Russische Raketentechnologien

Um die Informationen zu russischen Raumfahrt übersichtlicher zu gestalten, möchte ich als Gast ein neues Thread eröffnen. Hier kommen ausschlieslich technische, technologische als auch Beiträge zu Triebwerken, Trägerraketen die hier im Forum keinen eigenen Thread haben.

RD-175, Triebwerk mit 1000 Tonnen Schub

Auf einer Sitzung der russischen Raketenkonstrukeure im Sommer 2011, wurde beschlossen ein neues Triebwerk mit einen Schub von 1000 Tonne zu entwickeln. Die Entwicklung des RD-175 werde auf bstehenden Technologien basieren und im Unterschied zu RD-171 erhält er zwei Turboturbinen. Auf dem Bild sehen wir zwei unterschiedliche Brenkammern, es wäre also möglich Elemente von RD-181 und RD-191 zu implantieren.

 

Die Arbeiten an den technische Anforderungen laufen von 2011 bis 2012 und haben einen Wert von rund 4,5 Millionen Rubel.

NPO Energomasch Fahrplan


Auf der folgenden NPO Energomasch Dokumentation sehen wir die vorgesehnen Entwicklungen bis 2020. Schwerpunk ist die weitere Entwicklung des RD-191 (zweite Etappe) mit einen Volumen von über 6 Mrd Rubel, danach folgt die Entwicklung des RD-193 mit über 1 Mrd Rubel für die Sojus Trägerrakete.

Die Entwicklung der Acetam Technologie ist bis 2020 festgelegt und hat einen Wert von 555 Millionen Rubel.



Bild & Quelle:

http://www.npoenergomash.ru/netcat_files/163/52/h_ede01f2e93ee5675c1fd71a2c40eb402

Neuartiges Methantriebwerk

In einer Fachpublikation von В.И. Морозов, Е.Л. Заславский, Р.Ф. Морозов, Н.Н. Орлов, И.А. Смирнов, А.Г. Яковлев wurden die ersten Details einer neuen Methantechnologie für Beschleunigungsstufen publik.
Die Brennversuche des Demonstrationstriebwerks, mit neuartigen technologischen Lösungen, werden in kürze beginnen.



Technische Daten :

Schub im Vakuum 7500 kg
Sp.Impuls – 385s

Die Werte sind erheblich höher als die Rekordleistung eines Methan Triebwerks, C5.86.1000-0 Nr2, aus dem Jahr 2010. Der brachte bei einer Schubleistung von 7500kg nur 370s und die Brennzeit betrug mehr als 1160 Sekunden.

Die Entwicklungen sind notwendig, da im Ggensatz zu Kerosin Beschleunigungsstufen und die damit verbundenen Problemen, erreichen wir mit einen Methan Triebwerken höhere Zuverlässigkeit als auch eine grössere Effektivität. Das liegt daran das die Triebwerke kompakter sind, haben ein kleines Gewicht und die Verbrennugsprozesse stabiler verlaufen als bei Kerosintriebwerken.

Die Arbeit dient auch der Vorbereitung für die PVLK (Mondlander) die auch Methantriebwere erhalten und ein ISP von rund 390s ist schon beträchtlich. 

Bild &Quelle: Russische Publikation:

"Российские жидкостные ракетные двигатели на экологически чистых комПонентах тоПлива для разгонных блоков ракет-носителей."

Wenn ich mich nicht irre hängt bei diesem Projekt doch auch die italienische ASI mit drin?

Wenn ich mich nicht irre hängt bei diesem Projekt doch auch die italienische ASI mit drin?

Dazu habe ich auch Informationen, werde aber etwas später hier posten.

IAC-2012 Neuigkeiten

Neben umfangreichen Informationen zu MRKN, habe schon zum Teil gepostet, wurden auch andere sehr interesante infos Publik. Dazu folgendes:

Es scheint, das NPO Energomasch beabsichtigt, einen weiteren Schritt nach nach vorn mit den Errungenschaften der letzten Jahre zu machen. Neben der Entwicklung des RD-175, ist es beabsichtigt die Schubleistung des Methan-Triebwerks RD-191M, die ua. für MRKN vorgesehen sind, auf 250 Tonnen zu erhöhen. Mit anderen Worten, die VRB statt 800 Tonnen Schubleistung, erhalten einen Startschub von 1000 Tonnen was die Leistung der MRKN erheblich steigert.

Weitere Entwicklungen betreffen die Modernisirung von RD-171M als auch RD-180.


Quelle:IAC-2012/Lanista

Neben TEM, werden auch Konzepte mit Sonnenbaterien entwickelt. Das obere Bild von der RKK Energia Präsentation zeigt uns die mögliche Variante.

Kbkha Neuigkeiten

Wenn ich mich nicht irre hängt bei diesem Projekt doch auch die italienische ASI mit drin?

Die Entwicklung des neuen russischen Methan-Triebwerks basiert auf seinen Vorgängermodell, jedoch mit neuartigen technologischen Lösungen. Dazu wurde die energetische Anlage im Versuchskomplex bei Kbkhaa mit der italienischen Seite(AVIO) neu entwickelt und im September auch erfolgreich getestet. Die autonome Brennversuche gehen noch bis 2012. Ab 2013 beginnen die ersten Versuche des Demonstrationstriebwerks wobei die AVIO den erforderlichen Mischkopf für das Triebwerk liefert.

Mit westeuropäischen Partner wurde in den Jahren 2002 bis 2005 in Rahmen des Wolga Projekts an Methan-Triebwerken geforscht und ab 2006 wird an den RD-0162 Triebwerk für die MRKN Trägerrakete gearbeitet. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Entwicklung des RD-0162SD für Demostrationsflüge der VRB (MRKN) als auch für eine neue kleine Trägerrakete. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die beiden Triebwerke.



Quelle:Kbkha

Erfolgreich verliefen auch die Brennversuche bei RD-0146M Triebwerk.

Treibstoffumverteilung während der aktiven Startphase

Eine sehr interessante Technologie, habe nur kurz erwäht, bei der wir die Nutzlast mit der gleichen Schubleistung bis 28% erhöhen, ist verbunden mit der Treibstoffumverteilung (PKT-russische Bezeichnung) zwischen den Raketenstufen in der Aufstiegsphase einer Trägerrakete. Besonders Trägerraketen mit Boostern wie Angara und teilweise auch MRKN sind dazu sehr gut geeignet.

Ziel der Technologie besteht besteht darin, bevor die Boostern abgesprengt werden, die zweite Stufe mit dem Treibstoff der Booster vollständigt auffüllen, von 90 bis 100%. Mit anderen Worten, bevor die Absprengung erfolgt, ist die zweite Stufe wieder fast vollständigt betank und das erhöht die Leistung der Trägerrakete bis max 30 %.     

Die Technologie ist nicht neu, wurde in kleinen Umfang in Schuttle oder in Briz-M durchgeführt, aber eine vollständige PKT wurde noch nicht gemacht. Dazu gibt es auch russische Patente und sehr viele praktische Varianten. Wir haben sehr ausführliche Analysen durchgeführt und die Ergebnisse wurden 2011 auf dem Koroljow-Symposium präsentiert. Dazu das folgende Bild bezogen auf die URM und die genaue Beschreibung.



1. Basis: Trägerrakete mit 4 URM (BB) und 20 Tonen Nutzlast. ZS= Zentralstufe
2. Gleichzeitige Umverteilung von 4 BB zu ZS.
3. Umverteilung von 2BB zu 2BB, Die esten 2BB werden früher abgesprengt.
4. Umverteilung von nur 2BB zur ZS
5. Zunächst erfolgt die Umverteilung von 2BB zu 2BB, Absprengung der ersten beiden BB und die restlichen 2BB machen eine Umverteilung zu ZS. Eine komplexe aber die effektivste Variante.

Die Nutzlastangaben in Tonnen als auch der prozentuale Gewinn bedarf keine Übersetzung.

Auf dem Symposium hat И.А.Биркин(Birkin) von Chrunischew sehr ausführlich darüber berichtet, als auch mitgeteilt, das die Technologie bei Angara als auch bei MRKN zum Einsatz kommt. Dazu das Zitat:

Расчётами подтверждена возможность получения значительного эффекта от ПКТ. В частности, для РН с «пакетом» из 5 готовых универсальных ракетных модулей (без оптимизации их параметров) прирост массы ПГ в зависимости от варианта системы ПКТ составил от 8 до 28 %.

Bezogen auf eine Trägerrakete wie die Angara-5, je nach der PKT Varinte, erreichen wir eine Nutzlaststeigerung von 8 bis 28% und bei anderen Lösungen haben unsere Berechnungen gezeigt das wir Werte bis 30,5% erreichen.

Zum Thema PKT ist mein Bericht nur eine kurze Einführung und sämtliche Varianten als auch technologische Lösungen der Magistralen für die erforderlichen Treibstoffleitungen wären zu umfangreich um hier zu posten.

 
PKT = перелив компонентов топлива / Umverteilung von Treibstoff-Komponenten

Energia Feststoffbooster mit 1050 Tonnen Schub

Die Entwicklung der Triebwerke für die Energia verlief nicht glatt und hatte auch ihre Tiefen und Höhen und stand sogar kurz vor der Aufgabe. Es wurden unterschiedliche Konzepte erarbeitet und die zweite Version der Triebwerke wurde innerhalb der Mauern der KB in Khimki geboren. Dies war die so genannte Klepikov Variante, I.A. Klepikov- Entwickler, sprach auf einer Sitzung mit der Idee der geviertelten, also vier separate Triebwerke zu einen zusammenzufügen, die natürlich auch ihre Gegner hatte. Nur durch Gluschko unbändige Härte wurde an der Geburt des RD-170 gehalten und in den schwarzen Tagen konnte er neue Lösungen finden. 

Eine andere Variante an der sehr lange auch diskutiert wurde, war die Verwendung von Feststoffboostern für die Energia. Dazu wurde der Chefkonstrukteur von KB PO ISKRA, Lew Lawrow, für die Beurteilung der Machbarkeit der Triebwerke für die Enrgia berufen. Das war unsere beste Wahl, er war Entwickler der militärischen Feststoffraketen und sein Büro zeichnete sich durch Wagemut und Innovationskraft. Obwohl der Auftrag ungewöhlich war, nahm er sofort an und betrachtete als seine pesönliche Herausforderung. Es entstand ein technischer Projekt der Booster mit einen Schub von mehr als 1000 Tonnen als auch sämtlicher Etappen über 8 Jahre bis zur Fertigstellung.

Dieser einzigartiger Festtstoftriebwerk (mit 7 Segmenten) hatte folgende technische Daten:

Durchmesser - 3,6 Meter
Länge - 44,92 Meter
Konstruktionsmasse - 60 Tonnen
Treibstoffmasse - 460 Tonnen
Brenndauer - 138 Sekunden
Max. Brennkammerdruck - 68 at
Sp. Impuls - 263s
Schub - 1050 Tonnen

Mit der Fertigstellung des Projekts wurde auch an die technologischen Basis und die entsprechenden Materialien wie zB. Fiberglas gedacht. Das ganze natürlich mit hohen finanziellen Aufwand.

Der harte Kern um Gluschko hat sich aber letztendlich mit den wiederverwendbaren RD-170 durchgesetzt.

Quellennachweis:
W.Gubanow, Chefentwickler von Energia, Uragan und Vulkan Trägerraketn.

Einstufige Trägerrakete bis 1,6 Tonnen Nutzlast 

Trägerraketen für kleine Nutzlasten als auch für Nanosatelliten sind sehr aktuell, wie die jüngsten Meldungen aus Russland als auch die Entwicklung der Vega bezeugen.

Um die Effektivität des Trägers mittels Senkung der Strukturmasse zu erhöhen, bietet sich die Möglichkeit eine Einstufigerakete für kleine Nutzlasten zu schaffen. Von besonderen Bedeutung ist die Wahl des einzellnen Triebwerks  mit der Option auf ein drei Komponententriebwerk, die in Zukunft zu erwarten sind.

Bei den umfangreichen Analysen, ohne auf Nuancen einzugehen,  haben wir folgende Daten erhalten:

Startmasse - 140 Tonnen
Trockenmasse - 8,4 Tonnen
Treibstoffmasse - 131,36 Tonnen

Triebwerkschub - 210 Tonnen
Spez. Impuls - 337s
Korrekturtriebwerke - 4 x mit 7 Tonnen Schub



Die obere Tabelle zeigt sehr anschaulich die energetische Möglichkeiten des Trägers. Wir haben ein sehr hohes Nutzlastspektrum von 155 kg bis 1640 kg für eine 200 km LEO Bahn.

Die untere Tabelle zeigt die energetische Daten mit einer ballistischen Pause von 622 bis 1389 Sekunden. Bei diesen Verfahren erreichen wir eine etwas höhere Nutzlast.



Quelle: Raumfahrtsymposium, Moskau, 2012.

Russische Verbundwerkstoffe 

vom Westen beneidet. Unter dieser Überschrift ist ein interessanter Link über die russische Entwicklungen, wobei für Roskosmos als auch neue Technologien eines der Prioritäten in den laufenden Ausschreibungen sind.



Bevor ich ev. hier näher eingehe, folgende Aspekte aus dem Artikel:

1) Die Fertigstellung eines Satelliten Paneel und der Montage der Endprodukte dauert weniger als drei Monate, im Westen fast ein Jahr.

2) Durch die Verwendung von Karbonmaterialien in der dritten Stufe von Proton-M, sank das Gesamtgewicht der Konstruktion um 1,5 Tonnen. Für die Raketenbauer ein Revolution, das sie um jedes Kilo kämpfen.

3) Nach den Worten des stellvertretenden Direktor Anatoly Khmelnitsky, entstehen jährlich über 170 Paneele die ausreichen um 20 Satelliten zu komplettieren. Die Europäische Corporation Astrium, die ähnliche Produkte baut, kann nur 5-7-Satelliten mit 200 Beschäftigten im Jahr komplettieren. In Russland machen die Arbeit nur 25 Menschen.   

http://www.sdelanounas.ru/blogs/17063

Hallo, Gast-N

ich bin neu hier, verfolge dieses Forum mit viel Interesse aber schon über längere Zeit als "Leser " .
Ich habe mich extra hier angemeldet um mal etwas über den Beitrag über  die russischen Verbundwerkstoffe loszuwerden.

Also, ich weiß nicht wie es den anderen Lesern hier geht, aber ich für meinen Teil glaube nicht an den Weihnachtsmann, und aus eigener Erfahrung schon gar nicht an eine derartige Effizienz russischer Technik!

Auch die anderen Beiträge über neue russische Raketen , Treibstoffe u.s.w. gehören
meiner Meinung nach in den Bereich Potemkinscher Dörfer.
Das glaube ich alles erst wenn es wirklich dazu kommt.

Schließe mich da leider voll an. Russland produziert im Raumfahrtbereich eigentlich nichts anderes als Powerpoints und abstürzende Sonden.
Ich sehe ehrlich gesagt kein funktionierendes neues System irgendwelcher Art bei der krassen Korruption. Hab letzt im russischen Fernsehen gesehen, dass teile für Roskosmos in einer !!!Garage!!! gefertigt wurden um das Geld zu sparen und zu unterschlagen. Sorry aber bei solchen Vorgängen hoffe ich innigst dass da niemand ernsthaft versucht einen Nuklearreaktor in den Weltraum zu bringen. Ist aber auch nicht so wahrscheinlich, da das Geld wahrscheinlich wieder mal sonstwo versickert.

Schließe mich da leider voll an. Russland produziert im Raumfahrtbereich eigentlich nichts anderes als Powerpoints und abstürzende Sonden.

Dazu sag ich mal lieber nix

Hab letzt im russischen Fernsehen gesehen, dass teile für Roskosmos in einer !!!Garage!!! gefertigt wurden um das Geld zu sparen und zu unterschlagen

Jo is passiert. Korruption ist natürlich ein großes Problem, aber die Tatsache dass derzeit relativ viel bekannt wird, spricht eben auch dafür, dass da aufgeräumt wird. Mal sehen wie das in zwei bis drei Jahren damit aussieht...

Ist aber auch nicht so wahrscheinlich, da das Geld wahrscheinlich wieder mal sonstwo versickert.

Und ob das wahrscheinlich ist.... das Problem in Russland ist ja weniger Geldmangel bzw -versickern. Das Problem ist eher dass man zu viel auf einmal will/wollte und darum für manche Sachen einfach ewig braucht.

Das Problem ist eher dass man zu viel auf einmal will/wollte und darum für manche Sachen einfach ewig braucht.

Das ist leider echt so in Russland. Man arbeitet dort ja noch zum Großteil mit Technologien, die in der Sowjetzeit noch entwickelt wurden, siehe die ganzen Träger Proton, Rokot oder Zenit, geschweige denn von der Sojus. Aber eben diese Technologien, die z.T. auch sehr gefährlich sind (Treibstoffe von Proton etwa), zu ersetzen dauerte lange, weil man schnell viele Bereiche modernisieren wollte, aber dafür manchmal einfach das Kapital fehlte beziehungsweise man sich übernahm, so wie es etwa mit der Angara geschah. Na ja, hoffentlich kriegen die Jungs und Mädels dort endlich hin.

Russland produziert im Raumfahrtbereich eigentlich nichts anderes als Powerpoints und abstürzende Sonden.

Es kann jeder glauben, und (von mir aus) auch sagen, was er will...
In einem Land, in dem eine Gruppe Pussy Riot (Muschi Krawall) als Kämpfer für die Freiheit
und Menschenrechte glorifiziert wird, ist die reale Einschätzungsmöglichkeit der breiten Menschenmassen
zur Lage in Russland kaum möglich.
Es gilt die Devise (frei nach Farm der Tiere): Jelzin war gut - Putin ist schlecht
Gut, dass das Russen anders sehe... (jedenfalls die, die ich kenne)

Konkret ging es bei der Meldung von Gast-N ja um die Proton-M. Und die kann es meiner Meinung nach
in ihrer dreistufigen Variante, in Zuverlässigkeit und Effizienz (Nutzlastanteil) immer noch mit mancher modernen westlichen Rakete aufnehmen.
Die Stufen sind sehr leicht, wodurch der Nachteil der Treibstoffe wettgemacht wird.
Die Probleme entstehen hauptsächlich durch die Oberstufen Brise-M und Block-DM.

Mit einer Wasserstoff-Oberstufe und einen Startplatz am Äquator hätte eine Proton-M sicherlich
auch beim Satellitentransport in den GTO eine ähnliche Leistung wie die Ariane-V.

P.S.

Aber eben diese Technologien, die z.T. auch sehr gefährlich sind (Treibstoffe von Proton etwa)

Die Treibstoffe der Proton sind in Kasachstan nicht gefährlich, habe ich mir sagen lassen.
(Topic: Russische Raumfahrt) 

Vielleicht sollte man das alles nur halbwegs realistisch einschätzen.

Die russische Raumfahrt befindet sich durchaus wegen Geldmangel in einem desolaten Zustand. Der Verlust von Phobos Grunt und die schlechte Zuverlässigkeit der Proton  sind nicht gerade Glanzleistungen.

Außer kleinen Upgrades für Träger / Systeme die so seit vielen Jahrzehnten eingesetzt werden gab es eigentlich nichts neues.
Und daran können auch all die tollen Ankündigungen (und davon gab es viele in den letzten Jahrzehnten) nichts ändern.

Deswegen bin ich da erstmal skeptisch.....
Ich habe nichts gegen russische Technik, ohne sie würde niemand mehr zur ISS kommen.

Nein, ich lebe sicher nicht auf der Mondrückseite. wäre aber nicht böse wenn es so wäre. Dann wäre ich nämlich der erste dort.
Aber zurück zum eigentlichen Thema:

Ich hatte das Glück vor ein paar Jahren bei der Fa. Dornier in Friedrichshafen eine Betriebsbesichtigung zu erleben.

Zu dieser Zeit wurden dort noch die Nutzlastverkleidungen der Ariane 5 hergestellt. ( inzw. wurde die Fertigung nach Frankreich verlagert )

1. Haben dort nicht 200 Mitarbeiter daran gearbeitet, sondern allenfalls 10 !

2. Handelt es sich hierbei um ein Bauteil mit absoluter und weltweit einzigartiger Leichtbauweise, welches         meines Wissens noch nie versagt hat!

3. Wozu werden in Rußland 170 solcher Bauteile angefertigt? Für die paar Raketenstarts??

Ich habe mit meinem Beitrag lediglich gewisse Aussagen von Gast-N in Zweifel gezogen.

Seine Reaktion darauf spricht eigentlich Bände...

Russland macht weltweit die meisten Starts pro Jahr. Muss man mehr sagen?

Es gibt aktuell bei neuen Entwicklungen in Russland Probleme. Aber vom Konzept her ist doch MRKN oder Angara deutlich besser als das amerikanische SLS oder französische Ariane 6 Ideen...

@Mcdivitt
Nimm mal ein bisschen Schärfe aus deinen Anklagen. Wir sind hier um möglichst viel Informationen aus den russischen Quellen zu bekommen, nicht um unsere mehr oder weniger berechtigten Vorurteile auszutauschen. Oder stehen Dir verlässlichere Informationen zur Verfügung ?
Zur Anzahl der Formteile - laut der Bilder im angegebenen Link handelt es sich bei der Produktion auch um Flugzeugteile, nicht ausschließlich um Raketenbestandteile. Außerdem ist nur von einer bestimmten Technologie die Rede. Bei Kompositmaterialien gibt es viele Wege die jeweils Weltspitze darstellen.
Die Besonderheit des Verfahrens dürfte in der Größe des Einzelelements liegen, das in einem Stück gesintert wird, dazu gab es mal bei der Einführung der Proton-M eine Presseinformation.

Zur Aufheiterung möchte ich auf die Verblüffende Farb-und Oberflächenähnlichkeit zu Trabant-Karosserieteilen hinweisen - die ja auch recht "leicht aber fest" waren.
Gruß

Richtigstellung:

1) Ich habe die Worte des stellvertretenden Direktor Anatoly Khmelnitsky zitiert!
2) Im Link kann jeder nachlesen.
3) Der Vergleich auf meine sachlichen und mitunter aus erster Hand Beiträge und Informationen als ein Bereich Potemkinscher Dörfer, ist absolut hier im Forum nicht angebracht und hat mit einer anderen Meinung auch nichts zu tun.

Also ich kann ja eine gewisse Skepssis gegen die russische Raumfahrt nachvollziehen aber dass hier der eine oder andre so polemisch Argumentiert find ich traurig.

Wenn man sich die jungste Vergangenheit Russlands und seiner Raumfahrt ansieht so kann man festellen, dass die kapital Lage und die Ausgaben für die Raumfahrt verknüpft sind, da waren nun mal nicht viel drin und hat auch zu so manchen Ausfällen geführt. Wenn man jedoch die Daten der Vergangenheit benutz und versucht sie zu interpolieren um eine Prognose für die Zukunft zu ziehen, so erligt man einem Trugschluss.

Mittlerweile fliessen deutlich mehr Geldmittel und der Focus der Politik hat sich stark auf die Raumfahrt gerichtet.
Jetzt hat Russland die Geldmittel, die politische Bereitschaft und das Know How.
Ganz ehrlich dennen Trau ich für die Zukunft mehr zu als uns, zumindest in der bemannten Raumfahrt.
Versteht mich nicht falsch das Know How haben wir zum großen Teil ja auch.

Eins kann man dieser Tage in Russland erkennen, denn da tut sich Einiges. Natürlich ist dort nciht Alles perfect aber sie investieren massiv in die Zukunft und schaffen sich und vor allem ihrer Jugend eine gute Perspektive.

Gast-N ich persönlich bin sehr dankbar für deine Beiträge in diesem Forum!