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NK-33

Abril 13, 2022

El NK-33 y NK-43 son motores de cohete diseñado y construido en la década de 1960 y principios de 1970 por la Oficina de Diseño Kuznetsov. Estaban destinados al malogrado cohete lunar soviético N-1. El motor NK-33 alcanza la más alta relación de empuje-a-peso de cualquier motor de cohete lanzable desde la Tierra, logrando al mismo tiempo un impulso específico muy alto. NK-33 posee las más altas prestaciones de cualquier motor cohete alimentado por LOX / RP-1 jamás creado.[1]​

NK-33

Kuznetsov NK-33/43.
País de origen URSS
Fabricante ?
Aplicación primera etapa multimotor
Cohete de combustible líquido
Propergol RP-1 (rocket grade kerosene) / LOX
Ciclo ciclo de combustión por etapas
Diámetro 1.490 milímetros
Peso en seco 1 222 kilogramos
[editar datos en Wikidata]

El NK-43 es similar al NK-33, pero está diseñado para etapas superiores. Cuenta con una tobera más larga, optimizada para un funcionamiento a gran altitud, donde la presión del aire ambiente es baja o nula. Esto le da un mayor empuje e impulso específico, pero lo hace más largo y más pesado.

En 2010 se probaron con éxito motores NK-33 para su uso en el cohete Antares de la Orbital Sciences[2]​

Tecnología

Los motores NK-33 y NK-43 derivan, respectivamente, de los anteriores NK-15 y NK-15V.

Los motores son de alta presión, enfriado regenerativamente de un ciclo de combustión por etapas para un motor cohete bipropelente, y emplea pre-quemadores ricos en oxígeno para impulsar las turbobombas. Este tipo de quemadores son muy inusuales, ya que el oxígeno a altas temperaturas tiende a atacar metal, causando daños. Los soviéticos no obstante perfeccionado la metalurgia detrás de este método. La tobera estaba construida de metal ondulado, con soldadura fuerte en el revestimiento exterior y el interior, dándole una estructura sencilla, ligera pero resistente. Además, puesto que el NK-33 consume LOX y queroseno, que tienen densidades similares, se puede utilizar un único eje giratorio en la turbobomba.[3]​ Debido a su más larga, y por ende más pesada, tobera la relación de NK-43 en vacío es ligeramente más pesado con una relación empuje-peso de alrededor de 120:1.[4]​

La tecnología de pre-quemadores ricos en oxígeno persiste en los motores RD-170/-171, y sus derivados el RD-180 y recientemente desarrollado RD-191.

Características Técnicas

Nombre[5]​ NK-33 NK-43
Empuje (nivel del mar) 1505 kN —
Empuje (vacío) 1638 kN 1750 kN
Masa 1235 kg 1473 kg
Longitud 3,7 m 5,0 m
Diámetro 2,0 m 2,5 m
Propergoles LOX/Queroseno
Relación de mezcla 2,6:1
Presión en la cámara de combustión 14,5 Mpa
Impulso específico 297s 346s
Relación de expansión de la tobera 27:1 80:1

Historia

Génesis

El cohete N-1 utilizaba originalmente los motores NK-15 para su primera etapa, y una modificación para gran altitud llamada NK-15V en su segunda etapa. Después de cuatro lanzamientos fallidos consecutivos y ningún éxito, el proyecto se canceló. Mientras que otros aspectos del vehículo estaban siendo modificados o rediseñados, Kuznetsov mejoró sus contribuciones con los motores NK-33 y NK-43.[6]​ El vehículo de segunda generación se iba a llamar la N-1F. En este punto, la carrera hacia la Luna estaba perdida hacia mucho tiempo, y el programa espacial soviético estaba desarrollando el Energía como su lanzador pesado. El N-1F nunca llegó a la plataforma de lanzamiento.

Cuando el programa N-1 se canceló, se ordenó la destrucción de todo el trabajo en el proyecto. Un burócrata, en lugar de destruir los motores valorados en millones de dólares cada uno, se los llevó y los guardó en un almacén. Casi treinta años después de su construcción los estadounidenses conocieron su existencia, y lo incrédulos ingenieros de cohetes fueron llevados a la bodega. Más tarde, uno de los motores fue llevado a EE. UU. y las especificaciones precisas del motor se demostró en un banco de pruebas.

Reaparición

 
Un NK-33, renombrado como Aerojet AJ26, en el banco de pruebas del Centro Espacial Stennis

Cerca de 150 motores sobrevivieron, y en la década de 1990, Rusia vendió 36 motores a Aerojet General, por $ 1,1 millones cada uno. Esta empresa también adquirió una licencia para la producción de nuevos motores. Aerojet lo modificó y rebautizó las actualizaciones de NK-33 y NK 43 como AJ26-58 y AJ26-59, respectivamente.[7]​[8]​

Kistler Aerospace, más tarde llamada Rocketplane Kistler (RPK), diseñaron su cohete K-1 en torno a tres NK-33 y un NK-43. El 18 de agosto de 2006, la NASA anunció que RPK había sido elegido para desarrollar Commercial Orbital Transportation Services para la Estación Espacial Internacional. El plan requería vuelos de prueba entre 2008 y 2010. RPK habría recibido cerca de $ 207 millones si se cumpliera con todos los hitos de la NASA,[9]​[10]​[11]​ pero el 7 de septiembre de 2007, la NASA emitió una carta de advertencia por defecto que sería rescindir el contrato COTS con Rocketplane Kistler en 30 días porque RpK no había alcanzado varios hitos contractuales.[12]​

Se ha propuesto actualizar el lanzador Soyuz con motores NK-33. Ya sea sustituyendo solo el motor central de la Soyuz RD-108, o cinco NK-33 que sustituirían al RD-108 y los cuatro impulsores RD-107. El menor peso y mayor eficiencia aumentaría la carga útil;. El diseño más simple y el uso de motores excedentes podría reducir el coste.[13]​

Utilización futura

Orbital Sciences está desarrollando el cohete Antares, diseñado para tener dos NK-33 modificados en su primera etapa, una segunda etapa de combustible sólido y la etapa órbita con hipergólico.[14]​ El NK-33 sería primero importado desde Rusia a los Estados Unidos y luego se modificaría por Aerojet AJ26s, lo que implica la eliminación de algunos elementos, la adición de electrónica de EE.UU., por lo que sería compatible con los propulsores de Estados Unidos, y la modificación del sistema de dirección.[2]​

RKK Energiya propone un vehículo 'Aurora-L.SK' lanzador que utilizaría un NK-33 para alimentar la primera etapa y un Bloque DM-SL para la segunda etapa.[15]​ TsSKB-Progress también planea utilizar el NK-33 como el motor principal de la versión ligera de la exitosa familia de cohetes Soyuz en fase de desarrollo, llamado Soyuz-1.[16]​

El 17 de junio de 2011, Aerojet anunció una alianza estratégica con Teledyne Brown que comenzará a producir una versión de fabricación en EE. UU. del AJ-26, con su empuje incrementado a 226800 kilos a nivel del mar, y será producido en la fábrica de Teledyne, en Huntsville, Alabama. Confiando en utilizar este mejorado AJ-26 en la próxima generación del sistema de lanzamiento espacial ("Space Launch System").[17]​

Referencias

  1. . Archivado desde el original el 9 de enero de 2010. 
  2. ↑ Clark, Stephen (15 de marzo de 2010). «Aerojet confirms Russian engine is ready for duty». Spaceflight Now. Consultado el 18 de marzo de 2010. 
  3. Entrada del NK-33 en Astronautix
  4. Entrada del NK-43 en Astronautix
  5. Space and Tech:
  6. Lindroos, Marcus. THE SOVIET MANNED LUNAR PROGRAM MIT. Accessed: 4 October 2011.
  7. . Aerojet. abril de 2011. Archivado desde el original el 14 de agosto de 2011. 
  8. [1]
  9. «NASA selects crew, cargo launch partners». Spaceflight Now. 18 de agosto de 2006. 
  10. «NASA Selects Crew and Cargo Transportation to Orbit Partners». SpaceRef. 18 de agosto de 2006. 
  11. Alan Boyle (18 de agosto de 2006). «SpaceX, Rocketplane win spaceship contest». MSNBC. 
  12. . Aviation Week. 10 de septiembre de 2007. Archivado desde el original el 12 de mayo de 2011. Consultado el 10 de septiembre de 2007. 
  13. «The Soyuz 1 (Soyuz 2-1v) Rocket». Russian Space Web. noviembre de 2010. 
  14. «Antares». Orbital. 
  15. «S.P.Korolev RSC Energia - LAUNCHERS». Energia. 
  16. Zak, Anatoly. «The Soyuz-1 rocket». Russian Space Web. Consultado el 7 de marzo de 2010. 
  17. Morring, Frank. «NASA Will Compete Space Launch System Booster». aviationweek.com. Consultado el 20 de junio de 2011. 

Enlaces externos

  •   Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre NK-33.
  • (en inglés)
  • Encyclopedia Astronautica: y (en inglés)
  • Starbase: Bilder der N1 Raketentriebwerke (enlace roto disponible en Internet Archive; véase el historial, la primera versión y la última). (en inglés)
  • Aerojet: (en inglés)
  • NK-33: especificaciones y diseño de componentes clave(en ruso)


  •   Datos: Q1516025
  •   Multimedia: NK-33

Abril 13, 2022
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El NK 33 y NK 43 son motores de cohete disenado y construido en la decada de 1960 y principios de 1970 por la Oficina de Diseno Kuznetsov Estaban destinados al malogrado cohete lunar sovietico N 1 El motor NK 33 alcanza la mas alta relacion de empuje a peso de cualquier motor de cohete lanzable desde la Tierra logrando al mismo tiempo un impulso especifico muy alto NK 33 posee las mas altas prestaciones de cualquier motor cohete alimentado por LOX RP 1 jamas creado 1 NK 33Kuznetsov NK 33 43 Pais de origenURSSFabricante Aplicacionprimera etapa multimotorCohete de combustible liquidoPropergolRP 1 rocket grade kerosene LOXCiclociclo de combustion por etapasDiametro1 490 milimetrosPeso en seco1 222 kilogramos editar datos en Wikidata El NK 43 es similar al NK 33 pero esta disenado para etapas superiores Cuenta con una tobera mas larga optimizada para un funcionamiento a gran altitud donde la presion del aire ambiente es baja o nula Esto le da un mayor empuje e impulso especifico pero lo hace mas largo y mas pesado En 2010 se probaron con exito motores NK 33 para su uso en el cohete Antares de la Orbital Sciences 2 Indice 1 Tecnologia 2 Caracteristicas Tecnicas 3 Historia 3 1 Genesis 3 2 Reaparicion 4 Utilizacion futura 5 Referencias 6 Enlaces externosTecnologia EditarLos motores NK 33 y NK 43 derivan respectivamente de los anteriores NK 15 y NK 15V Los motores son de alta presion enfriado regenerativamente de un ciclo de combustion por etapas para un motor cohete bipropelente y emplea pre quemadores ricos en oxigeno para impulsar las turbobombas Este tipo de quemadores son muy inusuales ya que el oxigeno a altas temperaturas tiende a atacar metal causando danos Los sovieticos no obstante perfeccionado la metalurgia detras de este metodo La tobera estaba construida de metal ondulado con soldadura fuerte en el revestimiento exterior y el interior dandole una estructura sencilla ligera pero resistente Ademas puesto que el NK 33 consume LOX y queroseno que tienen densidades similares se puede utilizar un unico eje giratorio en la turbobomba 3 Debido a su mas larga y por ende mas pesada tobera la relacion de NK 43 en vacio es ligeramente mas pesado con una relacion empuje peso de alrededor de 120 1 4 La tecnologia de pre quemadores ricos en oxigeno persiste en los motores RD 170 171 y sus derivados el RD 180 y recientemente desarrollado RD 191 Caracteristicas Tecnicas EditarNombre 5 NK 33 NK 43Empuje nivel del mar 1505 kN Empuje vacio 1638 kN 1750 kNMasa 1235 kg 1473 kgLongitud 3 7 m 5 0 mDiametro 2 0 m 2 5 mPropergoles LOX QuerosenoRelacion de mezcla 2 6 1Presion en la camara de combustion 14 5 MpaImpulso especifico 297s 346sRelacion de expansion de la tobera 27 1 80 1Historia EditarGenesis Editar El cohete N 1 utilizaba originalmente los motores NK 15 para su primera etapa y una modificacion para gran altitud llamada NK 15V en su segunda etapa Despues de cuatro lanzamientos fallidos consecutivos y ningun exito el proyecto se cancelo Mientras que otros aspectos del vehiculo estaban siendo modificados o redisenados Kuznetsov mejoro sus contribuciones con los motores NK 33 y NK 43 6 El vehiculo de segunda generacion se iba a llamar la N 1F En este punto la carrera hacia la Luna estaba perdida hacia mucho tiempo y el programa espacial sovietico estaba desarrollando el Energia como su lanzador pesado El N 1F nunca llego a la plataforma de lanzamiento Cuando el programa N 1 se cancelo se ordeno la destruccion de todo el trabajo en el proyecto Un burocrata en lugar de destruir los motores valorados en millones de dolares cada uno se los llevo y los guardo en un almacen Casi treinta anos despues de su construccion los estadounidenses conocieron su existencia y lo incredulos ingenieros de cohetes fueron llevados a la bodega Mas tarde uno de los motores fue llevado a EE UU y las especificaciones precisas del motor se demostro en un banco de pruebas Reaparicion Editar Un NK 33 renombrado como Aerojet AJ26 en el banco de pruebas del Centro Espacial Stennis Cerca de 150 motores sobrevivieron y en la decada de 1990 Rusia vendio 36 motores a Aerojet General por 1 1 millones cada uno Esta empresa tambien adquirio una licencia para la produccion de nuevos motores Aerojet lo modifico y rebautizo las actualizaciones de NK 33 y NK 43 como AJ26 58 y AJ26 59 respectivamente 7 8 Kistler Aerospace mas tarde llamada Rocketplane Kistler RPK disenaron su cohete K 1 en torno a tres NK 33 y un NK 43 El 18 de agosto de 2006 la NASA anuncio que RPK habia sido elegido para desarrollar Commercial Orbital Transportation Services para la Estacion Espacial Internacional El plan requeria vuelos de prueba entre 2008 y 2010 RPK habria recibido cerca de 207 millones si se cumpliera con todos los hitos de la NASA 9 10 11 pero el 7 de septiembre de 2007 la NASA emitio una carta de advertencia por defecto que seria rescindir el contrato COTS con Rocketplane Kistler en 30 dias porque RpK no habia alcanzado varios hitos contractuales 12 Se ha propuesto actualizar el lanzador Soyuz con motores NK 33 Ya sea sustituyendo solo el motor central de la Soyuz RD 108 o cinco NK 33 que sustituirian al RD 108 y los cuatro impulsores RD 107 El menor peso y mayor eficiencia aumentaria la carga util El diseno mas simple y el uso de motores excedentes podria reducir el coste 13 Utilizacion futura EditarOrbital Sciences esta desarrollando el cohete Antares disenado para tener dos NK 33 modificados en su primera etapa una segunda etapa de combustible solido y la etapa orbita con hipergolico 14 El NK 33 seria primero importado desde Rusia a los Estados Unidos y luego se modificaria por Aerojet AJ26s lo que implica la eliminacion de algunos elementos la adicion de electronica de EE UU por lo que seria compatible con los propulsores de Estados Unidos y la modificacion del sistema de direccion 2 RKK Energiya propone un vehiculo Aurora L SK lanzador que utilizaria un NK 33 para alimentar la primera etapa y un Bloque DM SL para la segunda etapa 15 TsSKB Progress tambien planea utilizar el NK 33 como el motor principal de la version ligera de la exitosa familia de cohetes Soyuz en fase de desarrollo llamado Soyuz 1 16 El 17 de junio de 2011 Aerojet anuncio una alianza estrategica con Teledyne Brown que comenzara a producir una version de fabricacion en EE UU del AJ 26 con su empuje incrementado a 226800 kilos a nivel del mar y sera producido en la fabrica de Teledyne en Huntsville Alabama Confiando en utilizar este mejorado AJ 26 en la proxima generacion del sistema de lanzamiento espacial Space Launch System 17 Referencias Editar NK 33 and NK 43 Rocket Engines Archivado desde el original el 9 de enero de 2010 a b Clark Stephen 15 de marzo de 2010 Aerojet confirms Russian engine is ready for duty Spaceflight Now Consultado el 18 de marzo de 2010 Entrada del NK 33 en Astronautix Entrada del NK 43 en Astronautix Space and Tech NK 33 s specifications Lindroos Marcus THE SOVIET MANNED LUNAR PROGRAM MIT Accessed 4 October 2011 Space Lift Propulsion Aerojet abril de 2011 Archivado desde el original el 14 de agosto de 2011 1 NASA selects crew cargo launch partners Spaceflight Now 18 de agosto de 2006 NASA Selects Crew and Cargo Transportation to Orbit Partners SpaceRef 18 de agosto de 2006 Alan Boyle 18 de agosto de 2006 SpaceX Rocketplane win spaceship contest MSNBC RpK s COTS Contract Terminated Aviation Week 10 de septiembre de 2007 Archivado desde el original el 12 de mayo de 2011 Consultado el 10 de septiembre de 2007 The Soyuz 1 Soyuz 2 1v Rocket Russian Space Web noviembre de 2010 Antares Orbital S P Korolev RSC Energia LAUNCHERS Energia Zak Anatoly The Soyuz 1 rocket Russian Space Web Consultado el 7 de marzo de 2010 Morring Frank NASA Will Compete Space Launch System Booster aviationweek com Consultado el 20 de junio de 2011 Enlaces externos Editar Wikimedia Commons alberga una categoria multimedia sobre NK 33 Especificaciones del NK 33 en ingles Encyclopedia Astronautica NK 33 y NK 43 en ingles Starbase Bilder der N1 Raketentriebwerke enlace roto disponible en Internet Archive vease el historial la primera version y la ultima en ingles Aerojet Space Lift Propulsion en ingles NK 33 especificaciones y diseno de componentes clave en ruso Datos Q1516025 Multimedia NK 33 Obtenido de https es wikipedia org w index php title NK 33 amp oldid 137641966, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

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