Конструкторское бюро химавтоматики ( КБХА ), также КБ Химавтоматика ( русский : Конструкторское бюро химавтоматики, КБХА , КБХА ) — российское конструкторское бюро, основанное НКАП (Народным комиссариатом авиационной промышленности) в 1941 году и возглавлявшееся Семёном Косбергом до его смерти в 1965 году. Его происхождение восходит к Московскому карбюраторному заводу 1940 года, эвакуированному в Бердск в 1941 году, а затем перебазированному в Воронеж в 1945 году, где оно и работает в настоящее время. Первоначально называвшееся ОКБ-296 и занимавшееся разработкой топливной аппаратуры для авиационных двигателей, оно было переименовано в ОКБ-154 в 1946 году. [3]
В 1965 году руководство предприятием взял на себя А.Д. Конопатов . В 1993 году его сменил В.С. Рачук ( главный конструктор РД-0124 ). За это время предприятие разработало широкий спектр высокотехнологичной продукции, включая жидкостные ракетные двигатели, ядерный реактор для космического применения, первый советский лазер мощностью 1 МВт и единственный в СССР действующий ядерный ракетный двигатель. [4] [5] Предприятие разработало более 60 жидкостных ракетных двигателей, около 30 из которых были запущены в производство. [6]
В ноябре 2019 года произошло объединение КБХА и Воронежского механического завода . [7] [8]
Первоначальным мандатом КБ «Химавтоматика» была разработка авиационных топливных систем для советских военных во время Второй мировой войны. Косберг провел десять лет, работая в Центральном институте авиамоторостроения над топливными системами, и был привлечен к управлению новым бюро. Приближение немецких армий потребовало переезда группы в Бердск , Сибирь , где Косберг и его команда из примерно 30 специалистов разработали системы непосредственного впрыска топлива, в конечном итоге внедренные на Ла-5 , Ла-7 , Туполев Ту-2 и Ту-2Д. Новые топливные системы обеспечивали значительное повышение производительности по сравнению с обычными бензиновыми топливными системами и устраняли проблемы с поплавком карбюратора, вызванные агрессивными боевыми полетами. Они конкурировали с системами непосредственного впрыска, разработанными Daimler Benz в то время. После окончания войны конструкторское бюро было переведено в Воронеж, где оно продолжило проектировать топливные системы для поршневых, турбовинтовых и реактивных самолетов. [9] [10]
Успешные результаты работы послужили основанием для преобразования КБ завода 154 в самостоятельное предприятие ОКБ-154. Новому предприятию предстояло разрабатывать ракетные двигатели.
Работы велись по двум направлениям: создание ЖРД для космических ракет-носителей (РН) и ракет. Начало работ было ознаменовано встречей С. Косберга и С. Королева 10 февраля 1958 года. Результатом этой встречи стала совместная разработка кислородно-керосинового двигателя РД0105 для ступени РН «Луна» (главный конструктор двигателя В. Кошельников). Этот двигатель позволил РН впервые в мире достичь второй космической скорости, доставить на поверхность Луны вымпел СССР, совершить облет Луны и провести фотосъемку обратной стороны Луны. Впоследствии один из кратеров на ее обратной стороне был назван в честь С. Косберга.
На базе двигателя РД0105 в КБХА был разработан ЖРД РД0109 для третьей ступени РН «Восток» (главный конструктор — В. Кошельников). Двигатель был более надежным и имел более высокие технические характеристики за счет создания новой эффективной облегченной камеры сгорания. РД0109 выводит на орбиту космический корабль «Восток» с Ю. Гагариным на борту, а затем все одноместные пилотируемые корабли и различные военные и научные космические аппараты. Развитие космической промышленности в конце 50-х — начале 60-х годов потребовало создания более мощных РН для выведения на орбиту объектов массой до 7000 кг. Для выполнения этой задачи в ОКБ на базе двигателя второй ступени РД0106 военного ракетоносителя П-9А были разработаны двигатели РД0107, РД0108 и РД0110 (главный конструктор Ю. Гершковиц) для третьих ступеней ракет-носителей С. П. Королева «Молния», «Восход», «Союз», обеспечивших запуски межпланетных станций к Марсу и Венере, орбитальных космических кораблей с двумя и тремя космонавтами на борту. Члены этих экипажей стали первыми людьми, вышедшими в открытый космос, осуществили стыковку на орбите и совместный полет двух кораблей, в том числе американского «Аполлона». РН «Союз» используется для доставки полезных грузов на орбитальные станции. С использованием высоконадежного двигателя РД0110 было осуществлено более 1500 успешных пусков РН. В начале 1965 года в автокатастрофе погиб главный конструктор С. Косберг. Ведущим конструктором ОКБ был назначен А. [11]
Еще одной вехой в развитии отечественной космонавтики стало создание генеральным конструктором В. Челомеем мощной ракеты-носителя УР500 . Ракета могла выводить на орбиту тяжелые объекты массой до 20 тонн. Для второй ступени РН «Протон» в КБХА были созданы ЖРД РД0208 и РД0209 (гл. конструктор В. Козелков), работающие по схеме ступенчатого сжигания в форкамере с обогащенным окислителем. В качестве прототипа использовался двигатель РД0206, установленный на боевой ракете УР-200. Эта ракета вывела на орбиту тяжелые автоматизированные станции «Протон». Впоследствии РН УР500 получила название «Протон». Более мощной РН была трехступенчатая «Протон», для второй ступени которой были модернизированы двигатели РД0208 и РД0209. Модернизированные двигатели получили индексы РД0210 и РД0211 (гл. конструктор В. Козелков). Для двигателя третьей ступени был обновлен РД0212 (гл. конструктор Ю. Гершковиц). Кроме того, для коррекции положения космической станции «Алмаз», запускаемой «Протоном», в КБХА создан двигатель с принудительной подачей воздуха РД0225 (гл. конструктор В. Бородин) и многократным запуском (до 100 раз), с режимом ожидания на орбите (до 2 лет). Эти РН доставили на Луну лунные экскурсионные модули, межпланетные корабли, которые взяли пробы лунного грунта и совершили посадку на Марс и Венеру. Стали возможны запуски долговременных орбитальных станций «Салют» и «Мир», а также модулей «Заря» и «Звезда» для Международной космической станции. На сегодняшний день выполнено более 300 пусков РН «Протон». Техническое совершенство двигателей РД0110, РД0210, РД0211, РД0212 обеспечило их длительный ресурс. На протяжении более 40 лет эти двигатели запускали различные космические аппараты, автоматические станции и пилотируемые корабли. Высокие энергомассовые характеристики и простота эксплуатации позволяют им занимать лидирующие позиции среди отечественных и зарубежных двигателей того же класса. [11]
Одним из приоритетных направлений КБХА было выполнение оборонного заказа – создание ЖРД с высокими энергетическими характеристиками и надежностью, с низкой себестоимостью производства, не требующих обслуживания в течение всего срока службы. В 1957 году, используя большой опыт, полученный при разработке двигателей РД0100, РД0101, РД0102 для перехватчиков, в ОКБ приступили к созданию двигателей для зенитных ракет (ЗУР) на самовоспламеняющихся компонентах. Первый ЖРД РД0200 (главный конструктор А. Голубев) был разработан для второй ступени ЗУР 5В11 С. Лавочкина. Двигатель был спроектирован по схеме открытого цикла с тягой 1:10. Двигатель прошел все виды испытаний и выпускался серийно. ЖРД РД0201 (главный конструктор Л. Поздняков) был разработан для третьей ступени ЗУР В1100 П. Грушина. Отличием двигателя от РД0200 были четыре поворотные камеры сгорания, за счет которых осуществлялась навигация полета. В конце 50-х годов встал вопрос о создании более мощной ракеты Р-9, которая должна была заменить ракету 8К72. В 1959-1962 годах в ОКБ был разработан кислородно-керосиновый двигатель РД0106 для второй ступени РН (блок Б) (главный конструктор – Ю. Гершковиц). Высокие энергетические характеристики, оптимальное крепление, сравнительно небольшая высота, простота эксплуатации, время отработки (на земле и в полете) послужили основой для создания целого ряда двигателей для космических ракет Королева, в том числе РД0110 для третьей ступени (блок И) РН «Союз». В начале 60-х годов началось многолетнее и плодотворное сотрудничество КБХА и ОКБ Челомея, для РН которых наше ОКБ разработало около 20 ЖРД. Создание мощных РН в эти годы потребовало существенного повышения энергетических характеристик и эксплуатационных свойств ЖРД. И КБХА одним из первых приступило к разработке таких ЖРД. В 1961-1964 гг. были разработаны ЖРД РД0203 и РД0204 (гл. конструктор В. Козелков) для первой ступени ракеты УР200 и ЖРД РД0206 и РД0207 (гл. конструктор Л. Поздняков) для второй ступени этой же ракеты. Эти новые двигатели имели прогрессивную конструкцию, работали на запасаемых компонентах топлива и впервые в них был использован цикл ступенчатого сгорания. Применение такой схемы позволило удвоить давление в камере сгорания (до 150 кг/см2 против 70 кг/см2 у двигателей открытого цикла) и исключить потери Iуд на привод турбины ТНА. Созданные в короткие сроки мощные и высокоэкономичные двигатели прошли наземную отработку и летные испытания. Двигатели явились основой для создания новых ЖРД. В 1963 г. в ОКБ Челомея началось создание новой ракеты РС-10 для первой ступени. Разработанные КБХА двигатели РД0216 и РД0217 использовались в 1963-1966 гг. (главный конструктор В. Кошельников). Повышенные технические и эксплуатационные требования к РН определили необходимость обеспечения высокой эффективности и надежности двигателя, защиты его внутренних полостей от воздействия окружающей среды и т. д.Все эти требования были выполнены и подтверждены наземными и летными испытаниями в составе ракеты. Полученный опыт послужил основой для разработки двигателей нового поколения с более высокими давлениями в камере сгорания. Первыми двигателями такого типа стали РД0233 и РД0234 (гл. конструктор В. Козелков, ведущий конструктор В. Ежов), созданные в 1969-1974 гг. для первой ступени ракеты РС-18. В дальнейшем были разработаны два двигателя: РД0235 с ступенчатым сгоранием и рулевой двигатель открытого цикла РД0236 (гл. конструктор В. Козелков, ведущий конструктор Ю. Гарманов) для второй ступени ракеты РС-18. Двигатель РД0235 создан на базе двигателя РД0216, но более надежен за счет лучших конструктивных и технологических возможностей. Опыт разработки ЖРД послужил основанием для привлечения КБХА в 1967 г. к разработке двигателя РД0208 (ведущий конструктор Ю. Гершкович) для второй ступени ракеты РС-20, спроектированной генеральным конструктором М. Янгелем. Двигатель создан на базе двигателя третьей ступени РД0212, использовавшегося в «Протоне», но был более мощным и имел иное применение в составе ступени.
Первый ядерный ракетный двигатель В 1965 году КБХА включилось в проект по созданию ядерных ракетных двигателей РД0410 и РД0411 (главный конструктор Г. Чурсин, ведущие конструкторы Л. Никитин, М. Бирюков, А. Белогуров, Ю. Мамонтов). Двигатели предназначались для разгона и торможения космических аппаратов и коррекции орбиты при исследовании дальнего космоса. Благодаря высоким термодинамическим свойствам рабочего тела и высоким температурам нагрева в ядерном реакторе (до 3000 К) двигатель обладает высоким КПД (вакуумный Iуд 910 кг с/кг). Для экономии времени и средств ядерный реактор и «холодный» двигатель (система питания, элементы регулирования и управления) разрабатывались параллельно. Ядерный реактор выполнен по гетерогенной схеме — в его конструкции использован блочный принцип монтажа, что позволило раздельно разрабатывать урансодержащие (ТЭ) сборки и реактор. Результаты разработки ядерного ракетного двигателя РД-0410 были использованы при разработке главного турбонасосного агрегата двигателя РД-0120 и явились основой для создания многорежимных космических ядерных энергетических установок.
В начале 70-х годов в КБХА началась разработка непрерывных мощных газодинамических СО2 - лазеров (ГДЛ), работающих на преобразовании тепловой энергии активной газовой среды, получаемой при неравновесном расширении в сверхзвуковой сопловой решетке, в электромагнитное излучение. Было создано семейство образцов ГДЛ с энергией излучения от 10 до 600 кВт и космический бортовой ГДЛ РД0600, работающий на газообразном топливе (ведущие конструкторы — В.П. Кошельников, Г.И. Завизион, В.Я. Гутерман). [11]
К 1954 году бюро проектировало жидкостные ракетные двигатели для высокопроизводительных и экспериментальных самолетов Як-27В и Е-50А, а с 1957 по 1962 год они проектировали двигатели [ какие? ] для зенитных управляемых ракет. К началу 1960-х годов бюро проектировало жидкостные ракетные двигатели (ЖРД) для пилотируемых космических аппаратов. [ требуется ссылка ]
За несколько десятилетий КБД стало одним из ведущих разработчиков жидкостных ракетных двигателей в Советском Союзе, проектируя двигатели для SS-11 , SS-18 и SS-19 , а также баллистических ракет и других. В одной уникальной конструкции двигатель погружен в топливный бак с НДМГ для экономии места ( баллистическая ракета подводных лодок SS-N-23 ). Они также разработали двигатели верхней ступени для космических ракет-носителей «Союз» и «Протон» , а также основные двигатели для « Энергии» . Большой объем проектных работ и постоянное совершенствование привели к высокой степени технических возможностей. [ по мнению кого? ] В этот же период в Соединенных Штатах (конец 1960-х - начало 1970-х годов) жидкостные двигатели на ракетах были заменены твердотопливными, и единственным разрабатываемым ЖРД был главный двигатель космического челнока . [ необходима цитата ] Конструкторское бюро Косберга использовало свой опыт в РД-0120 [ когда? ] - первый криогенный двигатель Советского Союза с тягой более 40 тонн. Несмотря на то, что двигатели в основном работали на жидком кислороде/керосине или N 2 O 4 /UDMH, двигатель LOX/LH2 RD-0120 имел схожие характеристики и производительность с SSME, но имел более низкую стоимость из-за выбора технологии. [12]
В 2007 году CADB предложила на международном рынке двигатель RD-0146 в качестве альтернативы RL -10 . [13] С сокращением рынка ЖРД, [ нужна цитата ] компания расширила свою деятельность в смежных областях, [ когда? ] разрабатывая продукцию для нефтегазовой, сельскохозяйственной и медицинской отраслей. [ нужна цитата ]
Коллектив КБХА имеет плодотворный опыт проектирования, высококвалифицированные кадры ученых (6 докторов наук и более 50 кандидатов наук ), конструкторов, технологов и рабочих, которые продолжают работать над созданием новых ракетных двигателей и энергетических установок. [ необходима ссылка ]
С 1993 года ведется разработка четырехкамерного жидкостно-керосинового ЖРД РД-0124, 14Д23 (главные конструкторы — В. Козелков и В. Горохов, ведущие конструкторы — В. Бородин, А. Плис и В. Гурин) для третьей ступени ракеты-носителя «Союз-2» генерального конструктора Д. Козлова. Основное назначение двигателя — выведение на орбиту различных полезных нагрузок: спутников, грузовых и пилотируемых космических кораблей. Двигатель РД-0124 разрабатывается как замена РД-0110. Он имеет практически идентичные интерфейсы, габариты и массу, но обладает более высокими удельными параметрами — лучшими из разработанных ЖРД этого класса. Двигатель работает по циклу с обогащением окислителя и имеет более высокий (на 33 с) КПД по сравнению с РД-0110. Это позволит выводить на орбиту более крупные полезные нагрузки (≈950 кг) или обеспечивать запуски ракеты-носителя «Союз-2» с космодромов, расположенных севернее Байконура. Проведенная серия успешных стендовых испытаний подтвердила выполнение требований технического задания по основным параметрам. Проведены два огневых стендовых испытания в составе 3-й ступени РН «Союз-2», завершивших 1-й этап наземной отработки двигателя. 27 декабря 2006 г. проведено первое летное испытание двигателя в составе РН «Союз-2б». В 1998 г. в КБХА была исследована и определена возможность использования РД-0124 (РД-0124А) для второй ступени ракетно-космического комплекса «Ангара», созданного в КБ им. М.В. Хруничева и предназначенного для выведения на орбиту космических аппаратов многоцелевого назначения. Основными отличиями от требований к базовому двигателю являются изменение времени работы двигателя основной и конечной ступени. 1 декабря 2007 года проведено 150 огневых испытаний с общим временем отработки более 30000 секунд, подтвердивших соответствие основных параметров требованиям Технического задания. [ необходима ссылка ] РД-0750 В 1993-1998 годах по инициативе КБХА был выполнен большой объем проектно-конструкторских, аналитических, исследовательских и экспериментальных работ по созданию трехкомпонентного двухрежимного [ требуется уточнение ] двигателя на базе РД-0120. Топливами двигателя являются: жидкий водород, керосин и жидкий кислород. Исследования и рекомендации других российских НИИ [ каких? ] и зарубежных фирм , показавших экономическую целесообразность применения двухрежимных трехкомпонентных двигателей на перспективных ракетах-носителях (особенно одноступенчатых), стали реальным обоснованием выполнения работ по трехкомпонентному двигателю. Двигатель по первому режиму работает на кислороде и керосине с небольшой добавкой водорода, а по второму режиму эксплуатации - на кислороде и водороде. [ необходимая цитата ] В результате этой работы впервыеуспешно испытана трехкомпонентная двухрежимная предварительная камера сгорания[ когда? ] в КБХА и в условиях демонстратора РД0750Д в НИИХИММАШ [ необходимо разъяснение ] . [ необходима ссылка ]
В 1997 году в КБХА по техническому заданию ГКНПЦ им. М.В. Хруничева началась разработка нового кислородно-водородного двигателя РД-0146 (главный конструктор — Н.Е. Титков, ведущий конструктор — И.В. Липлавый) для космических разгонных блоков перспективных вариантов ракет-носителей « Протон » и « Ангара ». Впервые в России разработан двигатель с расширительным циклом с обеспечением многократных пусков в полете. С 2001 года изготовлено 4 двигателя, проведены независимые испытания узлов двигателя и камеры с воспламенителем на режимах выше номинальных. Всего выполнено 30 огневых испытаний на режиме до 109,5% и общей наработкой 1680 секунд. Время отработки каждого двигателя составило 1604 секунды в 27 испытаниях.
В 1995 году была начата научно-исследовательская работа по созданию расширительных керосино-водородных ЖРД для перспективных космических разгонных блоков и межорбитальных буксиров. Она определила компоновку и характеристики двигателя. Работа была завершена выпуском технического предложения. На основании этой работы РКК «Энергия» выдала задание на разработку двигателя РД-0126, который был представлен в двух вариантах: двигатель РД0126 - с традиционной камерой сопла Лаваля и РД0126Э с расширительно-отклоняющим соплом и кольцевым горлом (главный конструктор В. Горохов, ведущий конструктор И. Липлявый). Двигатель РД0126Э имеет следующие преимущества по сравнению с традиционными ЖРД: одинаковая длина, но более высокий вакуумный Iуд; меньшая масса при том же Iуд; возможность получения более высокой температуры водорода в каналах охлаждения, что позволяет использовать его в качестве рабочего тела для вращения турбины ТНА; возможность проведения наземной отработки двигателя в условиях высокогорья без газодинамической трубы.
В 1998 году испытана камера испытательного стенда с кольцевым горлом. Проведено 5 огневых испытаний на уровне моря, подтвердивших течение продуктов сгорания без отрыва пограничного слоя в высотном сопле, что значительно упрощает разработку двигателя. Расчетные данные по характеристикам соответствуют проектным. Установившийся рабочий процесс устойчив, аппаратура находится в удовлетворительном работоспособном состоянии.
С 1994 года по заданию ЦИАМ им. П.И. Баранова в КБХА разрабатывается экспериментальный осесимметричный ГПВРД 58Л (головные конструкторы — Ю.В. Липлавый, Ю.А. Мартыненко) для исследования процессов горения водорода в условиях полета со скоростями потока 3–6,5 М и высотами 20–35 км. Топливом двигателя является жидкий водород, проходящий через каналы охлаждения КС и вводимый в зоны горения. Камера сгорания имеет кольцевую трехзонную конструкцию. В первой зоне горение водорода происходит в дозвуковом потоке воздуха, в двух других — в сверхзвуковом. Камера сгорания полностью спроектирована и изготовлена в КБХА, в ней реализованы новые и перспективные конструкторские и технологические решения. В 1998 году успешно проведены летные испытания ГПВРД на борту лаборатории «Холод». Работа двигателя началась со скорости полета 3 М, в конце полета на 77 с скорость аппарата достигла 6,47 М. Впервые в мире произошло горение водорода в условиях сверхзвукового потока. Двигатель отработал по программе испытаний и без замечаний по программе испытаний. [11]
В 2013 году в КБ «Химавтоматика» успешно проведены стендовые испытания магнитоплазмодинамического двигателя для дальних космических полетов. [14] Магнитоплазмодинамический двигатель без недостатков ионные двигатели .
На испытательном полигоне КБ «Химавтоматика» успешно завершена серия предварительных испытаний высокопроизводительного ионного электроракетного двигателя. Испытания успешно проведены на специальном вакуумном стенде и подтвердили соответствие параметров характеристик двигателя, заложенным в технических условиях. Работы с двигателем продолжаются: запланированы новые испытания на производственные ресурсы и проверка стабильности доказанных показателей в условиях длительной эксплуатации. Создание электроракетных двигателей начато на предприятии в 2012 году. К разработке ионного электроракетного двигателя коллектив приступил после того, как КБХА в 2013 году выиграло конкурс Министерства образования и науки РФ на получение субсидий на реализацию комплексных проектов по организации высокотехнологичного производства. Предприятие вошло в число победителей проекта «Создание высокотехнологичной производственно-испытательной базы для разработки, металлообработки и промышленного производства электроракетных двигателей нового поколения». [15]
{{cite web}}: Отсутствует или пусто |title=( помощь )