Версия для печати

Академику Каторгину Борису Ивановичу - 90 лет!

Академик
Каторгин Борис Иванович

Борис Иванович Каторгин родился 13 октября 1934 году в г. Солнечногорске Московской области.

В 1958 году окончил с отличием Московское Высшее техническое училище им. Н.Э. Баумана (ныне — Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана) по специальности «Локомотивостроение». Далее — в НПО «Энергомаш» им. академика В.П. Глушко (первоначально — завод ОКБ-456), которому посвятил более полувека творческой работы: инженер, ведущий конструктор, начальник бригады, заместитель начальника отдела, в 1985-1990 гг. — заместитель главного конструктора по специальным генераторам, в 1990-1991 гг. — заместитель главного конструктора НПО ЭНЕРГОМАШ по научной работе. В 1991-2005гг. — генеральный директор и генеральный конструктор, с 2005 года — генеральный конструктор НПО «Энергомаш». С 2009 года руководил Научно-образовательным центром «Энергофизические системы» Московского авиационного института (Национального исследовательского университета). Сегодня — советник генерального директора АО «НПО Энергомаш» им. ак. В.П. Глушко.

Заведующий базовой Кафедрой 209Б «Физико-энергетические установки», с 2020 года — с.н.с. в НИО Кафедры «Электроэнергетические, электромеханические и биотехнические системы» МАИ им. С. Орджоникидзе.

Член-корреспондент РАН с 2000 года, академик РАН с 2003 года — Отделение энергетики, машиностроения, механики и процессов управления.

Академик Б.И. Каторгин — учёный с мировым именем, известнейший российский ученый и конструктор в области энергетики, участник и руководитель исследований и создания высокоэффективных жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) на криогенных топливах, обеспечивающих надежную работу космической системы при высоких энергетических параметрах для мирного использования космического пространства. Создатель лучших в мире жидкостных ракетных двигателей РД-180, РД-170, их рабочие характеристики которых сегодня считаются лучшими в мире. При непосредственном участии Б.И. Каторгина была заложена основа создания высокоэффективного ЖРД двигателя РД-253 для ракеты-носителя «Протон». Им теоретически и экспериментально продемонстрирована возможность использования в ракетных двигателях высокоэнергетических порошкообразных горючих. Б.И. Каторгиным внесен большой вклад внес в создание мощных непрерывных химических лазеров, разработаны основы их конструирования. Его разработки применяются в современных мощных двигателях НПО «Энергомаш», которые устойчиво работают на экологически чистом криогенном топливе.

В 1967 году защитил кандидатскую диссертацию, в 1983 году защитил докторскую диссертацию, с 1993 года — профессор.

Еще со студенческой скамьи Б.И. Каторгин увлекался изучением горения и гидродинамическими процессами, тема его диплома в МВТУ им. Н.Э. Баумана состояла в адаптировании воздушно-реактивного двигателя к тепловозу. Когда в 1958 году пришел в ОКБ-456, известному сейчас как НПО «Энергомаш» — попросился в бригаду, занимавшуюся камерой сгорания ракетных двигателей. Далее при непосредственном участии Б.И. Каторгина создавались жидкостные ракетные двигатели (ЖРД), он сам занимался разработкой схем организации рабочего процесса в двигателях, смесеобразованием компонентов горючего и ликвидацией пульсации в камере сгорания.

В конце 1950-х Б.И. Каторгин проводил расчетно-экспериментальные работы для улучшения смесеобразования в камерах сгорания двигателя РД-111, который предназначался для межконтинентальной баллистической ракеты Р-9 и затем лег в основу почти всей отечественной пилотируемой программы. Результаты работы до сих пор применяются в модифицированных двигателях РД-107 и РД-108 для ракеты «Союз», на них было совершено около двух тысяч космических полетов, включая все пилотируемые программы.

С 1961 года в НПО «Энергомаш» начали проектировать ракетный двигатель с тягой 150 тонн, ставший непревзойденным по своим характеристикам среди ракетных двигателей своего класса.

Б.И. Каторгин заложил основу создания мощных высокоэффективных жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) с форсажным дожиганием генераторного газа после турбины в основной камере сгорания. Разработал первую в мире предельно замкнутую схему мощного ракетного двигателя, включающую газификацию обоих компонентов топлива в газогенераторах — эти работы намного опередили свое время. Разработал сферический силовой контур газогенератора. Получил фундаментальные результаты по ядерным ракетным двигателям с высокой плотностью импульса. С помощью теоретических исследований и экспериментов продемонстрировал возможность использования в ракетных двигателях высокоэнергетического пылевидного топлива. Получил первые в мире опытные результаты испытаний по созданию экспериментальной гибридной энергомагистрали с использованием жидкого водорода и сверхпроводящего кабеля.

Одним из важнейших изобретений Б.И. Каторгина является то, что он обосновал теоретически и разработал конструкцию смесительного устройства в камере сгорания с антипульсационными перегородками в виде форсунок, выдвинутых в область сгорания. Именно это его изобретение, которое считают национальной гордостью, обеспечило устойчивое горение этих двух компонентов при высоких давлениях — оно внедрено сегодня в самых современных двигателях НПО «Энергомаш» РД-107, РД-108, РД-120, РД-170, РД-171, РД-180, РД-191, для ракет-носителей «Союз», «Зенит», «Энергия», «Атлас», «Ангара», что обеспечило их высокую надежность.

Количество камер сгорания разное, но сама камера на двигателях одна и та же — и это одно из главных достижений. В одной такой камере диаметром всего 380 миллиметров сгорает чуть больше 0,6 тонны топлива в секунду. Т.е. эта камера — уникальное высокотеплонапряженное оборудование со специальными поясами защиты от мощных тепловых потоков. Защита осуществляется не только за счет внешнего охлаждения стенок камеры, но и благодаря хитроумному способу «выстилания» на них пленки горючего, которое, испаряясь, охлаждает стенку. На базе этой выдающейся камеры, равной которой в мире нет, изготавливаются лучшие двигатели: РД-170 и РД-171 для «Энергии» и «Зенита», РД-191 для новой российской ракеты «Ангара». Лучшие в мире энергетические и эксплуатационные характеристики, такие как проблемы подавления высокочастотной неустойчивости горения за счет разработки антипульсационных перегородок в той же камере сгорания, во многом обеспечиваются благодаря решению группы конструкторов под руководством Б.И. Каторгина.

При непосредственном участии Б.И. Каторгина были заложены основы создания мощных ЖРД с использованием самых высокоэффективных схем организации рабочего процесса в двигателях, изучены и освоены процессы запуска и глубокого дросселирования двигателей по тяге, что позволило оптимизировать циклограммы полёта ракет. Им успешно решена проблема борьбы с высокочастотной неустойчивостью горения в ЖРД и найдено конструктивное оформление антипульсационных устройств, которые сегодня внедрены в самых современных двигателях НПО «Энергомаш», работающих на экологически чистом топливе с криогенным окислителем.

Б.И. Каторгин — разработчик и создатель первых в мире ракетных двигателей, работающих на порошкообразном гибриде бериллия с перекисью водорода и на порошкообразном алюминии с морской водой. Он использует свои научные знания в области компонентов криогенного топлива для исследовательских проектов по разработке установок криостатирования для сверхпроводящих электротехнических систем, участвует в создании систем, которые при помощи низких температур обеспечивают стабильность сверхпроводящих электротехнических схем.

Двигатели, перевернувшие мировую историю космонавтики, использовались для выведения пилотируемого Гагариным корабля на орбиту (РД-107, РД-108). Они отправили в космос первый искусственный спутник Земли, первый аппарат «Луноход-1». Сегодня каждая четвертая ракета в мире летает на российских двигателях. До сих пор эти ЖРД, основанные на разработках почти полувековой давности, считаются инновационными. Никто в мире еще не смог воссоздать двигатель с подобными рабочими характеристиками.

Жидкостные ракетные двигатели востребованы и будут востребованы еще очень долго, потому что никакая другая техника не в состоянии более надежно и экономично поднять груз с Земли и вывести его на околоземную орбиту. Они безопасны с точки зрения экологии, особенно те, что работают на жидком кислороде и керосине. Двигатели, базирующиеся на разработках сорокалетней давности, до сих пор считаются инновационными.

Научные интересы Б.И. Каторгина выходят за пределы сферы ракетной техники — он участвовал в разработке мощного непрерывного химического лазера. С 1985 года он, став зам. Главного конструктора, возглавил работы по непрерывным химическим лазерам. С 1970-х годов возглавил на новое научно-техническое направление — разработку мощных сверхзвуковых непрерывных химических лазеров с высокой выходной мощностью, выполнил теоретические и экспериментальные работы по их созданию и оптимизации. Были проведены теоретические исследования и эксперименты, получены уникальные результаты по удельному энергосъему, надежности и мощности.

Б.И. Каторгин преподаёт более 40 лет — на руководимой им Кафедре готовятся инженеры-конструкторы и исследователи ЖРД и лазеров.

В НПО «Энергомаш» хорошо знают, что под руководством Б.И. Каторгина НПО выжило в сложных экономических условиях начала 90-х, не потеряло интеллектуальный и производственный потенциал. Хотя в то время внутренние заказы были практически прекращены, предприятию еле-еле хватало денег на зарплаты. Б.И. Каторгин осознал, что нужно искать заказчика на внешнем рынке. Он попросил руководство страны выйти на международный уровень — обращался к Б.Н. Ельцину, В.С. Черномырдину.

Тогда же, в 1990-х американцы, в самом начале работы с НПО «Энергомаш», поняли, что в энергетической области советские специалисты намного опередили их и надо у них эти технологии перенимать. К примеру, наш двигатель РД-170 за один запуск за счет большего удельного импульса мог вывезти полезного груза на две тонны больше, чем их самый мощный F-1, что означало по тем временам 20 миллионов долларов выигрыша.

Под руководством Б.И. Каторгина НПО «Энергомаш» предприняло успешные действия по выходу на международный рынок, что привело в 1992 году к заключению с американской фирмой «Пратт-Уитни» «Соглашения о совместном маркетинге и лицензировании двигателей НПО «Энергомаш» на территории США». В рамках международной деятельности под руководством Б.И. Каторгина был разработан проект известного сегодня во всем мире двигателя РД-180 с криогенным окислителем, и этот проект был представлен на конкурс, объявленный в США корпорацией «Локхид-Мартин», по выбору ЖРД для ракет-носителей (РН) «Атлас III» и «Атлас V», которые 24 мая 2000 г. и 21 августа 2002 г. совершили свои первые полёты с российскими двигателями. Проект победил в конкурсе, двигатель был создан в сжатые сроки, сегодня он производится серийно, поставляется в США и успешно эксплуатируется при запусках указанных РН. Американцы хорошо заплатили за этот продукт высокоинтеллектуального труда российских специалистов. На сегодня США заказали 101 двигатель, две трети из заказанных уже использованы в успешных запусках «Атласа» при выводе спутников различного назначения. Двигатель признан американскими специалистами лучшим в мире по всем главным характеристикам: энергетическим, эксплуатационным, надежности.

Тогда американцы думали, что они начнут работать с российскими специалистами, а года через четыре возьмут наши технологии и будут сами их воспроизводить. Но прошло четыре года, они говорят: нет, надо еще восемь лет. Прошло семнадцать лет, и они ни один двигатель не воспроизвели. Им сейчас для этого только на стендовое оборудование нужны миллиарды долларов. А в «Энергомаше» есть стенды, где в барокамере можно испытывать тот же двигатель РД-170, мощность струи которого достигает 27 миллионов киловатт. Созданные десятки лет назад, наши жидкостные ракетные двигатели надолго опередили время. До сих пор не появилось альтернативной техники, которая бы с такой надежностью, экономично поднимала бы тяжелые грузы и выводила бы их на околоземную орбиту.

НПО «Энергомаш» выстояло в тяжелое для страны время за счет сделки на поставку двигателей американцам, даже получило Госпремию. До сих пор американская корпорация «Lockheed Martin» закупает их, вопреки санкциям, проводит успешные запуски. Целесообразно также упомянуть и двигатель SSME, который устанавливали на американских шаттлах — он работал на кислороде с водородом и совершил много успешных полетов. Так в непростое время российской науки время предприятие триумфально вышло на международный рынок!

Важно подчеркнуть: жидкий кислород, используемый в РД-180 в качестве окислителя, не относится к долгохранимым топливам. Поэтому такая ракета не может долго стоять на старте в заправленном состоянии. Так что сотрудничество НПО «Энергомаш» с американцами не наносит никакого ущерба обороноспособности России.

Под руководством Б.И. Каторгина в НПО «Энергомаш» был разработан ракетный двигатель РД-191 для семейства PH «Ангара», созданы модификации двигателей РД-171, РД-120, РД-253, РД-107 и РД-108 для PH «Зенит», PH «Протон» и PH «Союз», трёхкомпонентный двухрежимный двигатель, двигатели с замкнутым контуром привода турбины, двигатели, работающие на метане, лазерные системы. На базе этих наработок — двигателей РД-170, РД-171, РД-180, РД-191 — можно строить ракеты тяжелого и сверхтяжелого классов. В этом отношении у нас большое конкурентное преимущество перед другими производителями ракетно-космической техники.

Мощная научная школа специалистов в НПО «Энергомаш», созданная академиком В.П. Глушко, была продолжена и преумножена академиком Б.И. Каторгиным — она сегодня видит перспективы дальнейшего развития двигателей. Есть задачи тактические, долгосрочные: внедрение новых, более жаростойких покрытий, новых композитных материалов, уменьшение массы двигателей, повышение их надежности, упрощение схемы управления. Необходимо продолжить внедрять ряд элементов для более тщательного контроля за износом деталей и других процессов, происходящих в двигателе. НПО «Энергомаш» занимается разработкой трехкомпонентного двигателя. Такой ЖРД мог бы применяться в качестве двигателя и первой, и второй ступени.

Результат творческой работы коллектива за прошедшие годы огромен: практически все космические аппараты СССР и России запущены с помощью двигателей НПО «Энергомаш». Оснащены этими двигателями и ракеты-носители «Энергия» и «Зенит». «Зенит» участвует в международной программе плавучего космодрома «Морской старт», с которого запускаются спутники — в основном телекоммуникационные и научные. Итак, нашей стране не пришлось сбросить ни одной атомной бомбы, не пришлось доставлять на наших ракетах ни одного ядерного заряда к цели. Все военные наработки пошли в мирный космос. Благодаря космонавтике родились целые технологические кластеры: космическая навигация, телекоммуникации, спутниковое телевидение, системы зондирования. Б.И. Каторгин и весь коллектив может гордиться огромным вкладом нашей ракетно-космической техники в развитие человеческой цивилизации.

Из интервью Б.И. Каторгина: «Наши двигатели по сравнению с теми, что делает Илон Маск, по энергетическим способностям лучшие в мире. У нас особая технология. Мы научились делать очень эффективные, мощные камеры сгорания. Например, в двигателе РД-171 каждая камера создает тягу примерно в 200 тонн. Мы добились устойчивого процесса горения. Чтобы это получилось, мы применили хитрые особенности. Грубо говоря, если в центре камеры температура — 3,5 тысячи градусов, то температура самой стенки не должна превышать, например, 700 градусов Цельсия. И вот создание такой камеры, которая бы умела работать при подобных температурах: охлаждаться, а потом по несколько десятков раз испытываться без съема со стендов — это триумф российских технологий! Это было очень сложно, ведь многие специалисты, включая даже некоторых членов РАН, не верили, что можно сконструировать подобное.

Но пока мы, увы, гордимся только прошлыми успехами. Государству надо осознать, что без новых разработок оно окажется на задворках мирового рынка. В новое должно прежде всего вкладывать само государство. Затем можно для выпуска серии передавать разработку частной компании на условиях, выгодных и государству, и бизнесу. Не верю, что невозможно придумать разумные методы созидания нового — а без них о развитии и инновациях говорить бесполезно».

Б.И. Каторгин — руководитель ведущих научных школ МАИ.

Автор более 330 научных трудов, из них 5 монографий и 180 изобретений и патентов. Специалистам хорошо известны его труды, написанные индивидуально или в соавторстве: «Исследование характеристик модернизированного двигателя РД171М при его сертификационных испытаниях //Конструирование ЖРД и их агрегатов», «Перспективы создания мощных жидкостных ракетных двигателей», «Россия не может обойтись без больших проектов» и др.

Член редколлегий ряда научно-технических журналов.

Почетный доктор Научного центра «Прикладная химия», Самарского государственного аэрокосмического университета им. С.П. Королева, Московского авиационно-технологического университета, академик Российской академии естественных наук, Международной академии информатизации, Российской академии космонавтики им. К.Э. Циолковского, член Американского института аэронавтики и астронавтики.

Председатель Научного совета РАН по сверхпроводимости, член Научного совета по Программе фундаментальных исследований Президиума РАН «Экономика и социология знания», многие годы был председателем Ученого совета по защите диссертаций.

Председатель экспертной комиссии по грантам Президента по разделу «Инженерные и технические науки», председатель секции «Роскосмос» по грантам Российского фонда фундаментальных исследований, председатель Государственной аттестационной комиссии МАИ.

В 1989-1991 гг. — народный депутат СССР, член Комитета Верховного Совета СССР по законодательству, председатель Комиссии по гражданству при Президенте.

Мастер спорта по борьбе самбо, член Попечительного совета РФ «Самбо».

Заслуженный деятель науки РФ.

Награжден орденом «Знак Почёта», орденом «За заслуги перед Отечеством» III ст., медалями.

Лауреат Государственной премии РФ, трижды лауреат премии Правительства России (1996, 2012, 2016).

Ему вручены Благодарность Президента РФ, Почётная грамота Правительства РФ.

Удостоен премии им. Ф.А. Цандера РАН — за цикл работ в области ракетно-космической техники. Отмечен юбилейной медалью «300 лет Российской академии наук».

Является Почетным гражданином Московской области и города Химки.

Лауреат Международной энергетической премии «Глобальная энергия» — за цикл исследований и разработок высокоэффективных жидкостных ракетных двигателей на криогенных топливах, обеспечивающих надежную работу космической системы при высоких энергетических параметрах в целях мирного использования космоса.