NK-33
| NK-33 | ||
|---|---|---|
.jpg) Kuznetsov NK-33/43. | ||
| País de origen | URSS | |
| Fabricante | ? | |
| Aplicación | primera etapa multimotor | |
| Cohete de combustible líquido | ||
| Propergol | RP-1 (rocket grade kerosene) / LOX | |
| Ciclo | ciclo de combustión por etapas | |
| Diámetro | 1,49 milímetros | |
| Peso en seco | 1222 kilogramos | |
El NK-33 y 43-NK son motores de cohete diseñado y construido en la década de 1960 y principios de 1970 por la Oficina de Diseño Kuznetsov. Estaban destinados al malogrado cohete lunar soviético N-1. El motor NK-33 alcanza el más alto de empuje-a-peso de cualquier motor de cohete lanzable desde la Tierra, logrando al mismo tiempo un impulso específico muy alto. NK-33 fue por muchas medidas de las más altas prestaciones LOX / queroseno motor cohete jamás creado.[1]
El NK-43 es similar a la NK-33, pero está diseñado para una etapa superior, no en una primera etapa. Cuenta con una boquilla más larga, optimizado para un funcionamiento a gran altitud, donde la presión del aire ambiente es baja o nula, tal vez. Esto le da un mayor empuje e impulso específico, pero lo hace más largo y más pesado.
En 2010 se probaron motores NK-33 con éxito para su uso en el cohete ligero-medio Antares de la Orbital Sciences[2]
Tecnología
Los motores NK-33 y NK-43 derivan, respectivamente, de los anteriores NK-15 y NK-15V.
Los motores son de alta presión, enfriado regenerativamente de un ciclo de combustión por etapas para un cohete bipropelente motores, y emplea pre-quemadores ricos en oxígeno para impulsar las turbobombas. Este tipo de quemadores son muy inusuales, ya que su caliente y rica en oxígeno de escape tiende a atacar metal, causando quemaduras a través de fracasos. Los soviéticos no obstante perfeccionado la metalurgia detrás de este método. La tobera estaba construida de metal ondulado, con soldadura fuerte en el revestimiento exterior y el interior, dándole una estructura sencilla, ligera pero resistente. Además, puesto que el NK-33 consume LOX y queroseno, que tienen densidades similares, se puede utilizar un único eje giratorio en la turbobomba.[3] Debido a su más larga, y por ende más pesada, tobera la relación de NK-43 en vacío es ligeramente más pesado con una relación empuje-peso de alrededor de 120:1. [4]
La tecnología de oxígeno-rico persiste en los motores RD-170/-171, y sus derivados el RD-180 y desarrollado recientemente RD-191.
Características Técnicas
| Nombre[5] | NK-33 | NK-43 |
|---|---|---|
| Empuje (nivel del mar) | 1505 kN | — |
| Empuje (vacío) | 1638 kN | 1750 kN |
| Masa | 1235 kg | 1473 kg |
| Longitud | 3,7 m | 5,0 m |
| Diámetro | 2,0 m | 2,5 m |
| Propergoles | LOX/Queroseno | |
| Relación de mezcla | 2,6:1 | |
| Presión en la cámara de combustión | 145 bar | |
| Impulso específico | 297s | 346s |
| Relación de expansión de la tobera | 27:1 | 80:1 |
Historia
Génesis
El cohete N-1 utilizaba originalmente los motores NK-15 para su primera etapa, y una modificación para gran altitud, NK-15V, en su segunda etapa. Después de cuatro lanzamientos fallidos consecutivos y ningún éxito, el proyecto se cancelo. Mientras que otros aspectos del vehículo estaban siendo modificados o rediseñados, Kuznetsov mejorado sus contribuciones a la respectivamente NK-33 y NK-43.[6] El vehículo de 2 ª generación se iba a llamar la N-1F. En este punto, la carrera hacia la Luna se perdía hacia mucho tiempo, y el programa espacial soviético estaba desarrollando el Energía como su lanzador pesado. El N-1F nunca llegó a la plataforma de lanzamiento.
Cuando el programa N-1 se cancelo, se ordenó la destrucción de todo el trabajo en el proyecto. Un burócrata en lugar llevó a los motores, valoradas en millones de dólares cada uno, y los guardó en un almacén. Palabra de los motores se extendió a América. Casi treinta años después de su construcción, incrédulos ingenieros de cohetes fueron llevados a la bodega. Más tarde, uno de los motores fue llevado a EE.UU. y la especificación precisa del motor se demostró en un banco de pruebas.
Reaparición
.
Cerca de 150 motores sobrevivieron, y en la década de 1990, Rusia vendió 36 motores a Aerojet General, por $ 1,1 millones cada uno. Esta empresa también adquirió una licencia para la producción de nuevos motores. Aerojet lo modifico y rebautizo los actualizaciones de NK-33 y NK 43 como AJ26-58 y AJ26-59, respectivamente.[7][8]
Kistler Aerospace, más tarde llamada Rocketplane Kistler (RPK), diseñaron su cohete K-1 en torno a tres NK-33 y un NK-43. El 18 de agosto de 2006, la NASA anunció que RpK había sido elegido para desarrollar Commercial Orbital Transportation Services para la Estación Espacial Internacional. El plan requería vuelos de demostración entre 2008 y 2010. RpK habría recibido hasta a $ 207 millones si se cumplieron con todos los hitos de la NASA,[9][10][11] pero el 7 de septiembre de 2007, la NASA emitió una carta de advertencia por defecto que sería rescindir el contrato COTS con Rocketplane Kistler en 30 días RpK porque no había conocido a varios hitos contractuales.[12]
Se ha propuesto reequipar el lanzador Soyuz con motores NK-33. Ya sea sustituyendo solo el motor central de la Soyuz RD-108, o cinco NK-33 sustituirá al RD-108 y los cuatro de refuerzo RD-107s. El menor peso y mayor eficiencia aumentaría la carga útil;. El diseño más simple y el uso de motores excedentes podría reducir el coste.[13]
Utilización futura
Orbital Sciences está desarrollando el cohete Antares luz-a-medio-lift de lanzamiento, planeado tener dos NK-33 modificados en su primera etapa, una segunda etapa de combustible sólido y la etapa órbita con hipergólico.[14] El NK-33 primero se importa de Rusia a los Estados Unidos y luego se modifica a Aerojet AJ26s, lo que implica la eliminación de algunos elementos, la adición de electrónica de EE.UU., por lo que es compatible con los propulsores de Estados Unidos, y la modificación del sistema de dirección.[2]
RKK Energiya propone un vehículo 'Aurora-L.SK' lanzamiento que utilizaría un NK-33 para alimentar la primera etapa y un Bloque DM-SL para la segunda etapa.[15] TsSKB-Progress también planea utilizar NK-33 como el motor principal de la versión ligera de la exitosa familia de cohetes Soyuz en fase de desarrollo, llamado Soyuz-1. [16]
El 17 de junio de 2011, Aerojet anunció una alianza estratégica con Teledyne Brown que comenzará a producir una versión de EE.UU. de fabricación del AJ-26, con su empuje incrementado a 500,000 lbf a nivel del mar, y será producido en la fábrica de Teledyne, en Huntsville, Alabama. Confiando en utilizar este mejorado AJ-26 en la próxima generación del sistema de lanzamiento espacial ("Space Launch System").[17]
Referencias
- ↑ «NK-33 and NK-43 Rocket Engines».
- ↑ a b Clark, Stephen (15 de marzo de 2010). «Aerojet confirms Russian engine is ready for duty». Spaceflight Now. Consultado el 18 de marzo de 2010.
- ↑ Astronautix NK-33 entry
- ↑ Astronautix NK-43 entry
- ↑ Space and Tech: NK-33's specifications
- ↑ Lindroos, Marcus. THE SOVIET MANNED LUNAR PROGRAM MIT. Accessed: 4 October 2011.
- ↑ «Space Lift Propulsion». Aerojet. April 2011.
- ↑ [1]
- ↑ «NASA selects crew, cargo launch partners». Spaceflight Now. August 18, 2006.
- ↑ «NASA Selects Crew and Cargo Transportation to Orbit Partners». SpaceRef. August 18, 2006.
- ↑ Alan Boyle (August 18, 2006). «SpaceX, Rocketplane win spaceship contest». MSNBC.
- ↑ «RpK's COTS Contract Terminated». Aviation Week. 10 de septiembre de 2007. Consultado el 10 de septiembre de 2007.
- ↑ «The Soyuz 1 (Soyuz 2-1v) Rocket». Russian Space Web. November 2010.
- ↑ «Antares». Orbital.
- ↑ «S.P.Korolev RSC Energia - LAUNCHERS». Energia.
- ↑ Zak, Anatoly. «The Soyuz-1 rocket». Russian Space Web. Consultado el 7 March 2010.
- ↑ Morring, Frank. «NASA Will Compete Space Launch System Booster». aviationweek.com. Consultado el 20 June 2011.
Enlaces externos
Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre NK-33.- Especificaciones del NK-33 (en inglés)
- Encyclopedia Astronautica: NK-33 y NK-43 (en inglés)
- Starbase: Bilder der N1 Raketentriebwerke (en inglés)
- Aerojet: Space Lift Propulsion (en inglés)
- NK-33: especificaciones y diseño de componentes clave(en ruso)
