Tout (ou presque) sur Proton-PM (Perm Motors) qui fabrique les RD-191

La fonderie des pièce du moteur.

La fonderie des pièces du moteur.

Les dynasties ouvrières à Proton-PM ne sont pas rares. Les traditions et l'expérience accumulées au cours de décennies de travail créent la base de nouveaux projets dans l'entreprise. Le plus important d'entre eux est la préparation de la production en série de moteurs pour les lanceurs russes Angara.

Sur le bâtiment de l'un des ateliers Proton-PM, où sont aujourd'hui fabriquées les turbopompes, se trouve une plaque commémorative. Ici, en avril 1958, ils ont commencé à maîtriser le premier moteur de fusée à liquide.

Avant cela, Perm Plant No. 19 nommé d'après I.V. Staline, sur la base duquel une nouvelle production a été lancée, était spécialisé dans les moteurs d'avions. Les ouvriers et spécialistes acceptés dans l'atelier devaient repartir pratiquement de zéro. En août du même 1958, les premières machines ont été installées ici. L'un des "long-foies" de l'atelier est le tour vertical Bullard. Maintenant, il est présenté comme une exposition de musée aux écoliers et aux étudiants qui viennent en excursion.

Depuis plus d'un demi-siècle, de 1965 à 2019, l'usine a produit en série les moteurs du premier étage du célèbre lanceur lourd Proton. D'où le nom moderne que l'entreprise [ Proton-PermMotors] a reçu au milieu des années 1990. Au cours de toute l'histoire, le collectif de travail a créé plus de trois mille moteurs pour les Protons. Ils ont d'abord produit le RD-253, puis ils ont maîtrisé ses versions forcées - RD-275 et RD-276.

Le cœur du moteur

Aujourd'hui, Proton-PM fait partie de la structure intégrée de construction de moteurs-fusées de Roscosmos, dirigée par le fleuron de la  NPO Energomash.

Sur deux sites de production - au centre de Perm et dans le microdistrict de Novye Lyady, à une demi-heure de route de la ville - dix ateliers emploient trois mille employés. En coopération avec des collègues de la région de Moscou, les Permians participent au projet principal de la science russe des fusées - la fabrication du lanceur Angara de classes lourde [Angara-A5] et légère [Angara 1.]. L'entreprise produit des composants et des assemblages du moteur RD-191, qui est installé sur les étages inférieurs de ces missiles [URM-1, 5 sur l'A5 et 1 sur l'A-1.2].

"La décision de transférer une partie de la production de RD-191 à Proton-PM a été prise en 2015", explique le directeur de l'entreprise Ivan Krasnov . "Dans le cadre de l'augmentation de la commande de ces moteurs, il était nécessaire d'élargir la coopération avec du développeur - NPO Energomash - avec d'autres sociétés, puis de transférer la fonction de fabricant principal à l'usine en série. Dans le même temps, la portée des travaux sur le RD-276 pour les lanceurs lourds Proton a été considérablement réduite. Des capacités de production ont été libérées dans notre entreprise."

Les Permians ont réussi à lancer la production de composants moteurs clés pour l'Angara. Parmi eux se trouvent une unité de turbopompe, une unité de pompe à comburant et de suralimentation en carburant, une canalisation avec un éjecteur, un filtre et une vanne de comburant. Les produits finis sont envoyés à NPO Energomash, où sont organisés l'assemblage final et les essais du moteur grandeur nature.

Lors de la création du RD-191, la conception et les bases technologiques du moteur le plus puissant au monde RD-171 et de son dérivé RD-180 sont utilisées au maximum. Le développement du RD-191 a débuté fin 1998 chez NPO Energomash*.

Fabriqué à Perm

À la suite d'un rééquipement technique, l'atelier, à partir duquel l'histoire de l'entreprise a commencé, est désormais équipé d'équipements modernes avec contrôle de programme. Avec son aide, des régleurs et des opérateurs expérimentés produisent diverses pièces de la turbopompe - le cœur du moteur-fusée.

Le chef de l'atelier, Alexandre Fadeev, note que la tâche de maîtriser les pièces et les unités d'assemblage du moteur RD-191 et ses modifications pour la fusée Angara a nécessité de nouvelles approches de travail:
"Le programmeur, le technologue et l'ajusteur comprennent que leur tâche est non seulement de produire une pièce adaptée, mais aussi d'optimiser le processus technologique et le programme de contrôle de manière à réduire au maximum le temps machine. Grâce à cette approche, le temps de traitement du secteur collecteur RD-191 a été réduit de plus de deux fois. Et les idées efficaces sont nombreuses : depuis la deuxième année déjà, l'atelier est en tête parmi les divisions de l'entreprise en termes de nombre de propositions de rationalisation. En 2022, plus d'une vingtaine d'entre eux ont vu le jour, et encore plus d'innovations sont à l'étude."

Pour soi et pour les autres

La vie de tous les moteurs de fusée de Perm trouve son origine dans l'atelier métallurgique. Malgré la dureté de la fonderie, des femmes y travaillent aussi, par exemple dans le domaine du modelage. Les ouvriers fabriquent des modèles de moules à partir d'une masse fusible et les assemblent en blocs, en les soudant à la main. Ensuite, mettez dessus plusieurs couches de revêtement en céramique résistant à la chaleur. Une fois la masse du modèle fondue, il reste une forme creuse. Parfois, le travail demande de la force : il faut composer avec des modèles assez gros et lourds.

Ensuite, les fonderies entrent en jeu. Alekseï Lyadov est venu à la fonderie Proton sur les conseils de son oncle, également fondeur, et y travaille depuis un quart de siècle. Le processus technologique commence par la calcination du moule en céramique. Ensuite, dans certaines proportions, des morceaux de métal sont envoyés au four - les «ingrédients» de la future pièce. Au fur et à mesure qu'ils fondent, ils sont versés dans un moule.

"Dans notre atelier, ils travaillent avec divers alliages et pièces : acier, aluminium, titane pour les besoins de notre entreprise et d'autres clients - NPO Energomash, UEC-Perm Motors, Reduktor-PM, ChTZ-Uraltrak", explique Alexeï. "Compte tenu de cette diversité, il est toujours intéressant de travailler ici".

Vols les plus importants

En déléguant la production du RD-191 à Perm, NPO Energomash a cherché non seulement à réduire les coûts, mais aussi à augmenter la fiabilité du produit. Et c'est important, car à l'avenir, ces moteurs seront utilisés dans des lancements habités, où il est nécessaire d'éliminer tout risque.

«L'année dernière, nous avons commencé les préparatifs pour la production d'une version améliorée du RD-191M pour Angara-A5M (un missile conçu, entre autres, pour les lancements habités)", explique le directeur de l'entreprise Perm. "La production de cette modification devrait être concentrée à Proton-PM. Considérant que les composants et assemblages affectés à notre entreprise occupent environ 40% de l'intensité de travail de la production de RD-191, ainsi qu'un degré élevé de continuité avec le prototype, nous sommes en mesure de maîtriser la version forcée en temps opportun. Des processus techniques sont en cours de développement, des équipements sont en cours de fabrication et la base du stand est en cours de modernisation. Nous maîtrisons également des composants de moteur qui sont nouveaux pour nous."

Champion de la fiabilité

Le stand pour les essais au feu des moteurs de fusée est situé sur le site de l'entreprise dans le microdistrict de Novye Lyady. Le premier test a eu lieu ici dans la nuit du 13 au 14 octobre 1961. L'accès aux journalistes à l'intérieur du poste de tir est fermé, mais de l'extérieur on peut apprécier l'ampleur d'une structure monolithique en béton armé de 13 étages.

En 2019, le moteur RD-276 du premier étage du lanceur Proton-M a été testé pour la dernière fois dans ces installations. Au total, sa fiabilité unique de 99,8% a été confirmée 770 fois sur le stand ! Maître Andreï Gabov est devenu le chef de ce test final. Il est venu dans l'entreprise en suivant l'exemple de son père, Alexei Vasilyevich, qui, soit dit en passant, travaille toujours dans le département des systèmes de contrôle de processus automatisés. Andreï est fier du métier auquel il a consacré 27 ans : « Les testeurs de moteurs de fusée se comptent sur les doigts" !

Sur le site, non seulement le moteur assemblé est testé, mais également ses éléments. Pour cela, des petits stands ont été créés. Quarante systèmes automatisés de notre propre conception sont déjà opérationnels. Avec leur aide, les paramètres de test sont mesurés et contrôlés.

La route vers l'espace commence sur Terre

À Novye Lyady, il y a aussi un bâtiment d'approvisionnement moderne, mis en service il y a trois ans.

"Nous avons organisé un cycle complet de lancement des ébauches en production, en commençant par le contrôle d'entrée du matériau, suivi de la découpe et du traitement thermique", explique Andreï Detkine, responsable de l'atelier situé dans le bâtiment.

Dans le laboratoire de détermination des propriétés mécaniques, le grand spécialiste Konstantin Pokidkine montre comment la résistance d'un matériau est testée : il prend une barre métallique d'un diamètre de 10 mm et l'installe dans une machine d'essai électromécanique. Après une demi-minute, l'échantillon est déformé et le résultat s'affiche sur l'écran de l'ordinateur.

Au-dessus de l'entrepôt des matériaux en feuilles se trouve une grande bannière "La route vers l'espace commence sur Terre". Alexandre Krasnoperov, opérateur de configuration de la machine de découpe laser, assure qu'avec son équipement, il peut couper une pièce de contour de 12 mm d'épaisseur en une minute et demie (il faudra des heures pour faire la même chose sur une fraiseuse). Alexandre est une sorte de pionnier: il y a huit ans, il a été invité à maîtriser une nouvelle installation, puis s'est proposé d'y travailler.

"Je ne pensais même pas qu'il s'agissait d'une compétence unique, bien qu'il y ait très peu d'entreprises de Perm qui disposent d'un tel équipement", dit-il.

Le complexe de traitement thermique, situé dans le même bâtiment, est entièrement automatisé. Seules deux personnes le gèrent. Le technologue entre les paramètres de travail et la séquence des opérations dans l'ordinateur. L'opérateur de thermistance détermine dans lequel des fours la trempe et le revenu seront effectués - en fonction de l'utilisation de l'équipement.

Investissement dans l'avenir

L'espoir de la cosmonautique russe - le lanceur Angara-A5 - est actuellement au stade des essais en vol. Après leur achèvement, la production en série des lanceurs sera lancée à "PO Polyot" d'Omsk. L'entreprise fait partie du Centre Khrounichev.

Il est logique qu'à ce moment-là, il soit nécessaire de déployer la production en série de moteurs RD-191, puis de RD-191M. A cet effet un nouveau bâtiment de 44 000 m2 est en cours de construction dans le microdistrict de Novye Lyady, qui abritera les ateliers d'assemblage, d'assemblage mécanique, d'usinage et galvanique. Cela signifie qu'un cycle complet d'assemblage de moteur fermé sera organisé dans une seule installation.

Selon Ivan Krasnov, le directeur de Proton-PM, le degré de préparation de la super-structure approche déjà les 80% et sa mise en service est prévue pour 2023. Toutes ces mesures permettront de produire 40 moteurs RD-191 et RD-191M par an, ce qui est suffisant pour huit lanceurs lourds Angara.

Auteur : Natalya Lazoukova

Source: Roussky Kosmos/Roscosmos; Crédits photographiques: Proton-PM

*On peut se repérer dans les dénominations des moteurs issus du RD170 de la façon suivante: RD-170: 4 chambres de combustion, RD-180: 2 chambres (moteur divisé par deux pour le lanceur américain Atlas-5), RD-190: 1 chambre (encore une division par deux). Lors que les deux premiers numéros augmentent d'une unité, le nombre de chambres est divisé par deux. Une exception le RD-181: 1 chambre (pour le lanceur américain Antares).

Tests à Proton-PM.

Tests à Proton-PM.

Usinage.

Usinage.

Usinage.

Usinage.

Tests de résistance des materiaux.

Tests de résistance des matériaux.

Tests.

Tests.

Des éléments de fixation pour le moteur-fusée.

Des éléments de fixation pour le moteur-fusée.

Console de monitoring lors de tests.

Console de monitoring lors de tests.

Le moteur RD-191.

Le moteur RD-191.