RD-120

RD-120(GRAU Index 11D123)은 O/F 비율 2.6의 산화제 풍부한 단계 연소 사이클에서 RG-1(정화 등유)과 LOX를 연소하는 액체 상부단 로켓 엔진이다.^[2][3][4] 제니트 계열의 2단계 발사차량에 사용된다.^[1] 단일 고정식 연소실을 갖추고 있어 Zenit에서는 RD-8 버니어 엔진과 짝을 이룬다. 엔진은 1976년부터 1985년까지 NPO Energomash에 의해 개발되었으며, V.P. Radovsky가 개발을 주도하고 있다.^[3] 그것은 무엇보다도 우크라이나의 유즈마시에 의해 제조된다.^[5]

소련에네르기아발사체계에 사용된 단종된 LOX/수소 로켓 엔진인 RD-0120과 혼동해서는안 된다.

역사

버란 프로그램의 초기 개발 프로그램인 11D77 - 나중에 Zenit으로 알려진 발사체 - 동안, KBKHA는 프로토나 소유즈 차량에 대해 그랬던 것처럼 2단계 엔진의 개발을 할당받았다. 그러나, NPO Energomash가 RD-123 (나중에 RD-170으로 알려질)을 개발하는데 있어 어려움을 감안하여, 그들은 수소/산소 유지 장치 엔진 개발을 KBKHA에 양도했다. SSME와 유사한 이 프로젝트는 NPO Energomash 내의 RD-130 프로젝트였습니다. 그러나 KBKHA가 이 개발에 도전했을 때, RD-0120이라는 이름을 붙였는데, 이 이름은 항상 현재 기사의 엔진과 혼동의 원인이 되는 이름이다. 그들이 극저온 추진체 엔진의 난개발에 대처하는 대가로, Energomash는 결국 RD-120으로 알려지게 될 11D77의 2단계 엔진의 개발을 책임졌다.^[6] RD-120과 RD-0120이 동일한 프로그램 내에서, 그리고 디자이너 국의 교환으로 이렇게 서로 얽힌 개념을 가지고 있다는 사실은 혼란을 피하는 데 도움이 되지 않는다.

1976년 3월 16일 정부는 Zenit 개발 결의안을 통과시켰다. Zenit, RD-171 및 RD-120.^[7] 1976년 4월까지 Yuzhnoye는 11D77 1단계와 2단계 추진에 대한 최종 요건을 갖춘 NPO Energomash를 공급했다. 1단계와 2단계 추진력을 동일한 설계자에게 통합함으로써 바람직한 효과 중 하나는 작고 단순한 상부 단계 엔진에서 단계별 연소 엔진에 대한 교훈을 얻은 다음, 더 크고 혁신적인 1단계 RD-170에 적용할 수 있다는 것이었다.NPO Energomash는 이미 시제품 연석에 대한 작업을 진행했었다.이미 유즈흐마쉬와 직렬로 생산되고 있던 RD-268 쌍곡선 엔진에 기초하여, 그 범위에서는 오센/산소가 연소 엔진을 가동시켰다.^{[8] [9]} 1977년 2월, RD-120의 예비 설계가 완료되었다.^[7] 그리고 1979년 1월 31일에 RD-120의 첫 번째 화재 시험이 실시되었다.^[7]

RD-120은 첫 번째(1985년 4월 13일), 두 번째(1985년 6월 21일), 네 번째(1985년 12월 28일) 비행에서 2단계가 실패하는 등 복잡한 데뷔전을 치렀다. 첫 번째 고장만 RD-120에 기인할 수 있었는데, 즉 추진제 흐름 조절기에 누수가 있었고, 궤도상에 오르기 전에 스테이지에 추진제가 바닥났기 때문이다. 그러나 프로그램 초기 성능은 상당히 문제가 있었다. 결국 그것은 그 가치를 증명했고 1987년 12월까지 RD-120 (그리고 제니트)은 위탁된 것으로 간주되었다.^[7] 그러나 소련 해체 몇 년 동안 제2단계는 1991년 8월 30일과 1992년 2월 5일 두 차례 연속 실패하였다. 제니트는 다른 2단계 고장을 일으켰지만, 첫 번째 고장만 RD-120 자체에 직접 기인된 적이 있다.^[10]

1990년 동안 NPO Energomash의 추진 부서장과 선도적인 디자이너인 V.K.Chvanov는 RD-120을 만든 공로로 주 상을 받았다.^[7]

1992년 10월, 프랫 앤 휘트니는 NPO Energomash와 미국에서 그들의 엔진 라인을 판매하고 대표하기 위한 계약을 체결했다.^[11] 민관협회를 통해 소형 적재물용 재사용 발사체를 개발하려는 X-34 프로그램의 초기 버전 동안, RD-120은 747 공중 발사 1단계에서 심각하게 고려되었다. RD-120은 최고의 가격과 성능을 제공했으며, 오비탈 사이언스가 선호하는 선택이었다.^[11] 실제로 1995년 10월 11일 RD-120이 미국에 발사되어 미국 땅에서 발사된 최초의 러시아 로켓 엔진이 되었다.^[12] 이 엔진 버전은 주로 TVC를 제공할 수 있는 짐벌 마운트를 추가하여 제니트와 다를 것이다. 이 버전은 RD-120M으로 알려져 있다.^[12] X-34 프로그램의 두 번째 개인 파트너인 Rockwell International은 그들만의 엔진인 RS-27을 사용하기를 원했다. 그리고 프로그램의 제한된 일정과 예산으로 볼 때, 엔진 선택은 해결될 수 없었고 프로그램은 취소되고 나중에 X-34가 알려졌던 순수 NASA 연구 프로그램으로 재조명되었다.^[11]

또한 1990년대 동안, 중국인들은 RD-120의 두세 가지 모델과 일부 문서를 취득했다.^[13][14] 이것은 그들이 그들의 토착 등유를 단계별로 배열한 연소 엔진 프로그램인 YF-100과 YF-115를 부트스트랩할 수 있게 했다.^[14] 2007년 9월 28일자 위키리크스 전보에 따르면, 우크라이나 정부는 이양에 우크라이나 산업의 어떠한 개입도 부인하고 있으며, 적어도 2007년까지는 RD-120 기술의 이전과 관련하여 중국 제11·4 아카데미와 어떠한 관련도 없었다고 진술하고 있다.^{[13][15][16][17]}

RD-120은 상당한 마진이 내장되어 있어 2001년과 2003년 사이에 현대화된 '업그레이드' 또는 '강제' 버전의 Sea Launch용 엔진을 개발할 수 있었고, 이 엔진은 추력을 10% 증가시켜 912 kN(205,000 lbf)으로 증가시켰다.^[9] 그것은 또한 추가적인 체중 증가 없이 챔버 압력과 추력을 증가시킬 수 있는 많은 개선사항들을 포함시켰다.^[1] 이 엔진은 여전히 5%의 여분의 마진을 가지고 있고, 설계 수명을 4260초로 연장하고, 점화 횟수를 19회로 늘렸으며, 재사용 가능한 로켓의 기지로 간주할 수 있지만, 엔진은 여전히 기내 재시동을 할 수 없다. 시험엔진 4개를 사용하고 누적 주행시간이 8,135초인 28회의 열화력 테스트를 실시한 후 엔진 비행 자격을 얻었다.^[9] 테스트는 2004년 3월에 시작되었고 2006년 2월 15일에 첫 비행을 했는데, 그곳에서 성공적으로 EchoStar X의 궤도를 선회했다.^[18][19]

버전

이 엔진에는 두 가지 작동 버전과 몇 가지 제안된 변형 버전이 있다.

• RD-120(GRAU Index 11D123): Zenit-2 2단계용으로 개발된 오리지널 버전.^[1] 연료탱크가 토러스고 엔진이 중앙홀에 들어가야 하기 때문에 수직 터보펌프를 사용하는 것이 주요 특징이다.^[3][20]
• RD-120(증강 추력)(GRAU 지수 11D123): Zenit-3용으로 개발된 추력 증강 버전SL 2단계.^[1][2] 일부 저자는 이를 RD-120M(GRAU 지수 11D123M)으로 식별했다.
• RD-120K: 알려지지 않은 1단계 프로젝트 확장 면적을 줄이고 총 길이를 줄이기 위해 서브시스템 배치가 수행되었다.^[3] 충분히 발전해서 실제로 몇 가지 화재 실험을 했다.^[1][2][21]
• RD-120M: X-34 프로그램에 제안된 버전. 그것은 짐바브웨식 마운트를 추가했고 미국에서 시험 발사되었다.^[11][12]
• RD-120U: ULV-22용으로 제안된 버전.^[22]
• RD-146 ^[23]
• RD-182: RD-120K의 메탄 / LOX 버전. 마케예프 로켓 설계국의 릭샤 발사체 프로젝트에 제안되었다.^[24][25][26]
• RD-182M: LNG / LOX 버전 RD-182. Vozdushny Start 출시 차량 프로젝트를 위해 제안됨.^[27]
• RD-870: 러시아산 연소실이 장착된 우크라이나판 RD-120K는 사이클론-4M SLV 1단계에서 사용하기 위해 유즈노예 디자인국이 개발했다.^[28]

기술파생상품

RD-120의 직선적 변형을 고려하지 않고, 이 매우 영향력 있는 엔진은 4개국의 파생 모델에 이르는 많은 엔진의 기초가 되어 왔다. 우크라이나 RD-801과 RD-810, 중국 YF-100과 YF-115, 인도 SCE-200은 RD-120으로 바로 추적할 수 있다. 소련/러시아 RD-170 엔진 제품군은 RD-120 프로젝트에서 얻은 교훈을 바탕으로 개발되었다.

RD-170 패밀리

History 섹션에 명시된 바와 같이, RD-120은 RD-170을 다루기 전에 NPO Energomash에서 등유 추진제를 사용한 산화제 풍부한 단계 연소의 첫 번째 실제 적용으로 사용되었다. 따라서, 이 후기 엔진 제품군은 더 공격적인 성능 매개변수를 가지고 있고 원래의 프로젝트(RD-123)가 RD-120보다 앞서지만, 그것은 실제로 시리즈 개발의 첫 번째 실제 설계였다.^[8]

RD-801 및 RD-810

유즈노예 추진력은 RD-855나 RD-861과 같은 쌍곡 추진체 엔진에 주로 의존해 왔지만, 그것들은 현대 생태학적 기준에 비해 너무 독성이 강한 것으로 여겨졌다.^[4][29] 베가의 AVUM 무대의 RD-843이나 Tsyklon-4 프로젝트의 경우처럼 여전히 쌍곡선 추진력 개발을 제안하고 있지만, 마야크 발사체 패밀리의 경우 보다 환경 친화적인 LOX와 등유 추진체가 결정되었다.^[30]

유즈노예는 RD-8로 추진체에 가장 복잡한 사이클(산화제 풍부한 단계별 연소 사이클)을 숙달했을 뿐만 아니라, RD-120 프로그램 동안 NPO 에너고마쉬와 긴밀히 협력했다. 제작은 우크라이나 유즈마시 자매회사에서 진행되며, 2001~2003년 RD-120 추력증강사업은 3사 간 혼합사업이었다.^[30]

이러한 경험을 바탕으로 파생 엔진 제품군이 제안되었다. RD-805와 RD-809는 대부분 RD-8의 개조품이지만 RD-801과 RD-810 가족의 구성원은 RD-120의 진정한 후손이라고 볼 수 있다.^[30] 이 제품군의 특징 중 하나는 프리버너 출력 온도를 500°C(932°F) 이하로 유지하는 제한이다.^[30]

SCE-200

2005년 6월 2일, 인도와 우크라이나는 2006년 2월 15일 발효되는 우크라이나 정부와 인도 정부의 우주 평화 이용 협력 기본 협정을 체결하였다.^[31] 위키리크스가 입수한 확인되지 않은 정보에 따르면, 이 계약은 유즈노예 디자인 사무소에 의해 로켓 엔진에 대한 설계도만 이전하는 것을 포함한다.^[32][33][34] 우크라이나 경제개발통상부가 2013년 3월 26일 발표한 공식 보도자료에 따르면 인도-우크라이나 공동 프로젝트 '자스민(Jasmin)'에 따라 2006년 시작된 인도-우크라이나 발사체용 로켓엔진 개발에 착수했다.^[35][36]

우크라이나에서 인도로 이송된 것으로 추정되는 엔진 파란색 프린트가 RD-810으로 확인되었다.^[37] 이전으로 특별히 엔지니어링 분석 방법과 소프트웨어가 제외되었기 때문에, 인도인들은 실제로 엔진을 제조하고 인증하기 위해 대부분의 기술과 엔지니어링 모델을 개발해야 했다.^[32][33][34] RD-810과 사실상 동일한 사양과 인도인들조차 프레젠테이션에서 엔진의 유즈노예 렌더를 사용했다는 점을 감안하면 적어도 RD-120의 영향을 크게 받은 것으로 볼 수 있다.^[38]

YF-100 및 YF-115

1990년대 동안, 중국인들은 RD-120의 두 세 가지 모델과 일부 문서를 취득했다.^[13][14] 이것은 그들이 그들의 토착 등유를 단계별로 배열한 연소 엔진 프로그램인 YF-100과 YF-115를 부트스트랩할 수 있게 했다.^[14] 2007년 9월 28일자 위키리크스 전보에 따르면, 우크라이나 정부는 이양에 우크라이나 산업의 어떠한 개입도 부인하고 있으며, 적어도 2007년까지는 RD-120 기술의 이전과 관련하여 중국 제11·4 아카데미와 어떠한 관련도 없었다고 진술하고 있다.^{[13][15][16][17]}

인도인과 RD-810의 경우와 마찬가지로, 물리적 엔진과 파란색 프린트의 이전은 개발에 도움이 될 뿐이다. 그러나 이 개발에는 10년간의 연구가 필요하여 70개의 핵심기술 숙달, 50개의 신소재 개발, 2013년까지 총 4만 초 이상의 발화시간을 가진 61개의 엔진 세트의 건설이 필요했다.^[39]

파생상품비교

참고 항목

• NPO Energomash – 엔진 설계자.
• Yuzhmash – 엔진 제조업체.
• Zenit – RD-120을 2단계로 사용한 발사 차량.
• YF-100 –^[40] RD-120 기술을 기반으로 하는 중국 엔진
• RD-810 – RD-120 기술을 기반으로 한 우크라이나 엔진
• SCE-200 – 인도 엔진은 RD-120 기술을 기반으로 하는 것으로 추정된다.^[40]

참조

메모들

외부 링크

• NPO Energia RD-120 페이지
• 유즈마시 RD-120페이지