化学自動設計局

KBKhA. 化学自動設計局

KBKhA ビル
以前は	OKB-154
業界	ロケットエンジン
設立	ヴォロネジ、ソ連(1946 年 4 月 2 日、78 年前) ( 1946-04-02 )
本部	ヴォロネジ 、 ロシア
主要人物	ヴィクトル・ドミトリエヴィッチ・ゴロホフ [ru]、チーフデザイナー
製品	宇宙船の推進、ロケットエンジン
収益	5,320万ドル[1]  （2015年）
営業利益	107万ドル[1]  （2015年）
純利益	−214万ドル[1]  （2015年）
総資産	1,400万ドル[1]  （2015年）
総資本	5,830万ドル[1]  （2015年）
親	ロスコスモス[2]
Webサイト	翻訳元

化学自動設計局（CADB）、別名KBヒマフトマティカ（ロシア語：Конструкторское бюро химавтоматики、КБХА、KBKhA）は、1941年にNKAP（航空機工業人民委員会）によって設立され、セミョン・コスバーグが1965年に死去するまで率いていたロシアの設計局である。その起源は1940年のモスクワのキャブレター工場に遡り、 1941年にベルツクに疎開し、その後1945年にヴォロネジ市に移転し、現在はそこで活動している。当初はOKB-296と命名され、航空エンジンの燃料装置の開発を任務としていたが、 1946年にOKB-154に再命名された。^[3]

1965年にADコノパトフ [ru]が経営を引き継ぎました。1993年にVSラチュク [ru]が後を継ぎ、2015年にヴィクトル・D・ゴロホフ [ru]（RD-0124主任設計者）が後を継ぎました。この間、同社は液体燃料ロケットエンジン、宇宙用原子炉、出力1MWのソビエト初のレーザー、ソ連唯一の運用可能な核ロケットエンジンなど、幅広いハイテク製品を設計しました。^{[4] [5]}同社は60以上の液体燃料エンジンを設計しており、そのうち約30が生産に入りました。^[6]

2019年11月、КБХАとヴォロネジ機械工場が合併した。^{[7] [8]}

KBヒマフトマティカの当初の任務は、第二次世界大戦中にソ連軍の航空燃料システムを開発することだった。コスバーグは中央航空機エンジン製造研究所で10年間燃料システムについて研究し、新しい局の運営に抜擢された。ドイツ軍の接近により、グループはシベリアのベルツクに移転する必要が生じ、そこでコスバーグと約30人の専門家からなるチームが直接噴射燃料システムを開発し、最終的にLa-5、La-7、ツポレフTu-2、Tu-2Dに実装された。新しい燃料システムは、従来のガソリン燃料システムに比べて性能が大幅に向上し、激しい戦闘飛行によって引き起こされるキャブレターのフロートの問題を解消した。当時ダイムラーベンツが開発した直接噴射システムと競合した。戦争が終わると、設計局はヴォロネジに移され、ピストン、ターボプロップ、ジェット機の燃料システムの設計を続けた。^{[9] [10]}

成功した作業結果が、プラント 154 設計局を独立した会社 OCB-154 に再編する基礎となりました。新しい事業はロケット エンジンの開発でした。

作業は、宇宙打ち上げ用ロケット（LV）とミサイル用のLREの開発という2つの方向で行われました。作業の開始は、 1958年2月10日のS.コスバーグとS.コロリョフの会議で示されました。この会議の結果、LV「ルナ」LVステージ（エンジン主任設計者V.コシェルニコフ）用の酸素ケロシンエンジンRD0105の共同開発が実現しました。このエンジンにより、LVは世界で初めて宇宙速度2位に到達し、ソ連のペナントを月面に届け、月を周回飛行し、月の裏側の写真を撮ることができました。後に、裏側のクレーターの1つがS.コスバーグにちなんで命名されました。

KBKhAは、RD0105エンジンをベースに、「ボストーク」LV第3段（主任設計者：V.コシェルニコフ）用のLRE RD0109を開発しました。このエンジンは、新しい効率的な軽量燃焼室の開発により、信頼性が高く、技術仕様も高くなりました。RD0109は、 Y.ガガーリンを乗せたボストーク宇宙船、その後のすべての1人乗りの有人宇宙船、およびさまざまな軍事用および科学用の宇宙船を軌道に乗せました。50年代末から60年代初頭の宇宙産業の発展により、最大7000kgの質量の物体を軌道に乗せるための、より強力なLVの開発が必要になりました。この目的を果たすため、設計局は軍用ロケットP-9Aの第2段エンジンRD0106をベースに、S.コロリョフのロケット「モルニア」、「ヴォショド」、「ソユーズ」の第3段用のエンジンRD0107、RD0108、RD0110（主任設計者Y.ゲルシュコビッツ）を開発した。これらのロケットは、火星や金星への惑星間ステーションの打ち上げや、2～3人の宇宙飛行士を乗せた軌道上の宇宙船の打ち上げを確実なものにした。これらの乗組員は、人類で初めて宇宙空間に踏み込んだ人々であり、アメリカの「アポロ」を含む2機の宇宙船の軌道ドッキングや共同飛行を行った。ソユーズロケットは、軌道上のステーションにペイロードを届けるために使用される。信頼性の高いエンジンRD0110を使用することで、1,500回を超えるロケットの打ち上げが成功した。1965年の初めに、主任設計者のS.コスバーグが自動車事故で亡くなった。 A.コノパトフ [ru]が設計局の主任設計者に任命された。^[11]

ロシアの宇宙産業の発展におけるもう一つの画期的な出来事は、ゼネラルデザイナーのV.チェロメイによる強力なLV UR500の開発だった。このLVは、最大20トンの重量物を周回することができた。LV「プロトン」の第二段として、KBKhAはLRE RD0208とRD0209（主任デザイナーV.コゼルコフ）を開発し、酸化剤が豊富なプレバーナー段階燃焼方式で動作する。プロトタイプとして、軍用ミサイルUR-200に搭載されたエンジンRD0206が使用された。このLVは、大型自動化ステーション「プロトン」を周回した。LV UR500は後に「プロトン」と名付けられた。3段式の「プロトン」はより強力なLVであり、その第二段エンジンRD0208とRD0209が近代化された。近代化されたエンジンには、RD0210とRD0211というインデックスが付けられた（主任デザイナーV.コゼルコフ）。第3段エンジンとして、RD0212が新しくなった（主任設計者：Y. ゲルシュコビッツ）。さらに、プロトンで打ち上げられた宇宙ステーション「アルマース」の位置補正用に、KBKhAは加圧式エンジンRD0225（主任設計者：V. ボロディン）を開発し、複数回の起動（最大100回）と軌道待機モード（最大2年間）を備えた。これらのLVは、月への月周回モジュール、月の土壌の探査機を運び火星と金星に着陸した惑星間宇宙船を運んだ。長期滞在軌道ステーション「サルート」と「ミール」、および国際宇宙ステーションのモジュール「ザーリャ」と「ズヴェズダ」の打ち上げが可能になった。現時点では、300回を超える「プロトン」LVの打ち上げが行われている。エンジンRD0110、RD0210、RD0211、RD0212の技術的完成度により、長寿命が保証されている。これらのエンジンは40年以上にわたり、さまざまな宇宙船、自動化されたステーション、有人宇宙船の打ち上げに使用されてきた。高いエネルギー重量特性と操作の簡単さにより、同クラスのロシア製および外国製のエンジンの中で最高の位置を占めている。^[11]

KBKhA の優先課題の 1 つは、防衛契約の履行、つまりエネルギー特性と信頼性が高く、製造コストが低く、耐用年数全体にわたってメンテナンスが不要な LRE の作成でした。1957 年、迎撃機用エンジン RD0100、RD0101、RD0102 の開発中に得られた豊富な経験を活用して、設計局は自己点火コンポーネントを使用した対空ミサイル (SAM) 用エンジンの開発を開始しました。最初の LRE RD0200 (主任設計者 A. Golubev) は、S. Lavochkin 5В11 SAM の第 2 段用に開発されました。このエンジンは、1 : 10 スロットル能力を備えたオープン サイクル エンジンとして設計されました。このエンジンはあらゆる種類のテストに合格し、量産されました。LRE RD0201 (主任設計者 L. Pozdnyakov) は、P. Grushin B1100 SAM の第 3 段用に設計されました。このエンジンとRD0200の違いは、飛行ナビゲーションを行うための4つの旋回燃焼室でした。1950年代末には、8K72ロケットに代わる、より強力なロケットR-9の開発の問題が生じました。1959年から1962年にかけて、設計局はLV第2段（ブロックB）用の酸素ケロシンエンジンRD0106を開発しました（主任設計者 – Y. Gershkovitz）。高エネルギー特性、最適な取り付け、比較的低い高さ、簡単な操作、開発時間（地上および飛行中）が、ソユーズLV第3段（ブロックИ）用のRD0110を含む、コロリョフの宇宙ロケット用のさまざまなエンジンの開発の基礎となりました。1960年代初頭には、KBKhAとチェロメイ設計局の長期的で実り多い協力が始まり、私たちの設計局はそれらのLV用に約20のLREを開発しました。この時期に強力な低圧エンジンを製造するには、LRE のエネルギー特性と運用機能を大幅に向上させる必要がありました。KBKhA は、このような LRE の開発を最初に開始した機関の 1 つでした。1961 年から 1964 年にかけて、UR200 ロケットの第 1 段用に RD0203 および RD0204 LRE (主任設計者 V. Kozelkov) が、同じロケットの第 2 段用に RD0206 および RD0207 LRE (主任設計者 L. Pozdnyakov) が開発されました。これらの新しいエンジンは高度な設計で、貯蔵可能な燃料成分で動作し、段階的な燃焼サイクルが初めて使用されました。このような回路図の適用により、燃焼室圧力が 2 倍になり (オープン サイクル エンジンの 70 kg/cm2 と比較して最大 150 kg/cm2)、TPA タービン ドライブの Isp 損失が排除されました。短期間で開発された強力で非常に経済的なエンジンは、地上開発と飛行テストを経ました。このエンジンは、新しい LRE の開発の基礎となりました。1963 年、チェロメイ設計局は、第 1 段用の新型ロケット RS-10 の開発を開始しました。KBKhA が開発したエンジン RD0216 と RD0217 は、1963 年から 1966 年まで使用されました (主任設計者 V. コシェルニコフ)。LV に対する高度な技術要件と運用要件により、高いエンジン効率と信頼性、環境からのエンジン内部の保護などの必要性が定義されました。これらすべての要件は、ロケット部品としての地上および飛行開発テストによって満たされ、確認されました。得られた経験は、より高い燃焼室圧力を備えた新世代エンジンの開発の基礎となりました。このタイプの最初のエンジンは、1969年から1974年にかけてRS-18ロケット第1段用に開発されたRD0233およびRD0234（主任設計者V. Kozelkov、主任設計者V. Ezhov）でした。その後、RS-18ロケット第2段用に、段階燃焼RD0235とオープンサイクルステアリングエンジンRD0236（主任設計者V. Kozelkov、主任設計者Y. Garmanov）の2つのエンジンが開発されました。 RD0235エンジンはRD0216エンジンをベースに開発されましたが、設計と技術の可能性が向上したため、より信頼性が高くなりました。LRE開発の経験は、KBKhAが1967年にゼネラルデザイナーM.ヤンゲルが設計したロケットRS-20の第2段用のエンジンRD0208（主任デザイナーY.ゲルシュコビッチ）の開発に従事する際の基礎となりました。このエンジンは、「プロトン」で使用された第3段エンジンRD0212をベースに開発されましたが、より強力で、段内で異なる用途に使用されました。
最初の原子力ロケットエンジン 1965年、KBKhAは、原子力ロケットエンジンRD0410およびRD0411の開発プロジェクトに参加しました（主任設計者G. チャーシン、主任設計者 – L. ニキチン、M. ビリュコフ、A. ベログロフ、Y. マモントフ）。このエンジンは、宇宙船の加速と減速、および深宇宙探査の軌道修正用に設計されました。作動流体の高い熱力学的特性と原子炉内の高い加熱温度（最大3000 K）により、エンジンは高い効率（真空Isp 910 kg s/kg）を備えています。時間とコストを節約するために、原子炉と「コールド」エンジン（供給システム、調整および制御コンポーネント）は並行して開発されました。原子炉は異種回路図に従って設計されており、その設計ではブロックマウント原理が採用されており、ウラン含有（燃料電池）アセンブリと原子炉を別々に開発できました。 RD-0410原子力ロケットエンジンの開発成果は、RD-0120エンジンの主ターボポンプの開発に活用され、マルチモード宇宙原子力発電所の開発の基礎となりました。

1970年代初頭、KBKhAは、超音速ノズルグリッドの非平衡膨張で得られる活性ガス媒体の熱エネルギーを電磁放射に変換する、連続高出力ガス動力学CO2レーザー（GDL）の開発を開始しました_。GDLサンプルファミリーは、10〜600kWの放射エネルギーと、ガス推進剤で動作する宇宙搭載型GDL RD0600（主任設計者：VP Koshelnikov、GI Zavision、VY Guterman）で作成されました。 ^[11]

1954 年までに、同局は高性能実験機Yak-27Vおよび E-50A用の液体燃料ロケットエンジンを設計し、1957 年から 1962 年にかけては対空誘導ミサイル用のエンジン^{[どれ? ]}を設計しました。1960 年代初頭までに、同局は有人宇宙打ち上げ機用の液体燃料ロケット エンジン (LPRE) を設計しました。^{[引用が必要]}

数十年にわたり、CADB はソ連の液体ロケットエンジンの第一人者開発企業となり、SS-11、SS-18、SS-19や弾道ミサイル用のエンジンなどを設計した。ユニークな設計の 1 つとして、スペースを節約するためにエンジンをUDMH推進剤タンク内に沈めるものがある ( SS-N-23潜水艦発射弾道ミサイル )。また、ソユーズおよびプロトン宇宙打ち上げロケットの上段エンジンや、エネルギアのコアエンジンも設計した。大量の設計作業と継続的な改良により、高度な技術力が確立された。^{[誰によると? ]}米国ではこの同じ時期 (1960 年代後半から 1970 年代前半) に、ミサイルの液体エンジンに代わって固体エンジンが採用され、開発されていた唯一の LPRE はスペースシャトルの主エンジンであった。^[要出典]コスバーグ設計局は、その経験を生かして、ソ連初の推力40トン以上の極低温エンジンであるRD-0120 ^{[いつ? ]を開発した。主にLOX/灯油またはN} ₂ O ₄ /UDMHエンジンを設計していたにもかかわらず、LOX/LH2 RD-0120はSSMEと同様の定格と性能を持ち、技術の選択によりコストが低く抑えられた。^[12]

2007年、CADBはRL-10の代替としてRD-0146エンジンを国際市場に提供していました。^[13] LPREの市場の縮小に伴い、^{[引用が必要]}同社は関連分野に進出し、^{[いつ? ]}石油・ガス、農業、医療産業向けの製品を設計しました。^{[引用が必要]}

KBKhA チームは生産的な設計経験、スタッフ内の非常に有能な科学者(6 人のドクター ナウクと 50 人以上のカンディダット ナウク)、設計者、生産エンジニア、そして新しいロケット エンジンと発電所の開発に取り組み続ける労働者を擁しています。^{[引用が必要]}

1993年以来、総設計者D.コズロフの「ソユーズ2」ロケットの第3段用の4室LOX-ケロシンLRE RD-0124、14D23（主任設計者 — V.コセルコフとV.ゴロホフ、主任設計者 — V.ボロディン、A.プリス、V.グリン）の開発が行われてきました。エンジンの主な目的は、衛星、貨物、有人宇宙船など、さまざまなペイロードを軌道に乗せることです。RD-0124エンジンは、RD-0110の代替として開発されました。インターフェース、全体寸法、質量は実質的に同一ですが、このクラスの開発されたLREの中で最高の、より高い固有パラメータを備えています。エンジンは、酸化剤リッチステージ燃焼サイクルに従って動作し、RD-0110と比較して（33秒で）より高い効率を備えています。これにより、より大きなペイロード（約950kg）を軌道に乗せたり、バイコヌールの北にある宇宙港から「ソユーズ2」ロケットを打ち上げたりすることが可能になる。実施された一連のスタンドテストの成功により、主要パラメータの仕様要件が満たされていることが確認された。LV「ソユーズ2」第3段内で2回のテストベンチ燃焼テストが実施され、地上エンジン開発の第1フェーズが完了した。2006年12月27日、LV「ソユーズ2b」内のエンジンの最初の飛行テストが実施された。1998年、KBKhAは、フルニチェフ設計研究センターによって開発され、多目的宇宙船の軌道投入を目的とした宇宙ロケット複合体「アンガラ」の第2段にRD-0124（RD-0124A）を使用する可能性を研究し、決定した。ベースエンジンの要件との主な違いは、主推力段と最終推力段のエンジン動作時間の変更である。 2007年12月1日、150回の燃焼試験が実施され、総開発時間は30,000秒を超え、主要パラメータが技術タスクの要件に準拠していることが確認されました。^[要出典] RD-0750 1993年から1998年にかけて、KBKhAの取り組みとして、RD-0120をベースにした三剤デュアルモード^[要説明]エンジンの開発に関する大量の設計、分析、研究、実験作業が実施されました。エンジンの推進剤は、液体水素、灯油、液体酸素です。他のロシアのR＆D機関^{[どれ？ ]}および外国企業の研究と推奨事項は、デュアルモード三剤エンジンを高度な打ち上げロケット（特に単段式）に適用することの経済的実現可能性を示しており、三剤エンジンの動作性能に対する真のサポートとなっています。最初のモードでは、エンジンは酸素と灯油に少量の水素を加えて作動し、2番目の動作モードでは酸素と水素を使用します。^[要出典] この研究の結果、初めて、3種類の推進剤を使用するデュアルモードのプレバーナーのテストに成功^{[いつ? ]} KBKhA および NIICHIMMASH の RD0750D デモンストレーター条件で^{[明確化が必要]}。^{[引用が必要]}

1997年、KBKhAはフルニチェフ宇宙センターの技術仕様に従って、先進的なロケット「プロトン」および「アンガラ」の宇宙ブースター用の新しい酸素水素エンジンRD-0146（主任設計者 - NEティトコフ、主任設計者 - IVリプラヴィ）の開発を開始しました。ロシアで初めて、飛行中の複数回の始動を保証したエキスパンダーサイクルエンジンが開発されました。2001年以来、4つのエンジンが製造され、エンジンサブアセンブリと点火装置付きチャンバーの独立したテストが公称よりも高いモードで実行されました。合計で、最大109.5%のモードで1680秒の全動作時間で30回の火災テストが完了しました。エンジン1台あたりの開発時間は、27回のテストで1604秒でした。

1995年、先進的な宇宙ブーストユニットおよび軌道間牽引用の膨張型ケロシン水素LREの開発研究作業が開始されました。これにより、エンジンの構成と性能が定義されました。この作業は、技術提案の発行によって完了しました。この作業に基づいて、RKK「エネルギア」は、2つのバリエーションで提示されたRD-0126エンジン開発の仕様を発行しました。エンジンRD0126（従来のラバルノズルチャンバー付き）とRD0126Э（膨張偏向ノズルとリングスロート付き）（主任設計者V.ゴロホフ、主任設計者-I.リプリヤヴィ）です。エンジンRD0126Эには、従来のLREと比較して次の利点があります。長さは同じですが、真空Ispが高い。Ispは同じで軽量。冷却チャネルでより高い水素温度を得ることができ、TPAタービンの回転用の作動媒体として使用できます。ガスダイナミックチューブなしで高高度条件下でエンジン地上テストを実行できます。

1998 年に、リング スロートを備えたテスト ベンチ チャンバーがテストされました。5 回の海面火災テストが実行され、高高度ノズル内で境界層分離のない燃焼生成物の流れが確認され、エンジン開発が大幅に簡素化されました。計算されたパフォーマンス データは設計値に準拠していました。定常動作プロセスは安定しており、ハードウェアは満足のいく動作状態にあります。

1994年以来、KBKhAはバラノフ中央航空エンジン開発研究所の仕様に従い、流速3～6.5メートル、高度20～35kmの飛行条件での水素燃焼プロセスを研究するための実験用軸対称スクラムジェット58L（主任設計者：YV Liplavy、YA Martynenko）を開発してきました。エンジン燃料である液体水素はCC冷却チャネルを通過し、燃焼ゾーンに導入されます。燃焼室は環状の3ゾーン設計です。最初のゾーンでは水素燃焼は亜音速気流で行われ、他の2つのゾーンでは超音速気流で行われます。燃焼室はKBKhAで完全に設計および製造されており、新しい高度な設計と技術ソリューションが実現されています。1998年には、ホロド研究所でのスクラムジェットの飛行テストが成功裏に実施されました。エンジンは飛行速度3メートルで作動を開始し、飛行終了77秒後に機体速度は6.47メートルに達した。超音速流条件下での水素燃焼は世界で初めて行われた。エンジンはテストプログラムに従って作動し、テストプログラム下では異常は見られなかった。^[11]

2013年に化学自動設計局は長距離宇宙旅行用の磁気プラズマ動力学エンジンのテストベンチを成功裏に実施しました。 ^[14]欠陥のない磁気プラズマ動力学エンジンイオンエンジン。

化学自動化設計局の試験施設では、高イオン電気推進の初期試験シリーズが無事に完了した。試験は特別な真空スタンドで正常に実施され、仕様に定められたエンジン特性の適合パラメータが確認された。エンジンの作業は継続中であり、生産リソースに対する新しい試験が計画されており、連続運転における実証済みの性能の安定性を試験する。同社では2012年に電気ロケットエンジンの開発を開始した。イオン電気推進の開発チームは、KBKhAがロシア連邦教育科学省の2013年コンペティションで優勝し、ハイテク生産組織のための複合プロジェクト実現のための助成金を獲得した後に開始された。同社は、「新世代の電気推進の開発、金属加工、工業生産のためのハイテク生産および試験拠点の創設」プロジェクトの勝者の1社であった。^[15]

• KB ヒマヴトマティカのウェブサイト
• Энциклопедия отечественной космонавтики、OKB-154、OKB-296、OKB-265 の歴史