Конструкторское бюро химической автоматики ( КБХА ), также КБ Химавтоматика ( русский : Конструкторское бюро химавтоматики, КБХА , КБХА ) — российское конструкторское бюро , основанное НКАП (Народный комиссариат авиационной промышленности) в 1941 году и возглавляемое Семёном Косбергом до самой смерти. в 1965 году. Его происхождение восходит к Московскому карбюраторному заводу 1940 года, эвакуированному в Бердск в 1941 году, а затем в 1945 году перебазированному в город Воронеж , где он и работает сейчас. Первоначально получившее обозначение ОКБ-296 , которому было поручено разработать топливную аппаратуру для авиационных двигателей, в 1946 году оно было переименовано в ОКБ-154. [3]
В 1965 году руководство взял на себя А.Д. Конопатов . Его сменил В.С. Рачук в 1993 году, затем Горохов Виктор Дмитриевич ( главный конструктор РД-0124 ) в 2015 году. За это время на предприятии создан широкий спектр наукоемкой продукции, в том числе жидкостные ракетные двигатели, ядерный реактор космического назначения, первый советский лазер мощностью 1 МВт и единственный в СССР действующий ядерный ракетный двигатель. [4] [5] Компания разработала более 60 жидкостных двигателей, около 30 из которых уже поступили в производство. [6]
В ноябре 2019 года КБХА и Воронежский механический завод были объединены. [7] [8]
Первоначальной задачей КБ «Химавтоматика» была разработка авиационных топливных систем для советских вооруженных сил во время Второй мировой войны. Косберг проработал десять лет в Центральном институте авиационного двигателестроения над топливными системами и был назначен руководителем нового бюро. Приближающиеся немецкие армии потребовали, чтобы группа перебазировалась в Бердск , Сибирь , где Косберг и его команда из примерно 30 специалистов разработали топливные системы с непосредственным впрыском топлива, которые в конечном итоге были внедрены на Ла-5 , Ла-7 , Туполев Ту-2 и Ту-2Д. Новые топливные системы обеспечили значительное увеличение производительности по сравнению с обычными бензиновыми топливными системами и устранили проблемы с плавающей запятой карбюратора, вызванные агрессивными боевыми полетами. Они конкурировали с системами прямого впрыска, разработанными в то время компанией Daimler Benz . После окончания войны КБ было переведено в Воронеж, где продолжило проектировать топливные системы для поршневых, турбовинтовых и реактивных самолетов. [9] [10]
Успешные результаты работы послужили основой для преобразования КБ завода 154 в самостоятельное предприятие ОКБ-154. Новое предприятие должно было заниматься разработкой ракетных двигателей.
Работы велись по двум направлениям: разработка ЖРД для космических ракет-носителей (РН) и ракет. Начало работ ознаменовалось совещанием С. Косберга и С. Королева 10 февраля 1958 года. Результатом этого совещания стала совместная разработка кислородно-керосинового двигателя РД0105 для РН ступени РН «Луна» (главный конструктор двигателя В. Кошельников). Этот двигатель позволил РН впервые в мире достичь второй космической скорости, доставить вымпел СССР на поверхность Луны, совершить круговой облет Луны и сфотографировать обратную сторону Луны. Позднее один из кратеров на его обратной стороне был назван в честь С. Косберга.
В КБХА разработан ЖРД РД0109 для третьей ступени РН "Восток" (главный конструктор - В.Кошельников) на базе двигателя РД0105. Двигатель стал более надежным и имел более высокие технические характеристики за счет создания новой эффективной облегченной камеры сгорания. РД 0109 выводит на орбиту космический корабль «Восток» с Ю. Гагариным на борту, а затем все одноместные пилотируемые корабли, а затем различные военные и научные космические корабли. 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 этого в ОКБ на базе двигателя второй ступени РД0106 боевого коромысла Р-9А разработаны двигатели РД0107, РД0108 и РД0110 (главный конструктор Ю.Гершковиц) для третьих ступеней РН "Молния" имени С.Королева. , «Восход», «Союз», обеспечившие запуски межпланетных станций на Марс и Венеру, орбитальных космических кораблей с двумя и тремя космонавтами на борту. Члены этих экипажей были первыми людьми, вышедшими в открытый космос, совершили стыковку на орбите и совместный полет двух кораблей, в том числе американского «Аполлона». РН «Союз» используется для доставки полезной нагрузки на орбитальные станции. С использованием высоконадежного двигателя РД0110 осуществлено более 1500 успешных пусков РН. В начале 1965 года в автокатастрофе погиб главный конструктор С. Косберг. Ведущим конструктором ОКБ был назначен А. Конопатов [11]
Еще одной вехой в развитии российской космической отрасли стало создание генеральным конструктором В. Челомеем мощной РН УР500 . РН была способна выводить на орбиту тяжелые объекты массой до 20 тонн. Для второй ступени РН «Протон» в КБХА созданы ЖРД РД0208 и РД0209 (главный конструктор В.Козелков), работающие по схеме ступенчатого горения с обогащенной окислителем. В качестве прототипа использовался двигатель РД0206, установленный на боевой ракете УР-200. Эта РН вывела на орбиту тяжелые автоматизированные станции «Протон». РН УР500 позже получила название «Протон». Трехступенчатый «Протон» представлял собой более мощную РН, для которой были модернизированы двигатели второй ступени РД0208 и РД0209. Модернизированные двигатели получили индексы РД0210 и РД0211 (главный конструктор В. Козелков). Для двигателя третьей ступени был обновлен РД0212 (главный конструктор Ю. Гершковит). Кроме того, для коррекции положения орбитальной станции «Алмаз», запускаемой ракетой «Протон», в КБХА создан двигатель РД0225 (главный конструктор В. Бородин) с многократным запуском (до 100 раз), с режимом ожидания на орбите (до 100 раз). до 2 лет). Эти РН доставили на Луну лунные экскурсионные модули, межпланетные космические корабли, которые исследовали лунный грунт и приземлились на Марсе и Венере. Стал возможен запуск орбитальных станций длительного пребывания "Салют" и "Мир", а также модулей "Заря" и "Звезда" для Международной космической станции. На данный момент осуществлено более 300 пусков РН «Протон». Техническое совершенство двигателей РД0110, РД0210, РД0211, РД0212 обеспечило их долгий срок службы. На протяжении более 40 лет с помощью этих двигателей запускались различные космические корабли, автоматизированные станции и пилотируемые космические корабли. Высокие энерговесовые характеристики и простота эксплуатации поддерживают его позицию среди лучших российских и зарубежных двигателей аналогичного класса. [11]
Одним из приоритетных направлений КБХА стало выполнение оборонных заказов – создание ЖРД с высокими энергетическими характеристиками и надежностью, с низкой себестоимостью производства, без обслуживания в течение всего срока службы. В 1957 году, используя богатый опыт, полученный при разработке двигателей РД0100, РД0101, РД0102 для перехватчиков, ОКБ приступило 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 как двигатель открытого цикла с дроссельной заслонкой 1:10. Двигатель прошел все виды испытаний и был серийно изготовлен ЖРД РД0201 (главный конструктор Л. Поздняков) предназначался для третьей ступени ЗРК В1100 П. Грушина. Отличием двигателя от РД0200 были четыре поворотные камеры сгорания, за счет которых осуществлялась полетная навигация. 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 разработан кислородно-керосиновый двигатель РД0106 для второй ступени РН (блок Б) (главный конструктор - Ю. Гершковитц). Высокие энергетические характеристики, оптимальная установка, сравнительно небольшая высота, простота эксплуатации, сроки разработки (наземные и полетные) послужили основой для разработки разнообразных двигателей для космических ракет Королева, в том числе РД0110 для третьей ступени (блока И) корабля "Союз". ЛВ. В начале 60-х годов началось многолетнее и плодотворное сотрудничество КБХА и ОКБ Челомея, для РН которого наше КБ разработало около 20 ЖРД. Создание в эти годы мощных РН потребовало значительного повышения энергетических характеристик и эксплуатационных характеристик ЖРД. И КБХА одним из первых приступило к разработке подобных ЖРД. В 1961-1964 годах были разработаны ЖРД РД0203 и РД0204 (главный конструктор В. Козелков) для первой ступени ракеты УР200 и ЖРД РД0206 и РД0207 (главный конструктор Л. Поздняков) для второй ступени той же ракеты. Эти новые двигатели имели усовершенствованную конструкцию, работали на хранимых компонентах топлива и впервые использовали ступенчатый цикл сгорания. Применение такой схемы позволило обеспечить двойное давление в камере сгорания (до 150 кг/см2 по сравнению с 70 кг/см2 для двигателей открытого цикла) и исключить потери Исп на привод турбины ТПА. Мощные и высокоэкономичные двигатели, созданные в короткие сроки, прошли наземную отработку и летные испытания. Двигатели послужили основой для создания новых ЖРД. В 1963 году ОКБ Челомея приступило к созданию новой ракеты РС-10 для первой ступени. Разработанные в КБХА двигатели РД0216 и РД0217 использовались в 1963-1966 годах (главный конструктор В.Кошельников). Повышенные технические и эксплуатационные требования к РН определили необходимость повышения эффективности и надежности двигателя, защиты его внутренних полостей от 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 высоким давлением в камере сгорания. Первыми двигателями этого типа были РД0233 и РД0234 (главный конструктор В. Козелков, ведущий конструктор В. Ежов), созданные в 1969-1974 годах для первой ступени ракеты РС-18. В дальнейшем были разработаны два двигателя: ступенчатого внутреннего сгорания РД0235 и рулевого двигателя открытого цикла РД0236 (главный конструктор В. Козелков, ведущий конструктор Ю. Гарманов) для второй ступени ракеты РС-18. Двигатель РД0235 создан на базе двигателя РД0216, но он 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 конструкции генерального конструктора М.Янгеля. Двигатель был разработан на базе двигателя третьей ступени РД0212, использовавшегося на «Протоне», но он был более мощным и иначе применялся внутри ступени.
Первый ядерный ракетный двигатель В 1965 году КБХА было задействовано в проекте создания 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 исследованиях дальнего космоса. Благодаря высоким термодинамическим свойствам рабочего тела и высоким температурам нагрева в ядерном реакторе (до 3 000 К) двигатель обладает высоким КПД (вакуум Исп 910 кгс/кг). Для экономии времени и средств ядерный реактор и «холодный» двигатель (система питания, элементы регулирования и управления) разрабатывались параллельно. Ядерный реактор спроектирован по гетерогенной схеме – в его конструкции использован блочный принцип монтажа, что позволило разработать урансодержащие сборки (топливные элементы) и реактор отдельно. Результаты разработки ядерного ракетного двигателя РД-0410 были использованы при разработке главного турбонасоса двигателя РД-0120 и послужили основой для создания многорежимных космических атомных энергетических установок.
В начале 70-х годов в КБХА началась разработка мощных газодинамических СО 2 -лазеров непрерывного действия (ГДЛ), работающих на преобразовании тепловой энергии активной газовой среды, получаемой при неравновесном расширении в сверхзвуковой сопловой решетке, в электромагнитное излучение. . Создано семейство образцов ГДЛ с энергией излучения от 10 до 600 кВт и бортовым пространством ГДЛ РД0600, работающих на газообразном топливе (ведущие конструкторы — В. П. Кошельников, Г. И. Завижн, В. Я. Гутерман). [11]
К 1954 году бюро проектировало ЖРД для высокопроизводительных и экспериментальных самолетов Як-27В и Е-50А, а с 1957 по 1962 год проектировало двигатели [ какие? ] для зенитных управляемых ракет. К началу 1960-х годов бюро разрабатывало жидкостные ракетные двигатели (ЖРД) для пилотируемых космических ракет-носителей. [ нужна цитата ]
За несколько десятилетий САКБ стало одним из ведущих разработчиков жидкостных ракетных двигателей в Советском Союзе, разрабатывая двигатели для СС-11 , СС-18 и СС-19 , а также баллистических ракет и других. В одной уникальной конструкции двигатель для экономии места погружен в бак с топливом НДМГ ( баллистическая ракета подводного базирования SS-N-23 ). Они также разработали двигатели верхних ступеней 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 США (конец 1960-х — начало 1970-х годов) от жидкостных двигателей на ракетах отказались в пользу твёрдых, и единственным разрабатываемым ЖРД был главный двигатель космического корабля «Шаттл» . [ нужна цитата ] Конструкторское бюро Косберга воплотило свой опыт в РД-0120 [ когда? ] — первый в СССР криогенный двигатель тягой более 40 тонн. Несмотря на то, что в основном разрабатывались двигатели LOX/керосин или N 2 O 4 /UDMH, LOX/LH2 RD-0120 имел такие же характеристики и характеристики, что и SSME, но с более низкой стоимостью из-за выбора технологии. [12]
В 2007 году САБР предлагало на международный рынок двигатель РД-0146 в качестве альтернативы РЛ-10 . [13] С сокращением рынка ЖРД, [ нужна ссылка ] компания расширила свою деятельность в смежных областях, [ когда? ] проектирование продукции для нефтегазовой, сельскохозяйственной и медицинской промышленности. [ нужна цитата ]
Коллектив КБХА обладает продуктивным конструкторским опытом, высококвалифицированными учеными в штате (6 докторов наук и более 50 кандидатов наук ), конструкторами, инженерами-технологами и рабочими, продолжающими работу над созданием новых ракетных двигателей и энергетических установок. [ нужна цитата ]
С 1993 года ведется разработка четырехкамерного LOX-керосинового ЖРД РД-0124, 14Д23 (главные конструкторы — В. Коселков и В. Горохов, ведущие конструкторы — В. Бородин, А. Плис и В. Гурин) для третьего этапа. генерального конструктора Д. Козлова по ракете-носителю «Союз-2». Основное предназначение двигателя — доставка на орбиту различной полезной нагрузки: спутников, грузовых и пилотируемых космических кораблей. Двигатель РД-0124 разработан как замена РД-0110. Он имеет практически идентичные интерфейсы, габариты и массу, но имеет более высокие удельные параметры — лучший из разрабатываемых ЖРД этого класса. Двигатель работает по циклу сгорания с обогащенной окислителем и имеет более высокий (на 33 с) КПД по сравнению с РД-0110. Это позволит вывести на орбиту более крупные полезные нагрузки (≈950 кг) или обеспечить запуск ракеты-носителя «Союз-2» с космодромов, расположенных севернее Байконура. Проведенная серия успешных стендовых испытаний подтвердила выполнение требований технических условий по основным параметрам. Проведены два стендовых огневых испытания в составе 3-й ступени РН «Союз-2», завершившие 1-й этап наземной отработки двигателя. 27 декабря 2006 года проведены первые летные испытания двигателя РН «Союз-2б». В 1998 году КБХА изучило и определило возможность использования РД-0124 (РД-0124А) для второй ступени ракетно-космического комплекса "Ангара", созданного КБХ и предназначенного для выведения на орбиту космических аппаратов многоцелевого назначения. Основным отличием от требований к базовому двигателю является изменение времени работы двигателя главной и конечной ступени тяги. По состоянию на 1 декабря 2007 года проведено 150 огневых испытаний общей продолжительностью разработки более 30 000 секунд, подтвердивших соответствие основных параметров требованиям Технического задания. [ нужна ссылка ] РД -0750 В 1993-1998 годах по инициативе КБХА был проведен большой объём конструкторских , аналитических, исследовательских и экспериментальных работ по созданию трёхкомпонентного двухрежимного двигателя на базе РД-0120 . . В качестве топлива двигателя используются: жидкий водород, керосин и жидкий кислород. Исследования и рекомендации других российских НИИ [ каких? ] и зарубежные фирмы, показавшие экономическую целесообразность применения двухрежимных трехкомпонентных двигателей на перспективных ракетах-носителях (особенно одноступенчатых), стали реальной поддержкой проведения работ по трехкомпонентным двигателям. Двигатель по первому режиму работает на кислороде и керосине с небольшой добавкой водорода, а по второму режиму - на кислороде и водороде. [ нужна ссылка ] В результате этой работы впервыеуспешно прошли испытания трехкомпонентная двухрежимная предварительная горелка[ когда? ] в КБХА и в условиях демонстратора РД0750Д в НИИХИММАШ [ необходимы уточнения ] . [ нужна цитата ]
В 1997 году КБХА по Техническому заданию Космического центра имени Хруничева приступило к разработке нового кислородно-водородного двигателя РД-0146 (главный конструктор — Н.Е. Титков, ведущий конструктор — И.В. Липлавый) для космических ускорителей перспективных вариантов ракет-носителей « Протон ». и « Ангара ». Впервые в России разработан двигатель детандерного цикла с обеспечением многократных запусков в полете. С 2001 года изготовлено 4 двигателя, проведены независимые испытания узлов двигателя и камеры с воспламенителем на режимах выше номинальных. Всего проведено 30 огневых испытаний на режиме до 109,5% и общей наработкой 1680 секунд. Время разработки каждого двигателя составило 1604 секунды в 27 испытаниях.
В 1995 году начаты научно-исследовательские работы по созданию детандерных керосин-водородных ЖРД для перспективных космических разгонных блоков и межорбитальных буксиров. Он определил конфигурацию и характеристики двигателя. Данная работа завершилась выдачей технического предложения. На основании этой работы РКК «Энергия» выдало техническое задание на разработку двигателя РД-0126, которое было представлено в двух вариантах: двигатель РД0126 - с традиционной сопловой камерой Лаваля, и РД0126Э с расширительно-отклоняющим соплом и кольцевой горловиной (главный конструктор В. Горохов, ведущий конструктор – И. Липлявый). Двигатель РД0126Э имеет следующие преимущества по сравнению с традиционными ЖРД: равная длина, но более высокий вакуум Исп; меньший вес при том же ISP; возможность получения более высокой температуры водорода в каналах охлаждения, что позволяет использовать его в качестве рабочего тела для вращения турбины ТПА; возможность проведения наземных испытаний двигателя в условиях высокогорья без газодинамической трубы.
В 1998 году прошли испытания стендовой камеры с кольцевым горлом. Проведены 5 огневых испытаний на уровне моря, подтвердившие течение продуктов сгорания без отрыва пограничного слоя внутри высотного сопла, что существенно упрощает разработку двигателя. Расчётные показатели производительности соответствовали проектным показателям. Стационарный процесс работы был стабильным; оборудование находится в удовлетворительном рабочем состоянии.
С 1994 года по заданию КБХА Центрального авиационного моторостроения имени Баранова был разработан экспериментальный осесимметричный прямоточный воздушно-реактивный двигатель 58Л (ведущие конструкторы — Ю.В. Липлавый, Ю.А. Мартыненко) для изучения процессов горения водорода при скоростях потока 3–6,5 М и высотах 20 м. – Условия полета 35 км. Жидкий водород представляет собой моторное топливо, проходя каналы охлаждения КС и попадая в зоны сгорания. 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, реализованы новые передовые конструкторские и технологические решения. В 1998 году были успешно проведены летные испытания ГПВРД на борту лаборатории "Холод". Работа двигателя началась при скорости полета 3 М, в конце полета на 77 с скорость аппарата достигла 6,47 М. Впервые в мире горение водорода произошло в условиях сверхзвукового потока. Двигатель отработал по программе испытаний и без замечаний по программе испытаний. [11]
В 2013 году Конструкторское бюро химической автоматики успешно провело стендовые испытания магнитоплазмодинамического двигателя для дальних космических путешествий. [14] Магнитоплазмодинамический двигатель без недостатков . Ионные двигатели .
На полигоне Конструкторское бюро химической автоматики успешно завершило серию первичных испытаний высокоионной электроракетной установки. Испытания успешно проведены на специальном вакуумном стенде и подтвердили соответствие параметров характеристик двигателя, заложенных в технических характеристиках. Работы с двигателем продолжаются: запланированы новые испытания производственного ресурса и проверка стабильности проверенных характеристик в непрерывном режиме работы. Создание электроракетных двигателей было начато в компании в 2012 году. К разработке ионно-электрических двигателей коллектив приступил после того, как КБХА в 2013 году выиграло конкурс Минобрнауки РФ на получение субсидий на реализацию комплексных проектов по организации высокотехнологичное производство. Компания вошла в число победителей проекта «Создание высокотехнологичной производственно-испытательной базы для разработки, металлообработки и промышленного производства электродвижителей нового поколения». [15]
{{cite web}}: Отсутствует или пусто |title=( помощь )