны, современные титановые и алюминиевые сплавы, нагруженные узлы турбонасосных агрегатов выполнены из титана по гранульной технологии, насадок расширяющейся части сопла охлаждается только излучением, выполнен из углерод-углеродного композита^[2].

На базе двигателя РД-0146 разрабатывается кислородно-водородный ЖРД РД-0146Д тягой 7,5 тс (главный конструктор Лобов С. Д., ведущий конструктор Космачев Ю. П.). Двигатель предназначен для использования в составе кислородно-водородного разгонного блока (РБ) тяжёлого класса РН «Ангара», а также может найти применение на верхних ступенях перспективных РН^[9]. РД-0146Д обладает возможностью многократного включения в ходе полёта^[3]. Особенностью двигателя РД-0146Д является исполнение выходной части сверхзвукового сопла в виде сдвижного насадка радиационного охлаждения из углерод-углеродного композиционного материала^[4].

С 2018 года КБХА занимается разработкой модифицированного двигателя РД0146Д-1 тягой 9 тс для РН Ангара.

До РД-0146 в СССР и России ЖРД подобной схемы не разрабатывались. Конструкторское бюро химического машиностроения (КБХМ) в начале работ по двигателю 11Д56 по проекту Н-1/Л-3 рассматривало безгазогенераторную схему, но отказалось от неё по ряду причин^[10][11][12]. КБХА приступило к работе с водородом сразу на 200-тонном РД-0120 для ракеты-носителя (РН) «Энергия», на котором при такой схеме было крайне сложно реализовать высокие удельные характеристики (прежде всего, высокое давление в камере, расчётную тягу и удельный импульс на земле, а также габариты и массу)^[5].

Предшественником первого отечественного безгазогенераторного кислородно-водородного двигателя можно считать ЖРД РО-95. В 1988 году КБХА получило от РКК «Энергия» техническое задание на создание этого двигателя для разгонных блоков РН «Буран-Т» и «Вулкан», но работы ограничились только эскизным проектированием^[13].

В 1997 году КБХА по техническому заданию ГКНПЦ им. М. В. Хруничева начата разработка кислородно-водородного двигателя РД-0146 тягой 10 тс с высотным соплом^[3]. Разработку финансировала и американская компания Pratt & Whitney, оплатившая создание макета РД-0146, представленного на Ле Бурже 2001, а также изготовление стендового образца для огневых испытаний и показа потенциальным покупателям в США. Помимо этого компания Pratt & Whitney заключила контракт с КБХА на продажу двигателей по всему миру за исключением стран СНГ. C 2004 года планировалось начать продажу РД-0146^[5][7].

10 октября 2009^{[уточнить]} года была завершена разработка турбонасосного агрегата для РД-0146.

В настоящее время^{[когда?][4][14]}:

• дорабатывается модификация двигателя с использованием в связке из четырёх двигателей для второй ступени ракет-носителей среднего класса повышенной грузоподъёмности, которые будут запускаться с космодрома «Восточный»;
• разрабатывается ЖРД РД-0146Д для разгонного блока КВТК третьей версии ракеты-носителя «Ангара-А5»;
• отработка модификации РД-0146ДМ с использованием сжиженного природного газа в качестве горючего.

При работе над РД-0146 была изменена методика испытаний. По ранее принятой отечественной методике испытаний ЖРД замкнутой схемы ставился на стенд в собранном виде. В случае каких-либо конструктивных недоработок во время испытаний весь двигатель выходил из строя. После этого необходимо было производить его переборку, дефектацию и вносить изменения в конструкцию^[5].

Новая методика заключается в разделении двигателя на три части: экспериментальные установки систем жидкого кислорода, экспериментальные установки систем жидкого водорода и камеры с запальниками. И только после отработки этих систем по отдельности двигатель начинают испытывать в собранном виде. Так при испытании системы подачи жидкого кислорода был обнаружен и исправлен конструкторско-технологический дефект^[5].

На следующем этапе испытывалась камера сгорания. Испытания проходили при нагрузках 60—70 % от номинальной. Во время испытаний была отработана система поджига компонентов топлива в разных агрегатных состояниях^[5].

Последней испытывалась установка с жидким водородом. Для его получения КБХА специально построило завод мощностью 100 кг/сут^[7], который стал вторым в России^[5].

9 октября 2001 года прошли первые огневые испытания РД-0146. При первом пуске двигатель проработал всего 8,5 секунд при режиме, соответствующем 50 % штатного^[5].

К 2011 году проведено 30 огневых испытаний на 4 образцах двигателя с суммарной наработкой в 1680 секунд^[2]. Испытания показали отклонения от математической модели на 2—4 %^[5]. Отказов и аварий при испытаниях не было^[2].

23 августа 2012 года успешно прошли первые огневые испытания кислородно-водородного двигателя РД-0146Д^[15][16].

30 ноября 2012 года успешно прошли первые огневые испытания кислородно-водородного двигателя РД-0146Д с лазерной системой зажигания совместной разработки КБХА и Исследовательского центра имени М. В. Келдыша, разрабатываемой в рамках опытно-конструкторской работы «Двина-КВТК»^[17][18].

28 октября 2013 года успешно проведена первая серия огневых испытаний этапа доводочных испытаний двигателя РД-0146Д^[19][20].

20 ноября 2013 года успешно проведены огневые испытания двигателя РД-0146Д в высотных условиях — впервые реализован запуск в штатных условиях вакуума и обеспечено безотрывное истечение в сопле за счет использования газодинамической трубы^[21][22].

Проведено более 100 испытаний с суммарной наработкой свыше 5000 секунд^[3]. В рамках создания ЖРД семейства РД-0146 были проведены огневые испытания^[4]:

• двигателя РД-0146 с лазерным поджигом компонентов топлива;
• двигателя РД-0146Д в штатных условиях вакуума;
• двигателя РД-0146ДМ на топливе жидкий кислород — сжиженный природный газ.

29 декабря 2021 года Роскосмос сообщил о успешном испытании двигателя РД0146Д-1, в ходе которого включение, работа на заданных режимах и останов двигателя прошли в полном соответствии с заложенной программой.^[23][24]

• RL-10
• M10 (ЖРД)^[англ.]
• AVUM

• Гуртовой А. А., Лобов С. Д., Рачук В. С., Шостак А. В. Работы КБ химавтоматики по созданию кислородно-водородных жидкостных ракетных двигателей // «Космическая техника и технологии» : журнал. — Королёв: РКК «Энергия», 2014. — Вып. 1 (4). — С. 60—66. — ISSN 2308-7625.
• Афанасьев И. Огневые испытания воронежского ЖРД // «Новости космонавтики» : журнал. — М.: Издательский центр «Экспринт», 2001. — Вып. №12 (227). — ISSN 1561-1078. Архивировано 9 ноября 2011 года.

• РД-0146/0146Д  (неопр.). НПО «Энергомаш» имени академика В. П. Глушко.
• РД0146. РД0146Д. Ракета-носитель «Ангара-А5»  (неопр.). КБХА.
• Жидкостный ракетный двигатель РД-0146  (неопр.). ГКНПЦ имени М. В. Хруничева.
• Anatoly Zak. RD-0146 rocket engine (англ.). RussianSpaceWeb.com.