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RD -191（ロシア語: Ракетный Двигатель-191 、ローマ字表記: Raketnyy Dvigatel-191、直訳: 「ロケットエンジン191 」 ）は、ロシアで開発され、ロスコスモスが販売している高性能単燃焼室ロケットエンジンである。[ 3 ]これは、RD-180二燃焼室エンジンから派生したもので、RD-180自体は、元々エネルギアロケットで使用されていた四燃焼室のRD-170から派生したものである。
RD-191は灯油と液体酸素の混合燃料を使用し、酸素を豊富に含む二段燃焼サイクルを採用している。旧型のロケットが生産・運用から段階的に廃止されるにつれ、将来的にはこのエンジンがロシアの宇宙開発分野における主力エンジンとなることが期待されている。
燃焼は化学的に行われ、始動液を燃焼室とガス発生器に供給することで、液体酸素と接触すると自己着火する。エンジンは定格推力の30%まで絞ることができ、緊急時には短時間だけ推力を増強（定格推力の最大105%）することも可能。カルダン式サスペンションにより、最大8度までの推力偏向によるヨーおよびピッチ制御が可能である 。
最新設計のこのエンジンには、燃焼状態を監視するセンサーが組み込まれている。これらの測定値は、遠隔測定および緊急保護システムに使用される。
エンジンのパワーヘッドは、推進剤タンクを加圧するためのヘリウムガスの加熱と、ノズルと空力舵を偏向させるための油圧アクチュエータへの油圧動力の発生という、2つの追加機能も果たします。
2008年9月5日、エンジンの開発元であるNPOエネルゴマシュは、エンジンが開発と燃焼試験の全サイクルを完了し、製造と納入の準備が整ったと発表した。[ 4 ]このエンジンを使用する主要な打ち上げロケットは、2014年に初飛行したアンガラキャリアロケットファミリーである。 [ 5 ] [ 6 ]
2010年までに、このエンジンはすべての開発段階を通過し、9つのプロトタイプは105回の燃焼試験で合計23,000秒以上を蓄積し、そのうちの1つは12回の試験で最大稼働時間3,635秒に達しました。[ 7 ] 2014年7月、このエンジンは初飛行を行い、アンガラ1.2pp試験機を準軌道飛行に推進しました。[ 8 ] 2014年12月、このエンジンは再び飛行し、アンガラA5大型キャリアロケットに動力を供給しました。[ 9 ]同じ月に、オービタル・サイエンシズは、RD-191の派生型であるRD-181エンジンをアンタレスロケットで使用するために購入すると発表しました。[ 10 ]
推力を170トンに減らしたRD-191の改良型であるRD-151は、2009年7月30日に燃焼試験が行われた。このエンジンの最初の飛行試験は、韓国のナロ1ロケットの最初の打ち上げの一環として、2009年8月25日に実施された。[ 11 ] [ 12 ]
RD-181はRD-191をベースにしており、アンタレスロケットへの統合用に改良されている。RD-193はNK-33の代替として設計されたが、2014年12月17日、オービタル・サイエンシズはバージョン2のアンタレスロケットにNPOエネルゴマシュRD-181を使用し、最大20基のRD-181エンジンについてNPOエネルゴマシュと直接契約したと発表した。[ 13 ] 2基のエンジンが、現在NASAとの契約に基づき国際宇宙ステーションへの貨物輸送に使用されている200シリーズのアンタレスロケットの第1段に使用されている。[ 14 ]ロシアの報道機関は、契約はオプション込みで10億米ドルと報じていたが、オービタルは2015年1月26日、すべてのオプションを行使しても契約額はその金額を下回り、当初の契約上の義務はそれよりも大幅に少なかったと述べた。 2015年2月19日、Orbital ATKは、新しいメインエンジンを搭載した改良型Antaresロケットが2016年3月に初打ち上げされると発表した。2015年5月29日、Orbitalは、新しいエンジンが7回の認証燃焼試験を成功裏に実施し、すべて予想通りに進んだと発表した。また、最初の2つの飛行モデルが最終試験中で、7月初旬にOrbitalに納入される予定であるとも発表した。[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]
2基のRD-181エンジンは、第1世代アンタレスで使用されていたAJ-26エンジン2基よりも440キロニュートン（100,000ポンド）推力が高い。ノースロップ・グラマン・イノベーション・システムズ（旧オービタル）は、コアステージを改良して性能向上に対応し、NASAとのCRS-1貨物輸送契約の履行を完了させ、AJ-26/アンタレスの組み合わせでは5回の追加飛行が必要だったのに対し、わずか4回の追加飛行で合計20,000kg（44,000ポンド）の貨物を輸送した。AJ-26エンジンは、宇宙飛行士を月面に送り届けるロケットとして計画されていたものの、失敗に終わったソ連のN1ロケットと改良型N1Fロケットに使用されていたNK-33ロケットエンジンをリブランドしたものだった。
CRS-2 Cygnus NG-12ミッションで初披露されたAntares 230+アップグレードでは、RD-181エンジンから熱交換器が取り外されました。[ 21 ] [ 22 ]
2022年、ロシアはウクライナ侵攻の結果、米国へのエンジン納入を停止し、ノースロップ・グラマンはRD-181からの移行を優先して残りの契約をキャンセルした。[ 23 ] [ 24 ]代わりに、アンタレス330はファイアフライ・エアロスペースが設計したミランダエンジンを使用する予定である。[ 25 ]
2013年4月、さらなる派生型であるRD-193の試験が完了したことが発表された。このバージョンは軽量かつ短縮されており、余剰のNK-33エンジンの在庫が尽きた際に、軽ロケットSoyuz-2.1vで使用するために設計されている。[ 26 ]
2010年代、NPO EnergomashはAngara-A5MおよびAngara-A5Vロケット用のRD-191Mエンジンの開発に取り組んでいた。同社関係者によると、このエンジンは2016年に試験燃焼され、元のバージョンの推力の110%増を達成した。2024年5月、ロスコスモスは、RD-191Mエンジンのコンポーネントの自律試験の全サイクルが2023年末までにNPO Energomashで完了したと発表し、2024年7月8日、NPO EnergomashはRD-191Mの調整試験を完了したと発表した。同社によると、調整試験用の最初のRD-191Mエンジンは2023年末に製造された。[ 27 ]
ロシアは、RD-191M エンジンの技術移転をインドに提案している。これは、LVM-3ロケットの改良型で使用するためのものである。[ 28 ]この調達は、将来の改良型でSCE-200が導入される前に、LVM3 ロケットの L110 段を置き換えることが期待されている。[ 29 ]