Дефект двигателя ракет «Ангара» может прводить к резонансу и разрушению носителя. Об этом говорится в документе «Энергомаша», подготовленном к Королевским чтениям по космонавтике.
«Резонанс и разрушение»: в двигателях «Ангары» нашли дефект
В двигателях ракеты «Ангара», на которые «Роскосмос» делает ставку в будущем, обнаружен серьезный конструктивный недостаток, который влияет на безопасность запусков. Об этом говорится в докладе НПО «Энергомаш», подготовленном к Королевским чтениям по космонавтике. В докладе указывается, что особенностью ракет «Ангара-А5» является пакетное расположение первой и второй ступеней, то есть четыре блока первой ступени окружают блок второй. По этой причине двигатель центрального блока необходимо дросселировать — то есть снижать тягу до 30% от номинального режима. При этом отмечается, что при режиме работы ниже 38% в двигателях «Ангары» начинаются низкочастотные колебания, которые могут привести к возникновению резонанса и разрушению конструкции ракеты-носителя. «Данная проблема проявляется в возникновении низкочастотных (НЧ) колебаний тяги двигателя (порядка 4 Гц) при переходе на режим 38 % от номинального значения тяги и ниже. Опасность НЧ-колебаний заключается в возникающих повышенных вибрациях элементов конструкции двигателя, что может привести к возникновению резонанса и разрушению конструкции РН. Также вибрации снижают ресурс трубопроводов управляющего давления, что может привести к их поломке и, как следствие, непредсказуемой работе двигателя», — говорится в документе. Авторы указывают, что для устранения этой особенности в конструкцию двигателя внедрен клапан, снижающий амплитуду колебаний, однако на отдельных экземплярах двигателя колебания сохраняются. Предоставить оперативный комментарий в пресс-службе «Энергомаша» не смогли. Ракета «Ангара» в тяжелом варианте «Ангара-А5» испытывалась всего один раз — 23 декабря 2014 года с космодрома в Плесецке. Первый пуск легкого варианта этой ракеты «Ангара-1.2ПП» состоялся 9 июля того же года. Разработка ракет этого нового семейства началась на заре 1990-х годов, когда после развала СССР космодром Байконур оказался на территории суверенного Казахстана и стало ясно, что этот космодром не удовлетворяет потребностям России в критически важных запусках: имеющаяся еще с 1960-х годов тяжелая ракета «Протон» могла стартовать только с Байконура. 5 сентября 1992 года было подписано постановление правительства, в соответствии с которым НПО «Энергия» предложило создать двухступенчатую ракету. Топливом для нее служит керосин, окислителем — кислород. Однако строительство ракеты затянулось на 20 лет. 6 января 1995 года был подписан указ президента, в соответствии с которым создание комплекса «Ангара» стало задачей особой государственной важности. Изначально предлагалось создавать ракету не в единственном варианте, а целое семейство ракет, от легкой до тяжелой. Визуально легкая, средняя и тяжелая ракеты отличаются числом и компоновкой универсальных ракетных модулей, из которых состоит первая ступень. «Ангара-1.2ПП» имеет один УРМ, А5 — пять ракетных модулей с пятью двигателями РД-191. При этом легкий вариант ракеты выводит на околоземную орбиту 3,8 тонны, а А5 — 24,5 тонны на околоземную и до 4,6 тонны на геостационарную орбиту (36 тыс. км). «Ракета-носитель «Протон» имеет в общей сложности десять транспортабельных блоков, а «Ангара» вместо десяти блоков имеет семь блоков. При этом количество двигателей у нее соответствует числу блоков, в то время как у «Протона» двигателей гораздо больше: на первой ступени — шесть, на второй — четыре и на третьей — два плюс разгонный блок», — пояснял в 2014 году «Газете.Ru» редактор журнала «Новости космонавтики» Игорь Афанасьев. «Поэтому по количеству разгонных блоков и числу двигателей «Ангара» эффективнее «Протона», — считает эксперт. По его мнению, поскольку основные технические решения в создании ракеты и стартового комплекса закладывались уже в начале 2000-х годов, в техническом плане ракета совершеннее более старшего «Протона». В декабре 2018 года СМИ сообщили, что второй пуск тяжелой ракеты «Ангара» намечен на 2019 год. Отмечалось, что пуск пройдет в четвертом квартале года, при этом в данном запуске планируется впервые использовать новый разгонный блок, который сейчас создают в РКК «Энергия». При этом на космодроме Восточный на 2023 год намечено начало эксплуатации стартового комплекса для легкой и тяжелой ракет «Ангара». А на 2026 год планируется начало испытаний Ангары-5В с водородной ступенью. Проблемы с двигателями ранее стали причиной отмены пусков ракет «Протон», виной тому стал брак, допущенный при их производстве на Воронежском механическом заводе. В январе 2017 года стало известно, что «Роскосмос» принял решение отозвать все двигатели второй и третьей ступеней ракет-носителей «Протон-М» производства этого завода. Речь шла о 71 двигателе РД-0210/0211 и РД-0213/0214, которые были собраны для 14 ракет в 2015–2016 годах. Выяснилось, что все собранные двигатели ракеты «Протон» требовали переборки, поскольку в их производстве использовался припой, не соответствующий конструкторской документации. Вместо штатного был применен другой, более дорогостоящий припой с содержанием драгметалла. Тот эпизод с браком стал причиной того, что впервые в истории отечественной космонавтике в полетах ракет «Протон» случился перебой сроком на один год .