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NK-33火箭發動機

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NK-33 火箭發動機
俄制的NK-33被修改,並被Aerojet重新命名為AJ26-58。這幅圖中,AJ26-58正在斯坦尼斯航天中心進行一次測試點火。
原產國 蘇聯
研發日期1970年代
設計者庫茲涅佐夫設計局
用途第一級發動機
上一代產品NK-15, NK-15V
下一代產品AJ26-58, AJ26-59, AJ26-62
液體
性能
推力(真空)1,680 kN(380,000 lbf
推力(海平面)1,510 kN(340,000 lbf
推重比137
燃燒室壓力14.83 MPa(2,151 psi)
比衝(真空)331 s(3.25 km/s)
比衝(海平面)297 s(2.91 km/s)
尺寸
長度3.7米(12英尺)
直徑2米(6.6英尺)
淨重1,240公斤(2,730磅)
參考文獻
參考文獻[1]
NK-33-1模型
NK33發動機的簡化圖

NK-33NK-43蘇聯60年末70年代初由庫茲涅佐夫設計局設計製造的火箭發動機。用於登月火箭N1。NK-33的推重比是當前比沖最高的火箭發動機之一。

NK-43與NK-33類似,但是用於上面級的。它噴嘴較長,在高空空氣稀薄的環境下工作效率較高。其產生的推力和比沖更大,但也更長更重。

技術

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NK-33和-43分別源自早期和NK-15和NK-15V發動機。

該發動機是分級燃燒循環雙元液體推進劑火箭發動機,採用富氧預燃室技術驅動渦輪泵。由於富氧排氣可能燒穿燃燒室壁,因而這種類型的發動機是比較少見的。美國從未在富氧發動機領域有過成功經驗,而蘇聯在冶金方面的優勢使之有製造這種發動機的基礎。由於NK-33使用了兩種密度近似的推進劑液氧和煤油,所以可以用一個轉軸來驅動兩者的供料渦輪泵。。這使NK-33有着最高的真空推重比——136.66:1。[2] 即便是更重的NK-43,其真空推重比也達到了120:1。[3]

富氧技術還用在了RD-170RD-180以及RD-174/-191上。然而由於這些發動機都採用了多燃燒室和多噴嘴設計,以致它們無法再達到NK-33的高推重比。

歷史

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N-1原本是在第一級使用NK-15發動機,在第二級使用NK-15V。然而N1發射的接連失敗是這項工程沒有了下文。 而N1的改進還在繼續,庫茲涅佐夫將兩種發動機分別改造為NK-33和NK-43。 改造後的N1就是N1F。由於在登月競賽上失利,蘇聯不得不重新設計新的重型運載火箭能源號。 因此,N1F從未試飛。

隨着N1工程的停工,政府下令毀掉一切資料,一個政府官員接管了這些發動機,將它們存放在倉庫中。 發動機的消息最後傳到了美國。將近30年後,一些尚存懷疑態度的技術人員被帶到倉庫。 隨後,其中一台發動機被帶回美國,在精確測定發動機性能後,其技術參數才被公之於眾。

後期利用

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至於用剩下的NK-33做什麼時常成為爭論焦點。 當時超前的設計理念使這批發動機至今仍有利用價值。噴氣飛機公司已將NK-33和NK-43分別重命名為AJ26-58AJ26-59。基斯特勒航空航天公司,即現在的基斯特勒火箭飛機公司 (RpK)用三台NK-33和NK-43設計了K-1火箭

RSC能源公司打算用一台NK-33來驅動新運載器「Aurora-L.SK」。[4]

還有提議用NK-33替換聯盟號中間的RD-108,或者再用四台NK-33替換四個推進發動機 RD-107。通過減輕飛船重量來增加有效載荷,而且使用倉庫存貨也能降低飛船造價。

「Aurora」和「聯盟-3」替換計劃都面臨一個現實問題,就是NK-33的現存數量不是很多,難以用在每年頻繁發射的聯盟飛船上。而基斯特勒的K-1是可重用的,需要的發動機數量比較少。

軌道科學公司打算在新研製的「金牛II」型運載火箭的第一級使用兩台NK-33。

參數

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項目 NK-33 NK-43
推力 1,505 kN/339,000磅力(海平面) 1,753.8 kN/395,000磅力
比沖 297s 346s
重量 1,235 kg/2,725 lb 1,473 kg/3,250 lb
推進劑
液氧/精煉煤油
混合比
2.6:1
噴口面積比 27:1 80:1
推重比 136:1 120:1

參考

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  1. ^ LRE NC-33 (11D111) and NC-43 (11D112). [1 April 2015]. (原始內容存檔於2015-09-06) (俄語). 
  2. ^ 宇航百科NK-33条目. [2008-07-29]. (原始內容存檔於2002-06-25). 
  3. ^ 宇航百科NK-43条目. [2008-07-29]. (原始內容存檔於2007-10-28). 
  4. ^ S.P.Korolev RSC Energia - LAUNCHERS. Energia. [2008-07-29]. (原始內容存檔於2008-05-27).