11Д58

11Д58 — жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) многократного запуска в условия невесомости при длительном нахождении в космическом пространстве, разработанный в 1960-х годах ОКБ-1 (ныне РКК «Энергия»). Двигатель был разработан под руководством М. В. Мельникова на базе первого в мире двигателя замкнутой схемы 11Д33^[англ.] (С1.5400) путём улучшения его характеристик^[2]. 11Д58 был создан для пятой ступени (Блок Д) сверхтяжёлой ракеты-носителя (РН) Н-1^[3]. Производные этой ступени используются в качестве разгонных блоков (РБ) в составе РН «Протон»^[4], применялись при пусках РН «Зенит» до 2014 года^[5], а также планируется использовать в составе РН «Ангара-А5»^[6] и «Союз-5»^[7].

11Д58
Ракетный двигатель 11Д58М
Тип	ЖРД замкнутой схемы
Топливо	РГ-1
Окислитель	Жидкий кислород
Камер сгорания	1
Страна	СССР Россия
Использование
Время эксплуатации	1967 — настоящее время
Применение	Блок Д, Блок ДМ, «Буран»
Создан на основе	11Д33
Производство
Конструктор	ОКБ-1, М. В. Мельников
Время создания	1964—1968
Производитель	Воронежский механический завод
Производилось	1967 — настоящее время
Варианты	11Д58 11Д58М 11Д58МФ 17Д12
Массогабаритные характеристики
Сухая масса	300 кг
Высота	2270 мм
Диаметр	1170 мм
Рабочие характеристики
Тяга	Вакуум: 8500 кгс[1]
Удельный импульс	Вакуум: 349 c[1]
Время работы	720 c[1]
Давление в камере сгорания	68 кгс/см²[1]
Степень расширения	189:1
Отношение окислитель/топливо	2,48:1
Зажигание	химическое

Конструкция

11Д58 представляет собой однокамерный двигатель замкнутой схемы с дожиганием газогенераторного газа, использующий в качестве компонентов топлива жидкий кислород (окислитель) и керосин РГ-1 (горючее). Многократный запуск обеспечивается блоком с ампулами пускового горючего^[1]. Вспомогательные бустерные насосы позволяют использовать баки облегчённой конструкции. Система регулирования соотношения компонентов топлива с температурной коррекцией позволяет поддерживать постоянное массовое соотношение компонентов вместо объёмного, как это делается на других двигателях^[2]. Последние модификации включают легкий модернизированный сопловой насадок радиационного охлаждения (НРО-М) из углерод-углеродного композиционного материала (УУКМ), разработанный РКК «Энергия» совместно с НПО «Искра» и Исследовательским центром имени М. В. Келдыша^[8][9][10].

Варианты

Двигатель имеет несколько вариантов:

• 11Д58 — оригинальная версия, разработанная для блока «Д» РН Н-1^[3][1].
• 11Д58М — модернизированная версия для РБ «Блок ДМ» РН «Протон-К»^[1].
• 11Д58М с НРО-М — вариант 11Д58М, использующий вместо регенеративно охлаждаемого сопла углерод-углеродный сопловой насадок производства НПО «Искра»^[8][9][10].
• 11Д58МФ — модернизированная версия с уменьшенной тягой и увеличенным удельным импульсом, планируемая для применения в РБ «Блок ДМ-03» РН «Ангара-А5».
• 17Д12 — двигатель орбитального маневрирования объединенной двигательной установки ракетоплана «Буран»^[11][12].

Двигатели семейства 11Д58^{[13][1][9][14]}

Обозначение	11Д58	11Д58М		11Д58М с НРО-М	11Д58МФ (проект)		17Д12
Год создания	1968	1973		2004	2018		1986
Горючее	Керосин РГ-1	Керосин РГ-1	Синтин	Керосин РГ-1	Керосин РГ-1	Синтин	Синтин
Окислитель	Жидкий кислород	Жидкий кислород		Жидкий кислород	Жидкий кислород		Жидкий кислород
Отношение О/Г	2,48	2,48		2,82	2,82		н/д
Давление в КС, кгс/см²	68	79		79	80		81
Тяга в пустоте, кгс	8500	8500		8500	5000		9000
Удельный импульс тяги в пустоте, кгс·с/кг	350	352	360	356	372	380	362
Геометрическая степень расширения сопла	189	189		280	500		189
Количество включений в полёте	7	7		7	7		15
Суммарное время работы, с	720	720		1200	1800		900
Высота, мм	2270	2270		2720	2270		2270
Диаметр, мм	1170	1170		1400	1170		1170
Масса, кг	300	310		340	250		230
Назначение	Блок Д	Блок ДМ		Блок ДМ-SL	Блок ДМ-03		«Буран»
Дата первого пуска	10.03.1967	26.03.1974		10.06.2003			15.11.1988

Ракетный двигатель 17Д12

Советский орбитальный корабль-ракетоплан «Буран» использовал в качестве маршевых (двигателей орбитального маневрирования) два модифицированных двигателя, получивших обозначение 17Д12 и обеспечивавших 15 включений за полёт при использовании синтина^[11][12][15].

Одним из современных вариантов двигателя является 11Д58М, который имеет несколько увеличенный удельный импульс (УИ)^[1]. В качестве горючего может использоваться синтин без изменения конструкции двигателя^[2].

В стадии разработки находится новая версия, известная под обозначением 11Д58МФ^{[13][14][16][17][18][19][20][21]}, имеет уменьшенную до 5 тс тягу, при сохранении длины, но с увеличенным до 500:1 коэффициентом расширения, что позволит получить прирост УИ в 20 с (до ожидаемых 372 с). Использование 11Д58МФ на новой версии РБ Блок ДМ-03 позволит повысить почти на 20 % массу выводимого на геостационарную орбиту полезного груза^[22].

Литература

• Гудилин В. Е., Слабкий Л. И. Разгонные блоки. Ядерные энергетические установки космических аппаратов. Ядерные ракетные двигатели. // Ракетно-космические системы (История. Развитие. Перспективы). — М., 1996. — 326 с. Архивировано 18 февраля 2020 года.
• Соколовский М. И., Петухов С. Н., Семенов Ю. П., Соколов Б. А. Разработка углерод-углеродного соплового насадка для жидкостных ракетных двигателей // «Теплофизика и аэромеханика». — Новосибирск: Институт теплофизики имени С. С. Кутателадзе СО РАН, 2008. — Т. 15, № 4. — С. 721—727. — ISSN 0869-8635. Архивировано 24 сентября 2015 года.
• А. В. Межевов, В. И. Скоромнов, А. В. Козлов, Н. Н. Тупицын, В. Г. Хаспеков. Внедрение соплового насадка радиационного охлаждения из углерод-углеродного композиционного материала на камеру маршевого двигателя 11Д58М разгонного блока ДМ-SL // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С.П. Королёва. — Самара: Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королёва, 2006. — № 2-2 (10). — С. 260-265. — ISSN 1998-6629. Архивировано 9 марта 2018 года.
• Соколов Б.А., Филин В.М., Тупицын Н.Н. Кислородно-углеводородные ЖРД для разгонных блоков, созданные в ОКБ-1 — ЦКБЭМ — НПО «Энергия»— РКК«Энергия» // «Полёт». — М.: Машиностроение-Полёт, 2008. — № 11. — С. 3—6. — ISSN 1684-1301. Архивировано 8 октября 2020 года.
• Аверин И. Н., Егоров А. М., Тупицын Н. Н. Особенности построения, экспериментальной отработки и эксплуатации двигательной установки разгонного блока ДМ-SL комплекса «Морской старт» и пути ее дальнейшего совершенствования // «Космическая техника и технологии». — М.: РКК «Энергия», 2014. — № 2 (5). — С. 62—73. — ISSN 2308-7625. Архивировано 8 октября 2020 года.
• А. А. Смоленцев. Об опыте разработки жидкостного ракетного двигателя 11Д58МФ // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С.П. Королёва. — Новосибирск: Институт теплофизики имени С. С. Кутателадзе СО РАН, 2014. — № 5 (47). — С. 184—194. — ISSN 1998-6629. — doi:10.18287/1998-6629-2014-0-5-4(47)-184-194. Архивировано 8 октября 2020 года.
• Катков Р.Э., Лозино-Лозинская И.Г., Мосолов С.В., Скоромнов В.И., Смоленцев А.А., Соколов Б.А., Стриженко П.П., Тупицын Н.Н. Экспериментальная отработка камеры сгорания многофункционального жидкостного ракетного двигателя с кислородным охлаждением камеры: результаты 2009—2014 гг. // «Космическая техника и технологии». — М.: РКК «Энергия», 2015. — № 4 (11). — С. 12—24. — ISSN 2308-7625. Архивировано 8 октября 2020 года.
• Артемов А. Л., Дядченко В. Ю., Лукьяшко А. В., Новиков А. Н., Попович А. А., Рудской А. И., Свечкин В. П., Скоромнов В. И., Смоленцев А. А., Соколов Б. А., Солнцев В. Л., Суфияров В. Ш., Шачнев С. Ю. Отработка конструктивных и технологических решений для изготовления опытных образцов внутренней оболочки камеры сгорания многофункционального жидкостного ракетного двигателя с использованием аддитивных технологий // «Космическая техника и технологии». — М.: РКК «Энергия», 2017. — № 1 (16). — С. 50—62. — ISSN 2308-7625. Архивировано 7 октября 2020 года.
• Катков Р. Э., Киселева О. В., Стриженко П. П., Тупицын Н. Н. Экспериментальные исследования вариантов конструкции струйного насоса-конденсатора в составе бустерного турбонасосного агрегата подачи жидкого кислорода // «Космическая техника и технологии». — М.: РКК «Энергия», 2017. — № 1 (16). — С. 63—70. — ISSN 2308-7625. Архивировано 7 октября 2020 года.
• Соколов Б.А., Тупицын Н.Н. Исследование возможности создания на базе кислородно-углеводородного двигателя 11Д58М высокоэкономичного многофункционального безгазогенераторного ракетного двигателя с кислородным охлаждением // «Космическая техника и технологии». — М.: РКК «Энергия», 2019. — № 2 (25). — С. 67—80. — ISSN 2308-7625. Архивировано 25 ноября 2021 года.
• Bart Hendrickx, Bert Vis. Energiya-Buran: The Soviet Space Shuttle (англ.). — Springer Science & Business Media, 2007. — 526 p. — ISBN 978-0-387-69848-9. Архивировано 24 апреля 2016 года.

Ссылки

• Двигатели. ЖРД 11Д58М  (неопр.). РКК «Энергия». Дата обращения: 4 октября 2020. Архивировано 8 октября 2020 года.
• 11Д58М  (неопр.). Воронежский механический завод.