Конструктивные проработки ЖРД для сверхтяжелой ракеты Н-1 начались в ОКБ-276 в 1960 г. по инициативе С.П. Королева. По результатам анализа было принято решение о применении двигателей в классе тяги 150 тс. В 1961 г. ОКБ-276 приступило к разработке ДУ сверхтяжелого носителя Н-1, состоявшей из 30 двигателей НК-15 на первой, восьми НК-15В – на второй, четырех НК-19 – на третьей, и одного НК-21 – на четвертой ступенях. По результатам ОСИ отдельных двигателей, в 1968 г. начались работы по увеличению надежности и ресурса, упрощению конструкции и удешевлению наземной отработки. Новые варианты получили обозначения НК-33, НК-43, НК-31 и НК-39 соответственно.
НК-33 и НК-43 унифицированы по камере сгорания и турбонасосному агрегату, отличаясь в основном степенью расширения сопла. Исходный НК-15, как и последующие модификации, конструктивно подобен двигателю РД-253 и выполнен по замкнутой схеме с дожиганием окислительного генераторного газа после турбины. Но благодаря ряду конструктивных особенностей самарские двигатели имеют наилучшее сочетание удельного импульса и удельной массы среди всех ЖРД на углеводородном горючем.
Серийно двигатели выпускались до апреля 1974 г. на заводе им. М.В. Фрунзе («Моторостроитель») в кооперации с рядом других куйбышевских заводов («Металлист», «Салют» и др.). Всего изготовлено более 120 серийных НК-33 и НК-43. Каждый проходил контрольно-сдаточные испытания (КСИ).
Кроме Н-1, двигатели НК-33 и НК-43 рассматривались в качестве основных ЖРД в проекте многоразовой космической системы «Подъем», разработка которой велась в первой половине 70-х гг. В 1980 г., когда НПО «Энергомаш» столкнулось с трудностями доводки РД-170, был предложен вариант применения четырех НК-33 в боковых блоках «Энергии». В начале 90-х гг. НК-33 и НК-43 привлекли внимание западных специалистов. В 1993 г. между СНТК и фирмой «Аэроджет» (США) был заключен контракт на продажу 36 НК-33 и 10 НК-43 (всего, с учетом опциона, предполагалось поставить 70 НК-33 и 18 НК-43) для использования в многоразовом носителе «Кистлер» K-1. Но проект так и не был реализован.
В настоящее время в СНТК находятся на хранении 54 двигателя НК-33, из которых 46 могут быть подготовлены к товарным поставкам, и несколько НК-43. С середины 90-х гг. прорабатываются различные проекты РН с использованием НК-33: «Ямал», «Аврора» и ряд других. Наиболее реальным считается применение ЖРД в составе РН «Союз-2-3» (НК-33, НК-33-1) и «Полет» (НК-43М, НК-33-1). С конца 90-х гг. СНТК ведет модернизацию НК-33 и НК-43 для установки на перспективных РН (оснащение карданным подвесом, форсирование тяги и применение выдвижного соплового насадка для увеличения удельного импульса на высоте. Существуют планы восстановления серийного производства НК-33 на заводе «Моторостроитель».
Основные характеристики ЖРД разработки СНТК им. Н.Д. Кузнецова НК-33 НК-33-1 НК-43 Схема замкнутая Компоненты топлива ЖК + РГ-1 Тяга двигателя, тс: - на земле 154 185 - в вакууме 171,48 202,6 179,2 Удельный импульс, с: - на земле 297,23 304,9 - в вакууме 331 333,9 346 Давление в камере, атм 150 175 150 Масса двигателя, кг: - сухого 1247 1396 - залитого 1393 1715 1483Двигатели РКК «Энергия»
Уникальной особенностью советской (а позднее российской) ракетно-космической промышленности является разработка ряда ЖРД не профильными двигателестроительными предприятиями, а КБ, основной род деятельности которых – проектирование ракет и космических аппаратов. Это обстоятельство было вызвано рядом причин. Например, создание двигательного подразделения в ОКБ-1 было обусловлено отказом В.П. Глушко от разработки рулевых камер в составе РД-107 и РД-108 для ракеты Р-7. Работа была выполнена силами ОКБ-1 под руководством М.В. Мельникова, который и возглавил двигательный отдел ОКБ-1. Позднее это подразделение совместно с КБХА разработало двигатель РД-0105, а затем, уже самостоятельно, и ряд других.
Прототип РД-58М был разработан в ОКБ-1 в 1959-1962 г. на базе стендовых образцов двигателя 11Д33 замкнутой схемы, предназначенного для установки на четвертую ступень РН «Молния». Это был первый в мире и одновременно первый отечественный кислородно-керосиновый двигатель с дожиганием отработанного турбогаза в основной камере сгорания. Кроме того, впервые отечественный ЖРД должен был запускаться в условиях орбитального полета ракетной ступени.