imported>Thomas Dresler: Klammern korrigiert

2025-02-08T10:06:13Z

Klammern korrigiert

Neue Seite

__NOTOC__
[[Datei:Soyuz rocket engines.jpg|mini|Blick auf die Unterseite einer Sojus-FG mit 4 RD-107 und einem RD-108]]
[[Datei:RD-107 Vostok.jpg|mini|RD-107]]
Das '''RD-107''' (von {{ruS|Реактивный двигатель}}, „Reaktiwny Dwigatel“, auf Deutsch: „[[Rückstoßantrieb|reaktives Triebwerk]]“) ist ein [[Flüssigkeitsraketentriebwerk]]. Es wurde vom sowjetischen Chefkonstrukteur für Raketenmotoren [[Walentin Petrowitsch Gluschko]] im Zeitraum zwischen 1954 und 1957 am [[Sankt Petersburg|Leningrader]] ''Gasdynamischen Laboratorium'' entwickelt und in den [[R-7]]-Varianten wie der [[Sojus (Rakete)|Sojus-Rakete]] als Antrieb der ersten, aus vier [[Booster (Raketenantrieb)|Boostern]] bestehenden [[Raketenstufe|Stufe]] eingesetzt. Zunächst waren für diese Rakete die Einkammertriebwerke RD-105 und RD-106 vorgesehen, jedoch erwiesen sich diese vergrößerten Versionen des deutschen ''ED-140'' als instabil, worauf die Arbeiten daran 1956 eingestellt wurden.

Das darauf bevorzugte Triebwerk RD-107/RD-108 wird mit [[Kerosin]] und flüssigem Sauerstoff ([[Flüssigsauerstoff|LOX]]) betrieben und besitzt vier starre zylindrische Brennkammern mit Paraboldüsen, zwei schwenkbare [[Vernierdüse|Steuerdüsen]] sowie ein [[Turbopumpe (Raketentechnik)|Turbopumpenaggregat]] mit 4 MW Leistung und zwei Haupt- und zwei Hilfspumpen. Die Hauptpumpen liefern bei vollem Schub pro Sekunde 91 kg Kerosin und 226 kg Sauerstoff zu den Brennkammern, wobei die Turbine mit über 8000/min läuft. Eine der Hilfspumpen fördert [[Wasserstoffperoxid]] als Treibstoff für die Turbine der Hauptpumpen<ref> Im Moment treibt das Evonik-Produkt PROPULSE® die Turbopumpen der russischen Sojus-Raketen an. [https://corporate.evonik.com/de/gruen-ins-all-98673.html]</ref>, die andere fördert flüssigen [[Stickstoff]] in den Wärmetauscher und danach gasförmig in die Treibstofftanks, um in diesen Überdruck zu erzeugen.

[[Datei:RD-107 Turbopump Scheme.v1.svg|mini|500px|zentriert|Schema der Turbopumpe]]
Im Gegensatz zu den Vorgängertriebwerken [[RD-100]] ([[Aggregat 4|A4]]-Triebwerk), [[RD-101]] (Nachbau des A4-Triebwerks) und [[RD-103]] wurde die thermische Belastung der Brennkammerwand durch Kühlung mit Treibstoff beträchtlich gesenkt. Dazu wurden die Brennkammern im oberen Teil doppelwandig ausgelegt (mit Kanälen versehen), durch die der Treibstoff gepumpt wird. Zusätzlich zur Kühlung wird dadurch die Stabilität der Brennkammer gesteigert, wodurch der Brennkammerdruck schadlos auf mehr als das Doppelte erhöht werden konnte.

Eine Ableitung des RD-107 ist das '''RD-108''', welches die zentrale Stufe der R-7 und Sojus-Rakete antreibt und zusätzlich über vier Steuerdüsen zur Richtungskontrolle und Drallstabilisierung verfügt. Es wird ebenfalls beim Start gezündet, brennt aber nach dem Abwerfen der Booster weiter.

Eine wichtige Neuerung dieses Triebwerks war die Möglichkeit, ein variables Mischungsverhältnis zwischen Treibstoff und Oxidationsmittel zu verwenden. Die Toleranzen in der Herstellung der einzelnen Triebwerke bedeuteten, dass ohne eine aktive Steuerung des Treibstoffverbrauchs jeder Booster Sauerstoff und Treibstoff in unterschiedlichem Maße verbrauchen konnte und gegen Ende der Verbrennung bis zu zehn Tonnen ungenutzter Treibstoff übrig bleiben könnte. Dies würde zu einer enormen Belastung der Struktur führen und aufgrund des Massenungleichgewichts Schwierigkeiten bei der Steuerung verursachen. Das System zur Steuerung des Mischungsverhältnisses zur synchronen Entleerung der Tanks wurde entwickelt, um den gleichzeitigen Verbrauch der Treibstoffmasse durch die vier R-7-Booster zu gewährleisten.<ref>{{Literatur |Autor=Helmut Gröttrup |Titel=Über Raketen. Allgemeinverständliche Einführung in Physik und Technik der Rakete |Verlag=Ullstein |Ort=Berlin |Datum=1959 |Umfang=244 |Seiten=156–158 |Online=https://owncloud.birkenwald.de/owncloud/index.php/s/BHp4MDDZZTcGnpG |Format=PDF |Abruf=2023-12-11}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=[[Boris Jewsejewitsch Tschertok]] |Titel=Rockets and People: Creating a Rocket Industry (NASA SP-2006-4110) |Datum=2006 |Seiten=292 |Kommentar=Dieses Kapitel "Chapter 16: The Seven Problems of the R-7 Missile" ist in der deutschen Ausgabe von "Raketen und Menschen" nicht enthalten. |Online=http://www.nasa.gov/pdf/635963main_RocketsPeopleVolume2-ebook.pdf |Format=PDF |Originaltitel=Ракеты и люди |Originalsprache=ru |Originaljahr=1995 |Übersetzer=Assif A. Siddiqi}}</ref><ref>{{Internetquelle |url=http://www.lpre.de/energomash/RD-107/index.htm |titel=ЖРД РД-107 и РД-108 и их модификации (LRE RD-107 und RD-108 und ihre Modifikationen) |sprache=ru |abruf=2023-08-26}}</ref>

Probleme bereiteten bei der Entwicklung des Triebwerkes vor allem (wie bei fast jedem großen Raketentriebwerk) die durch unvollständige Treibstoffverbrennung entstehenden ''Verbrennungsschwingungen'', welche durch periodische Änderungen von Druck und Temperatur in der Brennkammer zum Versagen oder zur Zerstörung des Triebwerks führen können.

== Varianten ==
Die ersten Triebwerke für die Varianten der R-7 trugen die offizielle Bezeichnung 8D74 und 8D75 (die RD-x Bezeichnung ist die des Herstellers). Sie gehörten 1957 zur Erstausstattung der R-7, ihr Schub von 971 bzw. 912 kN reichte jedoch nicht aus, um die geplanten Nutzlasten (Sprengköpfe bzw. die großen Sputniksatelliten ab [[Sputnik]]-3) zu tragen. Daraufhin wurden sehr schnell verbesserte/modifizierte Varianten entwickelt. Für das RD-107 sind das 8D74-1958 (z. B. für die Luna-Version), 8D74-1959 (z. B. für Wostok), 8D74K (z. B. für Molnija), 8D76 (z. B. für 8A91, also ab Sputnik 3), 8D727 und 11D511 (RD-117 für Sojus) bzw. für das RD-108 die Versionen 8D75PS (Sputnik 1 und 2), 8D77 (z. B. für 8A91, also ab Sputnik 3), 8D75-1958 (Luna), 8D75-1959 (Wostok), 8D75K (z. B. für Molnija), 8D727 (z. B. Molnija) und 11D512 (RD-118 für Sojus).

Die Triebwerke werden noch heute in modifizierter Form als RD-107A/'''RD-117''' (821/1021 kN Boden-/Vakuumschub) und RD-108A/'''RD-118''' (765/1010 kN Boden-/Vakuumschub) in den verschiedenen Sojus-Versionen eingesetzt.

== Technische Daten ==
Daten für die RD-107 und RD-108.
{| class="wikitable"
! Kenngröße !! RD-107 (8D76) !! RD-108 (8D77)
|-
| [[Gemisch|Mischungsverhältnis]] [[Sauerstoff]]/[[Kerosin]] || 2,47 || 2,39
|-
| [[Brennkammer]]n/[[Steuerdüse]]n || 4/2 || 4/4
|-
| Gesamthöhe || colspan="2" | 3,00 m
|-
| Höhe ohne Steuertriebwerke || colspan="2" | 2,86 m
|-
| Durchmesser ohne Steuertriebwerke || 2,58 m || 1,95 m
|-
| [[Trockenmasse]] || 1155 kg || 1250 kg
|-
| Masse/[[Schub]]-Verhältnis || 1,2 kg/kN || 1,3 kg/kN
|-
| Brennkammerdurchmesser || colspan="2" | 430 mm
|-
| Brennkammervolumen || colspan="2" | ~70 l
|-
| Brennkammerdruck || 5,85 MPa / 58,5 bar || 5,10 MPa / 51,0 bar
|-
| Düsenhalsdurchmesser || colspan="2" | 166 mm
|-
| Düsenmündungsdurchmesser || colspan="2" | 720 mm
|-
| Düsenmündungsdruck || 39 kPa / 0,39 bar || 34 kPa / 0,34 bar
|-
| [[Entspannungsverhältnis]] || colspan="2" | 150
|-
| [[Startschub]]/[[Vakuumschub]] || 821/995 kN<br />(790/945 kN in R-7, Sputnik) || 745/941 kN
|-
| [[Spezifischer Impuls]] (Boden/Vakuum) || 2520/3080 Ns/kg<br />(2452 Ns/kg in R-7, Sputnik) || 2430/3090 Ns/kg
|-
| Ausströmgeschwindigkeit || colspan="2" | 2950 m/s
|}

== Literatur ==
* {{Literatur | Autor=Peter Stache | Titel=Sowjetische Raketen im Dienst von Wissenschaft und Verteidigung | Ort=Berlin | Verlag=Militärverlag der Deutschen Demokratischen Republik | Datum=1987 | ISBN=3-327-00302-5}}
* {{Internetquelle |url=http://www.raketenspezialisten.de/pdf/lrf1.pdf |titel=Die Deutschen und die Raketentriebwerksentwicklung in der UdSSR |abruf=2022-10-03 |autor=Olaf Przybilski |hrsg=Luft- und Raumfahrt |datum=1999 |format=PDF; 5,75 MB |kommentar=zur Entwicklungsgeschichte des RD-107 aus dem RD-100 und den Beiträgen der deutschen Spezialisten}}

== Weblinks ==
* {{Astronautix|rd-107}}
* [http://www.lpre.de/energomash/RD-107/index.htm ЖРД РД-107 и РД-108 и их модификации] (Flüssigtreibstoff-Raketentriebwerke RD-107 und RD-108 und ihre Modifikationen) (russisch)
* [http://library.voenmeh.ru/cnau/lugVBLPG0QxbqWI.pdf УСТРОЙСТВО ДВИГАТЕЛЯ РД-107] (Motorenkonstruktion RD-107) (russisch)
== Einzelnachweise ==
<references />

{{SORTIERUNG:Rd 107}}
[[Kategorie:Raumfahrt (Sowjetunion)]]
[[Kategorie:Raketentriebwerk (Raumfahrt)]]
[[Kategorie:Abkürzung|RD107]]

RD-107 - Versionsgeschichte

imported>Thomas Dresler: Klammern korrigiert