РД-0210

РД-0210 — это жидкостный ракетный двигатель, разработанный в СССР для использования в качестве двигателя третьей ступени ракет-носителей семейства «Протон». Относится к классу двигателей закрытого цикла с дожиганием генераторного газа. Разработан в Конструкторском бюро химического машиностроения (КБХМ) имени А. М. Исаева (ныне — в составе АО «КБХМ»), серийно производился на Воронежском механическом заводе.

История создания

Разработка двигателя РД-0210 началась в 1960-х годах в рамках работ по созданию трёхступенчатой ракеты-носителя тяжёлого класса «Протон» (УР-500). Первоначально для третьей ступени планировалось использовать двигатель РД-0208, но в ходе проектирования были выявлены возможности для повышения энергетических характеристик. В 1965 году КБХМ под руководством главного конструктора А. М. Исаева приступило к созданию форсированной версии, получившей обозначение РД-0210. Двигатель прошёл полный цикл стендовых испытаний и в 1967 году был принят на вооружение.

Первый пуск ракеты-носителя «Протон-К» с двигателем РД-0210 на третьей ступени состоялся 10 марта 1967 года. В дальнейшем двигатель стал основным для третьей ступени всех модификаций ракет «Протон» (К, М, ДМ), используемых для вывода на орбиту космических аппаратов, включая модули орбитальных станций «Салют», «Мир», а также спутников связи и навигации.

Конструкция и принцип работы

РД-0210 представляет собой жидкостный ракетный двигатель, работающий по схеме с дожиганием генераторного газа (закрытый цикл). Компоненты топлива: горючее — несимметричный диметилгидразин (НДМГ, гептил), окислитель — азотный тетраоксид (АТ). Оба компонента являются высокотоксичными и самовоспламеняющимися при контакте.

Основные элементы конструкции

• Камера сгорания — однокамерная, с регенеративным охлаждением. Охлаждение осуществляется прокачкой одного из компонентов топлива через рубашку камеры.
• Турбонасосный агрегат (ТНА) — обеспечивает подачу компонентов топлива под высоким давлением (до 250 атмосфер). Приводится в действие газовой турбиной, работающей на продуктах сгорания генераторного газа.
• Газогенератор — сжигает часть топлива для получения горячего газа, приводящего турбину ТНА. После турбины газ подаётся в камеру сгорания для дожигания.
• Система автоматики — включает пневмогидравлические клапаны, регуляторы расхода и давления, обеспечивающие запуск, работу и остановку двигателя.

Принцип работы

В газогенераторе сжигается небольшое количество топлива. Образовавшийся горячий газ (с температурой около 800 °C) поступает на турбину ТНА, раскручивая её до 30 000–35 000 об/мин. Турбина приводит в действие насосы окислителя и горючего. После турбины газ, содержащий несгоревшие компоненты, подаётся в камеру сгорания, где смешивается с дополнительным количеством топлива и полностью сгорает. Такая схема (закрытый цикл) позволяет достичь высокого удельного импульса за счёт полного использования энергии топлива.

Технические характеристики

Основные параметры двигателя РД-0210:

Двигатель обеспечивает работу в вакууме, так как третья ступень ракеты включается после отделения второй ступени на высоте более 100 км.

Модификации

На базе РД-0210 был разработан ряд модификаций:

• РД-0211 — вариант с изменённой системой запуска для использования в составе разгонного блока ДМ (например, в ракетах «Протон-М»). Отличается увеличенным временем работы и возможностью многократного включения (до 3–4 раз).
• РД-0212 — двигатель для третьей ступени ракеты «Протон-К» с улучшенными характеристиками тяги (до 630 кН) и удельного импульса (до 328 с). Разработан в 1970-х годах, но не получил широкого распространения.
• РД-0213 — экспериментальная версия с керамическими элементами камеры сгорания для повышения температуры и ресурса. Испытания проводились в 1980-х годах, но в серию не пошла.

Применение

РД-0210 и его модификации использовались на третьей ступени ракет-носителей семейства «Протон»:

• «Протон-К» (1967–2012) — основная модификация, выводившая на орбиту модули станций «Салют», «Мир», спутники серии «Космос», «Экран», «Радуга».
• «Протон-М» (с 2001 года) — модернизированная версия с разгонным блоком ДМ, на которой применялся РД-0211. С её помощью запускались спутники «Глонасс», «Экспресс», «Ямал», а также модули МКС (например, «Звезда»).
• «Протон-ДМ» — вариант с разгонным блоком, где РД-0211 обеспечивал многократное включение для выведения на высокие орбиты.

Всего за период эксплуатации (с 1967 по 2023 год) было произведено более 400 пусков ракет «Протон» с двигателями семейства РД-0210. Двигатель зарекомендовал себя как надёжный и неприхотливый в эксплуатации, хотя использование токсичных компонентов топлива создаёт экологические риски при авариях.

Надёжность и аварийность

По данным Роскосмоса, за всю историю эксплуатации двигателей РД-0210 на третьей ступени было зафиксировано не более 5 отказов, приведших к аварийным ситуациям. Основные причины — дефекты сварных швов камеры сгорания и сбои в работе системы автоматики. Последняя авария с участием РД-0210 произошла в 2014 году при запуске спутника «Экспресс-АМ6» — из-за разрушения турбонасосного агрегата. После этого были проведены модернизации системы контроля.

Современное состояние

С 2023 года производство двигателей РД-0210 и его модификаций на Воронежском механическом заводе было прекращено в связи с переходом к новым ракетам-носителям «Ангара» и «Союз-5». Однако оставшиеся запасы двигателей используются для поддержания эксплуатации ракет «Протон-М» до их полного вывода из эксплуатации, запланированного на 2025–2026 годы. Двигатель считается одним из самых массовых и надёжных в истории советской и российской космонавтики.

Источники

• Конструкторское бюро химического машиностроения имени А. М. Исаева. Официальный сайт.
• Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С. П. Королёва. Техническая документация по двигателям.
• «Ракетные двигатели» / под ред. В. П. Глушко. — М.: Машиностроение, 1985.
• «Жидкостные ракетные двигатели» / А. А. Дорофеев, В. А. Соколов. — М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2018.
• Данные о пусках ракет «Протон» — Роскосмос, 2023.